专利名称：驾驶员辅助系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及驾驶员辅助系统，和用于辅助驾驶员的方法，以及包含该驾驶员辅助系统的车辆。
背景技术：
JP10-166889A公开了一种驾驶员辅助系统，当到前车的距离下降到预定值时，设置增加的加速器踏板的反作用力的大小。JP10-166890A公开了类似的驾驶员辅助系统。JP2000-54860A公开了一种驾驶员辅助系统，当正执行自动控制时，设置增加的加速器踏板的反作用力的大小。2003年8月28日公开的US2003/0163240A1公开了一种驾驶辅助系统，在检测到车辆周围环境的断续变化后，调节加速器踏板的反作用力。
2003年3月27日公开的US2003/0060936A1公开了一种驾驶辅助系统，用于通过操作员(驾驶员)辅助努力来操作车辆驾驶行进。这一系统包括数据获取系统，获取包括有关车辆状态的信息和有关车辆周围的现场环境的信息的数据，所述系统还包括控制器以及至少一个起动器。控制器使用所获取的数据，预测车辆周围的现场的未来环境，响应所预测的未来环境，制订操作员响应计划，该计划提示操作员以用于预测未来环境所需的方式操作车辆，以及生成命令。起动器耦合到操作员控制输入设备以便以响应命令，提示操作员以所需方式操作车辆的方式，机械地实现输入设备的操作。
需要一种驾驶员辅助系统，其中将驾驶员应当感知的适当大小的危险率通过施加到车辆内的驾驶员控制的输入设备上的力，传送到驾驶员。
发明内容
通过本发明，满足这些和其他需要，本发明提供一种用于具有驾驶员控制的输入设备的车辆的驾驶员辅助系统，驾驶员控制的输入设备可由驾驶员操作并通过它将力施加给驾驶员。该系统包括数据获取部分，获取包括有关车辆周围现场的环境的信息和有关车辆内，如何设置设备的车辆设置的信息的数据。该系统还包括危险率计算部分，使用所获取的数据和车辆设置，计算来自环境的危险率，以及控制部分，考虑危险率，确定经驾驶员控制的输入设备，施加给驾驶员的力的变化。修改部分确定力改变，以及根据所确定的力改变，修改驾驶员控制的输入设备处的力的变化。
本发明的上述和其他特征、方面和优点从结合附图的本发明的下述详细描述将变得显而易见。
图1是示例说明根据本发明的驾驶员辅助系统的一个示例性实现的硬件的框图；图2是以包含驾驶员辅助系统的汽车的形式的车辆的透视图；图3是以车辆的加速度踏板的形式的驾驶员控制设备；图4是主例程的流程图；图5是示例说明在前面行驶的前车的交通情况；图6是子例程的流程图；图7是示例说明感知危险率(RP)的各种修改的图；图8示例说明用于感知危险率(RP)的停车制动(PKB)修改的图；图9示例说明用于感知危险率(RP)的雪天模式修改的图；图10示例说明用于感知危险率(RP)的下雨天气修改的图；图11示例说明用于感知危险率(RP)的运动模式修改的图；图12示例说明用于感知危险率的体形修改(physiquemodification)的图；
图13示例说明通过所修改的感知危险率(RPc)的不同值，改变反作用力(F)的增量(dF)；图14示例说明通过加速器踏板冲程(S)的不同值，改变反作用力。
具体实施例方式
为更好地理解本发明的背景，将参考上述2003年3月27日公开的、US2003/0060936A1，其内容在此引入以供参考。
图1是构成根据本发明的驾驶员辅助系统1的一个示例性实现的元件的框图。图2是安装有驾驶员辅助系统1的汽车的透视图。
在示例性实施例中，驾驶员辅助系统1包括激光雷达10。如图2所示，激光雷达10安装到车辆的前保险杆或前格栅处，其约6度水平和横向扫描平行于车辆纵向中心线的轴的每侧，向前传播红外脉冲，以及接收障碍物，诸如前车的后保险杆的反射辐射。也参考图5，激光雷达10还提供与前车的距离d和与前车的相对速度Vr。激光雷达10将所检测的距离d和相对距离Vr作为输出提供到控制器50。在图5所示的交通画面中，图2所示的车辆位于X1并以车速V1行驶，以及前车位于X2并以车速V2行驶。
驾驶员辅助系统1还包括车速传感器20。车速传感器20可以通过处理来自车轮速度传感器的输出，确定车速V1。车速传感器20可以包括发动机控制器或变速控制器，提供表示车速的信号。车速传感器20将车速V1作为输出提供到控制器50。
驾驶员辅助系统1进一步包括停车制动(PKB)开关31、雪天模式开关32、功率模式开关33、悬挂设置开关34、座位位置传感器35、转向位置传感器36和刮水器开关37。这些开关和传感器将信号作为输出提供到控制器50。
