CN103373350A

CN103373350A - 大型动物的车辆碰撞安全设备和方法

Info

Publication number: CN103373350A
Application number: CN2013101289086A
Authority: CN
Inventors: P·哈达; P·尼尔森
Original assignee: Volvo Car Corp
Current assignee: Volvo Car Corp
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-15
Also published as: US20130275020A1; EP2653360A1; EP2653360B1; CN103373350B; US9387839B2

Abstract

本文的实施例涉及一种大型动物碰撞车辆安全设备和方法。至少一个传感器（10）检测在车辆（1）的纵向上的第一加速度（A_X）。从检测到的加速度（A_X）产生第一判定信号（D₁）。至少另一传感器（11）在竖直方向上检测第二加速度（A_Z），和/或至少另一传感器（12）检测围绕车辆（1）的横向延伸的轴的角速度。根据在竖直方向上检测到的加速度（A_Z）产生第二判定信号（D₂）。从检测到的角速度产生第三判定信号（D₃）。判断装置（16）通过至少比较所述第一、第二和/或第三判定信号（D₁，D₂，D₃）与预设基准信号（D_REF）来判断车辆（1）是否已经受到大型动物碰撞。当判断车辆（1）已经受到大型动物碰撞时车辆（1）的制动干预被触发。

Description

大型动物的车辆碰撞安全设备和方法

技术领域

本文的实施例涉及大型动物的车辆碰撞安全设备和方法。

背景技术

在一些机动车普及的国家中，当在机动车内驾驶时存在遭遇相当大的大型动物（例如驼鹿、麋鹿及其它相似尺寸的动物）的危险。如果在自己的车与大型动物之间发生碰撞，当然有严重后果。由于动物通常从周围植物的遮挡中相当快速地移动至道路上，与这类大型动物的碰撞常以显著的速度发生。

与大型动物的碰撞本质上通常最多只能稍微减少车辆的速度。但是，驾驶者控制车辆的能力通常被显著减弱。因此，增高了二次事故的风险。这种二次事故可能波及道路的其它使用者，可能将遭受大型动物碰撞的车辆的乘驾者置于比由大型动物碰撞引起的最初情况更糟的情况下。这种二次事故可能甚至引起致命的单车撞毁，例如由于不期望的偏离车道，这占据相关交通事故的很大比例。

汽车工业已经研发了旨在防止或减轻事故的主动安全***。一个示例是碰撞避免或减轻***，其针对潜在碰撞威胁监控车辆前方的道路并且在潜在碰撞之前致动车辆制动器。然而，如果大型动物突然跳到道路上位于车辆前面，这类***很难对这种突发事件做出反应。此外，即使这类***具有车辆制动响应和触发程序，一旦车辆已经被大型动物碰撞而不再存在任何可见威胁，它们也可能中止制动。碰撞避免或减轻***已被证明在减少交通事故数量方面是非常有效的。

此外，存在用于基于碰撞细节判断碰撞类型的设备。通过专利文献EP0709256，已知一种用于以在车辆的纵向（X）、横向（Y）和竖直（Z）上的加速度信号（Ax，Ay，Az）判断倾斜的中央柱和前部障碍物碰撞的设备。通过加速度传感器检测到的加速度信号被过滤并传送至碰撞判断部分。被加速度传感器检测到的该加速度信号被求积分。通过将被积分的加速度信号与预定参考值进行比较获得对倾斜的中央柱和前部障碍物碰撞的判断。

发明内容

本文的实施例旨在提供一种大型动物碰撞的车辆安全设备。

这可如此提供：用于检测在本车辆的纵向上的第一加速度的至少一个传感器；用于从由检测到的本车辆的纵向上的加速度产生第一判定信号的装置；用于检测在竖直方向上的第二加速度的至少一个附加传感器和/或用于检测围绕沿着车辆的横向延伸的轴的角速度的至少一个附加传感器；用于由检测到的竖直方向上的加速度产生第二判定信号的装置；用于由检测到的围绕车辆的横向延伸的轴的角速度产生第三判定信号的装置；通过至少比较所述第一、第二和/或第三判定信号与预设基准信号来判断车辆是否已经受到大型动物碰撞的装置；以及当判断车辆受到大型动物碰撞时触发制动干预的装置。

当判断车辆已经受到大型动物碰撞时提供制动干预减少了二次事故的风险，该二次事故可能波及道路的其它使用者，可能将遭受大型动物碰撞的车辆乘驾者置于比由大型动物碰撞引起的最初情况更糟的情况下。

根据第二方面，用于产生所述第一、第二和第三判定信号的装置被设置为通过使第一和第二加速度和角速度信号对时间求积分而使这些判定信号作为第一和第二速度信号和角度信号产生。

