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車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)及其控制方法

文檔序號:3851922閱讀:160來源:國知局
專利名稱:車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實施方式涉及車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)
一般地,當駕駛者在車輛的行駛期間注意力不集中時或者當前方的車輛突然停止時,交通事故頻繁地發(fā)生。為了減少如此的事故,已經(jīng)提出了碰撞損傷緩解系統(tǒng)。碰撞損傷緩解系統(tǒng)被設(shè)計為檢測在安裝有雷達的車輛和其前方的另一個車輛之間的距離以及它們之間的相對速度,以判斷在所述兩個車輛之間的碰撞風險的程度,并且基于該碰撞風險的程度,警告駕駛者碰撞風險或者必要時實施自動制動。
然而,當發(fā)生車輛碰撞時,傳統(tǒng)的碰撞損傷緩解系統(tǒng)可能不能夠減小對車輛的損傷。雖然它可以緩解對駕駛者的沖擊損傷。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的是提供一種車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)及其控制方法,在所述系統(tǒng)中,除了判斷碰撞風險的程度并且基于判斷的碰撞風險的程度來分級地實施警告和制動控制之外,還基于來自雷達傳感器的檢測到的信號,剛好在車輛之間的碰撞之前膨脹安裝到車輛的外部的安全氣囊,從而緩解當車輛碰撞時施加到車輛和駕駛者的沖擊,由此最大程度地減小對車輛和駕駛者的損傷。在下面的描述中將闡述另外的方面和/或優(yōu)點,并且所述方面和/或優(yōu)點的一部分根據(jù)描述將是明顯的,或者可以通過本發(fā)明的實踐來學習。根據(jù)本發(fā)明的一個方面,一種車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)包括前向傳感器,其檢測在本車輛和其前方的車輛之間的距離和相對速度;電子控制單元,其在接收到從所述前向傳感器發(fā)送的傳感器信息時,基于臨碰撞時間(TTC)值判斷碰撞風險的程度,并且基于判斷出的碰撞風險的程度來控制碰撞警告、車輛控制和安全氣囊的膨脹中的至少一個的實施,所述TTC值是通過將在本車輛和其前方的車輛之間的距離除以它們之間的相對速度來獲得的;以及安全氣囊驅(qū)動單元,其響應(yīng)于來自所述電子控制單元的用于安全氣囊的膨脹的安全氣囊膨脹信號,剛好于在本車輛和其前方的車輛之間的碰撞之前膨脹所述安全氣囊。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,一種緩解對車輛的碰撞損傷的控制方法包括利用前向傳感器檢測在本車輛和其前方的車輛之間的距離和相對速度;由電子控制單元基于根據(jù)由所述前向傳感器檢測到的傳感器信息獲得的臨碰撞時間(TTC)值來判斷碰撞風險的程度,其中所述TTC是通過將在本車輛和其前方的車輛之間的距離除以它們之間的相對速度來獲得的;基于由所述電子控制單元判斷出的碰撞風險的程度,使用警告單元來警告駕駛者在本車輛和其前方的車輛之間的碰撞風險;基于由所述電子控制單元判斷出的碰撞風險的程度,由所述電子控制單元控制所述警告單元的操作和制動單元的制動操作,以制動本車輛;以及基于由所述電子控制單元判斷出的碰撞風險的程度,在實施所述警告單元的警告操作和所述制動單元的制動操作中的至少一個的同時,膨脹安全氣囊。