停车制动开关31将具有“接通(ON)”电平和“关断(OFF)”电平的两电平的PKB信号提供为输出。当应用或起动停车制动时，PKB信号取“ON”电平。当释放停车制动时，PKB信号取“OFF”电平。安装到图2所示的车辆的方向盘90附近的雪天模式开关32和功率模式开关33用来提供自动变速(A/T)的模式设置。自动变速用来当将雪天模式开关32设置成“ON”电平以选择雪天模式时，实现适合于在打滑道路上行驶的变档模式中的速度比改变。自动变速用来当将功率模式开关33设置为“ON”电平以便选择功率模式时，实现适合于加速的变档模式中的速度比改变。
安装到图2所示的车辆的中央控制台附近的悬挂设置开关34用来选择车辆的可变悬挂(variable suspension)会采用的三种不同性能设置的任何一种。操作悬挂设置开关34，驾驶员可以选择三种不同性能设置，即“硬”、“中等”和“软”，因为仅通过改变减震器的弹簧常数和阻尼特性，可以改变性能设置。
座位位置传感器35检测驾驶员的座位所处的纵向位置。转向位置传感器36检测方向盘90所处的位置。方向盘90的位置包括方向盘90倾斜的倾斜位置以及方向盘90缩进的伸缩位置。刮水器开关37用来表示刮水器可在三个设置状态，即“中断”、“低”和“高”的哪一个中操作。
上述各种传感器和检测器仅是示例性的，作为本发明的其他实施例，使用传感器和检测器的各种类型和组合来检测相同或不同环境状态和不同设置。
负责驾驶员辅助系统1内的信息处理的控制器50可以包含微型处理器，包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。控制器50使用来自车速传感器20和激光雷达10的输出信号的获取数据，由周围环境计算由驾驶员感知危险率(RP)。所获取的数据包括车速V1、距离d和相对速度Vr。在一些实施例中，控制器50基于由开关和传感器31-37提供的有关如何设置车辆内的设备的车辆设置数据，修改感知危险率(RP)。控制器50在计算预定函数中，在一些实施例中使用修改的感知危险率(RPout)，而不是未修改的感知危险率(RP)以便提供表示反作用力增量df的指示值。控制器50将表示改变的值或增量dF(正或负)作为输出提供给加速器踏板反作用力控制单元60。
因此，能认为控制器50包括计算来自环境的危险率的控制部分以及考虑危险率，确定经驾驶员控制的输入设备，诸如加速器踏板，施加到驾驶员上的力的变化的控制部分。还认为控制器50包括确定力修改，以及修改由控制部分产生并由驾驶员在加速器踏板或其他操作员控制的输入设备处感觉到的力的变化。在某些实施例中，这是通过如上所述，修改危险率来实现的。在某些其他实施例中，不是通过修改所计算的危险率，而是通过更直接地作用于驾驶员控制的输入设备，诸如通过控制作用于驾驶员控制的输入设备的力施加设备，实现由驾驶员感到的力的变化的修改。
响应值dF，加速器踏板反作用力控制单元60调节加速器踏板80的伺服电动机70。如图3所示，加速器踏板80具有包括伺服电动机81和加速器踏板冲程传感器71的连接机构。伺服电动机70响应来自加速器踏板反作用力控制单元60的值dF，提供所需转矩和所需角位置。加速器踏板冲程传感器71通过测量伺服电动机70的角度，检测加速器踏板80的加速器踏板冲程或位置S。伺服电动机70的角度对应于加速器踏板冲程S，因为伺服电动机70和加速器踏板80通过连接机构互连。
为更好地理解上述类型的加速器踏板，将参考US2003/0236608A1(2003年12月25日公开)以及US2003/0233902A1(2003年12月25日公开)，其内容在此引入以供参考。
参考图14，实线示例说明当加速器踏板反作用力控制单元60未执行上述控制以产生与用值表示的dF一样大的增量时，改变由加速器踏板80提供的特性Fi的常规反作用力。该常规反作用力特性Fi表示反作用力Fi的线性，其通过由安置在加速器踏板80的旋转运动的中央的转矩弹簧提供的弹力来实现。
下面描述驾驶员辅助系统1的上述示例性实现的操作。
控制器50基于所获取的有关车辆周围环境中的一个或多个障碍物的数据，计算感知危险率(RP)。控制器50将控制值提供给加速器踏板反作用力控制单元60。加速器踏板反作用力控制单元60调节伺服电动机70，使它经加速器踏板80，将反作用力F提供给驾驶员。通过相同的反作用力F，驾驶员可以通过驾驶员所处的不同状态或状况，感知危险率的变动大小。因此，仍然需要保持改变反作用力F的大小以便通过驾驶员所处的不同状态，驾驶员可以感知相同的危险率大小。
