CN107972649B - 在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法和装置 - Google Patents

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CN107972649B CN201711329087.7A CN201711329087A CN107972649B CN 107972649 B CN107972649 B CN 107972649B CN 201711329087 A CN201711329087 A CN 201711329087A CN 107972649 B CN107972649 B CN 107972649B
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Abstract

本发明公开了一种在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法，具有下列步骤：探测首次撞击(12)；预加载制动***(13)；探测驾驶员的制动意图(14)；以及基于探测到驾驶员的制动意图和首次撞击通过制动辅助***提供对制动过程的辅助(15，16)。本发明能够改善首次撞击之后驾驶员和机动车辆的安全性。

Description

在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法和装置
本申请是德国优先权日为2010年6月30日，在先申请号为102010017659.1，中国申请号为201110146162.2，申请日为2011年6月1日，名称为“在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法。
背景技术
机动车辆中的现代安全设备(例如CMS(缓解撞击***)或CADS(防撞驾驶员支持***))试图避免车辆碰撞。如果仍然发生碰撞或者如果车辆被另一车辆撞击，除了被动安全装置之外没有其它有效的安全措施防止或缓解由潜在的二次撞击引起的可能增加的事故严重性。
如果可能被撞击的车辆(也称为目标车辆)经历了撞击并随后进一步移动成为潜在的碰撞车辆(也称为弹射车辆)，安全措施(例如CMS或CADS)启动。然而，***可能无法令人满意地工作。例如，如果车辆在被另一车辆撞击后从目标车辆变为弹射车辆，则不稳定移动会妨碍缓解撞击***CMS的正常运转。
在车辆与车辆的撞击中，受影响的车辆可要求驾驶员进行制动。然而，驾驶员可能不能作出合适的制动要求，因为例如驾驶员可能以惊恐的方式进行制动、驾驶员可能手足无措、或者制动要求可能不满足正常的条件。
发明内容
本发明的目的在于改善首次撞击之后驾驶员和机动车辆的安全性。
通过本发明的在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法和装置实现了该目的。本发明还具有其它优点。
根据本发明的第一个方面，公开了一种在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法，包括下列步骤：
-探测到首次撞击；
-预加载制动***；
-探测到驾驶员的制动意图；以及
-基于探测到驾驶员的制动意图和首次撞击通过制动辅助***提供对制动过程的辅助。
由于首次撞击之后预加载制动***，该方法极大地降低了继续撞击的风险。如果目标车辆变为弹射车辆，该方法可与目标车辆的碰撞安全措施无缝连接。这可能是车辆在首次撞击之后发生旋转而存在的基于图像处理传感器的缓解撞击***CMS未完全工作的情况。随后，根据上述方法的碰撞后制动辅助承担起执行安全措施的功能。可通过例如加速踏板向上移动和可能的对制动的准备而探测到制动意图。
可存在接收到的数据项目之间的冲突解决方案。这样，其能够避免制动辅助***的一部分或者整个制动辅助***由于传感器的故障(可能由首次撞击引起)而失效。另外，安全***可设有优先级，例如与基于图像处理传感器的制动辅助***相比，基于碰撞的制动辅助***可具有更高的优先级或更为可信。
所提供的对制动***的辅助可在已满足中止条件后结束。因此能够考虑到仅在特定紧急时间段提供对制动***的辅助，并使所述提供的辅助随后回到正常运转模式或一些其它状态。中止条件可为例如机动车辆的稳定状态(其中正常安全***能够再次起作用)、或者具体时间段(例如2.5秒)、或者车辆的静止状态、或者如果驾驶员首次驱动加速踏板或释放制动器。
