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CN103072574A - 防撞系统及其操作方法 - Google Patents

防撞系统及其操作方法 Download PDF

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CN103072574A
CN103072574A CN2012104163530A CN201210416353A CN103072574A CN 103072574 A CN103072574 A CN 103072574A CN 2012104163530 A CN2012104163530 A CN 2012104163530A CN 201210416353 A CN201210416353 A CN 201210416353A CN 103072574 A CN103072574 A CN 103072574A
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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Abstract

本发明涉及防撞系统及其操作方法。可用来通过在检测到即将发生的撞车时投入自主制动而防止、避免和/或缓解主车辆和目标车辆之间的碰撞的防撞系统和方法。与只能够根据预定的静态制动命令自主制动的其它方法不同，本发明的方法可在整个自主制动事件中使用动态制动命令，使得主车辆的减速度能连续调节，以便停止在离目标车辆合理距离处。根据一个示例，防撞系统在自主制动事件期间保持主车辆和目标车辆之间的相对距离(Δd)和/或相对速度(Δv)。

Description

防撞系统及其操作方法
技术领域
本发明大体上涉及车辆系统，并且更具体而言，涉及在没有驾驶员干预下自动接合车辆制动器以便避免和/或缓解碰撞的防撞系统。
背景技术
目前的一些车辆系统在检测到即将发生的碰撞时投入自动或自主制动(即，没有驾驶员干预)，使得可以避免撞击或将其严重性最小化。然而，如果车辆系统根据恒定的预定制动器设置自动接合制动器，则其可能导致其中车辆在远未撞到前方目标车辆时停车的过度保守的制动事件或车辆减速至比目标车辆慢得多的速度。在任一种情况下，车辆系统的过度保守的自动响应都可能是不期望的，因为它可能潜在地使车辆遭受尾随车辆的追尾碰撞或遭遇某些其它不期望的情况。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种用于与安装在主车辆上的防撞系统一起使用的方法。该方法可包括下列步骤：(a)接收来自安装在主车辆上的目标传感器的目标读数；(b)使用目标读数来确定主车辆是否可能与目标车辆碰撞；以及(c)如果主车辆可能与目标车辆碰撞，则投入自主制动事件，这包括在整个自主制动事件中调节或修改动态制动命令。
根据另一个实施例，提供了一种用于与安装在主车辆上的防撞系统一起使用的方法。该方法可包括下列步骤：(a)接收来自安装在主车辆上的目标传感器的目标读数；(b)使用目标读数来确定避撞减速度值(aAVOID)，该值通常表示防止主车辆与目标车辆之间的碰撞所需的减速度；以及(c)使用避撞减速度值(aAVOID)来生成动态制动命令，该命令在整个自主制动事件中调节或修改主车辆的减速度。
根据另一个实施例，提供了一种安装在主车辆上的防撞系统。该系统可包括：目标传感器、一个或多个制动装置、以及联接到目标传感器和(多个)制动装置的控制模块。控制模块可被构造成向(多个)制动装置提供动态命令信号，以便在整个自主制动事件中调节或修改主车辆的减速度。
本发明提供下列技术方案。
技术方案1. 一种用于与安装在主车辆上的防撞系统一起使用的方法，所述方法包括下列步骤：
（a）接收来自安装在所述主车辆上的目标传感器的目标读数；
（b）使用所述目标读数来确定所述主车辆是否可能与目标车辆碰撞；以及
（c）如果所述主车辆可能与所述目标车辆碰撞，则投入自主制动事件，包括在整个所述自主制动事件中调节或修改动态制动命令。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收来自所述目标传感器的目标车辆加速度值(aTAR)、相对速度读数(Δv)和相对距离读数(Δd)；并且步骤(b)还包括使用所述目标车辆加速度值(aTAR)、所述相对速度读数(Δv)和所述相对距离读数(Δd)来确定所述主车辆是否可能与所述目标车辆碰撞。