結(jié)合附圖,根據(jù)下面的實施方式的描述,本發(fā)明的這些和/或其它方面以及優(yōu)點將變得明顯和更加容易理解,其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)的構(gòu)造的方框圖;圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的緩解對車輛的碰撞損傷的控制方法的流程圖;以及圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的取決于碰撞風險程度的緩解碰撞損傷的順序的階段的圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的示例性實施方式,其示例在附圖中示出,其中相同的附圖標記在整個附圖中指代相同的元件。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)的構(gòu)造的方框圖。在圖I中,根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)包括感測單元10、電子控制單元20、制動單元30、警告單元40和安全氣囊驅(qū)動單元50。感測單元10檢測各種車輛傳感器信息。感測單元10包括前向傳感器11、車輛速度傳感器12、轉(zhuǎn)向角傳感器13、偏航率傳感器14、橫向G傳感器15、油門踏板傳感器16和制動踏板傳感器17。前向傳感器11安裝到車輛的前部,并且包括各種已知傳感器,諸如雷達傳感器、相機傳感器等。前向傳感器11檢測在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離以及在它們之間的相對速度和相對加速度,并且將檢測到的結(jié)果發(fā)送到電子控制單元20。車輛速度傳感器12安裝到每一個車輪FL、RR、RL和FR,以檢測取決于車輪速度的車輛的縱向速度并且將檢測到的結(jié)果發(fā)送到電子控制單元20。轉(zhuǎn)向角傳感器13檢測車輛的轉(zhuǎn)向角度并且將檢測到的結(jié)果發(fā)送到電子控制單元20。轉(zhuǎn)向角傳感器13安裝到方向盤的下端并且檢測當駕駛者操作方向盤以將車輛轉(zhuǎn)動到給定方向上時方向盤的轉(zhuǎn)向角。轉(zhuǎn)向角傳感器13還檢測方向盤的轉(zhuǎn)向速度和轉(zhuǎn)向方向。轉(zhuǎn)向角傳感器13可以是光學裝置類型,其中,傳感器的有裂縫的板在轉(zhuǎn)向期間旋轉(zhuǎn)以透過或截斷光學裝置的光,從而引起電壓改變。電子控制單元20可以基于從轉(zhuǎn)向角傳感器13發(fā)送的電壓改變計算方向盤的轉(zhuǎn)向速度、轉(zhuǎn)向方向和轉(zhuǎn)向角。偏航率傳感器14檢測車輛的偏航率(轉(zhuǎn)向速度)并且將檢測到的結(jié)果發(fā)送到電子控制單元20。當車輛相對于其縱軸轉(zhuǎn)彎時,即,當車輛圍繞Z軸轉(zhuǎn)彎時,偏航率傳感器14經(jīng)由在該偏航率傳感器內(nèi)部的板叉(plate fork)的振動電子地檢測車輛的偏航轉(zhuǎn)矩。這里,偏航轉(zhuǎn)矩是當車輛主體在向左或向右的方向上轉(zhuǎn)彎時引起的向內(nèi)或向外的移動力。
偏航率傳感器14包括銫晶體,從而當車輛轉(zhuǎn)彎時通過晶體的旋轉(zhuǎn)生成電壓。橫向G傳感器15是兩軸的加速度傳感器,其檢測車輛的橫向加速度并且將檢測到的橫向加速度發(fā)送到電子控制單元20,該橫向加速度為在行駛期間施加到車輛的橫向推力。油門踏板傳感器16檢測油門踏板是否被操作并且將檢測到的結(jié)果發(fā)送到電子控制單元20。制動踏板傳感器17檢測制動踏板是否被操作并且將檢測到的結(jié)果發(fā)送到電子控制單元20。電子控制單元20基于從感測單元10發(fā)送的各種傳感器信息(更具體地,在本車輛和其前方的另一個車輛之間的相對速度和相對距離)判斷碰撞風險的程度,并且基于判斷出的碰撞風險的程度來分級地控制碰撞警告和自動制動的實施。 另外,電子控制單元20確定與判斷的碰撞風險的程度相對應(yīng)的制動輔助幅度,并且基于確定的制動輔助幅度而控制制動單元30的制動力。