将第一和第二判定信号提供为第一和第二速度信号和角度信号通过更便于与预设基准信号比较而提高了判断车辆是否受到大型动物碰撞的可信度。

根据第三方面，用于产生所述第一、第二和第三判定信号的装置还被设置为通过使第一和第二加速度和角速度信号对时间求积分来产生这些判定信号。

如第三方面所述，通过进一步积分提供的第一和第二判定信号通过更便于与预设基准信号比较而进一步提高了判断车辆是否受到大型动物碰撞的可信度。

根据第四方面，至少一个遥感器被设置为检测车辆前方的物体和输出代表该物体的信号，并且，用于判断所述车辆是否已经受到大型动物碰撞的装置被设置为在大型动物碰撞判断中包括从该至少一个遥感器输出的信号。

如第四方面所述，提供至少一个遥感器通过允许大型动物碰撞判断基于附加数据而进一步提高判断车辆是否受到大型动物碰撞的可信度。

根据第五方面，所述至少一个遥感器包括RADAR技术传感器、LIDAR技术传感器、视觉技术传感器中的至少一个或基于这些传感技术中的一个或多个传感器的融合。

如第五方面所述，至少一个遥感器基于RADAR技术传感器、LIDAR技术传感器、视觉技术传感器中的至少一个或基于这些传感技术中的一个或多个传感器的融合，通过能够获得互补的大型动物存在数据而提供了判断车辆是否受到大型动物碰撞的进一步提高的可信度。

本文其它实施例旨在提供一种大型动物的车辆碰撞安全方法。

这可通过包括以下步骤的方法来提供：检测在车辆的纵向上的第一加速度；由检测到的车辆的纵向上的加速度产生第一判定信号；检测在竖直方向上的第二加速度和/或检测围绕沿着车辆的横向延伸的轴的角速度；由检测到的竖直方向上的加速度产生第二判定信号；根据检测到的围绕车辆的横向延伸的轴的角速度产生第三判定信号；通过至少比较所述第一、第二和/或第三判定信号与预设基准信号来判断车辆是否已经受到大型动物碰撞；以及当判断车辆受到大型动物碰撞时触发制动干预。

附图说明

下面，将仅参照附图通过例子详述本文实施例，其中：

图1是受到大型动物碰撞的车辆的示意图。

图2是在大型动物碰撞事件期间X和Z方向速度变化的例子的示意图。

图3是根据本文实施例的大型动物的车辆碰撞安全设备的示意图。

本文实施例的其它目的和特征通过结合附图考虑的下述详细描述将变得显而易见。然而，应理解，这些附图仅用于说明目的而非对本文范围的限定，该范围应参考所附权利要求书。还应理解，这些附图不必按比例绘制，且除非另外指出，仅希望它们概念性地示出本文所述的结构和步骤。

具体实施方式

总地来说，本文的实施例利用了关于在大型动物碰撞期间碰撞点的知识，以解决常规的主动安全***的一些限制，该主动安全***还没有准备好处理这种特殊类型的事故。

关于本文实施例的大型动物指的是例如鹿或驼鹿等类似动物，即重量相当大并且高度使得它们的大部分体重通常将位于碰撞它们的车辆的发动机罩高度之上的动物。

如图1所示，在大型动物碰撞期间，至少对于具有标准高度发动机罩2的车辆1而言，碰撞点通常为A柱3和车辆车顶的前缘4。与大型动物5发生碰撞的碰撞点的这个位置将导致车辆1在x方向（车辆的纵向前后方向）上减速，同时导致车辆1的后悬挂***将由于俯仰运动（即围绕y轴（车辆的横向）的角速度）被严重挤压，以及导致该车辆在z方向（车辆的竖直方向）上加速。更高的车辆例如运动型多用途车（SUVs）可显示略微不同的碰撞点，但是结果类似。

因此，本文实施例利用了关于表明大型动物碰撞的加速度值和/或俯仰角速度值的特定组合的知识，从而紧随车辆与大型动物5（例如鹿或类似大小的动物）间的碰撞提供主动安全措施。

通过对具体的车辆模型进行模拟和/或全尺寸试验获得关于表明大型动物碰撞的加速度值和/或俯仰的特定组合的知识。所获得的组合用于校正本文描述的设备。

利用车载传感器10、11、12检测加速度和/或俯仰的组合从而获得用于与已知组合进行比较的组合。所依靠的传感器10、11、12可被定位于约束控制模块（RCM）内或被设置在整个车辆1的若干独立位置处。

可利用例如那些通常存在于上述约束控制模块（RCM）内的加速度计获得在x方向和z方向上的加速度AX，AZ。作为z方向加速度的补充或替代，陀螺仪可用于取得所述车辆的俯仰运动，即围绕y轴的角速度。

