CN110281924B

CN110281924B - 车辆和控制该车辆的方法

Info

Publication number: CN110281924B
Application number: CN201811221361.3A
Authority: CN
Inventors: 金应瑞; 成东炫; 朴钟爀; 李相敏; 李泰荣; 金廷炫; 田承勋; 权容奭
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2024-08-09
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: US20190283739A1; CN110281924A; KR20190109850A; US11299145B2; DE102018125638A1

Abstract

本发明涉及车辆和控制该车辆的方法。一种车辆包括：周围信息探测器，其检测包括前方车辆和后方车辆的车辆的周围物体的位置和速度的至少一种；车辆信息传感器，其检测车辆的速度和加速度的至少一种；制动模块，其产生制动力以使车辆减速；以及控制器，其配置为基于周围信息探测器和车辆信息传感器的输出来确定前方碰撞和追尾碰撞的可能性；在确定出存在前方碰撞和追尾碰撞的可能性时，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，以使由前方碰撞引起的对乘客的损伤与由追尾碰撞引起的对乘客的损伤之和最小；根据目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度来控制制动模块。

Description

车辆和控制该车辆的方法

技术领域

本发明的实施方案涉及一种能够在所有方向上检测车辆的碰撞风险的车辆和控制该车辆的方法。

背景技术

前方防撞辅助系统是通过利用安装于车辆中的传感器的输出值来确定与前方车辆、行人、自行车以及其他障碍物碰撞的风险的系统，并且在存在碰撞风险时向驾驶员提供碰撞风险的警告的同时执行自动制动。

由于即使当驾驶员不能识别出前方碰撞的风险或者没有对其作出反应时，也可以有效地处理前方碰撞的风险，所以通过前方防撞辅助系统可以改善车辆的安全性。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种车辆，所述车辆通过不仅考虑与前方车辆的前方碰撞，还考虑与后方车辆的追尾碰撞来控制车辆的速度，而能够在为了避免与前方车辆的前方碰撞而减速时，防止与后方车辆的追尾碰撞引起的损害。

本发明的另外的方面的一部分会在随后的描述中阐述，一部分会通过描述而显而易见或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种车辆包括：周围信息探测器，其用于检测包括前方车辆和后方车辆的车辆的周围物体的位置和速度的至少一种；车辆信息传感器，其用于检测车辆的速度和加速度的至少一种；制动模块，其用于产生制动力以使车辆减速；以及控制器，其配置为：基于周围信息探测器和车辆信息传感器的输出信息来确定与前方车辆的前方碰撞的可能性以及与后方车辆的追尾碰撞的可能性；在确定出存在前方碰撞和追尾碰撞的可能性时，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，以使由前方碰撞引起的对车辆的乘客的损伤与由追尾碰撞引起的对乘客的损伤之和最小；并根据目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度来控制制动模块。

在确定出存在前方碰撞的可能性时，所述控制器可以基于所述车辆和所述前方车辆的位置和移动方向来确定碰撞模式。

所述碰撞模式可以包括同向碰撞模式、对正碰撞模式和侧面碰撞模式的至少一种：在同向碰撞模式中，车辆与相同方向上行驶的前方车辆在前方车辆的后端处碰撞；在对正碰撞模式中，车辆与朝向车辆行驶的前方车辆碰撞；在侧面碰撞模式中，车辆在交叉路口与前方车辆碰撞。

所述控制器可以获取前方碰撞引起的损伤信息和追尾碰撞引起的损伤信息，前方碰撞引起的损伤信息指示由前方碰撞引起的对乘客的损伤，追尾碰撞引起的损伤信息指示由追尾碰撞引起的对乘客的损伤。

所获取的前方碰撞引起的损伤信息可以包括相对于车辆的碰撞速度的针对前方碰撞计算的损伤标准，所获取的追尾碰撞引起的损伤信息可以包括相对于车辆的碰撞速度的针对追尾碰撞计算的损伤标准。

所述控制器可以通过利用所获取的前方碰撞引起的损伤信息来计算前方碰撞的标准化损伤指数，并且通过利用所获取的追尾碰撞引起的损伤信息来计算追尾碰撞的标准化损伤指数。

所述控制器可以确定针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值。

所述控制器可以确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，所述目标前方碰撞速度和所述目标追尾碰撞速度对应于所确定的针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值。

所述控制器可以确定满足目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度的目标加速度。

所述控制器可以根据所述目标加速度计算使车辆减速的控制量，基于计算出的控制量产生控制信号，并将产生的控制信号发送到制动模块。

根据本发明的另一个方面，一种控制车辆的方法包括：检测包括前方车辆和后方车辆的车辆的周围物体的位置和速度的至少一种；检测车辆的速度和加速度的至少一种；基于物体的位置和速度的至少一种以及车辆的速度和加速度的至少一种来确定与前方车辆发生前方碰撞的可能性以及与后方车辆发生追尾碰撞的可能性；在确定出存在前方碰撞和追尾碰撞的可能性时，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，以使由前方碰撞引起的对车辆的乘客的损伤与由追尾碰撞引起的对乘客的损伤之和最小；基于目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度来执行车辆的制动控制。

