主动转向系统和用于控制行驶的车辆的方法技术方案

本教示提供了一种用于控制车辆(10)的主动转向系统。该系统可以包括至少一个传感器(50)和控制模块(58)。所述至少一个传感器可以配置成检测前导障碍物(226)。控制模块可以配置成接收来自所述至少一个传感器的信号，以确定转向轮廓(286)并基于该转向轮廓来执行车道变换操纵。转向轮廓可以包括用于将车辆从当前车道(218)操纵至相邻车道(222)的多个转向角度(110)和对应的车辆位置。转向角度可以被计算成不使车辆的加速度增大到超过乘坐者的舒适性阈值并且不使车辆越过相邻车道的外边界(262)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年3月5日提交的美国临时申请No.61/948,193和于2014年11月4日提交的美国非临时申请No.14/532,614的权益。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文中。
本公开涉及一种主动转向安全系统的用于改进时间以避免碰撞的车辆控制系统。
技术介绍
本部分提供了与本公开相关但不一定是现有技术的背景信息。在使车辆功能的控制自动化方面，主动转向系统可以允许车辆独立于驾驶员而拥有自主性和授权。这能产生安全效益的一方面是通过允许车辆在或许由于前导车辆突然停止而与前导车辆发生事故的概率高的紧急情况期间改写驾驶员的转向动作。在这些情况下，借助于现今的技术，现今的车辆可以识别哪个车辆是位于前方的以及该车辆在短期内的可能的路径和速度。一些当前的技术涉及使车辆主动转向以避免碰撞。这些技术特别地对受控车辆前方的前导车辆进行检测及考虑。这些技术假定前导车辆是唯一的障碍物并且假定存在能够用于转向的相邻车道而没有考虑相邻的障碍物。这些技术没有考虑相邻车道实际上是否能够使用或者相邻车道的类型或状况，例如可能影响车辆的车轮与车道之间的摩擦系数的材料或天气等。这些技术也没有充分考虑相邻车道的宽度以及急剧的转向可能导致车辆横穿相邻车道而没有安全地停留在相邻车道的边界内的可能性。
技术实现思路
本部分提供了本公开的总体概述，并且不是本公开的全部范围或
其所有特征的全面公开。本教示提供了一种用于控制车辆的主动转向系统。该系统可以包括至少一个传感器和控制模块。所述至少一个传感器可以配置成检测前导障碍物。控制模块可以配置成接收来自所述至少一个传感器的信号，以计算转向轮廓并基于转向轮廓来执行车道变换操纵。转向轮廓可以包括用于将车辆从当前车道操纵至相邻车道的多个转向角度和对应的车辆位置。转向角度可以被计算成不使车辆的加速度增大到超过乘坐者的舒适性阈值并且不使车辆越过相邻车道的外边界。本教示还提供了一种用于控制车辆的主动转向系统。该系统可以包括至少一个传感器和控制模块。所述至少一个传感器可以配置成检测前导障碍物和相邻障碍物。控制模块可以配置成接收来自所述至少一个传感器的信号，以计算转向轮廓并基于所述转向轮廓来执行车道变换操纵。转向轮廓可以包括用于将车辆从当前车道操纵至相邻车道的多个转向角度和对应的车辆位置。通过控制模块可以将转向角度计算成不使车辆的加速度增大到超过乘坐者的舒适性阈值并且计算成不使车辆越过相邻车道的外边界。转向轮廓可以基于车辆与前导障碍物的相对距离和相对速度、车辆与相邻障碍物的相对距离和相对速度而被计算。本教示还提供给了一种用于主动控制在道路的当前车道中行驶的车辆的方法。该方法包括为车辆提供控制模块和多个传感器。该方法包括传感器可以向控制模块发送至少一个信号。该方法包括控制模块可以判断是否需要车道变换。该方法包括控制模块可以判断是否能够使用相邻车道。该方法包括控制模块可以利用乘坐者的舒适性和车辆与相邻车道的外边界之间的距离来计算转向轮廓，其中，车辆将不会越过相邻车道的外边界。该方法包括控制模块可以控制车辆的转向系统以基于转向轮廓来执行车道变换操纵。更多适用范围将从本文提供的描述中变得明显。本概述中的描述和特定示例仅意在说明的目的而不意在限制本公开的范围。附图说明本文中所描述的附图仅用于所选实施方式而不是所有可能的实现方式的说明性目的，并且不意在限制本公开的范围。[图1]图1是具有用于车辆的主动控制系统的诸如转向和制动系统之类的控制系统的车辆的示意图。[图2]图2是示出了图1的车辆以及道路上的其他车辆的一种示例道路的示意图。[图3]图3是用于控制由图1的控制系统使用的车辆的流程图，该流程图包括判断是否需要车道变换的步骤以及判断相邻车道是否能够使用的步骤。[图4]图4是根据图3的流程图来判断是否需要车道变换的步骤的流程图，并且该流程图包括确定用以避开前导车辆的适当距离的步骤。