除了上述的方法之外,為了更加穩(wěn)當?shù)鼐徑庠谲囕v碰撞時施加到車輛和駕駛者的沖擊,電子控制單元20可以控制安裝到車輛的外部的安全氣囊的操作,使得安全氣囊剛好于在車輛之間的碰撞之前膨脹,由此即使發(fā)生車輛碰撞,也最大可能程度地緩解對駕駛者和車輛的損傷。為此,電子控制單元20存儲根據(jù)碰撞風險程度的預(yù)設(shè)控制級,所述碰撞風險程度是基于臨碰撞時間(TTC)值的,該臨碰撞時間值是通過將在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離除以它們之間的相對速度而獲得的。使安裝到車輛的外部的安全氣囊膨脹的級對應(yīng)于具有最高的碰撞風險程度的第五級。響應(yīng)于從電子控制單元20輸出的制動信號,制動單元30生成制動力,從而通過控制提供到輪缸的制動液的壓力來防止車輛碰撞。響應(yīng)于從電子控制單元20輸出的警告信號,警告單元40通過顯示警告燈、輸出警告聲、或者生成振動分級地警告碰撞,由此輔助駕駛者識別碰撞風險。響應(yīng)于從電子控制單元20輸出的驅(qū)動信號,剛好在車輛碰撞之前,安全氣囊驅(qū)動單元50使安裝到車輛外部的安全氣囊(51,在下文中稱為外部安全氣囊)膨脹,從而緩解車輛碰撞的沖擊。一般地,用于車輛的安全氣囊主要安裝在車輛內(nèi)部以緩解當乘客與車輛主體或其它強度高的部分碰撞時引起的沖擊。安裝在車輛內(nèi)部的這些安全氣囊包括駕駛者座位安全氣囊、乘客座位安全氣囊、窗簾安全氣囊、座位側(cè)安全氣囊等。然而,近來的趨勢是安裝外部安全氣囊51以緩解當車輛與障礙物(更具體地,另一個車輛)碰撞時施加的沖擊。外部安全氣囊51安裝在車輛主體和防撞器的后部之間的空間中,并且剛好在車輛與障礙物(更具體地,另一個車輛)碰撞之前向前膨脹,從而吸收在車輛碰撞時引起的沖擊,由此更加穩(wěn)當?shù)鼐徑鈱囕v和駕駛者的損傷。在下文中,將描述具有上述構(gòu)造的車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)的操作和效果及其控制方法。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)可以分級地警告駕駛者碰撞、車輛控制,和外部安全氣囊51的膨脹。關(guān)于這些基本操作,基于通過將在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離除以它們之間的相對速度而獲得的TTC值來限定碰撞,并且基于限定的碰撞,指定了與碰撞風險的程度相對應(yīng)的五個級。將參考圖2和圖3對此進行描述。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的緩解對車輛的碰撞損傷的控制方法的流程圖,并且圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的取決于碰撞風險程度的緩解碰撞損傷的順序的階段的圖。在圖2中,在車輛行駛(100)期間,利用諸如雷達傳感器、相機傳感器等這樣的安裝到本車輛的前部的前向傳感器11檢測在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離、相對速度和相對加速度,并且檢測到的結(jié)果被發(fā)送到電子控制單元20。而且,車輛速度傳感器12、轉(zhuǎn)向角傳感器13、偏航率傳感器14和橫向G傳感器15 分別檢測車輛的縱向速度、轉(zhuǎn)向角、偏航率(轉(zhuǎn)向速度)和橫向加速度,并且檢測到的結(jié)果被發(fā)送到電子控制單元20 (102)。因此,電子控制單元20基于多種傳感器信息判斷碰撞風險的程度,更具體地,基于TTC值來判斷,所述TTC值是通過將在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離除以它們之間的相對速度來獲得的(104)。在該情形中,基于TTC值,在電子控制單元20內(nèi),碰撞風險的程度被預(yù)設(shè)為五個級(第一級到第五級),所述TTC值是通過將在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離除以它們之間的相對速度來獲得的。電子控制單元20判斷碰撞風險的程度是否對應(yīng)于TTC值等于Tl或更小的第一級
