專利名稱：用于自動制動車輛的方法和用于車輛的制動輔助系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過自動制動車輛來輔助車輛的駕駛員以避免與相鄰車道中的道路使用者發生碰撞的方法。本發明還涉及一種在方法期間使用的制動輔助系統。
背景技術：
在城市交通中在十字路口處發生碰撞是常見的，且經常導致嚴重的傷害和/或高額的維修成本。常見的十字路口類型為左轉彎通道/同向(LTAP/SD)情形，其中車輛在進 行左向或右向轉彎同時被在相鄰車道中的其他道路使用者所超車。所述的道路使用者可以是例如自行車、摩托自行車、摩托車、轎車或者卡車等。早已提出多種用于輔助駕駛員以避免與相鄰車道中的道路使用者發生碰撞的系統。所提供的方案包括用于告知/警告駕駛員的系統或者用于將車輛轉回初始車道的系統，所述系統可以通過對方向盤施加扭矩或者通過使用差動制動來使車輛轉向實現。如果探測到駕駛員啟動了左向或右向轉彎同時被其他道路使用者超車，則這些系統的自然范圍將是告知/警告駕駛員或者會自動將車輛轉回初始車道。然而，令人驚奇的是，當使用先前提供的用于LTAP/SD情形的方法時，很難構造這樣的系統，系統能及時告知駕駛員、或者能將車輛轉回初始車道，而不會因為不需要的警告或者在正常交通情形下的轉向干擾而打擾駕駛員。當在更詳細地研究先前提供的方法時，可以發現，在LTAP/SD情形下使用這些系統的困難是因為車輛的駕駛員經常在轉彎時使用大的方向盤角度。由于大的方向盤角度，所以車輛的方位角(heading angle)快速改變。大的轉向角度與方位角的明顯改變的組合使得將車輛難以轉回初始車道以避免碰撞。另外地，因為情形可能很快變得非常嚴峻，也難以及時對駕駛員進行警告。與前面提供的方案相似的問題也會在以低速改變車道的操縱中出現。明顯地，需要有補充方案來有效地輔助駕駛員以避免在這些情形下發生碰撞，而不會因為不需要的警告或者干擾而打擾駕駛員。現有技術方案中通過警告處于盲區的車輛駕駛員以及通過以不同方式將車輛轉回初始車道來避免碰撞的實例可以在例如WO 2004/021546A2，、CN 201115290 Y，、US2003/0141762AUUS 2008/0055114A1 以及 US 2009/0096634A1 中找到。
發明內容
本發明的主要目的是，在車輛的駕駛員進行左向或者右向轉彎或者以低速改變車道同時另一道路使用者在相鄰車道出現時的情形下，輔助駕駛員以避免或者減輕與相鄰車道中的道路使用者發生碰撞。通過采用制動來避免碰撞，所述制動剛好足夠讓車輛在超過其的道路使用者后方通過、或者將車輛完全停止以使相鄰車道中的道路使用者能在不與車輛碰撞的情況下通過。為了避免不需要的制動，只有當確定駕駛員不能通過為了避免碰撞所需的轉向操縱和強烈制動來避免碰撞時才使用制動。本發明的次要目的是輔助正在進行左向或者右向轉彎的駕駛員以避免與相鄰車道中的道路使用者發生碰撞，同時所述道路使用者正在超過所述轉彎的車輛。
本發明的另一目的是輔助進行左向或者右向轉彎的駕駛員來避免與在相鄰車道中的反向道路使用者發生碰撞(左轉通道/反向，LTAP/0D情形)。當車輛進行轉彎時，車輛的速度通常較低，所以停止距離較短。這種短的停止距離使得制動干擾成為避免碰撞的非常有效的對策。相應地，上述目的根據實現本發明的方法來實現，所述方法包括以下步驟監視道路的相鄰車道以用于探測相鄰車道中的道路使用者對車輛的相對靠近，并且提供對其的信號指示；探測車輛的左向或右向轉彎，并且提供對其的信號指示；響應于所述信號，計算是否即將與靠近的道路使用者發生碰撞，并且提供對其的信號指示；以及響應于該即將與靠近的道路使用者發生碰撞的信號，啟動車輛的制動器，使得車輛能夠在道路使用者后方通過，或使得車輛完全停止以避免碰撞或減輕碰撞。