專(zhuān)利名稱(chēng)：用于車(chē)道居中控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于帶用戶可操作的轉(zhuǎn)向設(shè)備和計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的糊的車(chē)道居中控制的系纟辯昉法。
背景技術(shù)：
車(chē)輛行駛控制系統(tǒng)包^S樣的布置路^it^控制系統(tǒng)，車(chē)道邊界保持控 制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩輔助控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向角輔助控制系統(tǒng)。這樣的行駛控制系統(tǒng) 依賴(lài)于多個(gè)傳麟、控制器和致動(dòng)器，且可以包括可視車(chē)道確定系統(tǒng)的〗頓。 然而，這樣的系統(tǒng)典型地依鵬接響應(yīng)于車(chē)艦界保賺制的模式，而不是直 接響應(yīng)于車(chē)道居中控制的模式，這會(huì)不利地麟糊在行駛車(chē)道中較小的橫向 變化。 、因此，在本領(lǐng)域中需要一種車(chē)道居中控制系統(tǒng)和方》妹提供預(yù)先分析以克 服這徵陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種用于帶用戶可操作的轉(zhuǎn)向設(shè)備的車(chē)輛的車(chē)道 居中控律啲系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括感應(yīng)車(chē)速、偏航角繊和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度的傳感器 組；被配置用于it5宗糊目標(biāo)路徑的目標(biāo)路^^宗器；響應(yīng)于傳繊纟脈預(yù)測(cè) 車(chē)輛路徑的處理器；響應(yīng)于傳感器組、目標(biāo)路^^宗器、處理器并生成車(chē)道居 中控制信號(hào)的控制器；以及響應(yīng)于控制信號(hào)并為轉(zhuǎn)向設(shè)備生成轉(zhuǎn)向輔助的主動(dòng) 前輪轉(zhuǎn)向致動(dòng)器?？刂破靼憫?yīng)于可執(zhí)行指令的處理電路，用于為轉(zhuǎn)向設(shè)備 生成轉(zhuǎn)向輔助以減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路《經(jīng)間的差，從而用于保持車(chē)輛的車(chē)道 居中。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一種用于帶用戶可操作的轉(zhuǎn)向設(shè)備的車(chē)輛的車(chē) 道居中控制的方法，該車(chē)輛布置繊過(guò)目標(biāo)路徑。感應(yīng)車(chē)速、偏航角繊和轉(zhuǎn) 向設(shè)備角度；追蹤車(chē)輛的目標(biāo)路徑；感應(yīng)車(chē)輛的預(yù)測(cè)路徑。通皿感應(yīng)的車(chē)速、 偏航角速度和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度作出響應(yīng)，并響應(yīng)于關(guān)于車(chē)輛的目標(biāo)路徑和預(yù)測(cè)路 徑的信息，生鵬道居中控制信號(hào)。響應(yīng)于車(chē)道居中控制信號(hào)，致動(dòng)主動(dòng)前輪
轉(zhuǎn)向致動(dòng)器為轉(zhuǎn)向設(shè)備生成轉(zhuǎn)向輔助以減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路徑之間的差，從 而用于保持 的車(chē)道居中。


參考示例性附圖，其中類(lèi)似的元件細(xì)類(lèi)似的附圖標(biāo)己，在附圖中-圖1以示意圖形式示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的供使用的示范性車(chē)輛； 圖2以框圖形式示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范fffi制方案； 圖3以框圖形式示出本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)施方式； 圖4一6以框圖形式示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范鵬制方案； 圖7以流程圖形式示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例響應(yīng)于剝權(quán)帶臘號(hào)的示范性 邏輯狀態(tài)流程圖。
具體實(shí)施方式
