在車道自動對中過程中用於增強的轉向優先控制檢測的系統和方法
2023-05-02 09:47:46
專利名稱：在車道自動對中過程中用於增強的轉向優先控制檢測的系統和方法
技術領域：
本發明涉及確定自動轉向系統或方法的優先控制(override)事件的方法和系統，使用例如轉向角、轉向扭矩和其它數據的組合。
背景技術：
很多車輛上配備有自動和/或半自動駕駛系統、應用、和/或特性。自動和/或半自動駕駛系統可以提供自動駕駛控制，其減少操作車輛所需的駕駛員操作。車道自動對中方法、特性和應用，例如，可以在車輛處於行駛中時，由駕駛員啟動，並且可以將車輛位置保
持在車道的中心。自適應車道對中系統，可以保持固定的車道偏移、或者車輛相對於車輛行駛道路上的車道的位置。自適應車道對中系統在減少駕駛員的輸入下，維持車輛相對於道路的位置，可以降低駕駛員的疲勞並且提高安全性。當設計車輛車道對中系統或其它自動駕駛系統的時候，需要考慮安全性。為了符合安全性需求，自適應車道對中應用可以在任何時刻由駕駛員進行優先控制。當駕駛員優先控制了車輛車道對中系統，該系統將車輛的全部轉向控制交給了駕駛員。然而，很多自動或半自動轉向優先控制檢測系統和方法是不可靠的，不能精確地檢測車輛轉向優先控制情況。很多車輛自動轉向系統在高速和低速情況下較不可靠。例如，在低速下，方向盤需要較大的扭矩來操縱，而自動的轉向特性可能錯誤地將一個輕微的方向盤運動解釋為轉向優先控制事件。在高速下，例如，車輛轉向系統可能非常敏感，卻具有高的轉向優先控制閾值。因此，駕駛員可能過度轉向來獲得對車輛的控制，並且車輛轉向系統優先控制檢測系統可能滯後於方向盤輸入，導致方向盤上的突然運動或猛拉。
發明內容
一種方法和系統可以測量一個或多個車輛轉向測量值或測量值並且計算一個或多個預期的車輛轉向測量值。該方法和系統可以基於所述測量的一個或多個車輛轉向測量值和所述一個或多個預期的車輛轉向測量值，使自動車輛控制系統停用。所述車輛轉向測量值可以包括車輛轉向角測量值、車輛轉向扭矩測量值、或其它車輛動態量。所述自動車輛控制系統可以包括車道自動對中系統、車道保持輔助、或其它車輛自動轉向控制系統。本發明還提供如下的方案I、一種方法，包括測量車輛的一個或多個車輛轉向測量值；計算一個或多個預期的車輛轉向測量值；以及基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用自動車輛控制系統。2、根據方案I所述的方法，其中，一個或多個車輛轉向測量值包括車輛轉向角測量值和車輛轉向扭矩測量值。
3、根據方案I所述的方法，其中，基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用自動車輛控制系統包括計算一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值之間的差值。4、根據方案I所述的方法，其中，計算一個或多個預期的車輛轉向測量值包括使用二階系統數學方法。5、根據方案I所述的方法，其中，基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用自動車輛控制系統包括確定一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值之間的差值是否超過了一個或多個車輛轉向測量值閾值。
6、根據方案I所述的方法，其中，自動車輛控制系統包括自動車道對中系統。7、根據方案I所述的方法，包括在使自動車輛控制系統停用之前提供警報。8、一種系統，包括車輛自動轉向系統；一個或多個傳感器；以及控制器，其用於測量車輛的一個或多個車輛轉向測量值；計算一個或多個預期的車輛轉向測量值；以及基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用車輛自動轉向系統。9、根據方案8所述的系統，其中，一個或多個車輛轉向測量值包括轉向角測量值和轉向扭矩測量值。10、根據方案8所述的系統，其中，為了基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用車輛自動轉向系統，控制器用來計算一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值之間的差值。11、根據方案8所述的系統，其中，控制器使用二階系統數學方法來計算一個或多個預期的車輛轉向測量值。12、根據方案8所述的系統，其中，為了基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用車輛自動轉向系統，控制器用來確定一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值之間的差值是否超過了一個或多個車輛轉向測量值閾值。13、根據方案8所述的系統，其中，車輛自動轉向系統包括自適應車道對中系統。