以上所述的根據本發明的目的也可以通過提供制動輔助系統來實現，所述制動輔 助系統包括監視裝置，其構造成監視道路的相鄰車道以用于探測相鄰車道中的道路使用者對車輛的相對靠近，并且提供對其的信號指示；探測裝置，其構造成探測車輛的左向或右向轉彎，并且提供對其的信號指示；計算裝置，其操作地耦接于監視裝置和探測裝置，以用于響應于來自于監視裝置和探測裝置的信號，計算是否即將與靠近的道路使用者發生碰撞，并且提供對其的信號指示；以及控制裝置，其操作地耦接于計算裝置，以用于響應于來自于計算裝置的即將與靠近的道路使用者發生碰撞的信號，啟動車輛的制動器，使得車輛能夠在道路使用者后方通過，或使得車輛完全停止以避免碰撞或減輕碰撞。因此，當沒有其他選擇來避免碰撞或者至少減少碰撞時，本發明的方法以及制動輔助系統使得可以以簡單的方式且有效地通過自動制動車輛來控制車輛。
將僅通過實例以及參照附圖來進一步對本發明進行描述，其中圖I是根據本發明設置有制動輔助系統的簡單實施例的車輛的示意圖；以及圖2-5是示意性地示出了根據本發明啟動制動輔助系統的情形。
具體實施例方式如上所述，特別地，本發明旨在減少因為一超車車車輛或者一反向行駛的車輛駛入與進行左向或者右向轉彎的車輛或者改變車道的車輛(尤其是為以低速改變車道的車輛)而發生車輛碰撞的問題。本發明通過在即將與超車車輛發生碰撞時對轉向或者變道的車輛采用自動制動動作而解決這個問題。如圖I所述，用于車輛A的自動制動的制動輔助系統包括監視裝置I。監視裝置I構造成成監視道路的相鄰車道，主要地，監視在車輛A的后面和旁邊的相鄰車道，次要地，監視在車輛的前面的相鄰車道，從而探測所述相鄰車道中道路使用者B對車輛的相對靠近，以及探測在相同方向和相反方向上行駛的道路使用者。相應地，監視裝置I被構造成提供信號指示，以指示超車的道路使用者B的存在以及以其他方式靠近車輛A的道路使用者的存在、或由于所述車輛例如進行超車或者由于所述車輛和/或正被超車的道路使用者變更車道而被車輛所靠近的道路使用者的存在。將這個(第一)信號通過線路3傳送至計算裝置2，如所述，或者進行無線傳送。計算裝置2也構成了根據本發明的制動輔助系統的部分，且將在下面進一步進行描述。其他道路使用者B的實例是轎車、摩托車、卡車、摩托自行車、自行車、行人、馬匹等。當探測其他道路使用者B時，通向監視裝置I的探測信號、以及相應地由監視裝置向計算裝置2提供的信號當然也可以包括關于其他道路使用者的類型、位置、速度以及加速度、以及有關其運動的方向和尺寸的信息。如果監視裝置I被構造成成與其他道路使用者B進行無線溝通，那么可以很容易地獲得信息。監視裝置I可以包括使用電磁輻射的至少一個傳感器，例如，其可以是雷達操控的傳感器或者紅外線傳感器等。其也可以包括至少一個攝像頭。然而，監視裝置I可以包括任意其他數量和合適類型的傳感器或者掃描設備，用于所期望的目的、或者按如上所述被構造成用來與其他道路使用者B進行無線溝通。如果早已在車輛A中存在，那么其可以構造成諸如盲區傳感器的車輛內傳感器，用于上面提到的監視和探測功能。通常地，如所描述的實施例中，在車輛A的每一側上都具有至少一個這種傳感器，且它們的范圍一般為30米。在圖1-3和5中，用虛線示出了在車輛A的左側上的傳感器的監視區域C;C1。在圖4和5中示出了例如攝像頭的前向傳感器的監視區域C ;C2。
根據本發明的制動輔助系統進一步包括探測裝置4。探測裝置4構造成探測車輛A的左向或右向轉彎并提供(第二)信號指示。探測裝置4可以包括用于期望的目的的任意適合類型的傳感器。相應地，探測裝置4可以包括例如構造成用來感應方向盤運動的至少一個傳感器、和/或如所述實施例中用于感應一個或者兩個前輪的轉向的至少一個傳感器。探測裝置4也可以包括至少一個陀螺儀裝置。在連接中，重要強調的是，探測裝置4應構造成立即探測任意左向或者右向轉彎的啟動，以使制動輔助系統的反應時間盡可能地短。從探測裝置4到計算裝置2的信號通過線路5來傳送，如所述，或者通過無線傳送。