技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其中，步骤(c)还包括确定通常表示为防止所述主车辆和目标车辆之间的碰撞而需要的减速度的避撞减速度值(aAVOID)。
技术方案4. 根据技术方案3所述的方法，其中，步骤(c)还包括比较所述主车辆和目标车辆之间的相对距离(Δd)与最小防撞距离(dMINAVOID)，并且当所述相对距离(Δd)小于所述最小防撞距离(dMINAVOID)时将所述避撞减速度值(aAVOID)设为最大制动能力。
技术方案5. 根据技术方案3所述的方法，其中，步骤(c)还包括用包括项(vHOST - vTAR)的公式来确定所述避撞减速度值(aAVOID)，所述项(vHOST - vTAR)与所述主车辆和目标车辆的速度之间的差值有关。
技术方案6. 根据技术方案5所述的方法，其中，步骤(c)还包括用包括项((vHOST- vTAR) + K)2和校正值K的公式来确定所述避撞减速度值(aAVOID)，所述项((vHOST- vTAR) + K)2与所述主车辆和目标车辆的速度之间的差值有关，所述校正值K考虑了车辆制动器不能瞬间制动的情况。
技术方案7. 根据技术方案3所述的方法，其中，步骤(c)还包括用包括项(Δd - dSTOPPING)的公式来确定所述避撞减速度值(aAVOID)，所述项(Δd - dSTOPPING)与所述主车辆和目标车辆之间的相对距离与所需停车距离之间的差值有关。
技术方案8. 根据技术方案3所述的方法，其中，步骤(c)还包括用下列公式确定所述避撞减速度值(aAVOID)：
aAVOID = ((vHOST- vTAR) + K)2 / 2(Δd - dSTOPPING)
其中，vHOST为主车辆速度，vTAR为目标车辆速度，K为校正系数，Δd为所述主车辆和目标车辆之间的相对距离，并且dSTOPPING为所需停车距离。
技术方案9. 根据技术方案3所述的方法，其中，步骤(c)还包括当所述避撞减速度值(aAVOID)为表示实际加速的正数时将所述避撞减速度值(aAVOID)设为零。
技术方案10. 根据技术方案3所述的方法，其中，步骤(c)还包括比较所述避撞减速度值(aAVOID)与阈值(aTHRESH)，并且在所述避撞减速度值(aAVOID)是比所述阈值(aTHRESH)更急剧的减速度时将所述避撞减速度值(aAVOID)设为最大制动能力。
技术方案11. 根据技术方案3所述的方法，其中，步骤(c)还包括使用所述避撞减速度值(aAVOID)来确定所述主车辆是否应投入所述自主制动事件。
技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，其中，步骤(c)还包括比较所述避撞减速度值(aAVOID)与阈值，并且在所述避撞减速度值(aAVOID)是比所述阈值更急剧的减速度时投入所述自主制动事件。
技术方案13. 根据技术方案1所述的方法，其中，步骤(c)还包括发送动态制动命令至一个或多个制动装置，使得所述主车辆在整个所述自主制动事件中根据不同的减速度而减速。
技术方案14. 根据技术方案1所述的方法，其中，步骤(c)还包括发送动态制动命令至一个或多个制动装置，使得所述主车辆在所述自主制动事件的至少一部分中保持所述主车辆和目标车辆之间的相对距离(Δd)和/或相对速度(Δv)。
技术方案15. 根据技术方案1所述的方法，其中，步骤(c)还包括在所述主车辆和目标车辆之间的相对距离(Δd)或相对速度(Δv)表明不再需要所述自主制动事件时取消所述自主制动事件。
技术方案16. 一种用于与安装在主车辆上的防撞系统一起使用的方法，所述方法包括下列步骤：
（a）接收来自安装在所述主车辆上的目标传感器的目标读数；
（b）使用所述目标读数来确定通常表示为防止所述主车辆和目标车辆之间的碰撞而需要的减速度的避撞减速度值(aAVOID)；以及
（c）使用所述避撞减速度值(aAVOID)来产生动态制动命令，所述动态制动命令在整个自主制动事件中调节或修改所述主车辆的减速度。
技术方案17. 一种安装在主车辆上的防撞系统，包括：
目标传感器，所述目标传感器被构造成提供目标读数；
一个或多个制动装置，所述一个或多个制动装置被构造成接收命令信号并相应地使所述主车辆减速；以及
控制模块，所述控制模块联接到所述目标传感器以用于接收所述目标读数且联接到所述制动装置以用于提供所述命令信号，其中，所述控制模块被构造成向所述制动装置提供动态命令信号，使得所述主车辆的减速度在整个自主制动事件中被调节或修改。
附图说明
下面将结合附图描述优选的示例性实施例，在附图中，相同的标号表示相同的元件，并且其中：
图1是示出具有示例性防撞系统的主车辆和目标车辆的示意图；
