專利名稱：車道維持控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種控制車輛保持在給定車道上行駛的車道維持控制方法。
背景技術(shù)：
通常，車輛的最大行駛速度與增強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能成比例增加。因而，為了提高車輛行駛穩(wěn)定性以及駕駛員便利性，在車輛中安裝了各種駕駛員輔助系統(tǒng)。駕駛員輔助系統(tǒng)主要可分為安全系統(tǒng)和便利系統(tǒng)。首先，安全系統(tǒng)包括防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS :Anti-lock Brake System)，其中，在制動(dòng)期間根據(jù)車輪滑動(dòng)來對(duì)車輪進(jìn)行重復(fù)鎖定和解鎖，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)穩(wěn)定性；牽引力控制系統(tǒng)(TCS =Traction Control System)，其在車輛加速期間防止驅(qū)動(dòng)輪打滑；電子穩(wěn)定性控制 (ESC Electronic Stability Control)系統(tǒng)，其作為ABS和TCS的組合，以增強(qiáng)車輛穩(wěn)定性；預(yù)碰撞系統(tǒng)(PCS =Pre-Crash System)，其減輕碰撞沖擊；等等。便利系統(tǒng)包括自適應(yīng)巡航控制(ACC Adaptive Cruise Control)系統(tǒng)，其作為縱向行駛輔助裝置；車道維持系統(tǒng)(LKS =Lane maintenance System)，其作為橫向行駛輔助裝置；車道偏離警告(LDW:Lane Departure Warning)系統(tǒng)；等等。上述系統(tǒng)中，LKS是車道偏離預(yù)防系統(tǒng)，當(dāng)車輛偏離車道時(shí)，通過產(chǎn)生適合的力矩來幫助車輛保持在給定車道中。為此，常規(guī)上，已經(jīng)執(zhí)行了使用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS: Electric Power Steering)的轉(zhuǎn)向控制，來在駕駛員操作方向盤時(shí)，利用馬達(dá)提供輔助轉(zhuǎn)向動(dòng)力。然而，僅在設(shè)置有EPS的車輛中才可以進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，并且可能會(huì)使駕駛員感到混亂。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供車道維持控制方法，以在車輛偏離車道時(shí)，通過產(chǎn)生車道維持所需的適合的力矩來幫助車輛精確地保持在給定車道中。本發(fā)明的附加方面將在以下描述中部分地進(jìn)行闡述，并且將從描述中部分地變得明顯，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐來得知。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種車道維持控制方法，該方法包括識(shí)別車輛沿其行駛的車道的信息；基于所識(shí)別的車道信息和車輛的橫向偏差來判斷車輛是否偏離車道；如果車輛偏離車道，則確定車道維持所需的前視距離(look ahead distance)；基于前視距離計(jì)算目標(biāo)力矩；以及向車輪施加制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生所計(jì)算的目標(biāo)力矩，從而改變車輛的方向。向車輪施加制動(dòng)扭矩可以包括向靠近車道的車輪施加制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生目標(biāo)力矩。向車輪施加制動(dòng)扭矩可以包括向車輛的左車輪和右車輪分配不同的扭矩，以產(chǎn)生目標(biāo)力矩。
該車道維持控制方法還可以包括如果打開了轉(zhuǎn)向燈，則停止因向車輛的車輪施加制動(dòng)扭矩而使車輛的方向改變的制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。該車道維持控制方法還可以包括如果駕駛員轉(zhuǎn)向輸入超過預(yù)定范圍，則停止因向車輛的車輪施加制動(dòng)扭矩而使車輛的方向改變的制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。


根據(jù)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施方式的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面將變得明顯并且更加容易理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)的框圖；圖2是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車輛的車道維持控制方法的流程圖；圖3是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)在車道維持期間的操作的圖；圖4是例示當(dāng)車輛偏離車道時(shí)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)的圖；以及圖5是例示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)向車輛的左車輪和右車輪分配不同的制動(dòng)壓力時(shí)的偏航率變化的表。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖中例示了這些實(shí)施方式的示例，其中，相同的附圖標(biāo)記自始至終表示相同的要素。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)的框圖。