由于下述原因，对所计算的感知危险率(RF)的一个大小，定义反作用力中增量(dF)的单一大小不能充分地将所计算的危险率的大小传送给驾驶员(a)以随车辆的不同状态改变的方式，驾驶员会感觉来自加速器踏板的相同反作用力；(b)以随驾驶员的不同状态改变的方式，驾驶员会感觉来自加速器踏板的相同反作用力；(c)随着驾驶员或车辆的某一状态出现，经加速器踏板为驾驶员提供对应于感知危险率(RP)的反作用力会防碍驾驶员实施加速器踏板的精细操作；(d)会出现应当在将感知危险率(RP)传送给驾驶员之前，将车辆状态传送给驾驶员的车辆状态。
分别在字符“a”、“b”、“c”和“d”下，在图7中示例说明表中列出的上述情形(a)、(b)、(c)和(d)。
在某些示例性实施例中，驾驶员辅助系统1检测有关在车辆内如何设置设备的车辆设置数据，使用车辆设置数据修改感知危险率(RP)，以及在计算预定函数中，使用修改的感知危险率(RPout)代替未修改的感知危险率(RP)来提供表示反作用力变化的值(dF)。将与图4的流程图一起更具体地描述。图4中的流程图示例说明存储在例如控制器50中的驾驶员辅助控制程序的主例程。以规则间隔，例如50msec重复执行主例程。
在图4中，在步骤S119，控制器50通过读取操作以获得有关车辆状态和车辆周围的现场中的环境状态的数据，将激光雷达10和车速传感器20的信号接收为输入。例如，采用图5中所示的交通情形，所获得的数据包括车速V1、前车的车速V2以及与前车的相对速度Vr。相对速度Vr可以表示为Vr＝V2-V1。所获得的数据包括车辆的坐标X1和前车的坐标X2，以及到前车的距离d。距离d可以表示为d＝X2-X1。
在步骤S120，控制器50计算碰撞时间TTC和时间间隔(headway)THW，将用作构成从前车由驾驶员感知危险率RP的两个原理。
TTC是如果对前车的相对速度Vr仍然未变时，当距离d变为零时，从当前时刻到未来时刻的时间的度量。TTC可以表示为TTC＝-d/Vr …(Eq.1)TTC的值越小，则碰撞更急迫以及车辆接近前车的程度值越大。在车辆尾随前车的交通情形中，大多数车辆驾驶员感知高危险度以及正好在TTC变得低于4秒之前开始减速以避免碰撞。在某种程度上，TTC是用于预测车辆驾驶员可能采取的未来行为的良好表示。然而，当开始量化车辆驾驶员实际上感知的危险度时，在TTC和危险度之间存在偏差。因此，仅TTC不足以量化危险度。
通过考虑相对速度Vr为零的交通情形，可以确认这种偏差。在这种情况下，TTC无穷大，与距离d如何窄无关。然而，响应距离d的减小，计算前车的车速的不可预测的下降会多少影响TTC的程度的增加，驾驶员感知危险度增加。
为补救上述偏差，已经引入时间间隔THW的概念来量化在车辆按照保持恒定的距离d尾随前车的交通情况下，前车的车速的不可预测的下降会多少影响TTC的程度的增加。THW是设置成计算前车何时到达道路上的点以及当后车将到达相同点时即复位的定时器的度量。THW表示为THW＝d/V1…(2)在车辆尾随前车的情况下，在上述方程式2中，可以使用前车的车速V2代替车速V1。
两个概念TTC和THW间的关系是当THW很长时，前车的车速V2的变化，如果有的话，会导致TTC中小的变化，但当THW很短时，前车的车速V2的相同变化导致TTC的大的变化。
在步骤S130，控制器50计算感知危险率RP。在示例性实现中，感知危险率表示为第一程度和第二程度的总和。第一程度表示车辆已经接近前车到什么程度。第二程度表示前车的车速V2的不可预测的变化会影响车辆到什么程度。第一程度可以表示为碰撞时间TTC的倒数的函数，以及第二程度可以表示为时间间隔THW的倒数的函数。
在第一示例性实现中，感知危险率RP可以表示为RP＝a/THW+b/TTC …(Eq.3)其中，b和a(b＞a)分别是加权1/TTC和1/THW的参数，以便1/THW加权比1/TTC小。计算在包括一辆车尾随另一辆车的交通情况中收集的THW和TTC的值的统计值后，优化b和a的值。在这一示例性实现中，b＝8以及a＝1。
在下一步骤S140中，控制器50通过执行读取操作以获得有关在车辆内如何设置设备的车辆设置数据，将停车制动31、雪天模式开关32、功率模式开关33、悬挂设置开关34、座位位置传感器35、转向位置传感器36和刮水器开关37的输出信号接收为输入。