图2是示出用于与诸如图1所示系统的防撞系统一起使用的示例性方法的流程图；以及
图3是示出用于确定避撞减速度值的示例性步骤的流程图，该步骤可以是图2所示示例性方法的一部分。
具体实施方式
本文所述防撞系统和方法可用来通过在检测到即将发生的撞车时投入自主制动而防止、避免和/或缓解主车辆和目标车辆之间的碰撞。与只能够根据预定静态制动命令自主制动的其它方法不同，本方法使用动态制动命令，该命令可以在自主制动事件期间调节或修改，以便考虑变化的条件(例如，异常高的路面摩擦或制动器性能、前方车辆或目标车辆的突然加速，等等)。这又可以防止主车辆在远未撞到目标车辆时停车或减速至比目标车辆明显更慢的速度；任一种情况都可能潜在地导致主车辆遭受尾随车辆的追尾碰撞或遭遇某些其它不期望的情况。
参照图1，示出了示例性防撞系统10的一般示意图，该系统安装在主车辆12上并可用来避免或最小化与目标车辆14的碰撞。应当理解，本发明的系统和方法可用于任何类型的车辆，包括传统车辆、混合动力车辆(HEV)、增程式电动车(EREV)、纯电动车(BEV)、摩托车、客车、运动型多功能车(SUV)、跨界车、卡车、厢式货车、公共汽车、旅行车(RV)等。这些仅仅是可能的应用中的一些，因为本文所述系统和方法不限于图1-3所示示例性实施例，并且可通过多种不同方式实现。根据一个示例，防撞系统10包括车辆传感器20-26、目标传感器30-32、控制模块40以及一个或多个制动装置50-56。
任何数量的不同传感器、装置、模块和/或系统可为防撞系统10提供可由本发明的方法使用的信息或输入。这些装置包括例如图1所示示例性传感器以及本领域已知但此处未示出的其它传感器。应当理解，车辆传感器20-26、目标传感器30-32以及由防撞系统10使用的任何其它传感器可具体化在硬件、软件、固件或它们的一些组合中。这些传感器可以直接感测或测量其提供用于的条件，或者它们可以基于由其它传感器、装置、模块、系统等提供的信息而间接地评估这样的条件。此外，这些传感器可以直接联接到控制模块40、经由其它电子装置(例如，车辆通信总线、网络等)间接联接到控制模块或根据本领域已知的一些其它布置联接。这些传感器可以集成在另一车辆装置、模块、系统等内(例如，集成在发动机控制模块(ECM)、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定控制(ESC)系统、防抱死制动系统(ABS)等内的传感器)，它们可以是独立式部件(如图1中示意性地示出的)，或者它们可以根据一些其它布置提供。下文描述的各种传感器读数中任一种也可能由车辆12中的某些其它装置、模块、系统等提供，而不是直接由实际传感器元件提供。在某些情况下，可采用多个传感器来感测单个参数(例如，以便提供冗余度、安全性等)。应当理解，上述情形仅代表一些可能，因为防撞系统10可以使用任何类型的合适传感器布置。该系统不限于任何特定传感器或传感器布置。
车辆传感器20-26可为防撞系统10提供能被本发明的方法使用的多种车辆读数和/或其它信息。在一个实施例中，车辆传感器20-26产生表示主车辆12的位置、速度和/或加速度的车辆读数。这样的读数的一些示例包括主车辆速度读数(vHOST)和主车辆加速度读数(aHOST)。车辆传感器20-26可使用多种不同的传感器和感测技术，包括使用旋转轮速度、地面速度、加速踏板位置、变速杆选择、加速计、发动机速度、发动机输出、以及节流阀位置等的那些。在图1所示示例中，各个轮速传感器20-26联接到主车辆的四个车轮中的每一个并且单独地报告四个车轮的旋转速度。技术人员将理解，这些传感器可根据光学、电磁学或其它技术操作，并且可从这些传感器的输出导出或计算其它车辆读数，例如车辆加速度。在另一个实施例中，车辆传感器20-26通过将雷达、激光和/或其它信号指向地面并分析反射的信号或通过使用来自全球定位系统(GPS)的反馈而确定相对于地面的车辆速度。如上所述，车辆传感器20-26可以是诸如防抱死制动系统(ABS)的某些其它装置、模块、系统等的一部分。