(106)。在TTC值等于Tl或更小的第一級的情形中,電子控制單元20判定碰撞風險的程度低,并且將指示碰撞風險的第一級警告信號輸出到警告單元40。由此,如在圖3中所示,警告單元40通過響應(yīng)于從電子控制單元20輸出的第一級警告信號顯示警告燈并且輸出警告聲來初級地警告駕駛者以輔助駕駛者識別碰撞風險
(108)。接著,電子控制單元20判斷碰撞風險的程度是否對應(yīng)于TTC值等于T2或更小的第二級(110)。在TTC值等于T2或更小的第二級的情形中,電子控制單元20判定比第一級高的碰撞風險的程度,并且將指示碰撞風險的第二級警告信號輸出到警告單元40。由此,如在圖3中所示,警告單元40通過基于從電子控制單元20輸出的第二級警告信號顯示警告燈、輸出警告聲、并且輸出振動來中級地警告駕駛者以輔助駕駛者更加穩(wěn)當?shù)刈R別碰撞風險(112)。這使得識別出碰撞風險的駕駛者采取適當?shù)呐鲎卜乐勾胧缢砷_油門踏板或踩踏制動踏板。然后,電子控制單元20判斷碰撞風險的程度是否對應(yīng)于TTC值等于T3或更小的第三級(114)。在TTC值等于T3或更小的第三級的情形中,電子控制單元20判定碰撞風險的程度高,并且將預(yù)備制動信號輸出到制動單元30,同時繼續(xù)地將指示碰撞風險的第二級警告信號輸出到警告單元40。由此,制動單元30響應(yīng)于從電子控制單元20輸出的預(yù)備制動信號生成制動力以防止車輛碰撞(116)。在利用制動力控制車輛的加速度的操作中,如在圖3中所示,制動單元30執(zhí)行預(yù)制動以控制車輛的制動力,使得以O(shè). 3g的減速度值保持在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離。
然后,電子控制單元20判斷碰撞風險的程度是否對應(yīng)于TTC值等于T4或更小的第四級(118)。在TTC值等于T4或更小的第四級的情形中,電子控制單元20判定比第三級高的碰撞風險的程度,并且將自動緊急制動信號輸出到制動單元30,同時繼續(xù)地將指示碰撞風險的第二級警告信號輸出到警告單元40。由此,制動單元30響應(yīng)于從電子控制單元20輸出的自動緊急制動信號生成制動力以防止車輛碰撞(116)。在利用制動力控制車輛的減速度的操作中,如在圖3中所示,制動單元30執(zhí)行預(yù)制動以控制車輛的制動力,使得以O(shè). 3g的減速度值保持在本車輛和其前方的另一個車輛之間的距離。在減速度值為O. 3g的自動制動狀態(tài)中,如果駕駛者基于與前方車輛的碰撞是不可避免的判斷踩制動踏板,則電子控制單元20實時地適應(yīng)性地確定與碰撞風險的程度相 對應(yīng)的制動輔助幅度,并且控制制動單元30的制動力,以維持與確定的制動輔助幅度相對應(yīng)的減速度值。之后,電子控制單元20判斷碰撞風險的程度是否對應(yīng)于TTC值等于T5或更小的第五級(122)。在TTC值等于T5或更小的第五級的情形中,電子控制單元20判定車輛馬上將碰撞,并且繼續(xù)地將指示碰撞風險的第二級警告信號輸出到警告單元40以及將自動緊急制動 目號輸出到制動單兀30。另外,電子控制單元20將安全氣囊驅(qū)動信號輸出到安全氣囊驅(qū)動單元50以更加穩(wěn)當?shù)鼐徑猱斳囕v碰撞時施加到車輛和駕駛者的沖擊。由此,安全氣囊驅(qū)動單元50響應(yīng)于從電子控制單元20輸出的安全氣囊驅(qū)動信號,剛好在車輛碰撞之前使外部安全氣囊51膨脹,從而最大可能程度地緩解對車輛和駕駛者的損傷,即時發(fā)生車輛碰撞。雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施方式,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,在不脫離本發(fā)明的精神和原理的情況下,可以對所述實施方式作出改變,本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求和它們的等價物限定。