确定前方碰撞和追尾碰撞的可能性可以进一步包括：在确定出存在前方碰撞的可能性时，基于车辆和前方车辆的位置和移动方向确定碰撞模式。

确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度可以包括：获取前方碰撞引起的损伤信息和追尾碰撞引起的损伤信息，前方碰撞引起的损伤信息指示由前方碰撞引起的对乘客的损伤，追尾碰撞引起的损伤信息指示由追尾碰撞引起的对乘客的损伤。

确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度可以进一步包括：通过利用所获取的前方碰撞引起的损伤信息来计算前方碰撞的标准化损伤指数，并且通过利用所获取的追尾碰撞引起的损伤信息来计算追尾碰撞的标准化损伤指数。

确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度可以进一步包括：确定针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值。

确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度可以进一步包括：确定对应于所确定的针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值的目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度。

执行车辆的制动控制可以包括：确定满足目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度的目标加速度。

执行车辆的制动控制可以包括：根据所述目标加速度计算使车辆减速的控制量，基于计算出的控制量产生控制信号，并将产生的控制信号发送到制动模块。

附图说明

通过随后结合附图所呈现的实施方案的具体描述，本发明的这些和/或其它方面将更加显然且更加容易领会，附图中：

图1是根据实施方案的车辆的控制框图；

图2是示例性地示出根据实施方案的车辆中包括的传感器的控制框图；

图3是示出了根据实施方案的车辆中包括的传感器的位置的示意图；

图4是根据实施方案的车辆的内视图；

图5是示例性地示出在根据实施方案的车辆行驶时感测到的物体的示意图；

图6至图8是示例性地示出由根据实施方案的车辆预测的碰撞模式的示意图；

图9至图12是示例性地示出适用于根据实施方案的车辆的前方碰撞引起的损伤信息的曲线图；

图13至图16是示例性地示出适用于根据实施方案的车辆的追尾碰撞引起的损伤信息的曲线图；

图17是用于描述根据实施方案的控制车辆的方法的流程图；以及

图18是用于示例性地描述在根据实施方案的控制车辆的方法中，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度以使损伤最小的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的实施方案，本发明实施方案的示例显示在附图中，其中，相似的附图标记指代所有附图中相似的元素。本说明书没有描述本发明的实施方案的所有元件，并且可以省略关于本领域公知的内容的详细描述或者基本相同的配置的冗余描述。

在整个说明书中，当一个元件被称为“连接到”另一个元件时，它可以直接或间接地连接到另一个元件，而“间接连接到”包括通过无线通信网络连接到另一个元件。

此外，应理解的是，诸如“包括”、“具有”等术语旨在表示说明书中公开的组件的存在，并且不旨在排除一个或更多个可能存在或可能添加其他组件的可能性。

除非在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数形式使用的表达包括复数形式的表达。

此外，这里使用的术语“单元”、“装置”、“块”、“构件”和“模块”是指用于处理至少一个功能或操作的单元。例如，这些术语可以指一个或更多个硬件组件，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)、存储在存储器的其中一个或更多个软件组件，或一个或更多个处理器。

操作中使用的附图标记用于描述方便，并不旨在描述操作的顺序，并且除非另有说明，否则操作可以以不同的顺序执行。

在下文中，将参照附图来详细描述根据本发明实施方案的车辆和控制该车辆的方法。

图1是根据实施方案的车辆的控制框图。图2是示例性地示出根据实施方案的车辆中包括的传感器的控制框图。图3是根据实施方案的车辆中包括的传感器的位置的示意图。图4是根据实施方案的车辆的内视图。

参照图1，根据实施方案的车辆100包括周围信息探测器110、车辆信息传感器120、制动模块140、安全气囊模块150、用户界面160以及控制器130：所述周围信息探测器110配置为获取关于位于车辆100周围的物体的信息；所述车辆信息传感器120配置为获取关于车辆100的状态的信息；所述制动模块140配置为制动车辆100；所述安全气囊模块150配置为在接收到安全气囊展开信号的输入时展开安全气囊；所述用户界面160配置为向用户输出碰撞风险的通知或警告；所述控制器130配置为基于周围信息探测器110和车辆信息传感器120的输出来确定车辆100的碰撞风险，确定目标加速度以在存在碰撞风险时使碰撞引起的损害最小，并根据碰撞风险和目标加速度控制制动模块140、安全气囊模块150和用户界面160的至少一个。

周围信息探测器110可以包括能够识别位于车辆100周围的物体并且获取信息(诸如所识别的物体的位置或与所识别的物体的距离)的各种类型的传感器的至少一种。

例如，如图2所示，周围信息探测器110可以包括前方传感器111和后方传感器112；所述前方传感器111配置为获取关于位于车辆100前方的物体的信息；所述后方传感器112配置为获取关于车辆100后方的物体的信息。前方传感器111和后方传感器112可以利用摄像机、雷达和激光雷达(LIDAR)的至少一种来实现。