在步骤S150，控制器50通过在步骤S140确定的车辆设置数据，修改在步骤S130确定的感知危险率RP。在这一示例性实现中，在步骤S150，控制器50执行图6所示的子例程。参考图6和图7，描述通过车辆设置数据修改感知危险率RP的过程。图7中的表列出了通过不同车辆速度设置的感知危险率RP的各种修改。对各种修改提供优先级1、2、3、4和5。按优先级表示的顺序，控制器50执行感知危险率RP的修改。在图7的字符“a”、“b”、“c”和“d”下，分别列出了前述情形(a)、(b)、(c)和(d)。
在图6中，在步骤S1501，控制器50确定是否(应用或)将停车制动(PKB)设置成“ON”。控制器50通过执行读取操作以便获取停车制动31设置成“ON”(应用)或“OFF”(释放)的车辆设置数据的一个的停车制动31的输出信号作为输入。如果在步骤S1501，停车制动31设置成“ON”，逻辑进入步骤S1502。将停车制动31为“ON”的状态或设置位置视为在将感知危险率RP传送到驾驶员前，传送给驾驶员的一个车辆设置。因此，在步骤S1502，控制器50响应停车制动31的状态或设置位置，修改感知危险率RP。这一修改称为“PKB修改”。控制器50通过左边应用的停车制动31，执行PKB修改以便修改感知危险率RP来将警告传送给驾驶员，提示驾驶员立即释放停车制动31。
在图8中示例说明PKB修改的一个例子。在图8中，水平轴表示所计算或未修改的感知危险率RP。垂直轴表示修改的感知危险率RPout。当停车制动31为“ON”时，控制器50使用所计算的或未修改的感知危险率RP，根据图8中所示的关系或图来将预定值RPout提供为修改的感知危险率RPout。
当应用停车制动31或停车制动31为“ON”时，控制器50将预定值RPstop设置为修改的潜在危险率RPout以及使用这一预定值，代替所计算或未修改的潜在危险率RP。通过PKB修改，基于预定值RPstop，执行反作用力调节以便经加速器踏板80，将反作用力的增量(正或负)提供给驾驶员，从而当驾驶员踩在加速器踏板80上时，将警告传送给驾驶员以便通过左边应用的停车制动31，从停止移动车辆。在步骤S1502的PKB修改后，逻辑进入步骤S1510。
如果在步骤S1501，停车制动为“OFF”或释放，逻辑进入步骤S1503。在步骤S1503，控制器50确定雪天模式开关32是否为“ON”，因此，自动变速处于雪天模式。控制器50通过执行读取操作以便将雪天模式开关32设置为“ON”或“OFF”获得车辆设置数据中的一个，将雪天模式开关32的输出信号接收为输入。如果在步骤S1503，雪天模式开关32设置为“ON”来选择雪天模式，逻辑进入步骤S1504。将雪天模式开关32为“ON”的状态或设置位置视为在将感知危险率RP传送给驾驶员前，传送给驾驶的一个车辆设置。当在选择雪天模式的状态下，车辆正在打滑的道路上行驶时，驾驶员以不同的方式感觉到来自加速器踏板80的反作用力。因此，在步骤S1504，控制器50响应雪天模式开关32的状态或设置位置，修改感知危险率RP。如果在这种情况下，将响应调节或未修改的感知危险率RP调节的反作用力提供给驾驶员，制止驾驶员执行加速器踏板80的细微操作。
在步骤S1504，控制器50响应选择雪天模式的状态或设置位置，修改感知危险率RP。这一修改称为“雪天模式修改”。在图9中示例说明雪天模式修改的一个例子。在图9中，水平轴表示所计算或未修改的感知危险率RP。垂直轴表示修改的感知危险率RPout。当雪天模式开关32为“ON”以便设置雪天模式时，控制器50使用所计算或未修改的感知危险率RP，依赖图9的实线所示的关系或图。在图9中，虚线表示未修改所计算的感知危险率RP并用作修改的RPout的关系。实线与虚线的比较清楚地表示当选择雪天模式时，修改的感知危险率RPout的变化比计算或未修改的感知危险率RP小。根据图9中的实线，修改的感知危险率RPout的最小值大于计算或未修改的感知危险率RP的最小值，以及修改的感知危险率RPout的最大值小于计算或未修改的感知危险率RP的最大值。
该设置是在计算或未修改感知危险率的下面区域，修改的感知危险率RPout大于计算或未修改的感知危险率RP，以及修改的感知危险率RPout的变化小于计算或未修改的感知危险率RP的变化。该设置经加速器踏板80向驾驶员提供反作用力，该作用力足够低以允许驾驶员执行加速器踏板80的细微操作，但高到接近驾驶员感觉在打滑道路上驾驶期间更高的危险的趋势。在步骤S1504的雪天模式修改后，逻辑进入步骤S1510。
