专利名称：在车道自动对中过程中用于增强的转向优先控制检测的系统和方法
技术领域：
本发明涉及确定自动转向系统或方法的优先控制(override)事件的方法和系统，使用例如转向角、转向扭矩和其它数据的组合。
背景技术：
很多车辆上配备有自动和/或半自动驾驶系统、应用、和/或特性。自动和/或半自动驾驶系统可以提供自动驾驶控制，其减少操作车辆所需的驾驶员操作。车道自动对中方法、特性和应用，例如，可以在车辆处于行驶中时，由驾驶员启动，并且可以将车辆位置保
持在车道的中心。自适应车道对中系统，可以保持固定的车道偏移、或者车辆相对于车辆行驶道路上的车道的位置。自适应车道对中系统在减少驾驶员的输入下，维持车辆相对于道路的位置，可以降低驾驶员的疲劳并且提高安全性。当设计车辆车道对中系统或其它自动驾驶系统的时候，需要考虑安全性。为了符合安全性需求，自适应车道对中应用可以在任何时刻由驾驶员进行优先控制。当驾驶员优先控制了车辆车道对中系统，该系统将车辆的全部转向控制交给了驾驶员。然而，很多自动或半自动转向优先控制检测系统和方法是不可靠的，不能精确地检测车辆转向优先控制情况。很多车辆自动转向系统在高速和低速情况下较不可靠。例如，在低速下，方向盘需要较大的扭矩来操纵，而自动的转向特性可能错误地将一个轻微的方向盘运动解释为转向优先控制事件。在高速下，例如，车辆转向系统可能非常敏感，却具有高的转向优先控制阈值。因此，驾驶员可能过度转向来获得对车辆的控制，并且车辆转向系统优先控制检测系统可能滞后于方向盘输入，导致方向盘上的突然运动或猛拉。
发明内容
一种方法和系统可以测量一个或多个车辆转向测量值或测量值并且计算一个或多个预期的车辆转向测量值。该方法和系统可以基于所述测量的一个或多个车辆转向测量值和所述一个或多个预期的车辆转向测量值，使自动车辆控制系统停用。所述车辆转向测量值可以包括车辆转向角测量值、车辆转向扭矩测量值、或其它车辆动态量。所述自动车辆控制系统可以包括车道自动对中系统、车道保持辅助、或其它车辆自动转向控制系统。本发明还提供如下的方案I、一种方法，包括测量车辆的一个或多个车辆转向测量值；计算一个或多个预期的车辆转向测量值；以及基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用自动车辆控制系统。2、根据方案I所述的方法，其中，一个或多个车辆转向测量值包括车辆转向角测量值和车辆转向扭矩测量值。
3、根据方案I所述的方法，其中，基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用自动车辆控制系统包括计算一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值之间的差值。4、根据方案I所述的方法，其中，计算一个或多个预期的车辆转向测量值包括使用二阶系统数学方法。5、根据方案I所述的方法，其中，基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用自动车辆控制系统包括确定一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值之间的差值是否超过了一个或多个车辆转向测量值阈值。
6、根据方案I所述的方法，其中，自动车辆控制系统包括自动车道对中系统。7、根据方案I所述的方法，包括在使自动车辆控制系统停用之前提供警报。8、一种系统，包括车辆自动转向系统；一个或多个传感器；以及控制器，其用于测量车辆的一个或多个车辆转向测量值；计算一个或多个预期的车辆转向测量值；以及基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用车辆自动转向系统。9、根据方案8所述的系统，其中，一个或多个车辆转向测量值包括转向角测量值和转向扭矩测量值。10、根据方案8所述的系统，其中，为了基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用车辆自动转向系统，控制器用来计算一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值之间的差值。11、根据方案8所述的系统，其中，控制器使用二阶系统数学方法来计算一个或多个预期的车辆转向测量值。12、根据方案8所述的系统，其中，为了基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用车辆自动转向系统，控制器用来确定一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值之间的差值是否超过了一个或多个车辆转向测量值阈值。13、根据方案8所述的系统，其中，车辆自动转向系统包括自适应车道对中系统。14、根据方案8所述的系统，其中，控制器用来在使车辆自动转向系统停用之前提供警报。