例如，前方传感器111可以包括位于车辆100的前方中央区域的前方雷达111a以及分别位于车辆100的左前区域和右前区域的侧前方雷达111b，如图3所示。

前方雷达111a和侧前方雷达111b可以通过利用发射波和接收波之间的多普勒频移来感测与相邻物体的距离以及相邻物体的相对速度。

此外，前方传感器111可以进一步包括前摄像机111c，前摄像机111c安装成面向车辆100的前方。前摄像机111c可以包括CMOS图像传感器或CCD图像传感器。

后方传感器112可以包括分别位于车辆100的左后区域和右后区域的侧后方雷达112b以及位于车辆100的后方中央区域的后摄像机112a。

车辆信息传感器120可以包括能够获取关于车辆100的速度或姿态的信息的各种传感器的至少一种。返回参考图2，车辆信息传感器120可以包括车速传感器121、加速度传感器122和角速度传感器123；所述车速传感器121配置为感测车辆100的速度；所述加速度传感器122配置为感测车辆100的加速度；所述角速度传感器123配置为感测车辆100的角速度。

参考图3中所示的示例，车速传感器121可以利用配置为感测车轮速度的车轮速度传感器来实现。车轮速度传感器可以包括前轮速度传感器121a和后轮速度传感器121b；所述前轮速度传感器121a配置为感测车辆100的前轮51的速度；所述后轮速度传感器121b配置为感测车辆100的后轮52的速度。

加速度传感器122(未示出)可以包括纵向加速度传感器和横向加速度传感器；所述纵向加速度传感器配置为输出车辆100的高度方向(即，Z轴方向)的加速度；所述横向加速度传感器配置为输出车辆100的横向(即，Y轴方向)的加速度。纵向加速度传感器和横向加速度传感器可以利用分离的传感器模块或利用一个传感器模块来实现。

角速度传感器123(未示出)是测量车辆100的姿态的传感器，并且也被称为陀螺仪传感器。角速度传感器123可以包括侧倾率(roll rate)传感器和横摆率传感器；所述侧倾率传感器测量围绕车辆100的侧倾方向的旋转角速度；所述横摆率传感器测量围绕车辆100的横摆方向的旋转角速度。侧倾率传感器和横摆率传感器可以利用分离的传感器模块或利用一个传感器模块来实现。

在上述周围信息探测器110和车辆信息传感器120中包括的传感器的类型和位置仅是适用于车辆100的示例，并且还可以利用任何其他传感器以及上述传感器，传感器也可以安装于任何其他位置以及上述位置。

安全气囊模块150可以包括安装于驾驶员座椅的方向盘的驾驶员安全气囊151和安装于仪表板的前排乘客安全气囊152。此外，车辆100可以进一步包括安装于车顶纵梁的帘式安全气囊以及与帘式安全气囊分开安装于每个车门处的侧面安全气囊。

安全气囊模块150可以进一步包括充气机，该充气机配置为产生注入安全气囊151和152中的气体。爆炸点火式充气机可以包括点火电路、点火器、气体发生器、气体过滤器等。当电流流过点火电路时，火药被点燃。当点火器通过火药燃烧而被点燃时，产生热量并点燃气体发生器。通过气体发生器的燃烧快速产生氮气，在氮气通过气体过滤器的同时从氮气中除去杂质。因此，可以在温度降低的状态下将氮气引入安全气囊中。

安全气囊151和152可以由尼龙材料制成。在通过从充气机引入的氮气进行充气之后，氮气可以通过排气孔排出，以防止乘客被安全气囊151和152挤压。

上述安全气囊模块150的结构仅是适用于车辆100的示例，并且还可以应用任何其他结构。

从周围信息探测器110或车辆信息传感器120输出的数据可以通过车辆100的内部通信协议发送到控制器130。

车辆100的通信协议的示例可以包括控制器局域网(CAN)、本地互连网(LIN)、多媒体定向系统传输网(MOST)、FlexRay和以太网。

例如，多个电子控制单元(ECU)可以将CAN信号发送到一个CAN总线或请求所需的CAN信号。在这方面，每个ECU都可以用作CAN通信中的节点，并且CAN信号可以以消息的形式发送。

从周围信息探测器110或车辆信息传感器120输出的数据可以经由CAN总线发送到控制器130，并且从控制器130输出的控制信号可以经由CAN总线发送到制动模块140、安全气囊模块150，或者用户界面160。

然而，车辆100的通信方法不限于上述那些方法。也可以利用CAN网络以外的任何其他通信协议，或者一些组件可以通过CAN网络进行通信，而其他组件可以利用任何其他通信协议进行通信。

例如，外围传感器接口5(PSI5)可以用于周围信息探测器110或车辆信息传感器120与控制器130之间的通信。此外，还可以利用硬连线接口。

控制器130可以基于周围信息探测器110和车辆信息传感器120的输出来检测诸如车辆100中发生或预测要发生的翻车和撞击的事件，并且可以基于事件的类型选择在安全气囊模块150中包括的多个安全气囊151和152的其中一个以及安全气囊的展开时间。

控制器130可以包括至少一个非临时性存储器和至少一个处理器，所述至少一个非临时性存储器存储用于执行上文和下文所述的操作的程序，所述至少一个处理器用于执行所存储的程序。当控制器130包括多个存储器和多个处理器时，多个存储器和多个处理器可以集成在一个芯片中或者彼此物理分离。