如图2所示，获得的加速度值AX，AZ可直接使用或求积分，从而产生用于判断碰撞为大型动物碰撞的参考。通过使第一和第二加速度AX，AZ对时间求积分，在图2中，获得的加速度AX，AZ已被转换为速度信号。最高曲线示出通过使在z方向（车辆的竖直方向）上获得的加速度A_Z对时间求积分得到的示例值。最低曲线示出通过将在x方向（车辆的纵向）上获得的加速度A_X对时间求积分得到的示例值。

还可能对所述值进行二次积分从而产生（例如基于距离）用于这个判断的参考阈值。

在使用前过滤获得的加速度AX，AZ以消除其中的高频成分可能是必要的。

可通过专用的比较装置16或可选地通过与其它车辆***一体的用于执行这种比较的适合装置来执行获得的组合与表明大型动物碰撞的已知组合的比较。

一旦比较是正的，信号C将引起用于触发制动干预18的装置将信号T传送至车辆1的制动***19，触发其制动。这个碰撞后制动通常会适于促使车辆1完全停止。

致动碰撞后制动的判定也可受到来自其它车辆传感器（未示出）的信息的影响，例如用于取得关于车辆1外部状态信息（即将发生大型动物5碰撞）的传感器。这类传感器的例子是雷达和照相机集成（RACam）***传感器。RACam***使雷达感应、视觉感应结合并且执行对通过这类传感器取得的信息的数据融合从而获得高度可靠的判定支持。其它例子是传感器***，例如视觉***（照相机）、LIDAR（激光探测和测距）***、雷达（无线电探测与定位）***或类似***。来自这些传感器的信息可被用于提高触发碰撞后制动的判定的可信度。

如图3所示的大型动物的车辆碰撞安全设备1包括用于检测在本车辆1的纵向上的第一加速度A_X的至少一个传感器10和用于由被检测到的本车辆1的纵向上的加速度A_X产生第一判定信号D₁的装置13。

该安全设备还包括用于检测在竖直方向上的第二加速度A_Z的至少另一传感器11和用于由检测到的竖直方向上的加速度A_Z产生第二判定信号D₂的装置14，和/或用于检测围绕沿着车辆1的横向延伸的轴的角速度的至少另一个传感器12和用于从检测到的围绕沿着本车辆1的横向延伸的轴的角速度产生第三判定信号D₃的装置15。用于产生第一、第二和/或第三判定信号D1，D2，D3的装置13、14、15可被集成在同一单元中，如图3的虚线分隔线所示。

该安全设备还包括装置16，用于通过至少将第一、第二和/或第三判定信号D1，D2，D3与可存储于适宜的存储单元17内的预设基准信号D_REF相比较来判断车辆1是否已经受到大型动物碰撞，且还包括用于在本车辆1被断定已经受到大型动物碰撞时触发本车辆1的制动干预的装置18。

用于触发制动干预的装置18可被设置为通过车辆1的常规制动***19触发碰撞后制动，在图3中以云状物示意性示出。

在大型动物的车辆碰撞安全设备1的多个实施例中，用于产生第一、第二和第三判定信号D1，D2，D3的装置13、14、15被设置为通过使第一和第二加速度Ax，Az和角速度信号对时间求积分使这些第一、第二和第三判定信号D1，D2，D3作为第一和第二速度信号和角度信号产生。用于产生第一、第二和第三判定信号D1，D2，D3的装置13、14、15在本文中的多个实施例中还可以被设置为通过使该第一和第二速度信号和该角度信号对时间求积分来产生这些第一、第二和第三判定信号D1，D2，D3。

在大型动物的车辆碰撞安全设备1的其它实施例中，至少一个遥感器（未示出）被设置为检测本车辆1前方的物体（例如大型动物5）并输出代表该物体的信号，并且，判断车辆是否已经受到大型动物碰撞的装置16被设置为包括在大型动物碰撞判断中从至少一个遥感器输出的信号。本文实施例中的所述至少一个遥感器可包括RADAR技术传感器、LIDAR技术传感器、视觉技术传感器中的至少一个或基于这些传感技术中的一个或多个传感器的融合。

根据本文实施例的大型动物的车辆碰撞安全方法包括检测在本车辆1的纵向上的第一加速度A_X和由检测到的车辆1的纵向上的加速度A_X产生第一判定信号D₁的步骤。

该方法还包括检测在竖直方向上的第二加速度A_Z和由检测到的竖直方向上的加速度A_Z产生第二判定信号D₂的步骤，和/或检测围绕沿车辆1的横向延伸的轴的角速度和由检测到的围绕沿车辆1的横向延伸的轴的角速度产生第三判定信号D₃的步骤。

该方法还包括通过至少将第一、第二和第三判定信号D1，D2，D3与预设基准信号D_REF相比较来判断车辆1是否已经受到大型动物碰撞以及当判断车辆1已经受到大型动物碰撞时触发车辆1的制动干预的步骤。