15、一种方法，包括在车辆内，使用多个与车辆相关的传感器来估计多种车辆转向情况；确定多种预期的车辆转向情况；以及如果估计的车辆转向情况和预期的车辆转向情况指示了车辆的操作者优先控制自主驾驶应用则断开自主驾驶应用。16、根据方案15所述的方法，其中，多个车辆转向情况包括车辆转向角情况和车辆转向扭矩情况。17、根据方案15所述的方法，其中，多个传感器包括转向角传感器和转向扭矩传感器。18、根据方案15所述的方法，其中，如果估计的车辆转向情况和预期的车辆转向情况指示了车辆的操作者优先控制自主驾驶应用则断开自主驾驶应用包括确定多个预期的车辆转向情况和多个估计的车辆转向情况之间的差值。19、根据方案15所述的方法，其中，确定多个预期的车辆转向情况包括使用查表的数学方法。20、根据方案15所述的方法，如果估计的车辆转向情况和预期的车辆转向情况指示了车辆的操作者优先控制自主驾驶应用则断开自主驾驶应用包括估计所估计的车辆转向情况和预期的车辆转向情况之间的差值是否超过了一个或多个车辆转向情况阈值。
本发明考虑的主要问题在说明书的结论部分特别地指出且清晰地限定。然而，本发明作为操作的机构和方法，与其目的、特征和优势相结合，在结合附图的下述详细说明中将得到最好的理解，其中图I是依照本发明的一个实施方式的具有车辆自动转向优先控制检测系统的车辆的示意图；图2是依照本发明的一个实施方式的车辆自动转向系统的示意描述；图3是依照本发明的一个实施方式的车辆自动转向优先控制检测系统的示意图；图4是依照本发明的一个实施方式的转向优先控制检测系统和过程的结构图；图5是依照本发明的一个实施方式的参考预期的转向角的转向角命令的示意图和曲线图；图6是依照本发明的一个实施方式的方法的流程图；图7是依照本发明的一个实施方式的方法的流程图。可以理解的是，为了简单和清晰的指示，在附图中示出的部件并不需要按比例绘制。例如，为了清晰，一些部件的尺寸可以相对于其它部件扩大。更进一步，作为合适的考虑，附图标记可以在多幅图中被重复来指示相应的或相似的部件。
具体实施例方式在下面的详细描述中，阐述了多个特定细节，以提供对本发明彻底的理解。但是，本领域技术人员可以理解的是，本发明可以没有这些特定细节而实施。在其它例子中，为了不使本发明难以理解，熟知的方法、程序和部件没有详细描述。除非明确地指明，否则，如在下面的详述中显而易见的，在贯穿说明书的详述中，使用的术语例如“处理”、“计算”、“存储”、“估计”、“确定”、“评价”、“测量”、“提供”、“转移”、“输出”、“输入”或类似的，代表计算机或计算系统或类似的电子计算设备的活动和/或进程，其控制和/或改变计算系统的寄存器和存储器内的例如电子的物理量表示的数据，至类似的计算系统的存储器、寄存器或其它这种信息存储、传递或显示装置内的物理量表示的其它数据。
自发的、半自动的、自动化、或自动的转向控制特性(例如车道自动对中、自适应车道对中等)可以减少驾驶员的输入(例如，方向盘运动)，还保持或控制车辆相对于道路的位置。为了服从安全性需要，然而，驾驶员需要恢复对方向盘控制的完全控制并且使转向控制系统停用或断开。驾驶员可以恢复对车辆的控制，例如，当另一车辆改变方向进入了驾驶员的车道、障碍物位于车辆前方、车辆接近护栏、驾驶员改变车道、或在其它情况下。当驾驶员遇到需要驾驶员快速地恢复控制转向的情况时，车辆自动转向系统优先控制必须被快速地且容易地执行。因而，车辆自动转向优先控制检测系统在低速、高速、在曲线道路、在倾斜道路、以及在其它驾驶局面下需要以高精度实现功能。在低速下，比高速下需要更大的扭矩来使车辆转向；因此，在低速下优先控制系统所需的最小扭矩高于在高速下所需的。在高速下，比低速下需要较小的扭矩来使车辆转向；因此，在高速下优先控制自动转向控制系统所需的最小扭矩较小，来确保如果需要的话驾驶员可以容易的恢复对车辆的控制。当行驶于曲线道路或倾斜道路车辆转弯时，基于转向的方向需要更大或更小的转向扭矩来使车辆转向。依照本发明的实施方式，车辆自动转向控制优先控制系统可以适应于不同的行驶局面或情况。车辆自动转向控制优先控制系统基于测量的、计算的和/或预先确定的车辆转向测量值，计算预期的转向扭矩和转向角度值，可以适应于驾驶局面。
在本发明的一个实施方式中，车辆可以配备自适应或自动的车道对中特性或应用。一个自适应车道对中特性可以保持固定的车道偏移或者相对于在车辆行驶的道路上的车道的车辆位置。计算机视觉传感器(例如，照相机)、LIDAR传感器、或其它类型的传感器可以测量数据，允许自适应车道对中特性来确定该车道偏移或车辆相对于道路特征的相对位置，例如，车道标志、路肩、路中护栏、道路边缘和其它物体或特征。确定车辆相对于道路特征的相对位置基于，例如，车辆的全球定位系统(GPS)的位置数据和地图数据、面向前方的照相机测量的与道路特征的相对距离、和/或其它信息。自适应车道对中特性可以基于确定的车辆相对位置来控制车辆转向，以保持固定的或相对固定的(例如，具有IOcm的分辨度)车辆车道偏移或车道中的位置。