如圖所示，根據本發明的制動輔助系統的計算裝置2與監視裝置I和探測裝置4操作地耦接，用于響應于來逢監視裝置和探測裝置的(第一和第二)信號計算是否即將與靠近的道路使用者B發生碰撞，并且提供其(第三)信號指示。“即將”在這里意味著不能簡單地通過將車輛A轉離靠近的道路使用者B來避免碰撞，即，當由計算裝置2產生(第三)信號時，不能通過轉向操縱來避免碰撞。將即將與靠近的道路使用者發生碰撞的信號通過線路7傳送至控制裝置6，如圖所示，或者通過無線傳送。基于計算裝置的構造，也是可以產生不會馬上與道路使用者發生碰撞(即仍能夠通過例如轉向操縱來避免碰撞)的信號。這個信號也可以傳送至控制裝置6，但是控制裝置應進而當然被構造成使信號不會影響其功能。如果且當計算到即將與靠近的道路使用者B發生碰撞，則計算裝置2可以進一步構造成用來估計車輛A的制動器的啟動范圍和/或應當啟動哪個制動器，并且用于提供啟動信號。這個信號可以是單獨的信號或者可以構成來自計算裝置2的第三信號的一部分。通過計算裝置2做出的以便用來確定是否即將與靠近的道路使用者B發生碰撞或者不會碰撞的威脅判定、以及應如何執行制動動作以避免、或者減少碰撞是可以基于合適運算法則的。計算裝置2可以是合適類型的計算機，或者可以包括任意其他用于期望的目的的裝置。最后，在根據本發明的制動輔助系統的所示實施例中，制動輔助系統包括上面所述的控制裝置6。如圖所示，控制裝置6與計算裝置2操作地耦接，用于響應來自于計算裝置的即將與靠近的道路使用者相碰撞的(第三)信號，啟動車輛A的制動器，以使車輛能改變車道和在所述道路使用者后方通過，使該車輛完全停止以防止碰撞、或者如果不能阻止碰撞則減輕碰撞。基于來自計算裝置2的信號，控制裝置6進一步構造成用來控制車輛A的制動器的啟動范圍。控制裝置6可以是合適類型的計算機，或包括任意其他用于期望的目的的裝置，例如，能夠選擇地啟動車輛A的制動器或者制動系統的全部或者一些(例如啟動在車輛左側上的至少一個車輪上的制動器以及車輛右側上的至少一個車輪上的制動器)并控制啟動范圍的裝置。待啟動哪個制動器可以基于來自計算裝置2的單獨信號中的信息、或者基于可以構成來自所述計算裝置中的第三信號的一部分的單獨信號中的信息。如上所述，控制裝置6可以進一步構造成，在從計算裝置2接收到的信號可指示出即將與靠近的道路使用者發生碰撞或者不會馬上與靠近的道路使用者發生碰撞的情況下用于確認信號是否可以忽略或者不能被忽略。在所示實施例中，控制裝置6通過線路8啟動了車輛A的車輪的制動器，但是可以可替換地采用無線方式來啟動。對于技術人員來說很明顯的是，根據本發明的制動輔助系統能在所附權利要求的 范圍內進行改進和改變，而不脫離本發明的主旨和目的。因此，可以對如上所述的制動輔助系統的監視裝置I例如補充設置安裝在車輛的關鍵(strategic)位置上的附加傳感器。對如上所述的制動輔助系統的探測裝置4也可以補充設置用來探測或感應車輛的左向或右向轉彎的其他或者多于一個的參數的附加傳感器。制動輔助系統可以構成驅動器支撐系統的部分或者與驅動器支撐系統相組合，所述驅動器支撐系統在正常交通條件下以及在危險交通情況下主動地輔助駕駛員，或者制動輔助系統可以構成其他避免碰撞系統的部分或與其他避免碰撞系統相組合，所述其他避免碰撞系統旨在接近碰撞(即非常嚴峻的時刻)的情形下輔助駕駛員并由此可以自主地動作。相應地，如上面已所述的，上述制動輔助系統的監視裝置I的傳感器也可以例如構造成用來監視在車輛A前方的道路的相鄰車道以用于探測相關其他道路使用者對所述車輛的相對靠近，并且構造成提供其(第一)信號指示，或者監視裝置可以補充設置有前向傳感器或者與之組合。由此，計算裝置2能夠確認是否必須施加制動以及控制裝置6是否最后啟動制動器以防止車輛A與反向的道路使用者B發生正面碰撞。在圖2-5中示出了根據本發明的制動輔助系統有用的情形的各種實例。相應地，圖2示出的情形是，車輛A在進行左向轉彎而另一高速的道路使用者B將超過車輛A。