由各個(gè)圖和隨附的文本所示出和描述的本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于 帶用戶可操作的轉(zhuǎn)向設(shè)備和計(jì)Ml控制的轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的車(chē)輛的車(chē)道居中控制的系統(tǒng)和方法，該轉(zhuǎn)向設(shè)備一般但不是必需地由駕駛員手動(dòng)操作。目標(biāo)路^i^蹤器i^ 糊的目標(biāo)路徑，并將目標(biāo)路徑信息鄉(xiāng)給控制器，該控制親皮配置用 于根據(jù)系統(tǒng)輸入確定車(chē)輛的預(yù)測(cè)路徑，分析目標(biāo)路徑和預(yù)測(cè)路徑之間的差，并在路^ilS宗過(guò)程中為輔的駕駛員鵬非侵A^的和預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)向輔助。如這里 <頓的，術(shù)語(yǔ)非侵入式意喊駕駛員可以容易地并且無(wú)需太努力地克服由主動(dòng) 鵬轉(zhuǎn)向(AFS)致動(dòng)器麟的車(chē)道居中控制轉(zhuǎn)向輔助，其M主動(dòng)轉(zhuǎn)向與駕 駛員的手動(dòng)轉(zhuǎn)向的相加或相M^提供。雖然這里描述的示范性實(shí)施例描繪了一 種四輪車(chē)作為示范性，，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明也可以應(yīng)用于具有任何數(shù)量 的輪子的其他車(chē)輛，如三輪車(chē)或多輪汽車(chē)。雖然這里描述的示范性實(shí)施例描繪 了一種方向盤(pán)作為使 轉(zhuǎn)向的設(shè)備，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明也可以應(yīng)用于其 它轉(zhuǎn)向設(shè)備，如操縱桿。為了理解這里公開(kāi)的本發(fā)明，首先將這里使用的+斜己名稱(chēng)列表鄉(xiāng)如下 (下面的變量在圖2中示出)p ii^各曲率9相對(duì)于車(chē)道中心線的 5方位角S ff轉(zhuǎn)向前饋控制命令s fc轉(zhuǎn)向偏航角皿反饋控制命令 s戸基于路徑預(yù)覽的轉(zhuǎn)向控制命令 s ^總的轉(zhuǎn)向控制命令、糊期望的繊角艦 測(cè)量的繊角艦Ar期望值和測(cè)量值之間的偏航角3Ut^ vx糊縱向繊 (下面的體在圖4中示出)X預(yù)測(cè)路徑的縱向距離縱向積分步長(zhǎng) f預(yù)測(cè)路徑的橫向偏移 Af橫向積分步長(zhǎng) V預(yù)測(cè)路徑的^ 航角度 △ V ，偏航角度積分步長(zhǎng)Py估算的車(chē)輛橫向3M f估算的輛偏航角艦x估算的，狀^^* (下面的變量在圖5中示出) Sf來(lái)自傳感器的方向盤(pán)角度 r來(lái)自傳自的，M[角速度 u來(lái)自傳感器的車(chē)輛縱向皿 yt目標(biāo)路徑的橫向偏移 j)預(yù)測(cè)路徑的橫向偏移 U控制輸入向量 Wi加權(quán)因子 F自由響應(yīng)函數(shù) g(t)控制響應(yīng)函數(shù) T預(yù)覽時(shí)間 g重力L糊軸距K糊轉(zhuǎn)向不縣數(shù)現(xiàn)在參考圖l，示出了帶有方向盤(pán)105 G^S也稱(chēng)為轉(zhuǎn)向設(shè)備)的，IOO 的示范性實(shí)施例，方向盤(pán)105可操食Mk與戶脫糊100的臓110相連。用于 感應(yīng)車(chē)速、偏航角皿和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度的傳 組115被酉遭并適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在 車(chē)輛100內(nèi)，用于其相應(yīng)的感應(yīng)目的。車(chē)道傳感器117朝向牟輛100的前端設(shè) 置，用于衝將關(guān)糊的固定坐標(biāo)的信息，如it^各曲率P 170、糊方位角6 175(示于圖2中)以及，橫向位移。在一個(gè)實(shí)施例中，目標(biāo)路^i^器是存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)器120中的算法(algorithm)，其根據(jù)車(chē)道傳 輸入及其它可用系統(tǒng)(如果有的話)，如視覺(jué)或雷達(dá)系統(tǒng)122、帶，定位系統(tǒng)傳 的地圖繊 庫(kù)，來(lái)確定，目標(biāo)路徑。在一個(gè)實(shí)施例中，車(chē)道傳感器117和視覺(jué)/雷達(dá)系 統(tǒng)122，據(jù)成地體。因此，車(chē)道傳麟117可被認(rèn)為細(xì)于探測(cè)目標(biāo)路徑的 一般車(chē)道感應(yīng)設(shè)備，其可以在功能上被擴(kuò)展為包括或并入其它可能的感應(yīng)設(shè) 備，如視覺(jué)/雷達(dá)系統(tǒng)122、帶鋪定位系統(tǒng)傳麟的地圖娜庫(kù)、或其它適 于這里公開(kāi)的目的的傳感器系統(tǒng)。處理器125被配置且設(shè)置成響應(yīng)傳感器組 115，以預(yù)測(cè)糊的路徑?？刂破?30被配aa設(shè)置成響應(yīng)傳麟組115、目標(biāo) 路^I^器和處理器125，并^^道居中控制信號(hào)135。主動(dòng)鵬轉(zhuǎn)向(AFS) 致動(dòng)器140被酉擅且設(shè)置成響/S^制信號(hào)135，并為轉(zhuǎn)向設(shè)備105生成轉(zhuǎn)向輔 助145?？