在一些实施方式中，自适应车道对中特性通过向电动助力转向(EPS)、自动前向转向(AFS)或其它系统输出转向角控制指令来控制车辆的转向角和/或转向扭矩，从而控制车辆运行的方向。在一些实施方式中，自适应车道对中特性可以直接地或通过或不通过EPS、AFS或其它系统控制转向角。在本发明的一个实施方式中，车辆可以配备车道自动保持辅助应用或特性。车道保持辅助应用可以自动地控制车辆转向来确保汽车处于预先确定的车道或在道路上的路径。在一些实施方式中，车道保持辅助应用可以不控制车辆转向，除非车辆开始移出车道，此时车道保持辅助系统可以自动地控制转向来保持车辆处于车道内。车道保持辅助特性可以运行，通过确定车辆相对于道路特征(例如，车道标志、路肩、路中护栏或者其它道路特征)的相对位置并且调整转向控制来保持车辆处于车道内。车辆相对于道路特征的相对位置可以基于车辆的GPS位置数据、测量的车辆与道路特征的相对距离、或其它信息被确定。车道保持辅助特性可以基于确定的车辆相对位置控制车辆转向，来保持车辆处于车道内。车道保持辅助特征可以通过向EPS、AFS或其它系统输出转向角和/或转向扭矩控制指令来控制车辆的转向角和/或转向扭矩，以控制车辆行驶的方向。在一些实施方式中，车道控制辅助特性可以直接地或通过或不通过EPS、AFS或其它系统控制转向角。依照本发明的实施方式，自动转向控制优先控制系统可以使用与车辆联合的传感器来测量、估计或评价车辆转向测量值或车辆转向情况，例如车辆的转向角和转向扭矩。车辆转向测量值或车辆转向情况可以在车辆行驶时，在预确定的间隔时间(例如，每10毫秒)内被测量、估计或评价。在一些实施方式中，自动转向控制优先控制检测系统可以在车辆行驶时持续地测量车辆的转向角情况和转向扭矩情况。其它车辆动态信息，例如速度、加速度、行驶方向、横摆率、车道偏移、驾驶员输入以及其它因素也可以被测量。依照本发明的实施方式，车辆自动转向优先控制检测系统可以基于测量的车辆转向测量值(例如，转向扭矩、转向角)和/或车辆的其它信息(例如，速度、加速度、行驶方向、横摆率、其它驾驶员输入等)确定是否优先控制、失效或断开车辆自动转向控制系统。例如，本发明的实施方式可以应用在当车辆自动转向系统被启动、激活或运行的时候。车辆自动转向优先控制检测系统可以在车辆自动转向控制系统被激活的时候，测量转向角、转向扭矩、加速度、侧向加速度、纵向加速度、速度、横摆率和/或其它车辆动态或转向测量值。
依照本发明的实施方式，自动车辆控制系统可以被激活且可以输出转向角指令至自动转向优先控制检测系统。自动转向优先控制检测系统可以基于，例如，转向角指令计算预期的转向角和/或预期的转向扭矩。自动转向优先控制检测系统可以比较预期的转向角和/或预期的转向扭矩与传感器测量的转向角和/或测量的转向扭矩。如果测量的转向扭矩和预期的转向扭矩之间的差值的绝对值大于预先确定的转向扭矩阈值，则自动转向控制系统可以被断开。如果测量的转向角和预期的转向角之间的差值的绝对值大于预先确定的转向角阈值，则自动转向控制系统可以被断开。在本发明的一个实施方式中，如果测量的转向角和预期的转向角之间的差值的绝对值大于预先确定的转向角阈值和/或测量的扭矩和预期的转向扭矩之间的差值的绝对值大于预先确定的转向扭矩阈值，自动转向优先控制检测系统可以断开自动转向控制系统。预先确定的转向角阈值和预先确定的转向扭矩阈值可以依据或改变，基于车辆速度、道路情况、道路弯曲、转向系统动态、车辆类型和/或其它因素。其它或不同的车辆转向或车辆动态量可以是决定优先控制的因素。在一些实施方式中，术语量、参数、情况、值或其它数据可以被可替换地使用并且具有相同的含义。图I是依照本发明的一个实施方式的具有车辆自动转向优先控制检测系统的车辆的示意图。车辆10 (例如，轿车、卡车或其它车辆)可以包括车辆自动转向优先控制检测系统100。车辆自动转向优先控制检测系统100可以与一个或多个自动车辆控制系统、自主驾驶应用或车辆自动转向系统90联合或独立操作。车辆自动转向系统90可以是，例如，自适应车道对中、低速车道对中、车道保持辅助或其它应用。一个或多个车辆自动转向系统90可以是系统100的部件，或者车辆自动转向系统90可以独立于系统100。当启动时，车辆自动转向系统90可以全部地或部分地控制车辆的转向并且降低驾驶员(例如，车辆的操作者)通过方向盘82和/或转向系统的转向控制输入，转向系统可以包括电动助力转向(EPS)系统和/或其它部件。—个或多个传感器可以被固定或连接至车辆10。计算机视觉传感器(例如，照相机)24、LIDAR、或者激光雷达(LADAR)、传感器20、雷达传感器22、成像器、或其它远程传感装置可以获得数据允许系统100来确定车辆与道路特征的相对位置，例如，车道标志、路肩、路中护栏、道路边缘和其它物体或特征。例如，照相机24可以测量车道偏移，行驶角度、车道弯曲和/或其它信息(例如，速度、加速度、偏移率、其它驾驶员输入等)并且提供信息至系统90。