目标传感器30-32为防撞系统10提供能被本发明的方法使用的多种目标读数和/或其它信息。在一个示例中，目标传感器30-32产生表示目标车辆14的位置、速度和/或加速度的目标读数。这些读数可以是本质上绝对的(例如，目标车辆速度读数(vTAR)或目标车辆加速度读数(aTAR))，或者它们可以是本质上相对的(例如，相对速度读数(Δv)，其为目标车辆速度和主车辆速度之间的差值；或相对加速度读数(Δa)，其为目标车辆加速度和主车辆加速度之间的差值)。根据一个示例，目标传感器30为防撞系统10提供下列输入：相对速度读数(Δv)；目标车辆实际加速度读数(aTAR)；和相对距离读数(Δd)，其为目标车辆和主车辆之间的路程或距离。每个目标传感器30、32可以是单个传感器或传感器的组合，并且可包括光探测和测距(LIDAR)装置、无线电探测和测距(RADAR)装置、视频装置(例如，摄像机等)、车车间通信装置、或它们的组合。根据一个示例性实施例，目标传感器30包括前视远距离RADAR或LIDAR装置，其安装在车辆前部，例如前保险杠处或车辆格栅之后，并且目标传感器32包括后视RADAR或LIDAR装置，其安装在车辆后部，例如在后保险杠处或后窗中。摄像机或其它视觉装置可结合这样的传感器使用。防撞系统10有可能仅包括前部或前视目标传感器30，使得系统仅为前预防系统，而不是前后预防系统。防撞系统10不限于任何特定类型的传感器或传感器布置、用于收集或处理传感器读数的具体技术、或用于提供传感器读数的特定方法，因为本文所述实施例仅仅用来举例说明。
控制模块40可包括任意多种电子处理装置、存储装置、输入/输出(I/O)装置、和/或其它已知部件，并且可执行各种与控制和/或通信有关的功能。在一个示例性实施例中，控制模块40包括电子存储装置42，其存储各种传感器读数(例如，来自传感器20-26和30-32的车辆读数和目标读数)、查找表或其它数据结构、算法(例如，下文所述算法)等。存储装置42也可存储与车辆12有关的相关特性和背景信息，例如，与停车距离、减速度极限、温度极限、湿度或降水量极限、驾驶习惯或其它驾驶员行为数据等有关的信息。控制模块40也可包括电子处理装置44(例如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)，其执行存储在存储装置42中的用于软件、固件、程序、算法、脚本等的指令，并可管理本文所述过程和方法。控制模块40可通过合适的车辆通信电连接到其它车辆装置、模块和系统，并且能在需要时与它们交互。当然，这些仅仅是控制模块40的一些可能的布置、功能和能力，因为也可以使用其它实施例。
根据特定实施例，控制模块40可以是独立式车辆电子模块(例如，对象检测控制器、安全控制器等)，它可以并入或包括在另一车辆电子模块(例如，包括目标传感器、泊车辅助控制模块、电子制动控制模块(EBCM)等的单元内的一体化控制器)内，或者它可以是较大的网络或系统(例如，主动安全系统、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定控制(ESC)系统、防抱死制动系统(ABS)、驾驶员辅助系统、自适应巡航控制系统、车道偏离报警系统等)的一部分，等等。控制模块40不限于任何一个特定实施例或布置。
制动装置50-56可以是任何合适的车辆制动系统的一部分，包括与盘式制动器、鼓式制动器、电液制动、电子机械制动、再生制动、线控制动等相关联的系统。在一个示例性实施例中，制动装置50-56为盘式制动器并且通常都包括制动盘、卡钳、活塞和刹车片(未示出)，并且可以是电液制动(EHB)系统的一部分。如技术人员所知道的，轮胎车轮组件(未示出)用若干凸缘螺母附连到轮毂，使得轮胎、车轮、轮毂和制动盘全部能一起旋转。制动卡钳横跨制动盘并承载制动活塞，使得在制动事件期间可由刹车片将压缩和摩擦制动力施加到制动盘的相对侧上。摩擦制动力减慢制动盘的旋转和因此轮胎车轮组件以及最终车辆的旋转。用于不同车轮或角部中的每一个的制动活塞可以：全部一致地控制、逐个车轮地控制、分组控制(例如，前轮与后轮分开控制)、或根据某些其它已知方法控制。同样，应当理解，对于制动装置50-56的前面的描述仅为了说明目的而提供。本文所述方法可与许多不同制动装置一起使用，包括可见于电子机械制动系统(EMB)或其它线控制动系统中的那些制动装置。例如，制动装置50-56可以用其它合适的部件代替，例如，具有电动卡钳(e-caliper)的电子机械制动器、鼓式制动器和使用再生制动的混合动力车辆制动器。
在一个实施例中，控制模块40产生用来控制制动装置50-56的一个或多个制动命令。例如，控制模块40可产生制动命令，该命令被提供至液压单元并用来控制一个或多个致动器，例如增压阀、隔离阀和/或倾泄阀。这些阀门可以控制通往前轮和/或后轮的液压管线中的流体压力。通过控制液压管线中的流体压力，控制模块40能够控制制动力和最终地控制由盘式制动装置50-56施加的制动扭矩。制动装置50-56的其它示例和实施当然也是可能的。
现在转到图2，示出了示例性方法100，该方法可与防撞系统10一起用来检测即将发生的碰撞并投入自主制动事件，以便避免或最小化这样的碰撞的影响。根据一个示例性实施例，方法100使用来自一个或多个车辆传感器和/或目标传感器的读数以产生动态制动命令，该命令在整个自主制动事件中自动控制制动装置，使得相对距离(Δd)、相对速度(Δv)和/或某些其它制动参数可被控制。该方法或其至少一部分可以在没有驾驶员的干预下自动或自主进行。