参照图4，音响主机20可以设置在中央仪表板处，该中央仪表板位于车辆100中的仪表板10的中央区域。音响主机20可以处理音频信号和视频信号并输出处理后的信号，并且还可以设置具有导航功能的导航模块。因此，音响主机20还可以称为音频视频导航(AVN)装置。

除了音频功能、视频功能、导航功能以及电话呼叫功能之外，音响主机20还可以显示车辆100的状态或接收来自用户的控制命令的输入。

音响主机20可以包括显示器21和输入装置22；所述显示器21配置为显示执行各种功能所需的屏幕；所述输入装置22配置为接收用户的控制命令。

显示器21可以利用诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)和阴极射线管(CRT)的各种显示装置中的任何一种来实现。

输入装置22可以设置为显示器21周围的按钮或触摸板的形式，或者设置为显示器21的前表面上的触摸板的形式，以构成触摸屏。

显示车辆100的驾驶信息、状态信息等的组合仪表板30可以设置在方向盘40的前方。

用户界面160可以包括音响主机20的显示器21和组合仪表板30中的至少一种。例如，在确定出车辆100存在碰撞风险时，控制器130可以通过向音响主机20的显示器21或组合仪表板30输出警告屏幕来通知用户碰撞的风险。

或者，用户界面160可以包括设置在方向盘40处的振动器。在这种情况下，控制器130可以通过经由振动器输出振动来可触地通知用户碰撞的风险。

或者，用户界面160可以包括扬声器60。在这种情况下，控制器130可以通过经由扬声器60输出警告消息或警告声音来可听地通知用户碰撞的风险。

图5是示例性地示出在根据实施方案的车辆行驶时感测到的物体的示意图。图6至图8是示例性地示出由根据实施方案的车辆预测的碰撞模式的示意图。

尽管周围信息探测器110识别的车辆100周围的物体可以包括可能会与车辆100碰撞的所有物体(诸如另一车辆、行人、自行车、摩托车和障碍物)，但是车辆100周围的另一车辆将示例性地描述为实施方案的详细描述的对象。

参照图5，前方传感器111可以识别在车辆100的前方行驶的前方车辆200F，后方传感器112可以识别在车辆100的后方跟随的后方车辆200R。当前方车辆200F和后方车辆200R分别位于前方传感器111和后方传感器112的感测区域中时，前方传感器111和后方传感器112可以识别前方车辆200F和后方车辆200R。

控制器130可以基于相对距离、相对速度和相对于前方车辆200F的相对加速度中的至少一种来确定前方碰撞的可能性。当存在前方碰撞的可能性并且存在前方车辆200F而没有后方车辆200R时，控制器130执行基本前方防撞控制，其中仅考虑前方车辆200F。例如，控制器130可以基于前方传感器111和车辆信息传感器120的输出来确定车辆100与前方车辆200F的相对距离和相对速度，并且可以基于车辆100与前方车辆200F的相对距离和相对速度来计算目标加速度，从而避免与前方车辆200F的碰撞或者使碰撞速度最小。此外，在确定出可以通过改变车辆100的行驶方向来避免碰撞时，控制器130可以控制方向盘40的转向角。

此外，在确定出即使存在后方车辆200R也不存在追尾碰撞的可能性时，控制器130可以仅考虑前方车辆200F来执行防撞控制。例如，控制器130可以基于后方传感器112和车辆信息传感器120的输出来确定车辆100与后方车辆200R的相对距离、相对速度和相对加速度中的至少一种，并确定当基于所确定的相对距离、相对速度或相对加速度执行前方防撞控制时，是否存在追尾碰撞的可能性。在确定出不存在追尾碰撞的可能性时，如上所述，控制器130可以通过仅考虑前方车辆200F来执行防撞控制。

控制器130可以根据计算出的用于防撞控制的目标加速度来产生控制信号以使车辆100减速，并将产生的控制信号发送到制动模块140。制动模块140可以根据接收到的控制信号产生制动力，从而使车辆100减速。

此外，控制器130可以将安全气囊展开信号发送到安全气囊模块150以展开安全气囊，同时使车辆100减速。

控制器130还可以通过用户界面160输出警告来通知用户碰撞风险，同时使车辆100减速。

在确定出存在前方车辆200F和后方车辆200R两者时，控制器130可以基于车辆100和前方车辆200F的位置和移动方向来确定预测的碰撞模式。

例如，碰撞模式可以包括同向碰撞模式、对正碰撞模式和侧面碰撞模式：如图6所示，在同向碰撞模式中，车辆100与车辆100前方的相同方向上行驶的前方车辆200F在前方车辆200F的后端处碰撞；如图7所示，在对正碰撞模式中，车辆100与朝向车辆100行驶的前方车辆200F碰撞；如图8所示，在侧面碰撞模式中，车辆100在交叉路口与前方车辆200F碰撞。

此外，对正碰撞模式可以分为正面碰撞模式、偏移碰撞模式和倾斜碰撞模式。例如，当越过中心线以超过前车的一个车辆与在相反方向上行驶的另一车辆碰撞时或者当在交叉路口转弯的一个车辆与直行的另一车辆碰撞时，可能发生对正碰撞模式。