车辆自动转向控制系统90可以基于传感器测量的车辆相对于道路特征的相对位置，获得或控制车辆相对于道路的位置。在本发明的一个实施方式中，车辆10可以包括一个或多个装置或传感器来测量车辆转向测量值、车辆转向情况、车辆转向参数、车辆动态、驾驶员输入、或其它车辆相关情况或量。车辆动态测量装置可以包括一个或多个转向角传感器70 (例如，连接至方向盘82和/或转向系统的其它部件)和/或转向扭矩传感器80 (例如,扭力杆、扭矩传感器、扭矩计、扭矩变换器、或其它装置)。转向扭矩传感器80可以被连接至或与方向盘82、转向柱、转向齿条齿轮、车轴、和/或转向系统的其它部件关联。该车辆动态测量装置还可以包括一个或多个加速计72、速度计74、轮速传感器76、惯性测量单元(IMU)78、或其它装置。该车辆动态测量装置可以测量车辆动态情况或驾驶员输入，包括转向角、转向扭矩、转向方向、横向(也就是有角度的或向心的)加速度、纵向加速度、偏移率、横向和纵向速度、速度、车轮旋转、以及车辆10的其它车辆动态特征。测量的车辆动态、车辆情况、转向测量值、转向情况、或驾驶员输入信息可以传输至系统100通过，例如，有线连接(例如，控制器局域网 (CAN)总线、Flexray、以太网)40或无线连接。测量的车辆动态、车辆情况、转向测量值、转向情况、或驾驶员输入信息数据可以被系统100或其它系统使用来计算转向角、转向扭矩、基于位置坐标推算的车辆位置、以及其它计算。在本发明的一个实施方式中，车辆自动转向优先控制检测系统100是或者包括计算装置，安装在车辆的仪表板、乘客隔间50或位于行李箱60内。在替代的实施方式中，车辆自动转向优先控制检测系统100可以位于车辆的其它部位、可以位于车辆的多个位置、或者可以远程安置具有其功能的全部或部分(例如，位于远程服务器内或位于便携式计算装置内，例如蜂窝式电话)。虽然讨论了多种传感器和输入，在特定实施方式中仅使用子(例如，一个)类型的传感器或输入。图2是依照本发明的一个实施方式的车辆自动转向系统的示意描述。车辆自动转向系统90可以被安装在车辆(例如，轿车、汽车、卡车或其它车辆)内部。系统90可以包括连接至转向柱84的方向盘82。转向柱84可以被连接至齿条齿轮86，其将方向盘82和转向柱84的旋转运动转变或改变为车辆轮胎或车轮88的直线运动。转向角传感器70可以被安装于方向盘82、转向柱84、EPS系统92、AFS系统94、或者与自动转向控制系统90相关联。转向扭矩传感器80 (例如，转向扭力杆、扭矩传感器、扭矩计、扭矩变换器、或其它装置)可以被安装于转向柱84、方向盘82、齿条齿轮86、车轮轴或者与自动转向控制系统90相关联。在一些实施方式中，转向扭矩传感器80以及转向角传感器70可以与EPS 92、AFS94或其它系统关联或安装于其上。图3是依照本发明的一个实施方式的车辆自动转向优先控制检测系统的示意图。自动化或自动转向优先控制检测系统100可以包括一个或多个处理器或控制器110、存储器120、长期存储器130、输入装置或区域140、以及输出装置或装置150。输入装置或区域140可以是，例如，触摸屏、键盘、麦克风、指针装置、或其它装置。输出装置或区域150可以是，例如，显示器、屏幕、语音装置例如扩音器或头戴式耳机、或其它装置。例如，输入装置和区域140以及输出装置或区域150可以连接入可以是系统100的一部分的触摸屏显示器和输入。系统100可以包括一个或多个数据库170，其可以包括，例如，转向角阈值、转向扭矩阈值、转向惯性信息、转向阻尼信息、转向刚度信息、以及其它信息或数据。数据库170可以被全部或部分地存储于存储器120、长期存储器130、或其它装置中的一个或全部。处理器或控制器110可以是，例如，中央处理器(CPU)、芯片或任何合适的计算机的或计算的装置。处理器或控制器110可以包括多个处理器，并且可以包括通用处理器和/或专用处理器，例如图像处理芯片。处理器Iio可以执行例如存储于存储器编码120或长期存储器130的编码或指示，来执行本发明的实施方式。存储器120可以是或者可以包括，例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态RAM (DRSM)、同步DRAM (SD-RAM)、双数据速率(DDR)记忆芯片、闪存、易失存储器、非易失存储器、高速缓冲存储器、缓冲器、短期记忆单元、长期记忆单元、或其它适合的记忆单元或存储单元。存储器120可以是或可以包括多个存储单元。 长期存储器130可以是或者可以包括，例如，硬盘驱动、软盘驱动、光盘(CD)驱动、可记录光盘(CD-R)驱动、通用串行总线(USB)驱动或其它适合的可移动和/或固定的存储单元，并且可以包括多个或者这些单元的联合。图4是依照本发明的一个实施方式的转向优先控制检测系统和过程的结构图。如在框202中描述的，指令转向角Semd可以通过车辆自动转向系统90(例如，自适应车道对中、车道自动对中、或其它系统)输出。