在所述大型动物的车辆碰撞安全方法的实施例中，通过使第一和第二加速度A_X，A_Z和所述角速度信号对时间求积分使第一、第二和第三判定信号D₁，D₂，D₃作为第一和第二速度信号和角度信号产生。在本文的多个实施例中，还可通过使该第一和第二速度信号和该角度信号对时间求积分来产生第一、第二和第三判定信号D₁，D₂，D₃。

在该大型动物的车辆碰撞安全方法的另一实施例中，至少一个遥感器被设置为检测本车辆1前方的物体（例如大型动物5）和输出代表该物体的信号，对车辆是否已经受到大型动物碰撞的判断被设置为包括从该至少一个遥感器输出的信号。在本文的多个实施例中该至少一个遥感器可被设置为包括RADAR技术传感器、LIDAR技术传感器、视觉技术传感器中的至少一个或基于这些传感技术中的一个或多个传感器的融合。

根据本申请，还想到一种汽车1，其包括基于上述原理的大型动物车辆碰撞安全设备。

上述实施例可以在以下权利要求的范围内变化。

因此，尽管已经示出、描述且指出了本文多个实施例的基本的新特征，但应理解的是本领域技术人员可在形式上、所示装置的细节上及这些装置的操作上做出各种省略、替换和改变。例如，特别希望以基本相同的方式执行基本相同功能以实现相同结果的那些部件和/或方法步骤的所有组合是等同的。此外，应当认识到，作为一般的设计选择，结合本文任何公开形式或实施例被示出和/或描述的所述众结构和/或众部件和/或众方法步骤可被并入任何其它被公开或描述或建议的形式或实施例中。

Claims

1.一种大型动物碰撞的车辆安全设备，包括：

用于检测在本车辆（1）的纵向上的第一加速度（A_X）的至少一个传感器（10）；

用于由检测到的所述本车辆（1）的纵向上的加速度（A_X）产生第一判定信号（D₁）的装置（13）；

其特征在于所述车辆安全设备还包括：

检测在竖直方向上的第二加速度（A_Z）的至少一个附加传感器（11）和/或用于检测围绕沿着所述本车辆（1）的横向延伸的轴的角速度的至少一个附加传感器（12）；

用于由检测到的竖直方向上的加速度（A_Z）产生第二判定信号（D₂）的装置（14）；

用于由检测到的围绕沿着所述本车辆（1）的横向延伸的轴的角速度产生第三判定信号（D₃）的装置（15）；

通过至少将所述第一、第二和/或第三判定信号（D₁，D₂，D₃）与预设基准信号（D_REF）相比较来判断所述车辆（1）是否已经受到大型动物碰撞的装置（16）；

用于在判断本车辆（1）已经受到大型动物碰撞时触发所述本车辆（1）的制动干预的装置（18）。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：用于产生所述第一、第二和第三判定信号（D₁，D₂，D₃）的装置（13，14，15）被设置为通过使所述第一和第二加速度（A_X，A_Z）和所述角速度信号对时间求积分而使这些判定信号作为第一和第二速度信号和角度信号产生。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：用于产生所述第一、第二和第三判定信号（D₁，D₂，D₃）的装置（13，14，15）还被设置为通过使所述第一和第二速度信号和所述角速度信号对时间求积分来产生这些判定信号。

4.根据上述权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于：至少一个遥感器被设置为检测本车辆（1）前方的物体（5）和输出代表该物体的信号，并且，用于判断所述车辆（1）是否已经受到大型动物碰撞的装置（16）被设置为在大型动物碰撞判断中包括从所述至少一个遥感器输出的信号。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：所述至少一个遥感器包括RADAR技术传感器、LIDAR技术传感器、视觉技术传感器中的至少一个或基于这些传感技术中的一个或多个传感器的融合。

6.一种大型动物的车辆碰撞安全方法，包括以下步骤：

检测在本车辆（1）的纵向上的第一加速度（A_X）；

由检测到的所述本车辆（1）的纵向上的加速度（A_X）产生第一判定信号（D₁）；

其特征在于所述方法还包括步骤：

检测在竖直方向上的第二加速度（A_Z）和/或检测围绕沿着所述本车辆（1）的横向延伸的轴的角速度；

由检测到的竖直方向上的加速度（A_Z）产生第二判定信号（D₂）；

由检测到的围绕沿着所述本车辆（1）的横向延伸的轴的角速度产生第三判定信号（D₃）；

通过至少将所述第一、第二和/或第三判定信号（D₁，D₂，D₃）与预设基准信号（D_REF）相比较来判断所述车辆（1）是否已经受到大型动物碰撞；

当判断车辆（1）已经受到大型动物碰撞时触发所述本车辆（1）的制动干预。

7.一种汽车（1），其特征在于，包括根据上述权利要求1-5中任一项所述的大型动物的车辆碰撞安全设备。