当减速以避免车辆100在预测的碰撞模式下发生碰撞时，控制器130确定与后方车辆200R碰撞的可能性。例如，控制器130可以通过利用驾驶员的行为模型以及通过利用后方传感器112获取的与后方车辆200R的相对距离、相对速度或相对加速度来确定与后方车辆200R碰撞的可能性。基于驾驶员的行为模型，可以确定直到后方车辆200R的驾驶员识别出车辆100减速、然后使后方车辆200R减速所花费的延迟时间，以及通过驾驶员的一般制动力获得的制动距离。此外，可以通过利用大数据、模拟、机器学习、实验等的统计来生成驾驶员的行为模型。

当预测到与后方车辆200R发生碰撞时，即，当存在与后方车辆200R发生碰撞的可能性时，控制器130确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，以使与前方车辆200F的碰撞引起的损伤和与后方车辆200R的碰撞引起的损伤之和最小，并计算与所确定的目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度相对应的目标加速度/减速度。加速度是包括速度的增加速率和减小速率两者的概念，并且将在稍后描述的实施方案中用作包括加速度和减速度的术语。

控制器130还可以根据计算出的目标加速度产生控制信号以使车辆100减速，并将产生的控制信号发送到制动模块140。制动模块140可以通过根据接收到的控制信号产生制动力来使车辆100减速。

控制器130还可以通过将安全气囊展开信号发送到安全气囊模块150来展开安全气囊，同时使车辆100减速。

此外，控制器130可以通过用户界面160输出警告来通知用户碰撞风险，同时使车辆100减速。

在下文中，将更详细地描述由控制器130执行的计算目标加速度的操作。

控制器130可以根据预测的碰撞模式获取与前方车辆200F的碰撞(下文中，称为前方碰撞)引起的驾驶员损伤信息以及与后方车辆200R的碰撞(下文中，称为追尾碰撞)引起的驾驶员损伤信息，并通过利用驾驶员损伤信息计算标准化损伤指数(NII)。例如，控制器130可以根据基于碰撞时的速度进行标准化的损伤定级来计算标准化损伤指数。作为标准化损伤定级的示例，可以利用简明损伤定级(AIS)。

此外，标准化损伤指数可以通过基于由法律定义的阈值的标准化方法或者利用由US-NCAP和北美法律定义的总体损伤可能性的标准化方法而获得。

此外，控制器130可以确定损伤指数之和的最小值。具体地，控制器130可以确定根据下面的等式1分别由权重α加权的前方碰撞引起的标准化损伤指数NII_F和追尾碰撞引起的标准化损伤指数NII_R之和的最小值I_min。

等式1

I_min＝Min(α*NII_F+(1-α)*NII_R)

控制器130可以确定与损伤指数之和的最小值对应的目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，并计算车辆100的目标加速度，以满足所确定的目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度。

同时，对驾驶员的身体部位的损伤程度可能根据碰撞模式而变化。在下文中，将基于由控制器130确定的碰撞模式是同向碰撞模式的情况来更详细地描述计算目标加速度的操作。

图9至图12是示例性地示出适用于根据实施方案的车辆的前方碰撞引起的损伤信息的曲线图。图13至图16是示例性地示出适用于根据实施方案的车辆的追尾碰撞引起的损伤信息的曲线图。

如上所述，控制器130可以获取与前方车辆200F的碰撞(前方碰撞)引起的驾驶员损伤信息和与后方车辆200R的碰撞(追尾碰撞)引起的驾驶员损伤信息。

当基于周围信息探测器110和车辆信息传感器120的输出确定的碰撞模式是同向碰撞模式时，可以利用如图9至图12所示的前方碰撞引起的损伤信息。例如，可以通过经由针对每个碰撞模式和每个碰撞对象的碰撞实验生成每个身体部位的损伤风险曲线并且执行数据校正来计算损伤标准，在数据校正时，实际碰撞时的情况被反映到损伤风险曲线数据。图9至图12中所示的损伤信息表示计算的损伤标准。

图9是示例性地示出前方碰撞引起的头部损伤标准(HIC15)相对于碰撞速度的曲线图。图10是示例性地示出前方碰撞引起的胸部压缩量(CD)相对于碰撞速度的曲线图。图11是示例性地示出前方碰撞引起的颈部损伤(Nij)相对于碰撞速度的曲线图。图12是示例性地示出前方碰撞引起的股骨负荷相对于碰撞速度的曲线图。

同时，当车辆100在后方被撞击时，车辆100向前加速但车辆100中的乘客通过惯性保持初始状态。在这种情况下，尽管当身体撞击由弹性材料制成的座椅的靠背时，施加于乘客身体的大部分冲击被释放或吸收，但是与身体不同，乘客的头部被迫向后移动并弯曲。由于颈部的这种突然的弯曲运动，可能对颈部造成颈部扭伤或拉伤，并且在严重的情况下，颈部的肌肉和韧带可能会断裂或颈椎可能会骨折。