14、根據方案8所述的系統，其中，控制器用來在使車輛自動轉向系統停用之前提供警報。15、一種方法，包括在車輛內，使用多個與車輛相關的傳感器來估計多種車輛轉向情況；確定多種預期的車輛轉向情況；以及如果估計的車輛轉向情況和預期的車輛轉向情況指示了車輛的操作者優先控制自主駕駛應用則斷開自主駕駛應用。16、根據方案15所述的方法，其中，多個車輛轉向情況包括車輛轉向角情況和車輛轉向扭矩情況。17、根據方案15所述的方法，其中，多個傳感器包括轉向角傳感器和轉向扭矩傳感器。18、根據方案15所述的方法，其中，如果估計的車輛轉向情況和預期的車輛轉向情況指示了車輛的操作者優先控制自主駕駛應用則斷開自主駕駛應用包括確定多個預期的車輛轉向情況和多個估計的車輛轉向情況之間的差值。19、根據方案15所述的方法，其中，確定多個預期的車輛轉向情況包括使用查表的數學方法。20、根據方案15所述的方法，如果估計的車輛轉向情況和預期的車輛轉向情況指示了車輛的操作者優先控制自主駕駛應用則斷開自主駕駛應用包括估計所估計的車輛轉向情況和預期的車輛轉向情況之間的差值是否超過了一個或多個車輛轉向情況閾值。
本發明考慮的主要問題在說明書的結論部分特別地指出且清晰地限定。然而，本發明作為操作的機構和方法，與其目的、特徵和優勢相結合，在結合附圖的下述詳細說明中將得到最好的理解，其中圖I是依照本發明的一個實施方式的具有車輛自動轉向優先控制檢測系統的車輛的示意圖；圖2是依照本發明的一個實施方式的車輛自動轉向系統的示意描述；圖3是依照本發明的一個實施方式的車輛自動轉向優先控制檢測系統的示意圖；圖4是依照本發明的一個實施方式的轉向優先控制檢測系統和過程的結構圖；圖5是依照本發明的一個實施方式的參考預期的轉向角的轉向角命令的示意圖和曲線圖；圖6是依照本發明的一個實施方式的方法的流程圖；圖7是依照本發明的一個實施方式的方法的流程圖。可以理解的是，為了簡單和清晰的指示，在附圖中示出的部件並不需要按比例繪製。例如，為了清晰，一些部件的尺寸可以相對於其它部件擴大。更進一步，作為合適的考慮，附圖標記可以在多幅圖中被重複來指示相應的或相似的部件。
具體實施例方式在下面的詳細描述中，闡述了多個特定細節，以提供對本發明徹底的理解。但是，本領域技術人員可以理解的是，本發明可以沒有這些特定細節而實施。在其它例子中，為了不使本發明難以理解，熟知的方法、程序和部件沒有詳細描述。除非明確地指明，否則，如在下面的詳述中顯而易見的，在貫穿說明書的詳述中，使用的術語例如「處理」、「計算」、「存儲」、「估計」、「確定」、「評價」、「測量」、「提供」、「轉移」、「輸出」、「輸入」或類似的，代表計算機或計算系統或類似的電子計算設備的活動和/或進程，其控制和/或改變計算系統的寄存器和存儲器內的例如電子的物理量表示的數據，至類似的計算系統的存儲器、寄存器或其它這種信息存儲、傳遞或顯示裝置內的物理量表示的其它數據。
自發的、半自動的、自動化、或自動的轉向控制特性(例如車道自動對中、自適應車道對中等)可以減少駕駛員的輸入(例如，方向盤運動)，還保持或控制車輛相對於道路的位置。為了服從安全性需要，然而，駕駛員需要恢復對方向盤控制的完全控制並且使轉向控制系統停用或斷開。駕駛員可以恢復對車輛的控制，例如，當另一車輛改變方向進入了駕駛員的車道、障礙物位於車輛前方、車輛接近護欄、駕駛員改變車道、或在其它情況下。當駕駛員遇到需要駕駛員快速地恢復控制轉向的情況時，車輛自動轉向系統優先控制必須被快速地且容易地執行。因而，車輛自動轉向優先控制檢測系統在低速、高速、在曲線道路、在傾斜道路、以及在其它駕駛局面下需要以高精度實現功能。在低速下，比高速下需要更大的扭矩來使車輛轉向；因此，在低速下優先控制系統所需的最小扭矩高於在高速下所需的。在高速下，比低速下需要較小的扭矩來使車輛轉向；因此，在高速下優先控制自動轉向控制系統所需的最小扭矩較小，來確保如果需要的話駕駛員可以容易的恢復對車輛的控制。當行駛於曲線道路或傾斜道路車輛轉彎時，基於轉向的方向需要更大或更小的轉向扭矩來使車輛轉向。依照本發明的實施方式，車輛自動轉向控制優先控制系統可以適應於不同的行駛局面或情況。車輛自動轉向控制優先控制系統基於測量的、計算的和/或預先確定的車輛轉向測量值，計算預期的轉向扭矩和轉向角度值，可以適應於駕駛局面。