[图5]图5是根据图4的流程图来确定用以避开前导车辆的适当距离的步骤的流程图。[图6]图6是根据图3的流程图来判断相邻车道是否能够使用的步骤的流程图。贯穿附图的几个视图，相应的附图标记表示相应的部件。具体实施方式现在将参照附图对示例实施方式进行更全面地描述。参照图1，示意性地示出了包括一对第一轮14、一对第二轮18、控制系统22、制动系统26和转向系统30的车辆10。车辆10可以是任何类型的基于地面的车辆，例如汽车、卡车、公共汽车、休闲车(RV)、军用车辆、农用车辆或者商用车辆。车辆10可以是无人驾驶车辆或者是通常由人类操作者(未示出)控制但是控制系统22被设计成补充或改写车辆10的操作者的控制的车辆。车辆的驱动电力可以由任何适合的装置提供，例如内燃发动机、一个或更多个电动马达或者例如内燃发动机和一个或更多个电动马达的组合。所述一对第一轮14可以是联接至转向系统30并构造成使车辆10转向的一对前轮。所述一对前轮14也可以是例如前轮驱动车辆、全轮驱动车辆或者四轮驱动车辆中的驱动轮。所述一对第二车轮18可以是后轮，并且可以是例如后轮驱动车辆、全轮驱动车辆或者四轮驱动车辆中的驱动轮，或者可以是例如前轮驱动车辆中的非驱动轮。控制系统22可以包括多个传感器50、数据库54和控制模块58。所述多个传感器50可以包括用于检测车辆的操作的各种参数的传感器，车辆的操作的各种参数包括例如车辆的地理位置、行驶表面上的位置、车道中的位置、速度、轨迹、加速度、转向角度、制动应用、发动机速度、发动机温度和制动器温度。所述多个传感器50还可以包括用于检测车辆的周围环境的各种参数的传感器，车辆的周围环境的各种参数包括例如车辆10所在的行驶表面的类型和尺寸、与车辆10相邻的行驶表面的存在、类型和尺寸、车辆的车道或者相邻车道中的其他车辆或障碍物的存在、位置、速度和加速度以及天气状况。这种传感器的示例包括例如全球定位系统(“GPS”)传感器、接近传感器、雷达传感器、激光或光探测和测距(“LIDAR”)传感器、相机、加速器、陀螺仪、惯性测量单元、雨或水传感器和温度传感器。尽管贯穿全文其他车辆被提及，但是要理解的是，该系统可以配置成检测行人、骑车者、障碍物、树木、道路标志、灯柱或其他障碍物并对其做出响应。在贯穿全文相邻车道被提及的情况下，要理解的是，相邻车道可以是可以支承车辆的任何可行驶表面，例如行驶车道、路肩(铺砌或未铺砌)、自行车车道、人行道或者分隔带。尽管在车辆10内示意性地示出了传感器50，但是传感器50根据传感器的类型可以适当地位于车辆10上，例如位于车辆10的外部或内部上，或者位于车辆10的各种部件内。例如，接近传感器可以位于车辆10的外部上，或者例如制动传感器可以位于制动系统26中。如将在下面进行描述的，传感器50中的每个传感器50均可以配置成输出将由控制模块58接收并使用的信号。数据库54可以配置成存储用于各种控制器输入的预定值，例如地图、道路数据、速度限制、气象数据、乘坐者的舒适值、最大转向或制动速率以及与车轮14、18有关的不同行驶表面类型的摩擦系数。乘坐者的舒适值可以是乘坐者将认为是可接受的诸如纵向或横向加速度之类的值。乘坐者的舒适值可以基于特定乘坐者或者基于车辆10的其他设定——例如，具有较高阈值的运动模式或者具有较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制车辆(10)的主动转向系统，所述系统包括：至少一个传感器(50)，所述至少一个传感器(50)配置成检测前导障碍物(226)；以及控制模块(58)，所述控制模块(58)配置成接收来自所述至少一个传感器的信号，以确定转向轮廓(286)并基于所述转向轮廓来执行车道变换操纵；其中，所述转向轮廓包括用于将所述车辆从当前车道(218)操纵至相邻车道(222)的多个转向角度(110)和对应的车辆位置，所述转向角度被计算成不使所述车辆的加速度增大到超过乘坐者的舒适性阈值并且被计算成不使所述车辆越过所述相邻车道的外边界(262)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.05 US 61/948,193;2014.11.04 US 14/532,6141.