如果在车辆100执行紧急制动以避免前方碰撞的情况下，在车辆100之后存在后方车辆200R，则可能发生与后方车辆200R的追尾碰撞。在某些情况下，追尾碰撞可能会造成更严重的损伤。因此，车辆100可以通过不仅考虑由前方碰撞引起的损伤而且考虑由追尾碰撞引起的损伤而确定目标加速度来执行制动，从而使总体损伤最小。

图13是示出追尾碰撞引起的颈部损伤标准(NIC)相对于碰撞速度的曲线图。

图14是示出追尾碰撞引起的颈部的上部的剪切力(Fx)相对于碰撞速度的曲线图。

图15是示出追尾碰撞引起的颈部的上部的张力(Fz)相对于碰撞速度的曲线图。

图16是示出头部的头枕接触时间(HRCT)相对于碰撞速度的曲线图。

图13至16中所示的损伤信息表示通过经由针对每个碰撞对象的碰撞实验生成每个身体部位的损伤风险曲线并且执行数据校正而计算的损伤标准，在数据校正时，实际碰撞时的情况被反映到损伤风险曲线的数据。

如图9至图12所示的前方碰撞引起的损伤信息和如图13至图16所示的追尾碰撞引起的损伤信息可以基于碰撞模式预先存储在存储器中，或者由外部服务器经由设置在车辆100中的通信器提供。

而且，乘客的损伤信息可以根据车辆100中设置的安全装置的规格而变化，并且设置在车辆100中的安全装置可以是自动或非自动的座椅安全带、头枕、安全气囊等。车辆100可以预先存储与车辆100中设置的安全装置的规格相对应的损伤信息，或者从外部服务器接收损伤信息。

如上所述，控制器130可以通过利用前方碰撞引起的损伤信息来计算前方标准化损伤指数NII_F。在这种情况下，作为用于计算标准化损伤指数NII_F的标准化损伤定级的简明损伤定级(AIS)如下表1所示。

表1

AIS等级	损伤	死亡概率(％)
			1	轻度	0
2	中度	1-2
			3	较重	8-10
4	严重	5-50
			5	危重	5-50
6	极度	100

此外，控制器130可以通过利用追尾碰撞引起的损伤信息来计算后方标准化损伤指数NII_R。AIS定级作为标准化损伤定级，也可用于计算后方标准化损伤指数。

如上所述，控制器130可以根据等式1将权重(α和1-α)分别应用于前方标准化损伤指数NII_F和后方标准化损伤指数NII_R，获得损伤指数之和Sum(NII_F，NII_R)，并计算损伤指数之和的最小值I_min。

控制器130可以确定与损伤指数之和的最小值对应的前方碰撞速度和追尾碰撞速度，并计算车辆100的目标加速度，以满足所确定的前方碰撞速度和追尾碰撞速度。

控制器130可以根据计算出的目标加速度来计算控制量以使车辆100减速，并且基于计算出的控制量执行车辆100的制动控制。

此外，控制器130可以通过重复执行从确定碰撞模式到计算减速控制量的一系列操作，以可变方式实时执行制动控制。

上述示例涉及同向碰撞模式，在同向碰撞模式中，预测与在车辆100相同方向上行驶的前方车辆200F和后方车辆200R的碰撞。然而，除了乘客的损伤信息不同，包括通过利用损伤信息计算标准化损伤指数和计算与标准化损伤指数之和的最小值相对应的目标加速度的一系列操作与上述在任何其他碰撞模式中描述的一系列操作相同。

在下文中，将描述控制车辆的方法。根据前述实施方案的车辆100可以用于执行该控制车辆的方法。因此，以上参考图1至图16给出的描述也可以应用于控制车辆的方法的实施方案。

图17是用于描述根据实施方案的控制车辆的方法的流程图。

根据图17所示的控制车辆的方法，首先，获取车辆100的周围信息(410)。设置在车辆100中的前方传感器111或后方传感器112可以实时获取车辆100周围存在的物体的位置、速度、加速度等。在该实施方案中，将通过示例的方式描述其他车辆位于车辆100周围的情况。

判断前方碰撞的可能性(411)。具体地，当前方传感器111的输出指示前方车辆200F存在于车辆100的前方时，控制器130可以基于车辆100与前方车辆200F的相对距离、相对速度或相对加速度来确定与前方车辆200F发生碰撞的可能性。

在确定出存在前方碰撞的可能性(411的“是”)时，识别后方车辆的存在(412)。可以基于后方传感器112的输出来识别后方车辆的存在。

当存在后方车辆(412的“是”)时，确定前方碰撞模式(413)。具体地，控制器130可以基于前方传感器111和车辆信息传感器120的输出来确定车辆100和前方车辆200F的位置和移动方向，并且基于车辆100和前方车辆200F的位置和移动方向来确定车辆100的当前碰撞模式是同向碰撞模式、对正碰撞模式或侧面碰撞模式。

判断追尾碰撞的可能性(414)。具体地，考虑到车辆100与后方车辆200R的相对距离、相对速度或相对加速度，控制器130可以确定出即使后方车辆200R存在时也不存在追尾碰撞的可能性，作为避免前方碰撞的防撞控制不会导致与后方车辆200R碰撞的确定结果。