刂破?30包括處理電路150， ^M酉虔且體成響應(yīng)可執(zhí)行指令， 用于為轉(zhuǎn)向設(shè)備105 ^向輔助145以減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路4經(jīng)間的差， 從而用于,車(chē)輛的車(chē)道居中。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器125和處理電路150 豐M成地設(shè)置?，F(xiàn)在參考圖2，控制信號(hào)5 ^ (t) 135響應(yīng)用于快速響應(yīng)的前饋控制信號(hào) 5 "t)155、用于偏航角速度干擾排斥和穩(wěn)定性的偏航角速度反饋控制信號(hào)S fc (0 160以朋于平滑路^gjl宗的路徑預(yù)覽控帝膽號(hào)S戸(t) 165。由前饋控 制塊157 J^共的前饋控制信號(hào)155基于由目標(biāo)路^I^器艦車(chē)道傳繊117 樹(shù)共的目標(biāo)路徑170的感應(yīng)曲率P和感應(yīng)方位角0 175。由反饋控制塊162提 供的 [角皿反饋控制信號(hào)160基于期望的偏航角皿r&，來(lái)自目標(biāo)路徑的
感應(yīng)曲率P和糊的縱向驗(yàn)、，禾口觀懂的偏航角速度r^，以麟期望值和 測(cè)量值之間的偏航角速度誤差A(yù)r。來(lái)自于路徑預(yù)覽控制塊167的路徑預(yù)覽控 庫(kù)瞻號(hào)165基預(yù)自于傳麟組115的信號(hào)，和來(lái)自于目標(biāo)路^tli享器的有關(guān) 目標(biāo)路徑的車(chē)道中心線信息。積分器180和185組合如圖2中所示的控制信號(hào)， 并向控制邏輯塊195 Jl^預(yù)輸出信號(hào)190，其還響應(yīng)一組用于控制控制信號(hào)135 的可操作性的條#^制言號(hào)200。在一個(gè)實(shí)施例中，It^且^f，制信號(hào)200包 括響應(yīng)啟動(dòng)條件205的信號(hào)、響應(yīng)操作條件210的信號(hào)、響g動(dòng)條件215的 信號(hào)、或具有戰(zhàn)剝牛中的至少一個(gè)的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，車(chē)輛100還可以包括控制車(chē)輛巡航的自適應(yīng)巡航控制 220、提供指示車(chē)輛從車(chē)道居中控制條件偏離的警報(bào)信號(hào)的車(chē)道偏離警報(bào)(LDW) ， 225、用于啟動(dòng)車(chē)道居中控制信號(hào)135的第一開(kāi)關(guān)230、用于啟 動(dòng)自ii^fdS制220的第二開(kāi)關(guān)235和用于啟動(dòng)車(chē)道偏，手g置225的第 三開(kāi)關(guān)240。在一個(gè)實(shí)施例中，自ffi巡，制220是基于處理器的控制，其 與控制器130集成。在另一實(shí)施例中，糊100還包括方向指示開(kāi)關(guān)245和制 動(dòng)開(kāi)關(guān)250，以及如果裝備了的話，通常由控制器130中的參考^H己255標(biāo) 的防鎖制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和車(chē)輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSCS)的狀態(tài)，并且其每一，常是本領(lǐng)域中已知的。在一個(gè)實(shí)施例中，示范性的啟動(dòng)斜牛組205包括如下所有檢測(cè)用戶對(duì)啟 動(dòng)車(chē)道居中控制信號(hào)B5的請(qǐng)求；檢測(cè)用戶對(duì)啟動(dòng)糊的自^i^鵬制220 的請(qǐng)求；檢測(cè)用戶對(duì)啟動(dòng)車(chē)道偏離警^^S 225的請(qǐng)求；以及檢測(cè)傳徵合控制 器130的所有輸入信號(hào)如來(lái)自傳/ifl組115和車(chē)道傳感器117的信號(hào)是正常的。 在一個(gè)實(shí)施例中，示范性的操作f^牛組210包括如下所有3M^制器B0 檢測(cè)車(chē)道偏離警,^S 225被接合；3!jffi帶職130檢測(cè)自it^鵬制220 被接合；S3ffi制器130檢測(cè)車(chē)速在限定的范圍內(nèi)；aiffi制器130檢測(cè)糊 縱向加鵬和橫向加鵬小于限定的值；Miffi審U器130檢測(cè)向前的目標(biāo)路徑 曲率大于限定的值；如驟備了的話，i!3ffi制器130來(lái)檢測(cè)防鎖制動(dòng)系統(tǒng)、 牽引力控審孫統(tǒng)和^l定'鵬制系統(tǒng)255 開(kāi)的狀態(tài);并JJliffi制器130 檢測(cè)駕駛員的手在轉(zhuǎn)向設(shè)備上，其可3M設(shè)置在方向盤(pán)105的觸覺(jué)傳繊260 來(lái)提供。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)控制系統(tǒng)中的任一系統(tǒng)被檢測(cè)為是有效的時(shí)，車(chē) 道居中控制將被停用。