可通过启动气囊、切断燃料供应、和/或来自至少一个或两个移动传感器的测量值超出正常范围来探测到首次撞击。此类型的探测的优点在于可使用已存在的监测较大范围机动车辆信息的传感器。这样能够获得对情况更为精确的图像并相应地做出反应。
可处理来自环境传感器的测量值以便执行机动车辆的路线计划。在路线计划的范围内，在某些情况下能够以更有目的的方式提供制动辅助。
可通过要求少量制动力和/或通过降低制动***的触发阈值来预加载制动***。要求少量制动力导致制动钳移动至制动盘附近以便一方面允许更快地接触而另一方面避免可能的液压延迟。降低触发阈值使得制动器更快地响应以便避免随后的撞击。
根据本发明的再一个方面，公开了一种在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的装置，其具有带有制动辅助算法的控制器。控制器具有首次撞击信号的信号输入，制动意图信号的信号输入(其指示驾驶员的制动意图)、以及制动控制信号的信号输出用于基于探测到驾驶员的制动意图和首次撞击通过制动辅助算法辅助制动过程。该装置可有效并可靠地执行上述方法。
用于提供制动辅助的装置可具有用于感应首次撞击的传感器***，其中该传感器***产生首次撞击信号。如果传感器***与用于提供制动辅助的装置相关联，则其可具有耐久、完整***的优点，其对于例如软件的生产和维护或在可能的翻新情况下是有益的。
传感器***可具有速度传感器、横摆率传感器、加速度传感器、空气压力传感器、图像处理传感器、和/或声音传感器。这样传感器***可在一方面出于安全需要、另一方面出于成本和车辆复杂性而适应性地进行修改。
本发明能够改善首次撞击之后驾驶员和机动车辆的安全性。
附图说明
图1显示了用于在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的装置的框图。
图2显示了用于在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法的流程图。
图3显示了相对于时间绘制的制动压力曲线图。
具体实施方式
在下文中，将在附图的基础上更为详细地描述本发明。
附图仅用于解释本发明而非限定。附图及个别部件无需按比例绘制。相同的附图标识符指示相同或相似的部件。
图1显示了在制动过程中特别是在首次撞击之后辅助机动车辆驾驶员的机动车辆制动辅助***1的框图。***1包含控制器2，其中制动辅助算法3存储在例如非易失存储器中。
控制器2连接至制动踏板值信号发生器4及加速踏板值信号发生器5，其例如测量由驾驶员产生的踏板移动的力或速度，并向控制器2输出对应的测量值。制动***的驱动器6(例如液压泵或主动制动助力器)对应地由控制器2驱动以准备或开始制动过程。
另外，控制器2连接至传感器***7用于探测撞击。其中传感器***7包含用于感应纵向加速度和横向加速度的加速传感器8，用于感应横摆率和翻滚率(rolling rate)的移动传感器9、以及用于感应车轮转速的速度传感器10。这些传感器向控制器2提供信号，控制器2在信号的基础上通过制动辅助算法3探测首次撞击。用于探测首次撞击的其它输入可为多个标识符，例如触发气囊或中断燃料供应。控制器还可连接至其它驾驶辅助***以便获得机动车辆所处环境的最完整的可能情景。
图2显示了在首次撞击之后提供制动辅助的方法步骤。在正常驾驶模式(框11)中，控制器2持续对传感器信号取样并对其进行评估。在框12中，确定是否发生首次撞击。这通过下列条件实现，其中使用下列缩写和名称：
·纵向加速度：ax
·横向加速度：ay
·横摆率：ωz
·翻滚率：ωx
·车轮转速：wi
·车辆参考速度：vx
·指示碰撞阶段的标识符：InImpact
·指示不可控碰撞的标识符：InUncontrollableImpact
·指示碰撞后阶段的标识符：PostImpact
·停止超控标识符：DeactivationOverride
燃料供应中断：
Figure BDA0001506259330000051
通常如果纵向速度和/或横向速度下降低于或超过特定阈值则中断燃料供应。
还能够使用带有降低阈值的改动的燃料供应作为制动辅助算法的触发器。