在本發明的一個實施方式中，車輛可以配備自適應或自動的車道對中特性或應用。一個自適應車道對中特性可以保持固定的車道偏移或者相對於在車輛行駛的道路上的車道的車輛位置。計算機視覺傳感器(例如，照相機)、LIDAR傳感器、或其它類型的傳感器可以測量數據，允許自適應車道對中特性來確定該車道偏移或車輛相對於道路特徵的相對位置，例如，車道標誌、路肩、路中護欄、道路邊緣和其它物體或特徵。確定車輛相對於道路特徵的相對位置基於，例如，車輛的全球定位系統(GPS)的位置數據和地圖數據、面向前方的照相機測量的與道路特徵的相對距離、和/或其它信息。自適應車道對中特性可以基於確定的車輛相對位置來控制車輛轉向，以保持固定的或相對固定的(例如，具有IOcm的分辨度)車輛車道偏移或車道中的位置。在一些實施方式中，自適應車道對中特性通過向電動助力轉向(EPS)、自動前向轉向(AFS)或其它系統輸出轉向角控制指令來控制車輛的轉向角和/或轉向扭矩，從而控制車輛運行的方向。在一些實施方式中，自適應車道對中特性可以直接地或通過或不通過EPS、AFS或其它系統控制轉向角。在本發明的一個實施方式中，車輛可以配備車道自動保持輔助應用或特性。車道保持輔助應用可以自動地控制車輛轉向來確保汽車處於預先確定的車道或在道路上的路徑。在一些實施方式中，車道保持輔助應用可以不控制車輛轉向，除非車輛開始移出車道，此時車道保持輔助系統可以自動地控制轉向來保持車輛處於車道內。車道保持輔助特性可以運行，通過確定車輛相對於道路特徵(例如，車道標誌、路肩、路中護欄或者其它道路特徵)的相對位置並且調整轉向控制來保持車輛處於車道內。車輛相對於道路特徵的相對位置可以基於車輛的GPS位置數據、測量的車輛與道路特徵的相對距離、或其它信息被確定。車道保持輔助特性可以基於確定的車輛相對位置控制車輛轉向，來保持車輛處於車道內。車道保持輔助特徵可以通過向EPS、AFS或其它系統輸出轉向角和/或轉向扭矩控制指令來控制車輛的轉向角和/或轉向扭矩，以控制車輛行駛的方向。在一些實施方式中，車道控制輔助特性可以直接地或通過或不通過EPS、AFS或其它系統控制轉向角。依照本發明的實施方式，自動轉向控制優先控制系統可以使用與車輛聯合的傳感器來測量、估計或評價車輛轉向測量值或車輛轉向情況，例如車輛的轉向角和轉向扭矩。車輛轉向測量值或車輛轉向情況可以在車輛行駛時，在預確定的間隔時間(例如，每10毫秒)內被測量、估計或評價。在一些實施方式中，自動轉向控制優先控制檢測系統可以在車輛行駛時持續地測量車輛的轉向角情況和轉向扭矩情況。其它車輛動態信息，例如速度、加速度、行駛方向、橫擺率、車道偏移、駕駛員輸入以及其它因素也可以被測量。依照本發明的實施方式，車輛自動轉向優先控制檢測系統可以基於測量的車輛轉向測量值(例如，轉向扭矩、轉向角)和/或車輛的其它信息(例如，速度、加速度、行駛方向、橫擺率、其它駕駛員輸入等)確定是否優先控制、失效或斷開車輛自動轉向控制系統。例如，本發明的實施方式可以應用在當車輛自動轉向系統被啟動、激活或運行的時候。車輛自動轉向優先控制檢測系統可以在車輛自動轉向控制系統被激活的時候，測量轉向角、轉向扭矩、加速度、側向加速度、縱向加速度、速度、橫擺率和/或其它車輛動態或轉向測量值。
依照本發明的實施方式，自動車輛控制系統可以被激活且可以輸出轉向角指令至自動轉向優先控制檢測系統。自動轉向優先控制檢測系統可以基於，例如，轉向角指令計算預期的轉向角和/或預期的轉向扭矩。自動轉向優先控制檢測系統可以比較預期的轉向角和/或預期的轉向扭矩與傳感器測量的轉向角和/或測量的轉向扭矩。如果測量的轉向扭矩和預期的轉向扭矩之間的差值的絕對值大於預先確定的轉向扭矩閾值，則自動轉向控制系統可以被斷開。如果測量的轉向角和預期的轉向角之間的差值的絕對值大於預先確定的轉向角閾值，則自動轉向控制系統可以被斷開。在本發明的一個實施方式中，如果測量的轉向角和預期的轉向角之間的差值的絕對值大於預先確定的轉向角閾值和/或測量的扭矩和預期的轉向扭矩之間的差值的絕對值大於預先確定的轉向扭矩閾值，自動轉向優先控制檢測系統可以斷開自動轉向控制系統。預先確定的轉向角閾值和預先確定的轉向扭矩閾值可以依據或改變，基於車輛速度、道路情況、道路彎曲、轉向系統動態、車輛類型和/或其它因素。其它或不同的車輛轉向或車輛動態量可以是決定優先控制的因素。在一些實施方式中，術語量、參數、情況、值或其它數據可以被可替換地使用並且具有相同的含義。圖I是依照本發明的一個實施方式的具有車輛自動轉向優先控制檢測系統的車輛的示意圖。車輛10 (例如，轎車、卡車或其它車輛)可以包括車輛自動轉向優先控制檢測系統100。車輛自動轉向優先控制檢測系統100可以與一個或多個自動車輛控制系統、自主駕駛應用或車輛自動轉向系統90聯合或獨立操作。車輛自動轉向系統90可以是，例如，自適應車道對中、低速車道對中、車道保持輔助或其它應用。一個或多個車輛自動轉向系統90可以是系統100的部件，或者車輛自動轉向系統90可以獨立於系統100。當啟動時，車輛自動轉向系統90可以全部地或部分地控制車輛的轉向並且降低駕駛員(例如，車輛的操作者)通過方向盤82和/或轉向系統的轉向控制輸入，轉向系統可以包括電動助力轉向(EPS)系統和/或其它部件。—個或多個傳感器可以被固定或連接至車輛10。計算機視覺傳感器(例如，照相機)24、LIDAR、或者雷射雷達(LADAR)、傳感器20、雷達傳感器22、成像器、或其它遠程傳感裝置可以獲得數據允許系統100來確定車輛與道路特徵的相對位置，例如，車道標誌、路肩、路中護欄、道路邊緣和其它物體或特徵。