在一個(gè)實(shí)施例中，示范性的致動(dòng)剝牛組215包括如下所有M3ffi制器130 檢測(cè)方向指示開(kāi)關(guān)245被關(guān)斷；M3ffi制器130檢測(cè)帝慟開(kāi)關(guān)250 |鉄斷通 鵬制器130檢測(cè)轉(zhuǎn)向設(shè)備角度小于限定的值；并M3ffi制器130檢測(cè)轉(zhuǎn)向 設(shè)備角度變化率小于限定的值。鑒于以謂車(chē)道居中控制系統(tǒng)的描述，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到車(chē)道居中控制的方法也 處于所要求的發(fā)明的范圍內(nèi)，現(xiàn)在將對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)地描述。參考圖3， jta傳繊115感應(yīng)車(chē)速、偏航角鵬和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度，艦 目標(biāo)路^ESg器基于從車(chē)道傳，117的感應(yīng)方位角8 175的輸AiE^:ffi 100 的目標(biāo)路徑265，并^iilM預(yù)測(cè)路徑處理器275預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)路徑270，預(yù)測(cè)路徑 處理器275題制器130的1分且在圖4中以更詳細(xì)的框圖示出(在下面被 進(jìn)一步討論)。響應(yīng)所感應(yīng)的車(chē)速、偏航角速度和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度，并響應(yīng)有關(guān) 糊的目標(biāo)路徑和預(yù)測(cè)路徑的信息，控審幡130生鵬道居中控制信號(hào)135， 并響應(yīng)車(chē)道居中控制信號(hào)，主動(dòng)ltff&轉(zhuǎn)向致動(dòng)器140被致動(dòng)以在一個(gè)方向上為 轉(zhuǎn)向設(shè)備105 ^t向輔助以輔助減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路4經(jīng)間的差，其通常 由箭頭280表示，從而用于保持車(chē)輛的車(chē)道居中。用于生鵬道居中控帝瞻號(hào)135的控制器130內(nèi)的邏輯流程在上文已參考 圖2進(jìn)行了描述，并且其可用于其對(duì)公開(kāi)的方法的適用性的參考?，F(xiàn)在參考圖4，預(yù)測(cè)路徑處理器275接 自傳自組115的輸入，Mil 圖4中戶標(biāo)的式l一4執(zhí)行輔動(dòng)力學(xué)估算(參見(jiàn)上面樹(shù)共的名稱(chēng)列表)，通 過(guò)圖4中所示的式5—6執(zhí)行^g動(dòng)學(xué)估算， #^下述作為輸出值用于建 立預(yù)測(cè)路徑270:預(yù)測(cè)路徑的縱向距離(》)；預(yù)測(cè)路徑的橫向偏移("； 和預(yù)測(cè)路徑的 偏航角速度(V)。預(yù)測(cè)路徑信息被圖2中的路徑預(yù)覽控 制塊167采用用于建ijg各徑預(yù)覽控制信號(hào)165?，F(xiàn)在參考圖5，其示出路徑預(yù) 覽控制塊167的更詳細(xì)的視圖，關(guān)^f頁(yè)測(cè)路徑270的信息與關(guān)于目標(biāo)路徑265 的信息相比較，然后駄算法285中以確定性能指數(shù)J，性能指數(shù)J是隨時(shí)間 (t)積分的目標(biāo)路徑的橫向偏移(y)、預(yù)測(cè)路徑的橫向偏移(y-hat)、加權(quán) 因子(w)、和預(yù)覽時(shí)間(T)的函數(shù)。接著性能指數(shù)進(jìn)入第二算法290中以 確定控制輸入向量(U)，其響應(yīng)自由響應(yīng)函數(shù)F (t)和控審鵬應(yīng)函數(shù)g(t), 并且皿路徑預(yù)，制信號(hào)165。對(duì)于關(guān)于目標(biāo)路徑265的信息，目標(biāo)路^I^器處理輸入信息以通il^物
線計(jì)算逼近目標(biāo)路徑265，或者確定前向車(chē)道的曲率P 170和方位角(或相對(duì) 于車(chē)道的角度)"75。在第一實(shí)施例中，可從現(xiàn)有技術(shù)獲得的車(chē)道感應(yīng)系統(tǒng)(可替換地稱(chēng)為視覺(jué) 傳感器或視覺(jué)感應(yīng)系統(tǒng))提供車(chē)道的左和右橫向偏移^和G、相對(duì)于車(chē)道的 角度(或方位角)e、和車(chē)道曲率P作為輸入信息。接著，目標(biāo)路^iti宇、器根 據(jù)下式按照拋物線5j61i5目標(biāo)路徑265:A = ax2 + fcc + c其中G-0o/2)(l + tanW2)c = (l/2)KV> x標(biāo)目標(biāo)路徑的縱向距離，且yt表示目標(biāo)路徑的橫向偏移。在第二實(shí)施例中，可從現(xiàn)有技術(shù)獲得的另一車(chē)道感應(yīng)系統(tǒng)(可替換地稱(chēng)為 視覺(jué)傳驗(yàn)或視覺(jué)感頓統(tǒng))麟用于艦?zāi)繕?biāo)路徑265的拋物線的系數(shù)作為 輸入信息。