在确定出存在追尾碰撞(414的“是”)时，根据前方碰撞模式确定使对驾驶员的损伤最小的前方碰撞速度和追尾碰撞速度(415)。例如，控制器130可以确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，以使所预测的与前方车辆200F的碰撞引起的损伤和所预测的与后方车辆200R的碰撞引起的损伤之和最小。

确定与所确定的目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度相对应的目标加速度(416)。控制器130可以基于车辆100的当前速度计算目标加速度。

根据目标加速度执行制动控制(417)。具体地，控制器130可以根据计算出的目标加速度产生控制信号以使车辆100减速，并将产生的控制信号发送到制动模块140。制动模块140可以通过根据接收到的控制信号产生制动力而使车辆100减速。

可以通过重复执行从确定碰撞模式到计算减速的控制量的一系列操作来实时地执行可变制动控制。

此外，控制器130可以通过将安全气囊展开信号发送到安全气囊模块150来展开安全气囊，同时使车辆100减速。

此外，在基于是否存在追尾碰撞的可能性的确定结果而确定出不存在追尾碰撞的可能性(414的“否”)时，可以确定为了避免前方碰撞的目标加速度(418)，并且可以根据该目标加速度执行制动控制(417)。此外，即使在没有后方车辆(412的“否”)时，也可以确定为了避免前方碰撞的目标加速度(418)，并且可以根据该目标加速度执行制动控制(417)。

可以通过仅考虑前方车辆200F的一般防撞控制来确定为了避免前方碰撞的目标加速度。具体地，控制器130可以基于前方传感器111和车辆信息传感器120的输出来确定车辆100与前方车辆200F的相对距离和相对速度，并且基于所确定的车辆100与前方车辆200F的相对距离和相对速度来计算加速度，从而避免与前方车辆200F的碰撞或者使碰撞速度最小。如果需要，可以同时执行方向盘的转向控制。

参照图18，获取相对于每个碰撞速度的前方碰撞时的驾驶员损伤信息(414a)。可以基于通过碰撞实验对每个实验对象经过运动学和动力学分析而针对每个身体部位生成的损伤风险曲线来计算损伤标准。驾驶员损伤信息可以包括基于碰撞速度计算的损伤标准。此外，驾驶员损伤信息可以根据车辆100的碰撞和安全规范而变化。因此，控制器130可以获取与所确定的当前碰撞模式和车辆100的安全规范相对应的驾驶员损伤信息。驾驶员损伤信息可以预先存储在车辆100中设置的存储器中，或者控制器130可以经由设置在车辆100中的通信器从外部服务器接收驾驶员损伤信息。

通过利用驾驶员损伤信息计算前方碰撞引起的标准化损伤指数(414b)。标准化损伤定级，例如，上述表1中的AIS定级，可用于计算前方碰撞引起的标准化损伤指数NII_F。

获取相对于碰撞速度的追尾碰撞时的驾驶员损伤信息(414c)。追尾碰撞引起的对驾驶员的损伤与前方碰撞引起的对驾驶员的损伤不同。追尾碰撞引起的驾驶员损伤信息还可以包括以与前方碰撞引起的驾驶员损伤信息相同的方式来针对每个碰撞速度计算的损伤标准。此外，驾驶员损伤信息可以预先存储在车辆100中设置的存储器中，或者如果需要，控制器130可以经由设置在车辆100中的通信器从外部服务器接收驾驶员损伤信息。

通过利用驾驶员损伤信息计算追尾碰撞引起的标准化损伤指数(414d)。标准化损伤定级也可用于计算追尾碰撞引起的标准化损伤指数NII_R。

确定应用了权重的损伤指数之和的最小值(414e)。控制器130可以根据等式1将权重(α和1-α)分别应用于前方碰撞引起的前方标准化损伤指数NII_F和追尾碰撞引起的后方标准化损伤指数NII_R，获得损伤指数之和Sum(NII_F，NII_R)，并计算损伤指数之和的最小值I_min。

确定对应于损伤指数之和的最小值的前方碰撞速度和追尾碰撞速度(414f)。

根据上述车辆和控制该车辆的方法，当执行紧急制动以避免与前方车辆碰撞时，通过考虑紧急制动时由前方碰撞引起的损伤和由追尾碰撞引起的损伤两者来确定目标加速度而使对乘客的损伤最小，可以改善车辆的安全性。

尽管已经示出并描述了数个本发明的实施方案，但是本领域技术人员能够理解的是，在不偏离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施方案进行修改，本发明的范围由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims

1.一种车辆，其包括：

周围信息探测器，其用于检测车辆的周围物体的位置和速度的至少一种，所述车辆的周围物体包括车辆前方的第一车辆和车辆后方的第二车辆；

车辆信息传感器，其用于检测车辆的速度和加速度的至少一种；

制动模块，其用于产生制动力以使车辆减速；以及

控制器，其配置为：基于周围信息探测器和车辆信息传感器的输出信息来确定与第一车辆的前方碰撞的可能性以及与第二车辆的追尾碰撞的可能性；响应于确定出与第一车辆的前方碰撞的可能性，将多个碰撞模式中的一种确定为车辆的碰撞模式；基于在所述碰撞模式下避免与第一车辆的前方碰撞的控制是否导致与第二车辆发生碰撞的确定，确定与第二车辆的追尾碰撞的可能性；响应于确定出存在前方碰撞和追尾碰撞的可能性，基于所述碰撞模式和预存储的与所述碰撞模式相对应的损伤定级来确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，以使由前方碰撞引起的对车辆的乘客的损伤与由追尾碰撞引起的对乘客的损伤之和最小；根据目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度来控制制动模块。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，在确定出存在前方碰撞的可能性时，所述控制器基于所述车辆和第一车辆的位置和移动方向来确定碰撞所述模式。