从步骤102开始，该方法接收来自车辆传感器20-26的车辆读数和来自目标传感器30-32的目标读数并可以多种方式这样做。例如，控制模块40可接收和/或导出来自车辆传感器20-26的主车辆速度读数(vHOST)，以及来自目标传感器30的目标车辆加速度值(aTAR)、相对速度读数(Δv)和相对距离读数或路程(Δd)。车辆读数和/或目标读数也可能由位于主车辆12周围的其它控制器、装置、模块和/或系统来提供。以两种可能为例，这些读数可以揭示影响主车辆和目标车辆的当前条件，并且它们可以由同样位于传感器处的控制器或由控制模块40计算或以其它方式处理。根据一个示例，步骤102定期(例如，每隔大约40ms)收集来自RADAR、LIDAR和/或摄像装置的目标读数。
接着，步骤104确定主车辆是否将要与目标车辆碰撞。如果来自目标传感器30的目标读数表明主车辆12前方没有目标车辆14或者不可能碰撞，则该方法只是返回步骤102以继续监测，因为目前没必要投入自主制动事件。然而，如果在主车辆12前方检测到目标车辆14并且根据它们的当前路径或轨迹在主车辆和目标车辆之间的碰撞是可能的或预料之中的，则该方法进行到步骤112，使得能够评价和潜在地发展合适的制动响应。仅仅因为两车辆之间的碰撞目前是可能的并不意味着该方法将自动投入自主制动事件。如果例如存在足够的停车距离能让主车辆的驾驶员避免碰撞，则可能优选的是制止自主制动并给驾驶员手动避免碰撞的机会。随后将在步骤112中阐述诸如此类的考虑，图3更详细地示出了该步骤的示例性实施例。技术人员将理解，可以在步骤104中采用许多合适的技术来确定主车辆和目标车辆之间或与某些障碍物的碰撞是否是可能的，因为本发明的方法不限于任何特定技术。例如，这里可以采用本受让人拥有的美国专利申请No. 11/620,752和No. 12/248,086中公开的技术，这些申请的全部内容以引用方式并入本文中。
步骤112根据当前操作条件确定避撞减速度值(aAVOID)，该值通常表示防止主车辆和目标车辆之间的碰撞所需的减速度。避撞减速度值(aAVOID)可以随后被该方法用来确定是否应投入自主制动事件以及投入时间，如下文将说明的。(aAVOID)的负值对应于车辆减速度且典型地预计在该方法确定有可能碰撞的情况下出现。参照图3，示出了用于确定避撞减速度值(aAVOID)的步骤112的可能的多步骤实施例的更详细的说明。
从步骤114开始，该方法比较主车辆和目标车辆之间的相对距离(Δd)(即，由目标传感器30提供的当前相对距离)与最小防撞距离(dMINAVOID)，该值通常表示为避免在当前操作条件下碰撞而需要的最小距离量。最小防撞距离(dMINAVOID)可基于多种因素而变化，例如，当前路面条件(例如，铺面道路、砾石路、鹅卵石路等)、天气条件(例如，结冰、有雪、潮湿的道路条件)、车速、车辆加速度等，并且可以根据多种已知技术中任一种来计算。如果车辆之间的当前路程或距离(Δd)已经小于最小防撞距离(dMINAVOID)，则步骤116将避撞减速度值(aAVOID)设为对应于车辆的某些最大制动能力的量。换言之，如果主车辆正快速接近目标车辆，并且两辆车已经非常靠近彼此，以至于主车辆似乎将不能避免与目标车辆相撞，则该方法将避撞减速度值设为其最高容许设定值。如果车辆之间的当前距离(Δd)大于最小防撞距离(dMINAVOID)，则目前看起来存在足够的停车距离，并且该方法进行到步骤120，使得可以确定定制或自定义的避撞减速度值(aAVOID)。
当前方法和其它方法之间一种可能的区别是，当前方法在整个自主制动事件中使用动态制动命令，以便主动控制或操纵制动，使得可以实现或保持某些条件，例如所需停车距离(dSTOPPING)。所需停车距离(dSTOPPING)通常对应于该方法试图在自主制动事件期间或结尾处实现的主车辆和目标车辆之间的所需或理想停车距离。这不同于仅仅使用用于自主制动的预定的静态制动命令，因为这样的命令不能在条件变化时根据条件而调节。
应当理解，最小防撞距离(dMINAVOID)和/或所需停车距离(dSTOPPING)可以多种方式确定。例如，控制模块40可保持一个或多个查找表或其它数据结构，该数据结构使用车辆读数和/或目标读数作为输入(例如，主车辆速度(vHOST)或加速度(aHOST)、目标车辆速度(vTAR)或加速度(aTAR)、相对速度(Δv)或加速度(Δa)等)并提供最小防撞距离(dMINAVOID)和/或所需停车距离(dSTOPPING)作为输出。这样的数据结构也可考虑其它条件，例如涉及当前道路条件、天气条件、主车辆制动系统的性能或能力等的那些条件。在不同的实施例中，该方法采用算法来确定最小防撞距离(dMINAVOID)和/或所需停车距离(dSTOPPING)，而不是使用查找表等。这些和其它合适的技术可用来确定这样的距离，包括美国专利申请No. 13/032,694中公开的示例性技术，该申请为本受让人拥有，并且其内容以引用方式并入本文中。