例如，照相機24可以測量車道偏移，行駛角度、車道彎曲和/或其它信息(例如，速度、加速度、偏移率、其它駕駛員輸入等)並且提供信息至系統90。車輛自動轉向控制系統90可以基於傳感器測量的車輛相對於道路特徵的相對位置，獲得或控制車輛相對於道路的位置。在本發明的一個實施方式中，車輛10可以包括一個或多個裝置或傳感器來測量車輛轉向測量值、車輛轉向情況、車輛轉向參數、車輛動態、駕駛員輸入、或其它車輛相關情況或量。車輛動態測量裝置可以包括一個或多個轉向角傳感器70 (例如，連接至方向盤82和/或轉向系統的其它部件)和/或轉向扭矩傳感器80 (例如,扭力杆、扭矩傳感器、扭矩計、扭矩變換器、或其它裝置)。轉向扭矩傳感器80可以被連接至或與方向盤82、轉向柱、轉向齒條齒輪、車軸、和/或轉向系統的其它部件關聯。該車輛動態測量裝置還可以包括一個或多個加速計72、速度計74、輪速傳感器76、慣性測量單元(IMU)78、或其它裝置。該車輛動態測量裝置可以測量車輛動態情況或駕駛員輸入，包括轉向角、轉向扭矩、轉向方向、橫向(也就是有角度的或向心的)加速度、縱向加速度、偏移率、橫向和縱向速度、速度、車輪旋轉、以及車輛10的其它車輛動態特徵。測量的車輛動態、車輛情況、轉向測量值、轉向情況、或駕駛員輸入信息可以傳輸至系統100通過，例如，有線連接(例如，控制器區域網 (CAN)總線、Flexray、乙太網)40或無線連接。測量的車輛動態、車輛情況、轉向測量值、轉向情況、或駕駛員輸入信息數據可以被系統100或其它系統使用來計算轉向角、轉向扭矩、基於位置坐標推算的車輛位置、以及其它計算。在本發明的一個實施方式中，車輛自動轉向優先控制檢測系統100是或者包括計算裝置，安裝在車輛的儀錶板、乘客隔間50或位於行李箱60內。在替代的實施方式中，車輛自動轉向優先控制檢測系統100可以位於車輛的其它部位、可以位於車輛的多個位置、或者可以遠程安置具有其功能的全部或部分(例如，位於遠程伺服器內或位於可攜式計算裝置內，例如蜂窩式電話)。雖然討論了多種傳感器和輸入，在特定實施方式中僅使用子(例如，一個)類型的傳感器或輸入。圖2是依照本發明的一個實施方式的車輛自動轉向系統的示意描述。車輛自動轉向系統90可以被安裝在車輛(例如，轎車、汽車、卡車或其它車輛)內部。系統90可以包括連接至轉向柱84的方向盤82。轉向柱84可以被連接至齒條齒輪86，其將方向盤82和轉向柱84的旋轉運動轉變或改變為車輛輪胎或車輪88的直線運動。轉向角傳感器70可以被安裝於方向盤82、轉向柱84、EPS系統92、AFS系統94、或者與自動轉向控制系統90相關聯。轉向扭矩傳感器80 (例如，轉向扭力杆、扭矩傳感器、扭矩計、扭矩變換器、或其它裝置)可以被安裝於轉向柱84、方向盤82、齒條齒輪86、車輪軸或者與自動轉向控制系統90相關聯。在一些實施方式中，轉向扭矩傳感器80以及轉向角傳感器70可以與EPS 92、AFS94或其它系統關聯或安裝於其上。圖3是依照本發明的一個實施方式的車輛自動轉向優先控制檢測系統的示意圖。自動化或自動轉向優先控制檢測系統100可以包括一個或多個處理器或控制器110、存儲器120、長期存儲器130、輸入裝置或區域140、以及輸出裝置或裝置150。輸入裝置或區域140可以是，例如，觸控螢幕、鍵盤、麥克風、指針裝置、或其它裝置。輸出裝置或區域150可以是，例如，顯示器、屏幕、語音裝置例如擴音器或頭戴式耳機、或其它裝置。例如，輸入裝置和區域140以及輸出裝置或區域150可以連接入可以是系統100的一部分的觸控螢幕顯示器和輸入。系統100可以包括一個或多個資料庫170，其可以包括，例如，轉向角閾值、轉向扭矩閾值、轉向慣性信息、轉向阻尼信息、轉向剛度信息、以及其它信息或數據。資料庫170可以被全部或部分地存儲於存儲器120、長期存儲器130、或其它裝置中的一個或全部。處理器或控制器110可以是，例如，中央處理器(CPU)、晶片或任何合適的計算機的或計算的裝置。處理器或控制器110可以包括多個處理器，並且可以包括通用處理器和/或專用處理器，例如圖像處理晶片。處理器Iio可以執行例如存儲於存儲器編碼120或長期存儲器130的編碼或指示，來執行本發明的實施方式。存儲器120可以是或者可以包括，例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、動態RAM (DRSM)、同步DRAM (SD-RAM)、雙數據速率(DDR)記憶晶片、快閃記憶體、易失存儲器、非易失存儲器、高速緩衝存儲器、緩衝器、短期記憶單元、長期記憶單元、或其它適合的記憶單元或存儲單元。存儲器120可以是或可以包括多個存儲單元。 長期存儲器130可以是或者可以包括，例如，硬碟驅動、軟盤驅動、光碟(CD)驅動、可記錄光碟(CD-R)驅動、通用串行總線(USB)驅動或其它適合的可移動和/或固定的存儲單元，並且可以包括多個或者這些單元的聯合。圖4是依照本發明的一個實施方式的轉向優先控制檢測系統和過程的結構圖。