權(quán)利要求
1.一種車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括 前向傳感器,所述前向傳感器檢測在本車輛和其前方的車輛之間的距離和相對速度; 電子控制單元,所述電子控制單元在接收到從所述前向傳感器發(fā)送的傳感器信息時,基于臨碰撞時間值判斷碰撞風險的程度,并且基于判斷出的碰撞風險的程度來控制碰撞警告、車輛控制和安全氣囊的膨脹中的至少一個的實施,所述臨碰撞時間值是通過將在本車輛和其前方的車輛之間的距離除以它們之間的相對速度來獲得的;以及 安全氣囊驅(qū)動單元,所述安全氣囊驅(qū)動單元響應(yīng)于來自所述電子控制單元的用于所述安全氣囊的膨脹的安全氣囊膨脹信號,剛好于在本車輛和其前方的車輛之間的碰撞之前膨脹所述安全氣囊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),所述系統(tǒng)進一步包括警告單元,所述警告單元警告駕駛者在本車輛和其前方的車輛之間的碰撞風險, 其中,所述電子控制單元基于判斷出的碰撞風險的程度,在膨脹所述安全氣囊之前,經(jīng)由所述警告單元,分級地警告在本車輛和其前方的車輛之間的碰撞風險。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中所述警告單元實施警告燈顯示操作、警告聲輸出操作和振動輸出操作中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),所述系統(tǒng)進一步包括連接到所述電子控制單元以生成制動力的制動單元, 其中,所述電子控制單元基于判斷出的碰撞風險的程度,在膨脹所述安全氣囊之前,控制所述制動單元的制動操作以制動本車輛,同時控制所述警告單元的操作。
5.一種緩解對車輛的碰撞損傷的控制方法,所述方法包括 利用前向傳感器檢測在本車輛和其前方的車輛之間的距離和相對速度; 由電子控制單元基于根據(jù)由所述前向傳感器檢測到的傳感器信息獲得的臨碰撞時間值來判斷碰撞風險的程度,其中所述臨碰撞時間值是通過將在本車輛和其前方的車輛之間的距離除以它們之間的相對速度來獲得的; 基于由所述電子控制單元判斷出的碰撞風險的程度,使用警告單元來警告駕駛者在本車輛和其前方的車輛之間的碰撞風險; 基于由所述電子控制單元判斷出的碰撞風險的程度,由所述電子控制單元控制所述警告單元的操作和制動單元的制動操作,以制動本車輛;以及 基于由所述電子控制單元判斷出的碰撞風險的程度,在實施所述警告單元的警告操作和所述制動單元的制動操作中的至少一個的同時,膨脹安全氣囊。
全文摘要
本發(fā)明公開了車輛碰撞損傷緩解系統(tǒng)及其控制方法。該碰撞損傷緩解系統(tǒng)包括前向傳感器,其檢測在本車輛和其前方的車輛之間的距離和相對速度;電子控制單元,其在接收到從所述前向傳感器發(fā)送的傳感器信息時,基于臨碰撞時間值判斷碰撞風險的程度,并且基于判斷出的碰撞風險的程度來控制碰撞警告、車輛控制和安全氣囊的膨脹中的至少一個的實施,所述臨碰撞時間值是通過將在本車輛和其前方的車輛之間的距離除以它們之間的相對速度來獲得的;以及安全氣囊驅(qū)動單元,其響應(yīng)于來自所述電子控制單元的安全氣囊膨脹信號,剛好在車輛碰撞之前膨脹所述安全氣囊。
文檔編號B60W30/09GK102837698SQ201210212599
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者孫榮涉 申請人:株式會社萬都
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