步骤120计算主车辆的避撞减速度值(aAVOID)并可使用下列公式来计算：
aAVOID = ((vHOST- vTAR) + K)2 / 2(Δd - dSTOPPING)
项vHOST为主车辆速度，vTAR为目标车辆速度，K为考虑了车辆制动器不能瞬间制动的情况时的校正系数，Δd为主车辆和目标车辆之间的相对距离或路程，并且dSTOPPING为所需停车距离，如上所述。项(vHOST- vTAR)也被称为距离变化率(Δv)，因为其与两车辆的速度之间的差值有关。技术人员将理解，K可随所需减速度、主车辆的现有加速度(aHOST)和/或主车辆制动系统的响应能力或其它特性等而变化。校正系数K可具有与以上讨论的距离变化率相同的单位(例如，km/hr、miles/hr、m/sec等)并可通过用测试期间收集的经验数据填充的一个或多个查找表或其它数据结构来确定，或者可以在数学上或在算法上或以其它方式确定。根据以上示例，公式中的分子单位为(距离/时间)2，并且分母的单位为距离，这导致对应于加速度或减速度的以(距离/时间2)为单位的避撞减速度值(aAVOID)。示例性避撞减速度值(aAVOID)的非限制性范围为0-12m/s2，因为该方法可使主车辆停止或达到非常慢的速度，例如0-20km/hr；也可以实现该潜在范围以外的值。
步骤122接着比较新计算的避撞减速度值(aAVOID)与阈值(aTHRESH)。如上所述，负(aAVOID)值对应于减速度，并且正(aAVOID)值对应于加速度，因此在下面的描述中，如果(aAVOID)值小于阈值(aTHRESH)，则(aAVOID)值表示更大或更急剧的减速度，反之亦然。根据图3所示示例性实施例，如果避撞减速度值(aAVOID)大于阈值(aTHRESH)(即，如果计算的(aAVOID)涉及不如(aTHRESH)急剧的减速度)，则步骤124可以将aAVOID设为以上计算的值(即，使其保持不变)。另一方面，如果避撞减速度值(aAVOID)小于阈值(aTHRESH) (即，如果(aAVOID)涉及比(aTHRESH)更急剧的减速度)，则该方法可进行到步骤116，使得可将避撞减速度值(aAVOID)设为最大制动能力。该步骤中所用阈值(aTHRESH)为可校准的，并且可通过方法、操作者或某些其它源而自动更改。
步骤122可考虑除了上述这些之外的多个其它标准。例如，可以让步骤122中的比较具有时间分量，使得该步骤确定在给定时间内避撞减速度值(aAVOID)是否已大于阈值(aTHRESH)。该特征可避免本来可能失去该方法的结果的临时或瞬间情景。在另一示例中，步骤122可确定避撞减速度值(aAVOID)是否大于零，并如果是这样，则该方法可以将(aAVOID)设为零或某些其它标称值，因为目标车辆可能正驶离主车辆，使得主车辆没必要减速。技术人员将理解，让主车辆实际上以自主制动模式加速可能是不可取的，这也是将(aAVOID)设为零而不是正数的原因，正数将对应于实际的加速。
此时，已确定了避撞减速度值(aAVOID)，并且该方法的描述将返回到图2。步骤144可使用避撞减速度值(aAVOID)来确定主车辆是否应投入自主制动事件，并且可通过多种方式来确定。本领域的技术人员将理解，存在可能影响这种确定的许多因素，并且此处可以使用任意数量的这类因素。如本文所用，术语“自主制动事件”广义地包括在没有驾驶员干预下由主车辆自动采取的任何制动事件或动作，以避免和/或缓解与目标车辆的碰撞。在一个实施例中，步骤144比较此前计算的避撞减速度值(aAVOID)与某些阈值，以便确定是否应启动自主制动。如果(aAVOID)需要比阈值更急剧的减速度(在以上示例中，这对应于更负的值)，则应投入自主制动事件。也可由步骤144考虑的其它因素包括要撞击的预计时间或距离，驾驶员的行为特性(例如，驾驶员是否小心)、天气条件(例如，车辆是否在潮湿、有雪或结冰的道路上)、道路条件和特征(例如，车辆是否正接近急转弯或道路中的物体)、车辆读数(例如，主车辆是否已经制动或涉及明显的转弯)、目标读数等。根据步骤144的结果，该方法可重置计数器并在其确定自主制动事件目前不适合时结束或重新开始，或者该方法可以进行到步骤148。