如在框204中描述的，转向扭矩指令t-可以基于来自于车辆自动转向控制系统90的指令转向角Scmd被计算出。在一些实施方式中，指令转向角Sand可以是转向角改变，其由自动车辆控制系统输出至车辆转向系统、与车辆转向系统关联的电机、或车辆转向系统的其它部件，以改变车辆的方向。转向扭矩指令T ^可以是转向扭矩，其由车辆转向控制系统90输出至EPS系统92、AFS系统94、或其它系统来操纵和/或改变车辆的方向。在一些实施方式中，转向扭矩指令T 可以是驾驶员辅助扭矩和优先控制扭矩之和。驾驶员辅助扭矩可以是由EPS系统92、AFS系统94、或其它系统提供的扭矩，以在操纵车辆过程中辅助驾驶员。当车辆自动转向系统90启动的时候，驾驶员辅助扭矩可以为零，并且驾驶员并不操纵车辆10。优先控制扭矩可以是由车辆自动转向系统90提供的扭矩，以驱动车辆转向。在一些实施方式中，预期转向扭矩T exp ected以及转向指令扭矩T 可以被计算出，如在框204中所示。预期转向扭矩\xp 可以是当驾驶员或车辆的操作者并不试图优先控制该自动转向控制系统的时候，系统100预期被提供至车辆转向系统或车辆转向系统的部件的扭矩。在一些实施方式中，预期转向扭矩\xp Mted可以是系统100预期被从车辆自动转向系统90输出的系统。预期转向扭矩T 可以被计算出，基于测量的转向角Sffleas以及车辆转向参数、常数和/或预确定值，使用二阶模型、算法或方法；查阅表；或其它方法或算法。转向指令扭矩Tand可以被计算出，基于指令转向角Sand，使用二阶模型、算法或方法；查阅表；或其它方法或途径。转向指令扭矩T emd可以被输入至EPS系统、AFS系统或其它系统，如在框206中所示。转向指令扭矩T ^可以是与EPS系统、AFS系统或其它系统关联的电动机应用于方向盘82、转向柱84、自动转向控制系统90的部件、或者车辆转向系统的其它部件上的扭矩。如框208中所示，转向指令扭矩Tenid可以被输入至扭矩传感器80 (例如，扭力杆、扭矩变换器或其它装置)。扭矩传感器80可以测量用于车辆转向系统的扭矩t_s。用于车辆转向系统的扭矩或测量扭矩T meas可以，例如，用于方向盘82、转向柱84、车轴或车辆转向系统或装置的其它部分。用于车辆转向系统的扭矩Tmeas可以包括由EPS、AFS、或其它系统提供的转向指令扭矩Tand，以及驾驶员输入扭矩Tmvot，其可以是驾驶员输入至方向盘82的扭矩的量。测量转向扭矩Tmeas，可以由扭矩传感器80(例如，扭力杆、扭矩计、扭矩传感器或其它装置)测量或计算，如框208中所示。测量转向扭矩可以包括由驾驶员应用于方向盘82或相关系统的扭矩量，例如，来恢复车辆转向系统的全部或部分控制。如框210中所示，测量转向扭矩T _3和预期转向扭矩T exp 之间的差值可以被计算出。如果该差值的绝对值或矢量值大于预确定的扭矩阈值Tttoesh，自动转向控制系统90可以通过系统100被停止、断开或优先控制。预确定阈值扭矩Ttto6sh可以在车辆生产过 程中或之前被确定，并且可以基于车辆测试、人为因素研究、或其它因素。预确定阈值扭矩T tosh可以包括缓冲或附加扭矩，来考虑到其并不打算优先控制自动转向控制系统90的驾驶员与转向系统的相互作用。依照本发明的一个实施方式，预期转向角\xp 可以基于来自于车辆自动转向控制系统90的指令转向角Semd，由系统100计算出，如框212所示。预期转向角Sexpeeted可以是在驾驶员或车辆的操作者并不试图优先控制该自动转向控制系统的时候，系统预期被应用于车辆转向系统或车辆转向系统的部件的转向角或最大转向角。预期转向角Sraip
可以基于指令转向角S ，使用查阅表、简化二阶系统、二阶系统、或其它数学算法或方法被计算出。在一些实施方式中，预期转向角\xp 可以与指令转向角Scmd不同，取决于车辆动态和转向控制可变因素(例如，在转向控制系统中的潜在因素、延迟和系统滞后)。转向角传感器70可以测量被应用于车辆转向系统的转向角输入S _s，如框214中所示。例如，转向角输入可以被应用于方向盘82、转向柱84、车轴或车辆转向系统或装置的其它部分。测量转向角Smeas可以包括来自EPS、AFS或其它系统的被应用于车辆转向系统的转向角输入，以及车辆的操作者(例如驾驶员)应用于方向盘82的转向角输入。测量转向角Snreas可以由转向角传感器测量或估计，如框214中所示。测量转向角Snreas可以包括由驾驶员应用于方向盘82或相关系统的转向角输入量，例如，来恢复对车辆转向系统的全部或部分控制。如框210中所示，测量转向角S_s与预期转向角Sexp 之间的差值被计算出。如果该差值的绝对值或矢量值大于预确定的阈值转向角Sthresh,自动转向控制系统90可以通过系统100被停止、断开或优先控制。预确定阈值转向角8 thMsh可以在车辆10生产过程中或之前被确定，并且可以基于车辆测试、人为因素研究、或其它因素。在一些实施方式中，预确定阈值转向角S th_h可以包括缓冲或附加转向角，来考虑到其并不打算优先控制自动转向控制系统90的驾驶员与转向系统的相互作用。虽然在一个实施方式中，使用两个因素(转向扭矩和转向角)，在其它实施方式中可以仅使用一个因素或不同的因素。依照本发明的一些实施方式，自动转向优先控制检测系统100可以确定预期扭矩Texp ，使用二阶模型渐进法或其它数学算法。在一个实施方式中，下面的公式或微分方程可以被代数地、数字上地、分析地解释或使用其它方法来计算预期扭矩T exp ected Iegu S+Cequ S+kequ