此處，拋物線、得至啲方位角9和車(chē)道曲率P由下述給出少,=ox2 + fax + c其中，/7 = (2")/(1 + 62),現(xiàn)在參考圖6，更詳細(xì)地示出了前饋控制信號(hào)155的輸入/輸出參數(shù)。此 處，基于道路曲率P 、辯由距L、車(chē)輛的轉(zhuǎn)向不足系數(shù)K、糊縱向鵬vx 和重力g的值，根據(jù)圖6中示出的等式確定第一前饋命令6m，以及基于方位 角e 、道路曲率P 、車(chē)速v,和預(yù)覽時(shí)間AT，根據(jù)圖6中示出的等式確定第二 前饋命令S^借助圖2的控制邏辭,得到的前饋控制信號(hào)155來(lái)確定車(chē)道 居中控制信號(hào)135?，F(xiàn)在參考圖7，示出了狀態(tài)流程圖295，其表示^fm制信號(hào)對(duì)車(chē)道居中 控制信號(hào)135的啟動(dòng)/停用和致動(dòng)/無(wú)效的作用。在狀態(tài)、 圖295的開(kāi)始300 處開(kāi)始并向下進(jìn)行(右側(cè))，車(chē)道居中控制系，初是關(guān)斷的305，直到之前駄的啟動(dòng)割牛205啟動(dòng)、之fr^的操作斜牛210被檢測(cè)到、以及之itri^
的致動(dòng)剝牛215 l嫩測(cè)到為止，掛匕時(shí)車(chē)道居中控制系統(tǒng)被接合320。在狀態(tài) 凝呈圖的接合框320處開(kāi)始并向JLi4行，響鵬制器130沒(méi)有檢測(cè)到適當(dāng)?shù)膯?動(dòng)割牛，車(chē)道居中控審係統(tǒng)和信號(hào)135被關(guān)閉305。響鵬制器130沒(méi)有檢測(cè) 到適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)剝牛，邏輯狀態(tài)移動(dòng)至lj啟動(dòng)框310，并且響離審幡130沒(méi)有檢 測(cè)到適當(dāng)?shù)膯?dòng)^#，車(chē)道居中控制系統(tǒng)和信號(hào)135被關(guān)閉305。在狀態(tài) 圖的操作連接點(diǎn)315處開(kāi)始并向JJt行，響鵬制器130沒(méi)有檢測(cè)至隨當(dāng)?shù)牟?作割牛，邏輯狀態(tài)移動(dòng)到啟動(dòng)框310，并且響應(yīng)控制器沒(méi)有檢測(cè)至隨當(dāng)?shù)膯?dòng) 斜牛，車(chē)道居中控制系辦B信號(hào)135被關(guān)閉305。雖然本發(fā)明的實(shí)施例被描述 和示為應(yīng)用特定的啟動(dòng)、操作和致動(dòng)條件，但是應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的范 圍的情況下也可以應(yīng)用其他和域不同的條件和組合，并且這些其他^#和組合 旨在落Ai^里公開(kāi)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。由前述應(yīng)當(dāng)認(rèn)i煙ij，在控制器130處執(zhí)行的用于確定接飾是脫開(kāi)車(chē)道居 中控制信號(hào)135的邏輯計(jì)算還可以基于用預(yù)定輸入?yún)?shù)的特定閾值。例如， 控制信號(hào)135可以只有當(dāng)車(chē)速在限定的范圍內(nèi)、，縱向力口皿和橫向力口速度 小于限定的值、向前的目標(biāo)路徑曲率大于限定的值、轉(zhuǎn)向設(shè)備角度小于限定的 值、或者轉(zhuǎn)向設(shè)備角度變化率小于限定的值時(shí)才被接合。在這些閾值剝牛適當(dāng) 的情況下，轉(zhuǎn)向輔助可以被脫開(kāi)以便不與排除故障機(jī)動(dòng)相沖突。本發(fā)明的實(shí)施例可以以計(jì)^m執(zhí)行的過(guò)程和用于實(shí)施那些過(guò)程的設(shè)備的形 式來(lái)具體體現(xiàn)。本發(fā)明也可以以計(jì)算機(jī)，產(chǎn)品的形式來(lái)具體體現(xiàn)，所述計(jì)算機(jī)禾，產(chǎn)品具有包含^在有形介質(zhì)中的指令的計(jì)敦幾禾sm戈碼，所述有形介質(zhì)例如是軟盤(pán)，CD-ROM， fi鵬，USB (通用串行總線)驅(qū)動(dòng)，或招可其他計(jì) 算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和 可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)，其中，當(dāng)計(jì)算機(jī)禾li^代碼被載入計(jì)算機(jī)并被計(jì)^m執(zhí)行時(shí)，該計(jì)ML成為實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā)明的實(shí)施例還可以以計(jì)算m^ft碼的形式來(lái)具體體現(xiàn)，所述計(jì)Ml禾Ii^^碼例如或者存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)介質(zhì)中，itA計(jì)^lfl禾P/或被計(jì)Ml執(zhí)行，或者JM光纖^M31電M射在一 些傳輸介質(zhì)上，例如在電線或電纜上被傳輸，其中當(dāng)計(jì)算mfSi^戈碼被mA計(jì) 算機(jī)并被計(jì)^^幾執(zhí)行時(shí)，該計(jì)Ml成為實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備。當(dāng)在通用微處理器上實(shí)施時(shí)，計(jì)嶽幾禾Mm戈碼段配置微處理器來(lái)^:特定的邏輯電路。可執(zhí)行指令的技術(shù)作用是為車(chē)輛的方向^生轉(zhuǎn)向輔助來(lái)減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路徑之間