在该方法实际上发送用于自主制动事件的动态制动命令之前，步骤148可评价计数器或其它变量。也可以将这种检查绑定或以其它方式包括在步骤112和/或144内，使得在决定自主制动是否合适时将计数器考虑在内。这样做时，该方法确定是否是第一次做出对自主制动的请求(计数器=0)或者在若干迭代或循环中是否存在支持自主制动的条件。这样的检查可以减小引发自主制动事件的传感器错误或传感器噪音的可能性，如果不必要地实现，自主制动事件当然会向驾驶员发出报警。如果计数器值大于零，则该方法进行到步骤152；否则，方法100进行到步骤156。当然，也可以使用除零之外的计数器阈值(例如，2、5、10、25等)。
在步骤152中，该方法检查是否存在可能使自主制动事件在当前情况下不可取或不适当的任何其它条件。在某种程度上，该步骤可充当在启动闭环自主制动事件之前的最终检查。可能妨碍投入自主制动的条件中的一些可能的示例包括：目标车辆14的行为(例如，目标车辆是否改变车道或突然加速，使得碰撞不太可能)、主车辆12的行为(例如，驾驶员是否已制动或采取规避动作)、或主车辆的制动性能(例如，主车辆是否制动和/或路面是否比预料的更“易抓附”或反应灵敏)，等等。如果存在妨碍或不利于自主制动事件的投入的一个或多个条件，则该方法可在步骤164中重置计数器值，并且终止或重新开始继续监测。然而，如果不存在阻止主车辆12投入自主制动的其它条件，则步骤168可产生和/或发送用于自主制动事件的合适的命令信号。
步骤168可使用多种不同的技术以启动、保持和/或以其它方式投入自主制动事件。在一种情况下，控制模块40产生并发送一个或多个动态制动命令信号至制动装置50，使得主车辆根据以上确定的避撞减速度值(aAVOID)而减速。每当该方法循环经过另一次迭代(例如，每隔大约20-80ms)时，避撞减速度值(aAVOID)可以根据步骤120中提供的公式而作一定程度地修改或调节；这又使得方法能够在整个事件中操控自主制动，而不是仅仅根据静态和预定的减速度使车辆制动，该预定减速度可能过于保守或不够保守。如果在下一迭代期间步骤114或118确定条件已变化并且准许达到且包括车辆的最大制动能力的制动，则可以进行这样的改变。
根据一个实施例，方法100试图保持主车辆12和目标车辆14之间的某个相对距离(Δd)和/或相对速度(Δv)。这可能需要例如监测各种车辆读数和/或目标读数并上下调节避撞减速度值(aAVOID)和因此动态制动命令，使得在两车辆之间保持某个相对距离(Δd)和/或相对速度(Δv)。只要合适，或者只要需要自主制动事件，就可以继续监测和调节制动命令的这一动态过程。如果在某个点处，主车辆和目标车辆之间的相对距离(Δd)或相对速度(Δv)足够大，使得不再需要自主制动，则该方法可以逐渐斜坡下降制动命令或者取消自主制动事件，使得驾驶员能够手动接管。其它特征和选项当然是可用的。
返回步骤148，如果计数器值等于零(或任何其它合适的阈值，因为该步骤不限于零阈值)，则该方法进行到步骤156以观察是否存在可能支持自主制动事件的尚未考虑的任何条件。在某种程度上，步骤156与步骤152类似，但代替寻找妨碍自主制动的条件，该步骤寻找支持自主制动的因素。考虑目标车辆14比主车辆12快得多地减速使得相对速度读数(Δv)快速增加的示例，这暗示了增加的相对加速度(Δa)。方法100可以确定与其等待一次或多次迭代以便计数器能达到其阈值，还不如现在启动自主制动。步骤156当然也可以考虑诸如目标车辆行为的其它条件或因素。如果步骤156确定自主制动事件是所需的或准许的，则该方法可以进行到步骤168以投入自主制动事件，如上文已说明的那样。否则，步骤160递增计数器值并且方法继续。
如果方法100确定不再需要投入自主制动，则可以在步骤序列内的任何点处停止或终止该方法。例如，如果目标车辆开始加速或驶离主车辆，则该方法可以自动检测这种情况并取消目前正进行的任何自主制动事件。可以采用其它相关特征，例如要求在一段时间或多个循环内持续降低自主制动条件，使得瞬间变化不会意外地取消任何本来合适的自主制动事件。
应当理解，以上描述不是对本发明的限定，而是对本发明的一个或多个优选示例性实施例的描述。本发明不限于本文所公开的(多个)特定实施例，而是仅由下面的权利要求限定。而且，包含在以上描述中的陈述与特定实施例有关且不应理解为限制本发明的范围或权利要求中使用的术语的定义，除非上文明确地定义了术语或短语。各种其它实施例和对本文所公开的(多个)实施例的各种变化和修改对于本领域的技术人员将变得显而易见。例如，步骤的具体组合和顺序仅为一种可能，因为本发明的方法可包括具有比此处所示更少、更多或不同的步骤的步骤组合。该方法也可以控制防撞系统10，以便躲过道路中的物体(例如，落下的树枝、碎屑等)，而不是目标车辆。所有这样的其它实施例、变化和修改均意图落在所附权利要求的范围内。