^mecis ^driver + ^"exp ected + 了 SelfAHgn上面的公式表示了二阶模型、公式或微分方程中的一个示例，可以基于二阶微分方程的解，被用于计算预期扭矩预期扭矩"。-可以被计算、确定或得到。预期扭矩T6xp6rf6d可以是仅有的未知的并且可以基于预确定的和测量的数据被解得。预期扭矩T exp 可以在固定间隔或时步下被计算，例如每10毫秒或其它时段，或者可以当车辆转向控制系统被启动时被实时更新。术语1_、Cequ以及k6qu可以是预确定的常数或参数。这些术语可以被确定，使用非模型的转向动态参数估计技术，在生产、人为因素研究、或其它方法或算法中校准车辆自动转向控制优先控制系统100的过程中。当量转向惯性可以表示方向盘、自动转向系统或其它系统或装置的阻止改变旋转加速度的趋势。当量转向阻尼C6qu可以表示方向盘、自动转向系统或其它系统或装置的阻止改变旋转速度或速率的趋势。当量转向刚度k-可以表示方向盘、自动转向系统或其它系统、装置或部件的位移阻力。转向角速度5可以表示转向角输入的第一导数，并且可以由自动转向控制优先控制系统动态、人为因素研究、和/或生产系统100的过程中的校准来获知和/或限制。转向角加速度^可以表示转向角输入的第二导数，并且可以由自动转向控制优先控制系统动态、人为因素研究、和/或生产系统 100的过程中的校准来获知和/或限制。测量转向角可以代表由转向角传感器70或其它装置测量的转向角。驾驶员输入扭矩Twvot可以表示驾驶员输入至方向盘的扭矩量。在一些实施方式中，T 可以是零或其它值，如果自动转向控制系统90启动并且驾驶员不与方向盘相互作用。自调整扭矩Tseiaiigh可以表示用于车辆转向系统的扭矩，没有驾驶员输入或来自于车辆自动转向系统90的输入。自调整扭矩T SelfAligh在车辆和/或车辆转向系统的设计中可以是固定的，并且可以在生产过程中或之前被确定数量。由于预期扭矩T exp 可以由系统100基于测量的车辆转向测量值和预确定的常数计算出并且可以在固定时间间隔计算，预期扭矩T6xp 6C;t6d可以由系统100基于不同的行驶局面和/或情况来调整。例如，在低速下的预期扭矩T6xp 6c;t6d可以高于在高速下的。例如，系统100在弯曲或倾斜道路下可以计算高于平坦道路下的预期扭矩T exp ected,随弯曲或倾斜的方向而定。因而车辆自动转向优先控制检测系统100可以在低速、高速、倾斜道路上、弯曲道路上以及其它行驶局面精确地和准确地运行。依照本发明的一些实施方式，自动转向优先控制检测系统100可以使用二阶模型渐进法或其它数学算法，计算转向指令扭矩T Md。在一个实施方式中，下面的公式或微分方程可以被代数地、数字上地、分析地解释或使用其它方法来计算转向指令扭矩T Cffld Iequ S+ Cequ 8+ kequScmd = Tdriver + Tcmd + ^SelfAlizn上面的公式表示了二阶模型、公式或微分方程中的一个示例，可以被用于计算转向指令扭矩T d。转向指令扭矩可以基于二阶微分方程的解，被计算、确定或得到。转向指令扭矩T d可以是仅有的未知的并且可以基于预确定的和测量的数据被解得。转向指令扭矩T d可以在固定间隔或时步下被计算，例如每10毫秒或其它时段，或者可以当车辆转向控制系统90被启动时被实时更新。指令转向角Semd可以由车辆自动转向系统90输出。常量Iequ、cequ、kequ、5g、
T Mra和Tselaligh可以与前面讨论的用来计算预期扭矩^xp 的二阶模型中使用的常量相同或相似。在上面讨论的二阶模型是一个示例，可以用来确定预期扭矩T exp ected以及转向指令扭矩TMd;然而，其它取值、常量、公式、数学模型、系统、查阅表、线性转换以及其它方法和数学途径也可以被使用。图5是依照本发明的一个实施方式的参考预期的转向角的转向角命令的示意图和曲线图。框302表示依照本发明的一个实施方式的指令转向角至转向角预期动态模型、计算、确定或公式化方法。转向角动态模型可以是或包括查阅表、简化二阶系统、线性转换、数学模型或其它数学算法。如框302中所示，预期转向角Srai"。-可以基于指令转向角Scmd计算出。曲线图部分304可以表示指令转向角Scmd与预期转向角Sraip 之间的关系。