如在框202中描述的，指令轉向角Semd可以通過車輛自動轉向系統90(例如，自適應車道對中、車道自動對中、或其它系統)輸出。如在框204中描述的，轉向扭矩指令t-可以基於來自於車輛自動轉向控制系統90的指令轉向角Scmd被計算出。在一些實施方式中，指令轉向角Sand可以是轉向角改變，其由自動車輛控制系統輸出至車輛轉向系統、與車輛轉向系統關聯的電機、或車輛轉向系統的其它部件，以改變車輛的方向。轉向扭矩指令T ^可以是轉向扭矩，其由車輛轉向控制系統90輸出至EPS系統92、AFS系統94、或其它系統來操縱和/或改變車輛的方向。在一些實施方式中，轉向扭矩指令T 可以是駕駛員輔助扭矩和優先控制扭矩之和。駕駛員輔助扭矩可以是由EPS系統92、AFS系統94、或其它系統提供的扭矩，以在操縱車輛過程中輔助駕駛員。當車輛自動轉向系統90啟動的時候，駕駛員輔助扭矩可以為零，並且駕駛員並不操縱車輛10。優先控制扭矩可以是由車輛自動轉向系統90提供的扭矩，以驅動車輛轉向。在一些實施方式中，預期轉向扭矩T exp ected以及轉向指令扭矩T 可以被計算出，如在框204中所示。預期轉向扭矩\xp 可以是當駕駛員或車輛的操作者並不試圖優先控制該自動轉向控制系統的時候，系統100預期被提供至車輛轉向系統或車輛轉向系統的部件的扭矩。在一些實施方式中，預期轉向扭矩\xp Mted可以是系統100預期被從車輛自動轉向系統90輸出的系統。預期轉向扭矩T 可以被計算出，基於測量的轉向角Sffleas以及車輛轉向參數、常數和/或預確定值，使用二階模型、算法或方法；查閱表；或其它方法或算法。轉向指令扭矩Tand可以被計算出，基於指令轉向角Sand，使用二階模型、算法或方法；查閱表；或其它方法或途徑。轉向指令扭矩T emd可以被輸入至EPS系統、AFS系統或其它系統，如在框206中所示。轉向指令扭矩T ^可以是與EPS系統、AFS系統或其它系統關聯的電動機應用於方向盤82、轉向柱84、自動轉向控制系統90的部件、或者車輛轉向系統的其它部件上的扭矩。如框208中所示，轉向指令扭矩Tenid可以被輸入至扭矩傳感器80 (例如，扭力杆、扭矩變換器或其它裝置)。扭矩傳感器80可以測量用於車輛轉向系統的扭矩t_s。用於車輛轉向系統的扭矩或測量扭矩T meas可以，例如，用於方向盤82、轉向柱84、車軸或車輛轉向系統或裝置的其它部分。用於車輛轉向系統的扭矩Tmeas可以包括由EPS、AFS、或其它系統提供的轉向指令扭矩Tand，以及駕駛員輸入扭矩Tmvot，其可以是駕駛員輸入至方向盤82的扭矩的量。測量轉向扭矩Tmeas，可以由扭矩傳感器80(例如，扭力杆、扭矩計、扭矩傳感器或其它裝置)測量或計算，如框208中所示。測量轉向扭矩可以包括由駕駛員應用於方向盤82或相關系統的扭矩量，例如，來恢復車輛轉向系統的全部或部分控制。如框210中所示，測量轉向扭矩T _3和預期轉向扭矩T exp 之間的差值可以被計算出。如果該差值的絕對值或矢量值大於預確定的扭矩閾值Tttoesh，自動轉向控制系統90可以通過系統100被停止、斷開或優先控制。預確定閾值扭矩Ttto6sh可以在車輛生產過 程中或之前被確定，並且可以基於車輛測試、人為因素研究、或其它因素。預確定閾值扭矩T tosh可以包括緩衝或附加扭矩，來考慮到其並不打算優先控制自動轉向控制系統90的駕駛員與轉向系統的相互作用。依照本發明的一個實施方式，預期轉向角\xp 可以基於來自於車輛自動轉向控制系統90的指令轉向角Semd，由系統100計算出，如框212所示。預期轉向角Sexpeeted可以是在駕駛員或車輛的操作者並不試圖優先控制該自動轉向控制系統的時候，系統預期被應用於車輛轉向系統或車輛轉向系統的部件的轉向角或最大轉向角。預期轉向角Sraip
可以基於指令轉向角S ，使用查閱表、簡化二階系統、二階系統、或其它數學算法或方法被計算出。在一些實施方式中，預期轉向角\xp 可以與指令轉向角Scmd不同，取決於車輛動態和轉向控制可變因素(例如，在轉向控制系統中的潛在因素、延遲和系統滯後)。轉向角傳感器70可以測量被應用於車輛轉向系統的轉向角輸入S _s，如框214中所示。例如，轉向角輸入可以被應用於方向盤82、轉向柱84、車軸或車輛轉向系統或裝置的其它部分。測量轉向角Smeas可以包括來自EPS、AFS或其它系統的被應用於車輛轉向系統的轉向角輸入，以及車輛的操作者(例如駕駛員)應用於方向盤82的轉向角輸入。測量轉向角Snreas可以由轉向角傳感器測量或估計，如框214中所示。測量轉向角Snreas可以包括由駕駛員應用於方向盤82或相關系統的轉向角輸入量，例如，來恢復對車輛轉向系統的全部或部分控制。如框210中所示，測量轉向角S_s與預期轉向角Sexp 之間的差值被計算出。如果該差值的絕對值或矢量值大於預確定的閾值轉向角Sthresh,自動轉向控制系統90可以通過系統100被停止、斷開或優先控制。預確定閾值轉向角8 thMsh可以在車輛10生產過程中或之前被確定，並且可以基於車輛測試、人為因素研究、或其它因素。在一些實施方式中，預確定閾值轉向角S th_h可以包括緩衝或附加轉向角，來考慮到其並不打算優先控制自動轉向控制系統90的駕駛員與轉向系統的相互作用。雖然在一個實施方式中，使用兩個因素(轉向扭矩和轉向角)，在其它實施方式中可以僅使用一個因素或不同的因素。依照本發明的一些實施方式，自動轉向優先控制檢測系統100可以確定預期扭矩Texp ，使用二階模型漸進法或其它數學算法。在一個實施方式中，下面的公式或微分方程可以被代數地、數字上地、分析地解釋或使用其它方法來計算預期扭矩T exp ected Iegu S+Cequ S+kequ