如果在步骤S1503，雪天模式开关32为“OFF”，逻辑进入步骤S1505。在步骤S1505，控制器50确定刮水器开关37是否为“ON”，因此刮水器处于操作中。控制器50通过执行读取操作以便获取将刮水器开关37是否设置为“ON”还是“OFF”的车辆设置数据的一个，将刮水器开关37的输出信号接收为输入。如果在步骤S1505，刮水器开关37设置为“ON”，逻辑进入步骤S1506。将刮水器开关37设置为“ON”的状态或设置位置视为在将感知危险率RP传送给驾驶员前，传送给驾驶员的一个车辆设置。当在刮水器处于操作中的情况下，车辆正在下雨或下雪天气下在道路上行驶时，驾驶员以不同方式感觉来自加速器踏板80的反作用力。因此，在步骤S1506，控制器50响应刮水器正操作在可选择模式的一个，修改感知危险率RP。这一修改称为“雨天或下雨天修改”。具体地，响应由于雨天或雪天，或由于下雨或下雪，由不良可见度引起的驾驶员感知变化，修改所计算或未修改的感知危险率RP。
图10示例说明雨天修改的一个例子。在图10中，水平轴表示所计算或未修改的感知危险率RP。垂直轴表示修改的感知危险率RPout。当刮水器正在操作时，控制器50使用所计算或未修改的感知危险率RP，依赖于图10中的实线所示的关系或图。在图9中，虚线示例说明未修改所计算的感知危险率RP并用作修改的RPout的关系。实线与虚线的比较清楚地表示当刮水器正在操作时，所修改的感知危险率RPout增加。如果刮水器的设置位置按“间歇”、“低”和“高”的顺序转变，所修改的感知危险率RPout变得更高。在雨天修改后，逻辑进入步骤S1510。
如果在步骤S1505，刮水器开关37为“OFF”，逻辑继续到步骤S1507。在步骤S1507，控制器50确定功率模式开关33是否为“ON”。控制器50通过执行读取操作以便获取是否将功率模式开关33设置为“ON”是“OFF”的车辆设置数据之一，将功率模式开关33的输出信号接收为输入。如果在步骤S1507，功率模式开关33设置为“ON”和选择功率模式，逻辑进入步骤S1508。选择功率模式的状态或设置位置视为在将感知危险率RP传送到驾驶员前，传送给驾驶员的一个车辆设置。当驾驶员希望以运动方式驾驶时，驾驶员以不同方式感觉来自加速器踏板80的反作用力。如果在这种情况下，将响应所调节或未修改的感知危险率RP调节的反作用力提供给驾驶员，可以阻止驾驶员执行意图的加速器踏板80的过分操作。
因此，在步骤S1508，控制器50响应选择功率模式的状态或设置位置，修改感知危险率RP。该修改称为“运动修改”。在图11中示例说明运动修改的一个例子。在图11中，水平轴表示所计算或未修改的感知危险率RP。垂直轴表示修改的感知危险率RPout。当功率模式开关33为“ON”以便设置模式功率时，控制器50使用所计算或未修改的感知危险率RP，依赖于由图11中的实线所示例说明的关系或图。在图11中。虚线示例说明未修改所计算的感知危险率RP并用作修改的RPout的关系。实线与虚线的比较清楚地表示当选择功率模式和抑制所修改的感知危险率RPout的最大值时，所修改的感知危险率RPout的变化比所计算或未修改的感知危险率RP的变化小。
设置是在所计算或未修改的感知危险率RP的整个区域，修改的感知危险率RPout小于所计算或未修改的感知危险率RP以及所修改的感知危险率RPout中的变化比所计算或未修改的感知危险率RP中的变化小。这一设置经加速器踏板80向驾驶员提供反作用力，其足够低以允许驾驶员执行意图的加速器踏板80的过分操作。在步骤S1508的运动修改后，逻辑进入步骤S1510。
如果在步骤S1507，功率模式开关33为“OFF”，逻辑继续到步骤S1509。在步骤S1509，控制器50确定悬挂设置开关34是否设置为“硬”。控制器50通过执行读取操作以便获取是否将悬挂设置成硬设置的车辆设置数据之一，将悬挂设置开关34的输出信号接收为输入。如果在步骤S1509，将悬挂设置成硬设置，逻辑进入步骤S1508。将选择硬设置的状态或设置位置视为在将感知危险率RP传送到驾驶员前，将传送给驾驶员的一个车辆设置。当在悬挂中选择硬设置时，驾驶员希望以运动方式驾驶，驾驶员以不同方式感觉来自加速器踏板80的反作用力。如果在这种情况下，将响应所调节或未修改的感知危险率RP调节的反作用力提供给驾驶员，可以阻止驾驶员执行意图的加速器踏板80的过分操作。