在一些实施方式中，预期转向角\xp 可以与指令转向角Sand线性成比例或近似地线性成比例。也可以使用其它关系。图6是依照本发明的一个实施方式的方法的流程图。该操作可以由车辆自动转向优先控制检测系统100或其它与车辆10关联或独立的系统执行。如框402和404中所示，该系统或程序可以在车辆自动转向控制系统90没有被接合或起动的时候开始。如框406中所示，可以由驾驶员执行一个动作(例如，按下按钮、启动开关等)来启动自动控制系统 90。如框408中所示，可以由系统90确定自动转向控制系统90是否可用且可以被启动。如框410中所不，如果自动转向控制系统90可用，该系统可以被启动。当启动后，自动转向控制系统90可随即自动地控制车辆行驶的方向和/或方位。如框412中所示，在自动控制系统90已启动的任何时刻，预期转向扭矩Texpeeted和预期转向角Sexpeeted可以由系统100被计算、确定或用公式表示。预期转向扭矩\xp 和预期转向角Sraip 可以使用二阶模型、简化二阶模型、微分方程的解、查阅表、线性变换或其它数学模型或算法被计算出。预期转向扭矩\xp Mtral和预期转向角Srai”。可以在规律的间隔时间内(例如，每10毫秒或其它时段)在自动转向控制系统90被启动的时候，被计算出或可以由系统100连续地计算。如框414中所示，车辆可以使用多个与车辆10关联的传感器估计多个车辆转向情况。例如，系统100使用一个或多个与车辆10关联的传感器可以估计或测量转向扭矩和转向角S_s。测量转向扭矩以及测量转向角S_s可以在自动转向控制系统90被启动的时候，在规律的间隔时间内(例如，每10毫秒或其它时段)被测量或估计或可以由系统100连续地测量。如框416中所示，预期转向扭矩T exp ected与测量转向扭矩T meas之间的差值可以由系统100计算出。预期转向扭矩Traip Mtral与测量转向扭矩T_s之间的差值可以由系统100与预确定扭矩阈值Tthresh比较。在一个实施方式中，预期转向扭矩Traip !与测量转向扭矩T _s之间的差值的绝对值可以由系统100与预确定扭矩阈值T thresh比较。例如，预确定扭矩阈值Tthresh可以是3牛顿-米(Nm)或其它值。可以使用其它阈值。如果预期转向扭矩Traip 6。^!与测量转向扭矩T _s之间的差值或该差值的绝对值大于扭矩阈值Tttoesh,车辆自动转向控制系统90可以被断开(例如，通过系统100)并且转向控制可以被全部地或部分地交给驾驶员，如框420中所示。如框418内所示，预期转向角Sexpeeted与测量转向角之间的差值可以由系统100计算出。预期转向角Sraip 与测量转向角Snreas之间的差值可以由系统100与预确定转向角阈值Stosh比较。在一个实施方式中，预期转向角Sraip与测量转向角S_s之间的差值的绝对值可以由系统100与预确定转向角阈值5 thresh比较。如果预期转向角8 exp 与测量转向角Snreas之间的差值或该差值的绝对值大于转向角阈值6 thMsh，车辆自动转向控制系统90可以被断开(例如，通过系统100)并且转向控制可以被全部地或部分地交给驾驶员，如框420中所示。依照本发明的一些实施方式，预期转向扭矩T exp 6。^!与测量转向扭矩T _s之间的差值和预期转向角Sraip Mted与测量转向角S_S之间的差值均可以由系统100计算出。如果预期转向扭矩Traip Mtral与测量转向扭矩T_s之间的差值、差值的绝对值、或者矢量值大于扭矩阈值Tttoesh，以及预期转向角S -Md与测量转向角之间的差值、差值的绝对值、或者矢量值大于转向角阈值S thresh,车辆自动转向控制系统90可以被断开并且转向控制可以被全部地或部分地交给驾驶员，如框420中所示。因此，如果估计的车辆动态情况指示车辆的操作者(例如，驾驶员)优先控制自动行驶应用，自动行驶应用(例如，自适应车道对中系统)可以被失效。可以由系统100向驾驶员提供警报、指示、警告或信号，在断开和/或使自动转向控制系统90停用之前或之后。该警报可以是，例如，可听警报、灯光、信号、通知或其它形式的警报。 可以使用其它或不同系列的操作。图7是依照本发明的一个实施方式的方法的流程图。在操作500中，车辆的一个或多个转向测量值可以被测量。该一个或多个转向测量值可以，例如，由转向角传感器(例如，图I中的转向角传感器70)、转向扭矩传感器(例如，图I中的扭力杆、扭矩传感器、或转向扭矩传感器80)、或其它装置测量。在操作510中，一个或多个预期车辆转向测量值可以被计算出。该一个或多个与其车辆转向测量值可以，例如，使用二阶系统数学算法、查阅表或其它方法或算法计算出。在操作520中，自动车辆控制系统(例如，图I中的系统90)可以基于一个或多个测量的车辆转向测量值和一个或多个预期车辆转向测量值被失效。例如，系统100可以向系统90发送信号或指令来使其失效。