Figure BDA0001506259330000052
探测首次撞击的另一触发器为气囊的触发信号：
Figure BDA0001506259330000053
此处还可使用增加或降低制动辅助***算法灵敏度的修改的信号。
Figure BDA0001506259330000054
电子稳定性控制ESC的传感器值可用作探测首次撞击的另一触发器。
即使假定传感器故障，可通过ESC移动传感器探测首次撞击。使用下列变量：
·ay[z1],ay[z2],ay[z3]：最后三个纵向加速度值
·ωz[z1],ωz[z2],ωz[z3]：最后三个横摆率值
·w2[z1],w3[z1]：实际车轮转速的传递值
·DelayTimer
SetDelayTimer
·LrgAyGradCounter
LrgWzGradCounter
·PISCActivationTimer：PISC持续时间
在初始化时，接收传感器信号、计算的变量、和在输入变量中指定的标识符并开始全局计数：
Figure BDA0001506259330000061
并设定
LrgAyGradCounter＝0；
LrgWzGradCounter＝0；
SetDelayTimer＝0；
InImpact＝0；
PostImpact＝0；
DeactivationOverride＝0；
为了预备纵向加速度，以最后四个取样值计算纵向加速度的梯度：
day＝ay-ay[z1]
day[z1]＝ay[z1]-ay[z2]
day[z2]＝ay[z2]-ay[z3]
并计算最后四个取样值的纵向加速度平均梯度：
d4ay＝ay-ay[z3]
应了解，跨越10ms的取样时间计算差值，对四个取样值求平均值d4ay，即跨越40ms。
为了预备横摆率，以最后四个取样值计算横摆率的梯度：
dωz＝ωz-ωz[z1]
dωz[z1]＝ωz[z1]-ωz[z2]
dωz[z2]＝ωz[z2]-ωz[z3]
并计算最后四个取样值的横摆率平均梯度：
d4ωz＝ωz-ωz[z3]
应了解，跨越10ms的取样时间计算差值，对四个取样值求平均值d4ωz，即跨越40ms。
为了预备预测的横摆率，使用两个后车轮转速的传感器信号计算基于车轮转速的横摆率：
ωzwssr＝(w2+w2[z1]-w3-w3[z1])/2/tr
其中tr为后车桥的行程。
横向加速度的梯度监测如下：
如果横向加速度的单个梯度和平均梯度同时满足下列条件：
|day|＞a,|day[z1]|＞a,|day[z2]|＞a,|d4ay|＞aav
则执行下列逻辑：
Figure BDA0001506259330000081
其中a,aav为阈值。
横摆率的梯度监测如下：
如果横摆率的单个梯度和平均梯度同时满足下列条件：
|dωz|＞w,|dωz[z1]|>w,|dωz[z2]|>w,|d4ωz|＞wav
则设定
LrgWzGradCounter＝LrgWzGradCounter+1；
其中w,wav为阈值。
随后对于碰撞的探测：
首先确定是否发生碰撞。这可通过检查高横摆率梯度和高横向加速度梯度之间的时间延迟低于限值而实现。这可通过下列逻辑实施：
如果满足下列条件：
LrgWzGradCounter>0&&LrgAyGradCounter>0&&DelayTimer＜T1
则将撞击中标识符设定为：
InImpact＝1
其中T1为横加加速度和横摆率梯度之间的允许时间段。
随后对于碰撞后阶段的探测：
如果目标车辆处于碰撞状态，继续监测横摆率和其它信号以便识别碰撞阶段之后的状态改变。因为在机动车辆不稳定移动期间PLISC启动，因而区分碰撞阶段和碰撞之后的阶段。这样，在碰撞后对机动车辆的进一步监测为PLISC启动提供了更为稳健的测试。通过本逻辑，在已识别出碰撞中模式之后使用高于yawrate_bound(例如60度/秒)的横摆率水平以便激活碰撞阶段状态的不稳定移动。
Figure BDA0001506259330000091
对于不可控碰撞的探测：
如果满足横向加速度的梯度条件：
|day|＞au,|day[z1]|＞au,|day[z2]|＞au,|d4ay|＞aavu
其中限定值高于探测到碰撞期间的值，且随后发现发生饱和横向加速度，则认定该碰撞为不可控碰撞，即设定如下：
InUncontrollableImpact＝1；
其中au,aavu为限定值。