因此，以与选择功率模式相同的方式，逻辑进入步骤S1508。在步骤S1508，控制器50执行感知危险率RP的运动修改。如图11中的实线所示，当在悬挂系统中选择硬设置时，所修改的感知危险率RPout中的变化比所计算或未修改的感知危险率RP中的变化小，以及抑制所修改的感知危险率RPout的最大值。设置是在所计算或未修改的感知危险率RP的整个区域，所修改的感知危险率RPout小于所计算或未修改的感知危险率RP，以及所修改的感知危险率RPout中的变化比所计算或未修改的感知危险率RP中的变化小。该设置经加速器踏板80向驾驶员提供反作用力，其足够低以允许驾驶员执行意图的加速器踏板80的过分操作。在步骤S1508的运动修改后，逻辑进入步骤S1510。
如果在步骤S1509，在悬挂系统中未选择硬设置，逻辑继续到步骤S1510。在步骤S1510。控制器通过执行读取操作以便将座位位置(驾驶员座位的纵向位置)、方向盘90的倾斜位置以及方向盘90的伸缩或缩进位置获得为一个车辆设置数据，将来自座位位置传感器35和转向位置传感器36的输出信号接收为输入。在步骤S1510，控制器50响应座位位置、倾斜位置和伸缩或缩进位置，修改所计算或未修改的感知危险率RP。如果已经在步骤S1502或S1504或S1506或S1508修改所计算或未修改的感知危险率RP，控制器50在步骤S1510进一步修改所修改的感知危险率RPout。
实际上，驾驶员座位的座位位置和/或方向盘90的倾斜和伸缩(缩进)位置可以随驾驶员的不同体形变化。通过来自加速器踏板80的相同反作用力，具有小体形的驾驶员和具有大体形的驾驶员将以不同方式感受反作用力。因此，在步骤S1510，控制器50执行未修改的感知危险率RP或所修改的感知危险率RPout的“体形修改”。
图12示例说明体形修改的一个例子。在图12中，水平轴表示未修改的感知危险率RP或修改的危险率RPout。垂直轴表示体形修改的感知危险率RPc。
如图12所示，通过未修改的感知危险率RP或修改的感知危险率RPout的相同增量，当座位位置在前以及转向位置在后，表示驾驶员坐得离加速器踏板80近时，体形修改的感知危险率RPc比当座位位置在后以及转向位置在前，表示驾驶员坐得远离加速器踏板80时小。当驾驶员变得更远离加速器踏板80时，体形修改的感知危险率RPc变得更大。
在步骤S1510，控制器50可以通过座位位置，以及然后通过转向位置来修改未修改的感知危险率RP或修改的感知危险率RPout。如果需要的话，控制器50可以通过转向位置，然后通过座位位置来修改未修改的感知危险率RP或修改的感知危险率RPout。
在示例性实现中，控制器50总是执行上述体形修改以及对这一修改提供最高优先级。换句话说，总是执行这一体形修改，而与存在或不存在PKB修改、雪天模式修改、雨天修改、和运动修改无关。
在示例性实现中，按这一优先级次序，在体形修改后，是PKB修改、雪天模式修改、雨天修改和运动修改。当通过较高优先级的修改，修改未修改的感知危险率RP时，经加速器踏板80，可以将具有较高优先级的信息传送给驾驶员。
现在转到图5，在完成步骤S150的修改后，逻辑进入到步骤S160。在步骤S160，控制器50基于体形修改的感知危险率RPc，计算反作用力的增量dF。图13中的实线示例说明增量dF和体形修改的感知危险率RPc之间的关系的一个例子。如图13所示，增量dF与体形修改的感知危险率RPc成比例，除非体形修改的感知危险率RPc超出最大值RPmax。如果体形修改的感知危险率RPc超出最大值RPmax，使增量dF固定到最大值dFmax。
如果体形修改的感知危险率RPc超出最大值RPmax，阻止增量dF进一步增加并固定到最大值dFmax，从而允许驾驶员有意识地按压以便超过前车。
在下一步骤S170，控制器50将增量dF作为输出提供给加速器踏板反作用力控制单元60。加速器踏板反作用力控制单元60调节伺服电动机70以便将反作用力的增量dF(正或负)增加到常规反作用力特性Fi上，如图14所示。将由增量dF增加到常规反作用力特性Fi上产生的反作用力经加速器踏板80提供给驾驶员。
本发明的示例性实现具有下述效果
(1)控制器50基于车辆的状态和车辆周围的环境，计算感知危险率RP，以及基于一个或多个车辆设置状态，修改所计算的感知危险率RP。如果例如车辆设置状态表示在模式中如何设置自动变速的变换图，通过车辆设置状态修改感知危险率RP使得以反映车辆驾驶员通过车辆或车辆驾驶员的不同状态，感知变动的危险级别的趋势的方式，执行适当的反作用力调节成为可能，因为车辆设置状态表示车辆或车辆驾驶员的状态。
(2)控制器50将如何设置停车制动检测为车辆设置状态。将停车制动的状态视为在所计算的感知危险率RP前，将传送给车辆驾驶员的信息。通过这一车辆设置状态修改感知危险率RP使得通过将有关停车制动的信息以来自加速器踏板的反作用力的形式，传送给车辆驾驶员，执行适当的反作用力调节成为可能。