的差，從而用于保持ffi的車(chē)道居中。如所公開(kāi)的，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括如下一，點(diǎn)為駕駛員皿 了非侵入式和預(yù)觀啲轉(zhuǎn)向輔助；由于采用了主動(dòng)臓轉(zhuǎn)向(AFS)致動(dòng)器而不 是辦巨疊加設(shè)備，如電動(dòng)轉(zhuǎn)向(EPS)致動(dòng)器，駕駛員感覺(jué)到較小的辦巨侵入; 通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)響應(yīng)閾值參數(shù)，車(chē)道居中控制系統(tǒng)可擴(kuò)展艦車(chē)道改變或排除故 P對(duì)幾動(dòng)的控制；將主動(dòng)f^轉(zhuǎn)向致動(dòng)器用于穩(wěn)定'鵬制和車(chē)道居中；組合前饋、 反饋和基于預(yù)覽的控制來(lái)確?？焖俸毯艋能?chē)道居中響應(yīng)，除了偏航穩(wěn)定性之 外，并且車(chē)道居中控制系統(tǒng)被引導(dǎo)來(lái)保持車(chē)輛的車(chē)道居中，與保持，在限定 的邊界內(nèi)相反，其可能是大的并且導(dǎo)致不希望有的搖擺。雖然已經(jīng)參考示范性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng),術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)行多種改變并且等效物可以替代 本發(fā)明的元件。另外，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)行多種修改以使 特定瞎形或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明并不旨在局限于作為用于實(shí) 施本發(fā)明的最佳或唯一模式公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán) 禾腰求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。另外，在附圖和說(shuō)明書(shū)中，存在本發(fā)明的公開(kāi)的 示范性實(shí)施例，并且盡管可以釆用特定術(shù)語(yǔ)，但是除非另有說(shuō)明，它們僅用于 一般和說(shuō)明的意義并且不用于限制的目的，因此本發(fā)明的范圍沒(méi)有被如此限 制。而且，術(shù)語(yǔ)第一、第二等的使用并不表示任何 :^或重要性，而是術(shù)語(yǔ)第 一、第二等用于區(qū)f個(gè)元件與另一個(gè)元件。另外，術(shù)語(yǔ)一、 一個(gè)等的j頓并 不表示數(shù)量的限制，而是 ^存在至少一個(gè)所弓閱項(xiàng)。
權(quán)利要求
1、一種用于帶用戶可操作的轉(zhuǎn)向設(shè)備的車(chē)輛的車(chē)道居中控制的系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)車(chē)速、偏航角速度和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度的傳感器組；被配置用于追蹤車(chē)輛的目標(biāo)路徑的目標(biāo)路徑追蹤器；響應(yīng)傳感器組用于預(yù)測(cè)車(chē)輛的路徑的處理器；響應(yīng)傳感器組、目標(biāo)路徑追蹤器、和處理器，并生成車(chē)道居中控制信號(hào)的控制器；以及響應(yīng)控制信號(hào)并為轉(zhuǎn)向設(shè)備生成轉(zhuǎn)向輔助的主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向致動(dòng)器；其中控制器包括響應(yīng)可執(zhí)行指令的處理電路，用于為轉(zhuǎn)向設(shè)備生成轉(zhuǎn)向輔助以減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路徑之間的差，從而用于保持車(chē)輛的車(chē)道居中。
2、 如權(quán)利要求l戶腿的系統(tǒng)，其中目標(biāo)路^^^器包括視覺(jué)系統(tǒng)。
3、 如權(quán)利要求2戶腿的系統(tǒng)，其中目標(biāo)路^I^器進(jìn)一步包括雷i^系統(tǒng)、 帶全球定〗錄統(tǒng)傳繊的地圖 庫(kù)，或兩者的組合。