在圖1中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)包括傳感器單元10、電子控制單元20、制動(dòng)控制單元30、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元40、停車制動(dòng)控制單元50、以及駕駛員接口 60。傳感器單元10用于收集車輛的各種傳感器信息，并且包括照相機(jī)11、輪速傳感器 12、轉(zhuǎn)向角傳感器13、偏航率傳感器14、以及加速度傳感器15。照相機(jī)11拍攝車輛行駛的方向以識(shí)別車道，并且將拍攝的信號(hào)發(fā)送至電子控制單元20。輪速傳感器12安裝至各個(gè)車輪FL、FR、RL和RR以感測(cè)相應(yīng)車輪的速度，并且將感測(cè)到的信號(hào)發(fā)送至電子控制單元20。轉(zhuǎn)向角傳感器13設(shè)置在方向盤柱處。轉(zhuǎn)向角傳感器13根據(jù)方向盤的操作來感測(cè)轉(zhuǎn)向角和角速度，并且將感測(cè)到的信號(hào)發(fā)送至電子控制單元20。偏航率傳感器14感測(cè)車輛的偏航率(轉(zhuǎn)彎速度)，并且將感測(cè)到的信號(hào)發(fā)送至電子控制單元20。加速度傳感器15感測(cè)縱向或橫向車輛加速度，并且將感測(cè)到的信號(hào)發(fā)送至電子控制單元20?！┙邮盏綇恼障鄼C(jī)11、輪速傳感器12、轉(zhuǎn)向角傳感器13、偏航率傳感器14、以及加速度傳感器15發(fā)送的信號(hào)，電子控制單元20就判斷車輛是否偏離車道。如果判斷車輛偏離了車道，則電子控制單元20確定車道維持所需的前視距離L，并且通過下面的等式1來計(jì)算車道維持所需的目標(biāo)力矩M。等式1M= 2{ (Ffl+Fel) - (Ffe+Fee) } /Tr這里，"Ffl"是左前輪FL的制動(dòng)扭矩，"Fel"是左后輪RL的制動(dòng)扭矩，"Ffe"是右前輪FR的制動(dòng)扭矩，"Fee"是右后輪RR的制動(dòng)扭矩，并且“T/，是前輪FL和FR之間或者后輪 RL和RR之間的距離。在等式1中，目標(biāo)力矩M的值根據(jù)前視距離L而變化。前視距離L是基于車速的、 車道維持所需的向前行駛距離。前視距離L是在不引起駕駛員混亂的情況下防止車輛偏離車道的目標(biāo)距離的設(shè)計(jì)變量。因而，如果前視距離L較長(zhǎng)，則目標(biāo)力矩M的值減小，如果前視距離L較短，則目標(biāo)力矩M的值增大。為此，如果判斷車輛偏離車道，則電子控制單元20向各車輪FL、FR、RL或RR施加適合的制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生所計(jì)算的目標(biāo)力矩M。更具體地，電子控制單元20通過向靠近車道的車輪施加制動(dòng)扭矩來產(chǎn)生力矩，從而控制車輛最終在與車輛偏離車道的方向相反的方向上移動(dòng)。在該制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制中，電子控制單元20判斷是否打開了轉(zhuǎn)向燈，或者駕駛員轉(zhuǎn)向輸入是否超過預(yù)定范圍。如果打開了轉(zhuǎn)向燈或者駕駛員轉(zhuǎn)向輸入超過了預(yù)定范圍，則電子控制單元20基于駕駛員轉(zhuǎn)向意圖停止制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。制動(dòng)控制單元30根據(jù)從電子控制單元20輸出的制動(dòng)信號(hào)來控制施加至輪缸的制動(dòng)壓力，從而向各車輪FL、FR、RL和RR施加制動(dòng)扭矩，以最大化車輛穩(wěn)定性。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元40根據(jù)從電子控制單元20輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，從而與牽引力控制系統(tǒng)(TCQ控制塊41協(xié)同控制發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，以最大化車輛穩(wěn)定性。停車制動(dòng)控制單元50根據(jù)從電子控制單元20輸出的停車制動(dòng)控制信號(hào)附加地向后輪RR和RL施加恒定制動(dòng)力，從而與電子停車制動(dòng)(EPB Electronic Parking Brake)控制塊51協(xié)同分配制動(dòng)力，以優(yōu)化車輛的制動(dòng)力。允許馬達(dá)基于車輛運(yùn)行狀態(tài)來自動(dòng)操作停車制動(dòng)的EPB系統(tǒng)與電子控制單元20 協(xié)同工作，以自動(dòng)操作或釋放停車制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在緊急情況下的制動(dòng)穩(wěn)定性。EPB系統(tǒng)經(jīng)由CAN通信從電子控制單元20接收后輪RR和RL的附加的制動(dòng)力操作信息，從而附加地向后輪RR和RL施加恒定制動(dòng)力，以便優(yōu)化車輛的制動(dòng)力。駕駛員接口 60充當(dāng)與駕駛員之間的關(guān)于自適應(yīng)巡航控制開始、自適應(yīng)巡航控制模式和控制狀態(tài)(例如，何時(shí)打開轉(zhuǎn)向燈)的通信接口，并且將由駕駛員預(yù)設(shè)的輸入信號(hào)發(fā)送至電子控制單元20。下面將描述利用上述車道維持系統(tǒng)的車道維持控制方法的操作和效果。圖2是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持控制方法的流程圖，圖3是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)在車道維持期間的操作的圖，圖4是例示當(dāng)車輛偏離車道時(shí)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)的圖。在圖2中，如果車輛1開始在位于高速公路的相對(duì)兩側(cè)的車道3內(nèi)行駛(見圖3)， 則照相機(jī)11拍攝車輛1行使的方向，以識(shí)別車道3，并且將識(shí)別的車道3的信息發(fā)送至電子控制單元20 (100)。