如在本说明书和权利要求中所用，术语“例如”、“如”、“诸如”和“类似”以及动词“包括”、“具有”、“含有”和它们的其它动词形式，当与一个或多个部件或其它项目的罗列结合使用时，各自应理解为开放式的，这意味着该罗列不应看作是排除其它、额外的部件或项目。其它术语将使用其最广义的合理含义来理解，除非它们在要求不同解释的背景上使用。

Claims (10)

1.一种用于与安装在主车辆上的防撞系统一起使用的方法，所述方法包括下列步骤：
（a）接收来自安装在所述主车辆上的目标传感器的目标读数；
（b）使用所述目标读数来确定所述主车辆是否可能与目标车辆碰撞；以及
（c）如果所述主车辆可能与所述目标车辆碰撞，则投入自主制动事件，包括在整个所述自主制动事件中调节或修改动态制动命令。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)还包括接收来自所述目标传感器的目标车辆加速度值(aTAR)、相对速度读数(Δv)和相对距离读数(Δd)；并且步骤(b)还包括使用所述目标车辆加速度值(aTAR)、所述相对速度读数(Δv)和所述相对距离读数(Δd)来确定所述主车辆是否可能与所述目标车辆碰撞。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)还包括确定通常表示为防止所述主车辆和目标车辆之间的碰撞而需要的减速度的避撞减速度值(aAVOID)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(c)还包括比较所述主车辆和目标车辆之间的相对距离(Δd)与最小防撞距离(dMINAVOID)，并且当所述相对距离(Δd)小于所述最小防撞距离(dMINAVOID)时将所述避撞减速度值(aAVOID)设为最大制动能力。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(c)还包括用包括项(vHOST - vTAR)的公式来确定所述避撞减速度值(aAVOID)，所述项(vHOST - vTAR)与所述主车辆和目标车辆的速度之间的差值有关。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(c)还包括用包括项((vHOST- vTAR) + K)2和校正值K的公式来确定所述避撞减速度值(aAVOID)，所述项((vHOST- vTAR) + K)2与所述主车辆和目标车辆的速度之间的差值有关，所述校正值K考虑了车辆制动器不能瞬间制动的情况。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(c)还包括用包括项(Δd - dSTOPPING)的公式来确定所述避撞减速度值(aAVOID)，所述项(Δd - dSTOPPING)与所述主车辆和目标车辆之间的相对距离与所需停车距离之间的差值有关。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(c)还包括用下列公式确定所述避撞减速度值(aAVOID)：
aAVOID = ((vHOST- vTAR) + K)2 / 2(Δd - dSTOPPING)
其中，vHOST为主车辆速度，vTAR为目标车辆速度，K为校正系数，Δd为所述主车辆和目标车辆之间的相对距离，并且dSTOPPING为所需停车距离。
9.一种用于与安装在主车辆上的防撞系统一起使用的方法，所述方法包括下列步骤：
（a）接收来自安装在所述主车辆上的目标传感器的目标读数；
（b）使用所述目标读数来确定通常表示为防止所述主车辆和目标车辆之间的碰撞而需要的减速度的避撞减速度值(aAVOID)；以及
（c）使用所述避撞减速度值(aAVOID)来产生动态制动命令，所述动态制动命令在整个自主制动事件中调节或修改所述主车辆的减速度。
10.一种安装在主车辆上的防撞系统，包括：
目标传感器，所述目标传感器被构造成提供目标读数；
一个或多个制动装置，所述一个或多个制动装置被构造成接收命令信号并相应地使所述主车辆减速；以及
控制模块，所述控制模块联接到所述目标传感器以用于接收所述目标读数且联接到所述制动装置以用于提供所述命令信号，其中，所述控制模块被构造成向所述制动装置提供动态命令信号，使得所述主车辆的减速度在整个自主制动事件中被调节或修改。
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