因為車輛A設置有根據本發明的制動輔助系統(所述制動輔助系統的監視裝置的左傳感器的監視區域C如圖2所示)，系統將被啟動且將避免與道路使用者B的碰撞。圖3示出的情形是，車輛A正在進行左向轉彎而另一道路使用者B處于車輛A的駕駛員的盲區內且即將超過車輛A的情形。因為車輛A設置有根據本發明的制動輔助系統(所述制動輔助系統的監視裝置的左傳感器的監視區域C如圖3所示)，系統將被啟動且將避免與道路使用者B的碰撞。圖4示出的情形是，車輛A正在進行左向轉彎并且如果駕駛員繼續左向轉彎的話其他反向行駛的道路使用者B將與車輛A發生碰撞。因為車輛A設置有根據本發明的制動輔助系統(所述制動輔助系統的監視裝置的前傳感器的監視區域C如圖4所示)，系統將被啟動且將避免與道路使用者B的碰撞。最后，圖5示出的情形是，車輛在進行左向轉彎且即將穿過單車道D，而在單車道上的其他道路使用者B從后方以及前方靠近車輛。因為車輛設置有根據本發明的制動輔助系統(所述制動輔助系統的監視裝置的左傳感器以及前傳感器的監視區域Cl和C2如圖5所示)，系統將被啟動且將避免與道路使用者B的碰撞。
因此，在所有這些情形中，本發明的制動輔助系統啟動車輛A的制動器，以便防止與其它道使用者B發生碰撞，或者如果不能避免碰撞的話也能減輕碰撞。如已經所述的，并且如圖4和5所示，為探測其它道路使用者B，如果設置有傳感器的話，可以啟動不同的傳感器或者可以啟動一個以上的傳感器。因此，如圖4所示，替代例 如如圖2和3中的盲區傳感器，使用可與前向雷達/激光雷達相組合的前向傳感器(例如攝像頭)以用于探測另一道路使用者B，并且如圖5所示，將盲區傳感器與用于探測另一道路使用者B的攝像頭一起使用。如已經所述的，對其它道路使用者B的探測也可以通過監視裝置I與基礎設施或其它道路使用者之間的無線通信來執行。
權利要求
1.用于自動制動車輛(A)以避免與相鄰車道中的道路使用者(B)發生碰撞的方法，其特征在于，包括 監視道路的相鄰車道以用于探測所述相鄰車道中的道路使用者(B)對所述車輛(A)的相對靠近，并且提供對其的第一信號指示； 探測所述車輛(A)的左向或右向轉彎，并且提供對其的第二信號指示； 響應于所述第一和第二信號，計算是否即將與靠近的道路使用者(B)發生碰撞，并且提供對其的第三信號指示；以及 響應于所述第三信號，啟動所述車輛(A)的制動器，使得所述車輛能夠在所述道路使用者(B)后方通過，或使得所述車輛完全停止以避免碰撞或減輕碰撞。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，當計算是否即將與靠近的道路使用者(B)碰撞時，估計所述碰撞不能夠通過轉向操縱來避免，并且提供對其的所述第三信號指示。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，當計算即將與靠近的道路使用者(B)碰撞時，估計所述車輛(A)的制動器的啟動范圍并且提供對其的信號指示。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，根據所估計的所述制動器的啟動范圍來控制所述車輛(A)的制動器的啟動。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，當計算即將與靠近的道路使用者(B)碰撞時，估計待啟動的制動器，并且提供對其的信號指示。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，啟動位于所述車輛(A)的左側上的至少一個車輪上的以及位于所述車輛的右側上的至少一個車輪上的制動器。