如果在碰撞中模式和碰撞后模式期间机动车辆经历高于正常的翻滚率(例如高于60度/秒)，则认定该碰撞为不可控碰撞，并设定如下：
InUncontrollableImpact＝1；
如果在碰撞中模式和碰撞后模式期间启动气囊，则认定该碰撞为不可控碰撞，并设定如下：
InUncontrollableImpact＝1；
确定用于探测碰撞的算法：
通过上述探测确定用于探测碰撞的结束标识符：
PostImpact＝max(PostImpactesc,PostImpactmfc,PostImpactfc,PostImpactmab,PostImpactab)
传感器故障防护和触发碰撞状态之间的冲突解决方案：
在某些机动车辆与机动车辆的事故期间，制动控制器(例如ABS、TCS、ESC等)中使用的传感器故障防护逻辑可登记标识符用于传感器碰撞并可随后关闭所有制动器控制功能。为此，执行在触发碰撞状态和与传感器无效相关的标识符之间的冲突解决方案以便以触发碰撞状态超控传感器的无效。
Figure BDA0001506259330000101
另外，执行固定的制动器压力指令和基于滑移率(slip ratio)的制动压力指令之间的冲突解决方案。
如果车轮转速超出ABS运转的正常范围，以不基于滑移率的制动控制代替基于滑移率的制动控制，即***不改变为ABS模式。相反，将固定量的制动压力Ppibamax传递至所有车轮，该固定量的制动压力接近制动压力效率的最大值。
如果该状况及冲突解决方案之后未发生首次撞击，算法回到框11。在发生首次撞击的情况下，算法移动至框13。
在框13中，预加载制动***。为此，在通过标识符PostImpact探测到碰撞后，产生少量制动压力Pprecharge以便发送至制动钳以防止可能的液压延迟。
类似地，可增加制动辅助***的灵敏度以便辅助更为快速地触发止动器。
在框14中，探测驾驶员是否有制动意图。为此，在记录碰撞之后，探测驾驶员是否将脚移离加速踏板并可能准备制动过程来应对事故。在这个方面，控制器2从加速踏板值信号发生器5和/或制动踏板值信号发生器4接收关于踏板位置和/或移动的信号。
如果显然驾驶员不具有制动意图，该算法回到框13。当探测到制动意图时，该算法移动至框15以便基于探测到驾驶员的制动意图和首次撞击通过制动辅助***辅助制动过程。
在框16中，解决制动辅助功能之间的冲突。例如，通过所描述的基于探测到首次撞击的制动辅助***超控基于图像处理传感器的制动辅助***输出的控制信号。此方法较为有利，因为本文所描述的制动***在碰撞后状态中更为可靠。
在框17中，确定是否在满足中止条件后结束对制动***提供的辅助。如果是这种情况，则该算法回到框11正常运转。如果未出现中止条件，则该算法移动至框15。
中止条件可为例如机动车辆的稳定状态(其中正常安全***能够再次起作用)、或者具体时间段(例如2.5s)、或者机动车辆的静止状态、或者如果驾驶员首次驱动加速踏板或释放制动器。
如果驾驶员停止制动，但多个其它测量值(例如高横摆率或高车轮转速)超出正常值，制动辅助***继续辅助制动过程直至这些测量值处于正常范围。
如果驾驶员驱动制动器，但多个其它测量值(例如高横摆率或一个或多个车轮的高转速)超出正常值，制动辅助***不允许进行制动过程。
如果驾驶员过早停止驱动制动器，制动辅助***继续制动直至例如在设定首次撞击标识符之后2.5s的时间段期满。
图3显示了相对于时间绘制的由驾驶员要求的制动力(窄线)和由碰撞引起的制动辅助***的制动压力(粗线)的曲线。
如果满足碰撞和驾驶员制动意图的条件，制动辅助***使制动压力增加至ABS压力。维持该最大压力直至中止条件中的一个生效(例如驾驶员将脚移离制动踏板)并移动至图3右侧。随后缓慢降低制动压力(相对较粗曲线的负梯度)直至制动压力再次对应于驾驶员所要求的压力。当制动辅助***启动时，其与要求的制动压力的水平无关地以最大制动压力辅助驾驶员。

Claims (14)

1.一种在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的方法，所述方法具有下列步骤：
探测所述首次撞击(12)；
基于首次撞击的探测，通过产生少量制动力以便发送至制动钳以防止可能的液压延迟来预加载制动***(13)；
探测驾驶员的制动意图(14)；以及
基于探测到所述驾驶员的制动意图和所述首次撞击通过制动辅助***提供对制动过程的辅助，