该一个或多个车辆转向测量值可以包括车辆转向角测量值、车辆转向扭矩测量值、车辆转向角情况、车辆转向扭矩情况、车辆横摆率、车辆横向加速度、车辆纵向加速度、或其它车辆动态量。在操作530中，系统100可以在使自动车辆控制系统90失效或断开之前提供警报。该警报可以被发出，例如，至驾驶员或至辆自动转向控制系统90。该警报可以通知驾驶员该自动转向控制系统可以被失效。可以使用其它或不同系列的操作。本发明的实施方式可以包括执行在此描述的操作的装置。这些装置可以是为了所需的目的特别地构成，或者可以包括由储存于计算机内的计算机程序选择地驱动或重新装配的计算机或处理器。这些计算机程序可以被储存于计算机可读或处理器可读的非短暂性存储媒介中，任何类型的磁盘包括软盘、光盘、CD-ROM、磁性光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁性的或光学的卡、或适用于存储电子指令的任何其它类型的媒介。可以注意到的是，可以使用多种编程语言来执行本发明在此描述的教导。本发明的实施方式可以包括一个条款，例如，非短暂性计算机或处理器可读非短暂性存储媒介，例如作为示例，存储器、硬盘驱动、或USB闪存变法，包括或储存指令，例如，计算机可执行指令，当其被处理器或控制器执行时，使得处理器或控制器实现在此公开的方法。该指令可以使得处理器或控制器执行实现在此公开的方法的程序。在此描述的多个实施方式的特征可以与在此描述的其它实施方式使用。前面描述的本发明的实施方式用作指示和描述的目的。其并不是全面的或来限制本发明于公开的精确的形式。本领域技术人员可以注意到，在前文的教导下可能有很多修改、变形、替代、改变 和等价。因此，可以理解的是，附加的权利要求用于覆盖落于本发明实质精神的所有这些修改和改变。
权利要求
1.一种方法，包括 测量车辆的一个或多个车辆转向测量值； 计算一个或多个预期的车辆转向测量值；以及 基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用自动车辆控制系统。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，一个或多个车辆转向测量值包括车辆转向角测量值和车辆转向扭矩测量值。
3.根据权利要求I所述的方法，其中，基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用自动车辆控制系统包括计算一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值之间的差值。
4.根据权利要求I所述的方法，其中，计算一个或多个预期的车辆转向测量值包括使用二阶系统数学方法。
5.根据权利要求I所述的方法，其中，基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用自动车辆控制系统包括确定一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值之间的差值是否超过了一个或多个车辆转向测量值阈值。
6.根据权利要求I所述的方法，其中，自动车辆控制系统包括自动车道对中系统。
7.根据权利要求I所述的方法，包括在使自动车辆控制系统停用之前提供警报。
8.一种系统,包括 车辆自动转向系统； 一个或多个传感器；以及 控制器，其用于 测量车辆的一个或多个车辆转向测量值； 计算一个或多个预期的车辆转向测量值；以及 基于一个或多个测量的车辆转向测量值以及一个或多个预期的车辆转向测量值而停用车辆自动转向系统。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，一个或多个车辆转向测量值包括转向角测量值和转向扭矩测量值。
10.一种方法，包括 在车辆内，使用多个与车辆相关的传感器来估计多种车辆转向情况； 确定多种预期的车辆转向情况；以及 如果估计的车辆转向情况和预期的车辆转向情况指示了车辆的操作者优先控制自主驾驶应用则断开自主驾驶应用。
全文摘要
本发明涉及在车道自动对中过程中用于增强的转向优先控制检测的系统和方法。具体地，一种方法和系统，可以测量一个或多个车辆转向测量值或测量值并且计算一个或多个预期的车辆转向测量值。该方法和系统可以基于一个或多个测量的车辆转向测量值和一个或多个预期的车辆转向测量值使自动车辆控制系统停用。该车辆转向测量值可以包括车辆转向角测量值、车辆转向扭矩测量值、或其它车辆动态量。该自动车辆控制系统可以包括车道自动对中系统、车道保持辅助、或其它车辆自动转向控制系统。
文档编号B62D113/00GK102774419SQ201210255489
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者B·B·利特库希, J-W·李 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司