^mecis ^driver + ^"exp ected + 了 SelfAHgn上面的公式表示了二階模型、公式或微分方程中的一個示例，可以基於二階微分方程的解，被用於計算預期扭矩預期扭矩"。-可以被計算、確定或得到。預期扭矩T6xp6rf6d可以是僅有的未知的並且可以基於預確定的和測量的數據被解得。預期扭矩T exp 可以在固定間隔或時步下被計算，例如每10毫秒或其它時段，或者可以當車輛轉向控制系統被啟動時被實時更新。術語1_、Cequ以及k6qu可以是預確定的常數或參數。這些術語可以被確定，使用非模型的轉向動態參數估計技術，在生產、人為因素研究、或其它方法或算法中校準車輛自動轉向控制優先控制系統100的過程中。當量轉向慣性可以表示方向盤、自動轉向系統或其它系統或裝置的阻止改變旋轉加速度的趨勢。當量轉向阻尼C6qu可以表示方向盤、自動轉向系統或其它系統或裝置的阻止改變旋轉速度或速率的趨勢。當量轉向剛度k-可以表示方向盤、自動轉向系統或其它系統、裝置或部件的位移阻力。轉向角速度5可以表示轉向角輸入的第一導數，並且可以由自動轉向控制優先控制系統動態、人為因素研究、和/或生產系統100的過程中的校準來獲知和/或限制。轉向角加速度^可以表示轉向角輸入的第二導數，並且可以由自動轉向控制優先控制系統動態、人為因素研究、和/或生產系統 100的過程中的校準來獲知和/或限制。測量轉向角可以代表由轉向角傳感器70或其它裝置測量的轉向角。駕駛員輸入扭矩Twvot可以表示駕駛員輸入至方向盤的扭矩量。在一些實施方式中，T 可以是零或其它值，如果自動轉向控制系統90啟動並且駕駛員不與方向盤相互作用。自調整扭矩Tseiaiigh可以表示用於車輛轉向系統的扭矩，沒有駕駛員輸入或來自於車輛自動轉向系統90的輸入。自調整扭矩T SelfAligh在車輛和/或車輛轉向系統的設計中可以是固定的，並且可以在生產過程中或之前被確定數量。由於預期扭矩T exp 可以由系統100基於測量的車輛轉向測量值和預確定的常數計算出並且可以在固定時間間隔計算，預期扭矩T6xp 6C;t6d可以由系統100基於不同的行駛局面和/或情況來調整。例如，在低速下的預期扭矩T6xp 6c;t6d可以高於在高速下的。例如，系統100在彎曲或傾斜道路下可以計算高於平坦道路下的預期扭矩T exp ected,隨彎曲或傾斜的方向而定。因而車輛自動轉向優先控制檢測系統100可以在低速、高速、傾斜道路上、彎曲道路上以及其它行駛局面精確地和準確地運行。依照本發明的一些實施方式，自動轉向優先控制檢測系統100可以使用二階模型漸進法或其它數學算法，計算轉向指令扭矩T Md。在一個實施方式中，下面的公式或微分方程可以被代數地、數字上地、分析地解釋或使用其它方法來計算轉向指令扭矩T Cffld Iequ S+ Cequ 8+ kequScmd = Tdriver + Tcmd + ^SelfAlizn上面的公式表示了二階模型、公式或微分方程中的一個示例，可以被用於計算轉向指令扭矩T d。轉向指令扭矩可以基於二階微分方程的解，被計算、確定或得到。轉向指令扭矩T d可以是僅有的未知的並且可以基於預確定的和測量的數據被解得。轉向指令扭矩T d可以在固定間隔或時步下被計算，例如每10毫秒或其它時段，或者可以當車輛轉向控制系統90被啟動時被實時更新。指令轉向角Semd可以由車輛自動轉向系統90輸出。常量Iequ、cequ、kequ、5g、
T Mra和Tselaligh可以與前面討論的用來計算預期扭矩^xp 的二階模型中使用的常量相同或相似。在上面討論的二階模型是一個示例，可以用來確定預期扭矩T exp ected以及轉向指令扭矩TMd;然而，其它取值、常量、公式、數學模型、系統、查閱表、線性轉換以及其它方法和數學途徑也可以被使用。圖5是依照本發明的一個實施方式的參考預期的轉向角的轉向角命令的示意圖和曲線圖。框302表示依照本發明的一個實施方式的指令轉向角至轉向角預期動態模型、計算、確定或公式化方法。轉向角動態模型可以是或包括查閱表、簡化二階系統、線性轉換、數學模型或其它數學算法。如框302中所示，預期轉向角Srai"。-可以基於指令轉向角Scmd計算出。