在已满足中止条件(17)之后结束对所述制动***提供辅助，其中：
所述中止条件(17)包括机动车辆的稳定状态、或者具体时间段、或者机动车辆的静止状态、或者如果驾驶员首次驱动加速踏板或释放制动器，
如果驾驶员停止制动，但多个与机动车辆相关的测量值超出正常值，制动辅助***继续辅助制动过程直至这些测量值处于正常范围，
如果驾驶员驱动制动器，但多个与机动车辆相关的测量值超出正常值，制动辅助***不允许进行制动过程，
如果驾驶员过早停止驱动制动器，制动辅助***继续制动直至在设定首次撞击标识符之后所述具体时间段期满。
2.根据权利要求1所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，存在接收到的数据项目之间的冲突解决方案。
3.根据权利要求1所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，与机动车辆相关的测量值包括横摆率或车轮转速，并且所述具体时间段是2.5s。
4.根据权利要求2所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，与机动车辆相关的测量值包括横摆率或车轮转速，并且所述具体时间段是2.5s。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，通过启动气囊、通过切断燃料供应、和/或通过来自至少一个或两个移动传感器(8、9、10)的测量值超出正常范围来探测所述首次撞击。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，处理来自环境传感器的测量值以便执行所述机动车辆的路线计划。
7.根据权利要求5所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，处理来自环境传感器的测量值以便执行所述机动车辆的路线计划。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，通过降低所述制动***的触发阈值来预加载所述制动***。
9.根据权利要求5所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，通过降低所述制动***的触发阈值来预加载所述制动***。
10.根据权利要求6所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，通过降低所述制动***的触发阈值来预加载所述制动***。
11.根据权利要求7所述的提供制动辅助的方法，其特征在于，通过降低所述制动***的触发阈值来预加载所述制动***。
12.一种在首次撞击之后在机动车辆中提供制动辅助的装置，具有带有制动辅助算法(3)的控制器(2)，其中所述控制器(2)具有首次撞击信号的信号输入、制动意图信号的信号输入、和制动控制信号的信号输出用于基于探测到驾驶员的制动意图和所述首次撞击通过所述制动辅助算法辅助制动过程，其中，所述控制器(2)配置为基于首次撞击的探测，通过产生少量制动力以便发送至制动钳以防止可能的液压延迟来预加载制动***(13)，
在已满足中止条件(17)之后结束对所述制动***提供辅助，其中：
所述中止条件(17)包括机动车辆的稳定状态、或者具体时间段、或者机动车辆的静止状态、或者如果驾驶员首次驱动加速踏板或释放制动器，
如果驾驶员停止制动，但多个与机动车辆相关的测量值超出正常值，制动辅助***继续辅助制动过程直至这些测量值处于正常范围，
如果驾驶员驱动制动器，但多个与机动车辆相关的测量值超出正常值，制动辅助***不允许进行制动过程，
如果驾驶员过早停止驱动制动器，制动辅助***继续制动直至在设定首次撞击标识符之后所述具体时间段期满。
13.根据权利要求12所述的提供制动辅助的装置，具有用于感应所述首次撞击的传感器***(7)，其中所述传感器***产生所述首次撞击信号。
14.根据权利要求13所述的提供制动辅助的装置，其特征在于，所述传感器***(7)具有速度传感器(10)、横摆率传感器(9)、加速度传感器(8)、空气压力传感器、图像处理传感器、和/或声音传感器。
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