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述碰撞模式包括同向碰撞模式、对正碰撞模式和侧面碰撞模式的至少一种：在同向碰撞模式中，车辆与相同方向上行驶的第一车辆在第一车辆的后端处碰撞；在对正碰撞模式中，车辆与朝向车辆行驶的第一车辆碰撞；在侧面碰撞模式中，车辆在交叉路口与第一车辆碰撞。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器获取前方碰撞引起的损伤信息和追尾碰撞引起的损伤信息，前方碰撞引起的损伤信息指示由前方碰撞引起的对乘客的损伤，追尾碰撞引起的损伤信息指示由追尾碰撞引起的对乘客的损伤。

5.根据权利要求4所述的车辆，其中，所获取的前方碰撞引起的损伤信息包括相对于车辆的碰撞速度的针对前方碰撞计算的损伤标准，

所获取的追尾碰撞引起的损伤信息包括相对于车辆的碰撞速度的针对追尾碰撞计算的损伤标准。

6.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述控制器通过利用所获取的前方碰撞引起的损伤信息来计算前方碰撞的标准化损伤指数，并且通过利用所获取的追尾碰撞引起的损伤信息来计算追尾碰撞的标准化损伤指数。

7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述控制器确定针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值。

8.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述控制器确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，所述目标前方碰撞速度和所述目标追尾碰撞速度对应于所确定的针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值。

9.根据权利要求8所述的车辆，其中，所述控制器确定满足目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度的目标加速度。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器根据目标加速度计算使车辆减速的控制量，基于计算出的控制量产生控制信号，并将产生的控制信号发送到制动模块。

11.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器基于车辆中设置的安全装置，获取前方碰撞引起的损伤信息和追尾碰撞引起的损伤信息。

12.一种控制车辆的方法，该方法包括：

检测包括第一车辆和第二车辆的车辆的周围物体的位置和速度的至少一种；

检测车辆的速度和加速度的至少一种；

基于物体的位置和速度的至少一种以及车辆的速度和加速度的至少一种来确定与第一车辆发生前方碰撞的可能性以及与第二车辆发生追尾碰撞的可能性；

响应于确定出与第一车辆的前方碰撞的可能性，将多个碰撞模式中的一种确定为车辆的碰撞模式；

基于在所述碰撞模式下避免与第一车辆的前方碰撞的控制是否导致与第二车辆发生碰撞的确定，确定与第二车辆的追尾碰撞的可能性；

在确定出存在前方碰撞和追尾碰撞的可能性时，基于所述碰撞模式和预存储的与所述碰撞模式相对应的损伤定级来确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度，以使由前方碰撞引起的对车辆的乘客的损伤与由追尾碰撞引起的对乘客的损伤之和最小；

基于目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度来执行车辆的制动控制。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定前方碰撞和追尾碰撞的可能性进一步包括：在确定出存在前方碰撞的可能性时，基于所述车辆和第一车辆的位置和移动方向确定碰撞模式。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述碰撞模式包括同向碰撞模式、对正碰撞模式和侧面碰撞模式的至少一种：在同向碰撞模式中，车辆与相同方向上行驶的第一车辆在第一车辆的后端处碰撞；在对正碰撞模式中，车辆与朝向车辆行驶的第一车辆碰撞；在侧面碰撞模式中，车辆在交叉路口与第一车辆碰撞。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度包括：获取前方碰撞引起的损伤信息和追尾碰撞引起的损伤信息，前方碰撞引起的损伤信息指示由前方碰撞引起的对乘客的损伤，追尾碰撞引起的损伤信息指示由追尾碰撞引起的对乘客的损伤。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所获取的前方碰撞引起的损伤信息包括相对于车辆的碰撞速度的针对前方碰撞计算的损伤标准，

17.根据权利要求15所述的方法，其中，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度进一步包括：通过利用所获取的前方碰撞引起的损伤信息来计算前方碰撞的标准化损伤指数，并且通过利用所获取的追尾碰撞引起的损伤信息来计算追尾碰撞的标准化损伤指数。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度进一步包括：确定针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，确定目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度进一步包括：确定对应于所确定的针对前方碰撞计算的标准化损伤指数与针对追尾碰撞计算的标准化损伤指数之和的最小值的目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，执行车辆的制动控制包括：确定满足目标前方碰撞速度和目标追尾碰撞速度的目标加速度。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，执行车辆的制动控制包括：根据目标加速度计算使车辆减速的控制量，基于计算出的控制量产生控制信号，并将产生的控制信号发送到制动模块。