曲線圖部分304可以表示指令轉向角Scmd與預期轉向角Sraip 之間的關係。在一些實施方式中，預期轉向角\xp 可以與指令轉向角Sand線性成比例或近似地線性成比例。也可以使用其它關係。圖6是依照本發明的一個實施方式的方法的流程圖。該操作可以由車輛自動轉向優先控制檢測系統100或其它與車輛10關聯或獨立的系統執行。如框402和404中所示，該系統或程序可以在車輛自動轉向控制系統90沒有被接合或起動的時候開始。如框406中所示，可以由駕駛員執行一個動作(例如，按下按鈕、啟動開關等)來啟動自動控制系統 90。如框408中所示，可以由系統90確定自動轉向控制系統90是否可用且可以被啟動。如框410中所不，如果自動轉向控制系統90可用，該系統可以被啟動。當啟動後，自動轉向控制系統90可隨即自動地控制車輛行駛的方向和/或方位。如框412中所示，在自動控制系統90已啟動的任何時刻，預期轉向扭矩Texpeeted和預期轉向角Sexpeeted可以由系統100被計算、確定或用公式表示。預期轉向扭矩\xp 和預期轉向角Sraip 可以使用二階模型、簡化二階模型、微分方程的解、查閱表、線性變換或其它數學模型或算法被計算出。預期轉向扭矩\xp Mtral和預期轉向角Srai」。可以在規律的間隔時間內(例如，每10毫秒或其它時段)在自動轉向控制系統90被啟動的時候，被計算出或可以由系統100連續地計算。如框414中所示，車輛可以使用多個與車輛10關聯的傳感器估計多個車輛轉向情況。例如，系統100使用一個或多個與車輛10關聯的傳感器可以估計或測量轉向扭矩和轉向角S_s。測量轉向扭矩以及測量轉向角S_s可以在自動轉向控制系統90被啟動的時候，在規律的間隔時間內(例如，每10毫秒或其它時段)被測量或估計或可以由系統100連續地測量。如框416中所示，預期轉向扭矩T exp ected與測量轉向扭矩T meas之間的差值可以由系統100計算出。預期轉向扭矩Traip Mtral與測量轉向扭矩T_s之間的差值可以由系統100與預確定扭矩閾值Tthresh比較。在一個實施方式中，預期轉向扭矩Traip !與測量轉向扭矩T _s之間的差值的絕對值可以由系統100與預確定扭矩閾值T thresh比較。例如，預確定扭矩閾值Tthresh可以是3牛頓-米(Nm)或其它值。可以使用其它閾值。如果預期轉向扭矩Traip 6。^!與測量轉向扭矩T _s之間的差值或該差值的絕對值大於扭矩閾值Tttoesh,車輛自動轉向控制系統90可以被斷開(例如，通過系統100)並且轉向控制可以被全部地或部分地交給駕駛員，如框420中所示。如框418內所示，預期轉向角Sexpeeted與測量轉向角之間的差值可以由系統100計算出。預期轉向角Sraip 與測量轉向角Snreas之間的差值可以由系統100與預確定轉向角閾值Stosh比較。在一個實施方式中，預期轉向角Sraip與測量轉向角S_s之間的差值的絕對值可以由系統100與預確定轉向角閾值5 thresh比較。如果預期轉向角8 exp 與測量轉向角Snreas之間的差值或該差值的絕對值大於轉向角閾值6 thMsh，車輛自動轉向控制系統90可以被斷開(例如，通過系統100)並且轉向控制可以被全部地或部分地交給駕駛員，如框420中所示。依照本發明的一些實施方式，預期轉向扭矩T exp 6。^!與測量轉向扭矩T _s之間的差值和預期轉向角Sraip Mted與測量轉向角S_S之間的差值均可以由系統100計算出。如果預期轉向扭矩Traip Mtral與測量轉向扭矩T_s之間的差值、差值的絕對值、或者矢量值大於扭矩閾值Tttoesh，以及預期轉向角S -Md與測量轉向角之間的差值、差值的絕對值、或者矢量值大於轉向角閾值S thresh,車輛自動轉向控制系統90可以被斷開並且轉向控制可以被全部地或部分地交給駕駛員，如框420中所示。因此，如果估計的車輛動態情況指示車輛的操作者(例如，駕駛員)優先控制自動行駛應用，自動行駛應用(例如，自適應車道對中系統)可以被失效。可以由系統100向駕駛員提供警報、指示、警告或信號，在斷開和/或使自動轉向控制系統90停用之前或之後。該警報可以是，例如，可聽警報、燈光、信號、通知或其它形式的警報。 可以使用其它或不同系列的操作。圖7是依照本發明的一個實施方式的方法的流程圖。在操作500中，車輛的一個或多個轉向測量值可以被測量。該一個或多個轉向測量值可以，例如，由轉向角傳感器(例如，圖I中的轉向角傳感器70)、轉向扭矩傳感器(例如，圖I中的扭力杆、扭矩傳感器、或轉向扭矩傳感器80)、或其它裝置測量。在操作510中，一個或多個預期車輛轉向測量值可以被計算出。該一個或多個與其車輛轉向測量值可以，例如，使用二階系統數學算法、查閱表或其它方法或算法計算出。在操作520中，自動車輛控制系統(例如，圖I中的系統90)可以基於一個或多個測量的車輛轉向測量值和一個或多個預期車輛轉向測量值被失效。例如，系統100可以向系統90發送信號或指令來使其失效。