一种用于控制车辆(10)的主动转向系统，所述系统包括：至少一个传感器(50)，所述至少一个传感器(50)配置成检测前导障碍物(226)；以及控制模块(58)，所述控制模块(58)配置成接收来自所述至少一个传感器的信号，以确定转向轮廓(286)并基于所述转向轮廓来执行车道变换操纵；其中，所述转向轮廓包括用于将所述车辆从当前车道(218)操纵至相邻车道(222)的多个转向角度(110)和对应的车辆位置，所述转向角度被计算成不使所述车辆的加速度增大到超过乘坐者的舒适性阈值并且被计算成不使所述车辆越过所述相邻车道的外边界(262)。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块配置成利用表示所述车辆的一对车轮(14、18)与所述当前车道之间的摩擦系数的值来对所述转向轮廓进行计算。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制模块配置成利用表示所述一对车轮与所述相邻车道之间的摩擦系数的值来对所述转向轮廓进行计算。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述控制模块配置成控制制动系统(26)来使所述车辆选择性地减速。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个传感器配置成检测所述相邻车道中并且在所述车辆的前方的前导相邻障碍物(230)以及所述相邻车道中并且在所述车辆的后方的尾随相邻障碍物(234)，其中，所述控制模块配置成基于所述车辆与所述前导相邻障碍物和所述尾随相邻障碍物中的至少一者的相对速度来对所述转向轮廓进行计算，并且其中，所述控制模块配置成基于所述车辆与所
\t述前导相邻障碍物和所述尾随相邻障碍物中的至少一者之间的距离(278、282)来对所述转向轮廓进行计算。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，还包括数据库(54)，所述数据库(54)配置成向所述控制模块提供预编程数据，其中，所述控制模块配置成基于来自所述数据库的所述预编程数据来对所述转向轮廓进行计算。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个传感器配置成检测所述相邻车道中的目标(230、234)，并且所述控制模块配置成仅在所述车道变换操纵能够在所述相邻车道中的所述目标没有变得比安全距离更靠近所述车辆的情况下被完成时执行所述车道变换操纵。8.一种用于控制车辆(10)的主动转向系统，所述系统包括：至少一个传感器(50)，所述至少一个传感器(50)配置成检测前导障碍物(226)和相邻障碍物(230、234)；以及控制模块(58)，所述控制模块(58)配置成接收来自所述至少一个传感器的信号，以计算转向轮廓(286)并基于所述转向轮廓来执行车道变换操纵；其中，所述转向轮廓包括用于将所述车辆从当前车道(218)操纵至相邻车道(222)的多个转向角度(110)和对应的车辆位置，通过所述控制模块将所述转向角度计算成不使所述车辆的加速度增大到超过乘坐者的舒适性阈值并且计算成不使所述车辆越过所述相邻车道的外边界(262)；以及其中，所述转向轮廓基于所述车辆与所述前导障碍物的相对距离(250)和相对速度、所述车辆与所述相邻障碍物的相对距离(278、282)和相对速度而被计算。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制模块配置成控制制动系统(26)来使所述车辆选择性地减速。10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，所述控制模块配置成利用表示所述车辆的一对车轮(14、18)与所述当前车道之间、所述车辆的一对车轮(14、18)与所述相邻车道之间或者所述车辆的一对车轮(14、18)与所述当前车道和所述相邻车道两者之间的摩擦系数中的至少一个值来对所述转向轮廓进行计算。11.根据权利要求8至10中的任一项所述的系统，还包括数据库(54)，所述数据库(54)配置成向所述控制模块提供预编程数据，其中，所述控制模块配置成基于来自所述数据库的所述预编程数据来对所述转向轮廓进行计算。12.一种用于主动控制在道路(210)的当前车道(218)中行驶的车辆的方法，所述方法包括：为车辆(10)提供控制模块(58)和多个传感器(50...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·耶斯泰尔，汉斯·里帕里普，孙博，服部博司，赤松克彦，
申请(专利权)人：电装国际美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US