7.車輛(A)中的制動輔助系統，用于自動制動所述車輛以避免與鄰近車道中的道路使用者(B)發生碰撞，其特征在于，所述制動輔助系統包括 監視裝置(I)，構造成監視道路的相鄰車道以用于探測所述相鄰車道中的道路使用者(B)對所述車輛(A)的相對靠近，并且提供對其的第一信號指示； 探測裝置(4)，構造成探測所述車輛(A)的左向或右向轉彎，并且提供對其的第二信號指示; 計算裝置(2)，操作地耦接于所述監視裝置(I)和所述探測裝置(4)，以用于響應于所述第一和第二信號，計算是否即將與靠近的道路使用者(B)發生碰撞，并且提供對其的第二 目號指不;以及 控制裝置(6)，操作地耦接于所述計算裝置(2)，以用于響應于所述第三信號，啟動所述車輛(A)的制動器，使得所述車輛能夠在所述道路使用者(B)后方通過，或使得所述車輛完全停止以避免碰撞或減輕碰撞。
8.根據權利要求7所述的制動輔助系統，其特征在于，所述計算裝置(2)構造成當計算是否即將與靠近的道路使用者(B)碰撞時，估計所述碰撞不能夠通過轉向操縱來避免，并且提供對其的所述第三信號指示。
9.根據權利要求7或8所述的制動輔助系統，其特征在于，所述計算裝置(2)構造成當計算即將與靠近的道路使用者(B)碰撞時，估計所述車輛(A)的制動器的啟動范圍并且提供對其的信號指示。
10.根據權利要求9所述的制動輔助系統，其特征在于，所述控制裝置(6)構造成根據來自所述計算裝置(2)的信號來控制所述車輛(A)的制動器的啟動范圍。
11.根據權利要求7-10中任一項所述的制動輔助系統，其特征在于，所述計算裝置(2)構造成當計算即將與靠近的道路使用者(B)碰撞時，估計待啟動的制動器，并且提供對其的信號指示。
12.根據權利要求11所述的制動輔助系統，其特征在于，所述控制裝置(6)構造成根據來自所述計算裝置(2)的信號來啟動位于所述車輛(A)的左側上的至少一個車輪上的以及位于所述車輛的右側上的至少一個車輪上的制動器。
13.根據權利要求7-12中任一項所述的制動輔助系統，其特征在于，所述探測裝置(4)包括至少一個傳感器，所述至少一個傳感器構造成用于監視所述車輛(A)的方向盤運動和/或一個或兩個前輪的轉彎。
14.根據權利要求7-13中任一項所述的制動輔助系統，其特征在于，所述探測裝置(4)包括至少一個陀螺儀裝置，所述至少一個陀螺儀裝置構造成用于探測所述車輛(A)的方向盤運動以及一個或兩個前輪的轉向。
15.根據權利要求7-14中任一項所述的制動輔助系統，其特征在于，所述監視裝置(I)包括使用電磁輻射的至少一個傳感器。
16.根據權利要求7-15中任一項所述的制動輔助系統，其特征在于，所述監視裝置(I)包括位于所述車輛(A)的每側上的使用電磁輻射的至少一個傳感器。
17.根據權利要求7-16中任一項所述的制動輔助系統，其特征在于，所述監視裝置(I)包括至少一個攝像頭。
18.根據權利要求7-17中任一項所述的制動輔助系統，其特征在于，所述監視裝置(I)構造成用于與靠近的道路使用者(B)進行無線通信。
全文摘要
一種用于自動制動車輛的方法和用于車輛的制動輔助系統。具體地，提供自動制動車輛以避免與相鄰車道中的道路使用者發生碰撞的方法，包括監視道路的相鄰車道以用于探測相鄰車道中的道路使用者對車輛的相對靠近，并且提供對其的第一信號指示；探測車輛的左向或右向轉彎，并且提供對其的第二信號指示；響應于第一和第二信號，計算是否即將與靠近的道路使用者發生碰撞，并且提供對其的第三信號指示；以及響應于第三信號，啟動車輛的制動器，使得車輛能夠在道路使用者后方通過，或使得車輛完全停止以避免碰撞或減輕碰撞。該方法有效且可靠。該方法中使用的簡單制動輔助系統包括用來實施所述步驟的監視裝置、探測裝置、計算裝置以及控制裝置。
文檔編號B60T7/12GK102632877SQ201210027908
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月8日 優先權日2011年2月8日
發明者利努斯·赫爾格森, 米卡埃爾·克里斯蒂安森, 馬蒂亞斯·布蘭斯特羅姆 申請人:沃爾沃汽車公司