因而，電子控制單元20根據(jù)由照相機(jī)11所識(shí)別的車道3的信息以及車輛1的橫向偏差(deviation)來判斷車輛1是否偏離車道3 (如圖4所示)(102)。如果從操作102的結(jié)果判斷出車輛偏離車道3，則如圖4所示，電子控制單元20確定車道維持所需的前視距離L(104)。如果確定了車道維持所需的前視距離L，則電子控制單元20基于前視距離L利用下面的等式1來計(jì)算用于車道維持的目標(biāo)力矩M(106)。等式1M= 2{ (FFL+FEL) - (FFE+FEE) } /Tr這里，"Ffl"是左前輪FL的制動(dòng)扭矩，"Fel"是左后輪RL的制動(dòng)扭矩，"Ffe"是右前輪FR的制動(dòng)扭矩，"Fee"是右后輪RR的制動(dòng)扭矩，并且“T/，是前輪FL和FR之間或者后輪 RL和RR之間的距離。在等式1中，如果前視距離L較長(zhǎng)，則目標(biāo)力矩M的值減小，如果前視距離L較短， 則目標(biāo)力矩M的值增大。此后，電子控制單元20向各車輪FL、FR、RL或RR施加適合的制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生所計(jì)算的目標(biāo)力矩M。更具體地，電子控制單元20向靠近車道3的車輪施加制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生目標(biāo)力矩M (108)。因而，電子控制單元20控制車輛1最終在與車輛1偏離車道3的方向相反的方向上移動(dòng)，從而控制車輛1保持在車道3內(nèi)(110)。如圖5所示，向各車輪FL、FR、RL或RR施加適合的制動(dòng)扭矩的方法包括在車輛1 的左車輪和右車輪處分配不同的扭矩，以產(chǎn)生目標(biāo)力矩M。圖5是例示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持系統(tǒng)向車輛的左車輪和右車輪分配不同的制動(dòng)壓力時(shí)的偏航率變化的表。在圖5中，假設(shè)將0巴(bar)的相同制動(dòng)壓力施加至左車輪FL和RL，并且將0、20、 40、60、80、以及100巴的不同制動(dòng)壓力分配至右車輪FR和RR，可以看到，偏航率在0、1. 0、 12,2. 1,2. 6,3. 6的范圍內(nèi)變化。從圖5可見，當(dāng)將與施加至右車輪FR和RR的制動(dòng)壓力不同的制動(dòng)壓力施加至左車輪FL和RL以產(chǎn)生目標(biāo)力矩M時(shí)，可以執(zhí)行制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制，以最終改變車輛1的方向。在上述制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制期間，如果打開了轉(zhuǎn)向燈或者駕駛員轉(zhuǎn)向輸入超過了預(yù)定范圍，則電子控制單元20基于駕駛員轉(zhuǎn)向意圖停止制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。根據(jù)以上描述，明顯的是，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道維持控制方法，當(dāng)車輛偏離車道時(shí)，向車輛的靠近車道的車輪施加制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生用于車道維持的適合的力矩， 這允許車輛最終在與車輛偏離車道的方向相反的方向上移動(dòng)，產(chǎn)生了精確的車道維持。盡管示出并描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施方式作出改變，本發(fā)明的范圍限定在權(quán)利要求及其等同物中。
權(quán)利要求
1.一種車道維持控制方法，該方法包括 識(shí)別車輛沿其行駛的車道的信息；基于所識(shí)別的車道信息和車輛的橫向偏差來判斷車輛是否偏離車道； 如果車輛偏離車道，則確定車道維持所需的前視距離； 基于所述前視距離計(jì)算目標(biāo)力矩；以及向車輪施加制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生所計(jì)算的目標(biāo)力矩，從而改變車輛的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，向車輪施加制動(dòng)扭矩包括向靠近車道的車輪施加制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生所述目標(biāo)力矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，向車輪施加制動(dòng)扭矩包括向車輛的左車輪和右車輪分配不同的扭矩，以產(chǎn)生所述目標(biāo)力矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括如果打開了轉(zhuǎn)向燈，則停止因向車輛的車輪施加所述制動(dòng)扭矩而使車輛的方向改變的制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括如果駕駛員轉(zhuǎn)向輸入超過預(yù)定范圍，則停止因向車輛的車輪施加所述制動(dòng)扭矩而使所述車輛的方向改變的制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車道維持控制方法，其控制車輛精確地保持在給定車道上行駛。所述車道維持控制方法執(zhí)行制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制，其中，當(dāng)車輛偏離車道時(shí)，向車輛的靠近車道的車輪施加制動(dòng)扭矩，以產(chǎn)生用于車道維持的適合的力矩，這允許車輛最終在與車輛偏離車道的方向相反的方向上移動(dòng)，產(chǎn)生了精確的車道維持。
文檔編號(hào)B60W10/20GK102267462SQ20111012154
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者崔在范 申請(qǐng)人:株式會(huì)社萬都