該一個或多個車輛轉向測量值可以包括車輛轉向角測量值、車輛轉向扭矩測量值、車輛轉向角情況、車輛轉向扭矩情況、車輛橫擺率、車輛橫向加速度、車輛縱向加速度、或其它車輛動態量。在操作530中，系統100可以在使自動車輛控制系統90失效或斷開之前提供警報。該警報可以被發出，例如，至駕駛員或至輛自動轉向控制系統90。該警報可以通知駕駛員該自動轉向控制系統可以被失效。可以使用其它或不同系列的操作。本發明的實施方式可以包括執行在此描述的操作的裝置。這些裝置可以是為了所需的目的特別地構成，或者可以包括由儲存於計算機內的電腦程式選擇地驅動或重新裝配的計算機或處理器。這些電腦程式可以被儲存於計算機可讀或處理器可讀的非短暫性存儲媒介中，任何類型的磁碟包括軟盤、光碟、CD-ROM、磁性光碟、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、磁性的或光學的卡、或適用於存儲電子指令的任何其它類型的媒介。可以注意到的是，可以使用多種程式語言來執行本發明在此描述的教導。本發明的實施方式可以包括一個條款，例如，非短暫性計算機或處理器可讀非短暫性存儲媒介，例如作為示例，存儲器、硬碟驅動、或USB快閃記憶體變法，包括或儲存指令，例如，計算機可執行指令，當其被處理器或控制器執行時，使得處理器或控制器實現在此公開的方法。該指令可以使得處理器或控制器執行實現在此公開的方法的程序。在此描述的多個實施方式的特徵可以與在此描述的其它實施方式使用。前面描述的本發明的實施方式用作指示和描述的目的。其並不是全面的或來限制本發明於公開的精確的形式。本領域技術人員可以注意到，在前文的教導下可能有很多修改、變形、替代、改變 和等價。因此，可以理解的是，附加的權利要求用於覆蓋落於本發明實質精神的所有這些修改和改變。
權利要求
1.一種方法，包括 測量車輛的一個或多個車輛轉向測量值； 計算一個或多個預期的車輛轉向測量值；以及 基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用自動車輛控制系統。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，一個或多個車輛轉向測量值包括車輛轉向角測量值和車輛轉向扭矩測量值。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用自動車輛控制系統包括計算一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值之間的差值。
4.根據權利要求I所述的方法，其中，計算一個或多個預期的車輛轉向測量值包括使用二階系統數學方法。
5.根據權利要求I所述的方法，其中，基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用自動車輛控制系統包括確定一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值之間的差值是否超過了一個或多個車輛轉向測量值閾值。
6.根據權利要求I所述的方法，其中，自動車輛控制系統包括自動車道對中系統。
7.根據權利要求I所述的方法，包括在使自動車輛控制系統停用之前提供警報。
8.一種系統,包括 車輛自動轉向系統； 一個或多個傳感器；以及 控制器，其用於 測量車輛的一個或多個車輛轉向測量值； 計算一個或多個預期的車輛轉向測量值；以及 基於一個或多個測量的車輛轉向測量值以及一個或多個預期的車輛轉向測量值而停用車輛自動轉向系統。
9.根據權利要求8所述的系統，其中，一個或多個車輛轉向測量值包括轉向角測量值和轉向扭矩測量值。
10.一種方法，包括 在車輛內，使用多個與車輛相關的傳感器來估計多種車輛轉向情況； 確定多種預期的車輛轉向情況；以及 如果估計的車輛轉向情況和預期的車輛轉向情況指示了車輛的操作者優先控制自主駕駛應用則斷開自主駕駛應用。
全文摘要
本發明涉及在車道自動對中過程中用於增強的轉向優先控制檢測的系統和方法。具體地，一種方法和系統，可以測量一個或多個車輛轉向測量值或測量值並且計算一個或多個預期的車輛轉向測量值。該方法和系統可以基於一個或多個測量的車輛轉向測量值和一個或多個預期的車輛轉向測量值使自動車輛控制系統停用。該車輛轉向測量值可以包括車輛轉向角測量值、車輛轉向扭矩測量值、或其它車輛動態量。該自動車輛控制系統可以包括車道自動對中系統、車道保持輔助、或其它車輛自動轉向控制系統。
文檔編號B62D113/00GK102774419SQ201210255489
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月5日 優先權日2011年5月5日
發明者B·B·利特庫希, J-W·李 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司