4、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中控制信號(hào)基于目標(biāo)路徑的感應(yīng)的曲率和感應(yīng)的方位角響應(yīng)前饋控審賠號(hào)。
5、 如權(quán)利要求4戶脫的系統(tǒng)，其中控制信號(hào)基于目標(biāo)路徑的感應(yīng)的曲率 響應(yīng)反饋控制信號(hào)。
6、 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中控制信號(hào)基于來(lái)自傳自組的信息和 有關(guān)目標(biāo)路徑的信息響i^射舒頁(yè)覽控制信號(hào)。
7、 如權(quán)利要求1爿腿的系統(tǒng)，其中控制信號(hào)響應(yīng)用于控制控制信號(hào)的可 操作性的條^^制信號(hào)組。
8、 如權(quán)利要求7戶腿的系統(tǒng)，其中該剝瞎制信號(hào)組包括響應(yīng)啟動(dòng)剝牛、 操作條件、致動(dòng)條件、或包含，條件中的至少一個(gè)的組合的信號(hào)。
9、 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，包括自適應(yīng)巡fdS制、車(chē)道偏離 警報(bào)裝置、用于啟動(dòng)車(chē)道居中控制信號(hào)的第一開(kāi)關(guān)、用于啟動(dòng)自適應(yīng)巡繊制 的第二開(kāi)關(guān)、和用于啟動(dòng)車(chē)道偏離警^碟置的第三開(kāi)關(guān)；并且進(jìn)一步地，其中:啟動(dòng)條件包括下述全部檢測(cè)對(duì)啟動(dòng)車(chē)道居中控制信號(hào)的請(qǐng)求；檢測(cè)對(duì)啟 動(dòng)車(chē)輛的自il/a鵬制的請(qǐng)求；檢測(cè)對(duì)啟動(dòng)車(chē)道偏離警J機(jī)置的請(qǐng)求；以及 檢測(cè)至控制器的所有輸入信號(hào)是正常的。
10、 如權(quán)利要求8戶滿的系統(tǒng)，其中糊包括自iii^鵬制、車(chē)道偏離 警報(bào)裝置、用于啟動(dòng)車(chē)道居中控制信號(hào)的第一開(kāi)關(guān)、用于啟動(dòng)自iS^，制 的第二開(kāi)關(guān)、和用于啟動(dòng)車(chē)道偏離警m^置的第三開(kāi)關(guān)；并皿一步地，其中:操作條件包括下述全部檢觀陣道偏離警報(bào)驢被接合；檢測(cè)自適應(yīng)巡航 控制被接合；檢測(cè)車(chē)速在限定的范圍內(nèi)；檢澳陣輛縱向加鵬和橫向加鵬小 于限定的值；檢測(cè)前向目標(biāo)路徑曲率大于限定的值；以及檢測(cè)用戶可操作地與 轉(zhuǎn)向設(shè),觸。
11、 如權(quán)利要求10戶脫的系統(tǒng)，其中糊進(jìn)一步包括防鎖第慟系統(tǒng)、牽 引力控制系統(tǒng)、和^l定性控制系統(tǒng)中的至少一個(gè)；并M—對(duì)也，其中操作^j牛包括檢測(cè)防鎖制動(dòng)系統(tǒng)、牽弓l力控制系統(tǒng)、和車(chē)輛穩(wěn)定性控制系 統(tǒng)中的iM少一個(gè)M^開(kāi)的狀態(tài)。
12、 如權(quán)利要求8戶脫的系統(tǒng)，其中糊包括方附旨示開(kāi)關(guān)和制動(dòng)開(kāi)關(guān)； 并皿一步地，其中致動(dòng)剝牛包括下述頓檢觀仿向J際開(kāi)關(guān)被關(guān)斷；檢測(cè)制動(dòng)開(kāi)關(guān)被關(guān)斷; 檢測(cè)轉(zhuǎn)向設(shè)備角度小于限定的值；以及檢測(cè)轉(zhuǎn)向設(shè)備角度變化率小于限定的 值。
13、 一種用于帶用戶可操作的轉(zhuǎn)向設(shè)備的車(chē)輛的車(chē)道居中控制的方法，該 糊被布置繊過(guò)目標(biāo)路徑，該方艦括感應(yīng)車(chē)速、偏航角繊和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度；鵬輔的目標(biāo)路徑； 感應(yīng)糊的誦路徑；響應(yīng)感應(yīng)的車(chē)速、偏航角速度和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度，并響應(yīng)有關(guān)車(chē)輛的目標(biāo)路 徑和預(yù)測(cè)路徑的信息，生鵬道居中控制信號(hào)；以及響應(yīng)車(chē)道居中控制信號(hào)，致動(dòng)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向致動(dòng)器以便為轉(zhuǎn)向設(shè)備生成轉(zhuǎn) 向輔助以減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路徑之間的差，從而用于, 的車(chē)道居中。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所^il^包括基于視覺(jué)傳^l對(duì)目 標(biāo)路鄉(xiāng)鄉(xiāng)享。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所^iij^一步包括基于雷達(dá)系統(tǒng)、 帶，定1^統(tǒng)傳 的地圖 庫(kù)、或兩者的組合對(duì)目標(biāo)路^s^i^。