(3)控制器50将在雪天模式变换图中，是否设置自动变速检测为车辆设置状态。在选择如由接通的雪天模式开关32检测的雪天模式变换图期间，由于车辆状态，诸如在打滑的下雪道路上行驶，车辆驾驶员以不同方式感受来自加速器踏板的相同反作用力。如果在这种情况下，在仅来自前车的感知危险率RP上调节来自加速器踏板的反作用力，将防止车辆驾驶员执行在打滑道路上操作车辆所需的加速器踏板的细微管理。然而，通过在雪天模式变换图中是否设置自动变速的车辆设置状态，修改感知危险率RP使得通过允许车辆驾驶员在打滑道路上执行加速器踏板的细微管理，执行适当的反作用力调节成为可能。
(4)控制器50将在功率模式变换图中是否设置自动变速检测为车辆设置状态。在选择由接通的功率模式开关33检测的功率模式变换图期间，由于驾驶员希望运动驾驶的车辆驾驶员的状态，车辆驾驶员以不同方式感觉来自加速器踏板的相同反作用力。如果在这种情况下，仅在来自前车的感知危险率RP上调节来自加速器踏板的反作用力，将防止车辆驾驶员执行在运动驾驶中操作车辆所需的加速器踏板上的故意加速。然而，通过在功率模式变换图中是否设置自动变速的车辆设置状态修改感知危险率RP使得通过允许车辆驾驶员在加速器踏板上执行故意加速来完成在运动驾驶中驾驶员所希望的，执行适当的反作用力调节成为可能。
(5)控制器50将在硬设置中，是否设置悬挂系统检测为车辆设置状态。在通过操作悬挂设置开关34选择硬设置期间，由于驾驶员通过选择用于悬挂系统的硬设置，希望运动驾驶的车辆驾驶员的状态，车辆驾驶员以不同方式感觉来自加速器踏板的相同反作用力。如果在这种情况下，仅在来自前车的感知危险率RP上调节来自加速器踏板的反作用力，将阻止车辆驾驶员执行在运动驾驶中操作车辆所需的加速器踏板上的故意加速。然而，通过在硬设置中是否设置悬挂系统的车辆设置状态修改感知危险率RP使得通过允许车辆驾驶员在加速器踏板上执行有意加速来完成在运动驾驶中驾驶员所希望的，执行适当的反作用力调节成为可能。
(6)控制器50将座位位置，即驾驶员座位调节到的纵向位置检测为车辆设置状态。如果座位位置不同，具有体形不同尺寸的车辆驾驶员用变动方式感觉来自加速器踏板的相同反作用力。通过所检测的座位位置修改感知危险率RP使得以改变反作用力的大小以便使得车辆驾驶员以基本上相同的方式感知相同的危险的方式，实施适当的反作用力调节成为可能。
(7)控制器50将在倾斜和/或伸缩(或缩进)位置中如何设置方向盘检测为车辆设置状态。如果方向盘的倾斜和/或伸缩位置不同，具有体形不同尺寸的车辆驾驶员用变动方式感觉来自加速器踏板的相同反作用力。通过所检测的方向盘的倾斜和/或伸缩位置修改感知危险率RP使得以改变反作用力的大小以便使得车辆驾驶员以基本上相同的方式感知相同的危险的方式，实施适当的反作用力调节成为可能。
(8)控制器50将在ON/OFF位置和速度方面如何设置挡风玻璃刮水器检测为车辆设置状态。如果挡风玻璃刮水器的ON/OFF位置和/或速度不同，车辆驾驶员以具有不同程度的变动方式感觉相同危险。通过所检测的挡风玻璃刮水器的检测设置修改感知危险率RP使得以改变反作用力的大小以便使得车辆驾驶员以在前视图中，具有不同程度的变动方式感知相同的危险的方式，实施适当的反作用力调节成为可能。
(9)控制器50检测多个车辆设置状态以及基于根据预定优先级次序选择的所检测的多个车辆设置状态中的一个，修改感知危险率RP。因此，控制器50能将最重要的信息传送给车辆驾驶员，即使控制器50已经检测到多个不同因素，包括驾驶员以变动方式感觉相同的危险以及驾驶员以变动的方式感觉来自加速器踏板的相同反作用力。
(10)用于多个车辆设置状态的预定优先级次序如下1.在位置(座位位置)中如何设置驾驶员位置以及在倾斜和伸缩位置中如何设置方向盘90的车辆设置状态；2.如何设置停车制动的车辆设置位置；3.在雪天模式变换图中是否设置自动变速的车辆设置状态；4.如何设置挡风玻璃刮水器的车辆设置状态；5.在功率模式变换图中是否设置自动变速以及如何设置悬挂系统的车辆设置状态。
基于根据预定优先级次序选择的所检测的多个车辆设置状态中的一个修改感知危险率RP使得在执行反作用力调节中，为车辆驾驶员反映来自最重要状态的信息成为可能。
(11)控制器50由座位位置以及方向盘倾斜和伸缩位置，识别体形不同大小的车辆驾驶员，以及响应体形不同大小，修改感知危险率RP。驾驶员可以感受相同的反作用力，即使对不同体形大小，他们趋向于以不同方式感受反作用力。