16、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述生 道居中控制信號(hào)包括響應(yīng)前饋控制信號(hào)基于目標(biāo)路徑的感應(yīng)的曲率和感應(yīng)的方位角生成車(chē)道居中控制信號(hào)。
17、 如權(quán)利要求16戶，的方法，其中所述生^道居中控制信號(hào)進(jìn)一步 包括響應(yīng)反饋控制信號(hào)基于目標(biāo)路徑的感應(yīng)的曲率生鵬離中控制信號(hào)。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述生成車(chē)道居中控制信號(hào)進(jìn)一步 包括響應(yīng)路徑預(yù)覽控審瞻號(hào)基于來(lái)自傳 組的信息和有關(guān)目標(biāo)路徑的信息生 辭道居中控制信號(hào)，該路徑預(yù)鵬制信號(hào)用于鄉(xiāng)平滑的路^i1^。
19、 如權(quán)利要求13臓的方法，其中臓生鮮道居中控制信號(hào)包括響 應(yīng)用于控制車(chē)道居中控制信號(hào)的可操作性的條{^制信號(hào)組生成車(chē)道居中控制 信號(hào)，其中該條#^制信號(hào)組包括響應(yīng)啟動(dòng)條件、操作條件、致動(dòng)條件、或包 含戰(zhàn)斜牛中的至少一個(gè)的組合的信號(hào)。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中啟動(dòng)條件包括下述全部檢測(cè)對(duì)啟 動(dòng)車(chē)道居中控制信號(hào)的請(qǐng)求；檢測(cè)對(duì)啟動(dòng)車(chē)輛的自適應(yīng)巡繊制的請(qǐng)求；檢測(cè) 對(duì)啟動(dòng)車(chē)道偏離警^S的請(qǐng)求；以及檢測(cè)ffi的所有診斷信號(hào)是正常的。
21、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中操作^j牛包括下述全部檢測(cè)車(chē)輛 的車(chē)道偏離警手瞎置被接合；檢測(cè)糊的自鵬巡航控制被接合；檢測(cè)車(chē)速在 限定的范圍內(nèi)；檢測(cè)車(chē)輛縱向加速度和橫向加速度小于限定的值；檢測(cè)前向目 標(biāo)路徑曲率大于限定的值；以及檢測(cè)用戶可操作地與轉(zhuǎn)向設(shè)^^M。
22、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中操作條件進(jìn)一步包括檢測(cè)車(chē)輛的防 鎖制動(dòng)系統(tǒng)、牽弓l力控制系統(tǒng)和車(chē)輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中的至少一個(gè)被脫開(kāi)的狀 態(tài)。
23、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中致動(dòng)劍牛包括下述全部檢測(cè) 的方向指示開(kāi)關(guān)被關(guān)斷；檢測(cè)糊的制動(dòng)開(kāi)關(guān)被關(guān)斷；檢測(cè)轉(zhuǎn)向設(shè)備角度小于 限定的值；以及檢測(cè)轉(zhuǎn)向設(shè)備角度變化率小于限定的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于車(chē)道居中控制的方法和系統(tǒng)。公開(kāi)了一種用于帶用戶可操作的轉(zhuǎn)向設(shè)備的車(chē)輛的車(chē)道居中控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于感應(yīng)車(chē)速、偏航角速度和轉(zhuǎn)向設(shè)備角度的傳感器組；被配置用于追蹤車(chē)輛目標(biāo)路徑的目標(biāo)路徑追蹤器；響應(yīng)傳感器組用于預(yù)測(cè)車(chē)輛的路徑的處理器；響應(yīng)傳感器組、目標(biāo)路徑追蹤器、和處理器并生成車(chē)道居中控制信號(hào)的控制器；以及響應(yīng)控制信號(hào)并為轉(zhuǎn)向設(shè)備生成轉(zhuǎn)向輔助的主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向致動(dòng)器。該控制器包括響應(yīng)可執(zhí)行指令的處理電路，用于為轉(zhuǎn)向設(shè)備生成轉(zhuǎn)向輔助來(lái)減小預(yù)測(cè)路徑和目標(biāo)路徑之間的差，從而用于保持車(chē)輛的車(chē)道居中。
文檔編號(hào)G05D1/02GK101162395SQ20071016768
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月11日
發(fā)明者H·張, W·鄧, Y·H·李 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司