在所述的示例性实现中，将来自停车制动开关31、雪天模式开关32、功率模式开关33、悬挂设置开关34、座位位置传感器35、转向位置传感器36和刮水器开关37的多个信号作为输入提供给控制器50，用于检测多个车辆设置位置。这仅是一个例子。另一例子是检测单个车辆设置状态以及基于所检测的单个车辆设置状态，修改感知危险率RP。在示例性实现中，在检测在功率模式变换图中，是否设置自动变速中，使用功率模式开关33。另外，控制器50可以检测在手动模式变换图中，是否设置自动变速。代替检测自动变速是否处于功率模式变换图中，控制器50可以检测自动变速是否仅处于手动模式变换图中。与当选择功率模式变换图的情形类似，控制器50响应自动变速处于手动模式变换图中的检测，执行如根据图11所述的运动修改。
在示例性实现中，控制器50使用用于检测座位位置和方向盘位置的座位位置传感器35和转向位置开关36，检测车辆驾驶员的体形。本发明不限于这一例子。仅使用这些传感器中的一个，控制器50可以检测车辆驾驶员的体形。在示例性实现中，检测倾斜和伸缩位置以便提供方向盘位置。然而，仅使用倾斜和伸缩位置中的一个足以提供方向盘位置。
在示例性实现中，在雪天模式修改中使用图9所示的关系或图。可以用在雪天模式修改中的图不限于图9所示的一个例子，只要相对高值提供为修改的感知危险率RPout以及这些值落在窄范围内以便相对于感知危险率RP的单位变化，以渐近速率改变所修改的感知危险率RPout。图10-12中所示的关系或图仅是用在雨天修改、运动修改和体形修改中的例子。本发明不限于图10-12所示的图。
在示例性实现中，图13所示的感知危险率RP和反作用力增量dF间的关系用来以比例方式，通过感知危险率RP的不同值，改变反作用力增量dF。本发明不限于这一关系。可以以指数的方式，通过感知危险率RP的不同值，改变反作用力增量dF。
在示例性实现中，激光雷达10和车速传感器30用来识别车辆周围的环境。停车制动开关31、雪天模式开关32、功率模式开关33、悬挂设置开关34、座位位置传感器35、转向位置传感器36和刮水器开关37用来检测车辆设置状态。控制器50用来计算感知危险率RP以及修改感知危险率。控制器50和加速器踏板反作用力控制单元60用来调节车辆驾驶员对驾驶员控制的输入设备的手动操作的反作用力。硬件不限于例子。例如，代替激光雷达10，可以使用各种毫米雷达和/或CCD摄像机和/或CMOS摄像机来识别车辆周围的环境。可以使用制动踏板反作用力控制单元来调节车辆驾驶员对驾驶员控制的输入设备的手动操作的反作用力。
尽管根据示例性实现，已经示出和描述了本发明，很显然，在阅读和理解说明书后，本领域的其他技术人员将想到等效的修改和改进。本发明包括所有这些等效的修改和改进，并且仅由权利要求的范围来限定。
本发明要求基于2003年12月20日提交的日本专利申请No.2003-391123的优先权，其内容在此引入以供参考。
权利要求
1.一种用于具有驾驶员控制的输入设备的车辆的驾驶员辅助系统，所述驾驶员控制的输入设备可由驾驶员操作并通过它将力施加给驾驶员，所述系统包括数据获取部分，获取包括有关所述车辆周围现场的环境的信息和有关在所述车辆内如何设置设备的车辆设置的信息的数据；危险率计算部分，使用所获取的数据和车辆设置，计算来自所述环境的危险率；控制部分，考虑所述危险率，确定经所述驾驶员控制的输入设备，施加给所述驾驶员的力的变化；以及修改部分，确定力修改，以及根据所确定的力的修改，修改所述驾驶员控制的输入设备处的力的变化。
2.如权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述危险率包括感知危险率。
3.如权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述力的变化是力增加和力减小中的至少一个。
4.如权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述修改部分基于所述驾驶员的至少一个身体属性，确定所述力修改。
5.如权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其中，所述修改部分基于车辆设置，确定所述力修改。
6.如权利要求5所述的驾驶员辅助系统，进一步包括驾驶员体形确定部分，基于所述车辆设置中的至少一个，确定驾驶员体形，其中由所述修改部分用来确定所述力修改的车辆设置包括所述驾驶员体形确定部分基于所述驾驶员体形的确定的车辆设置中的至少一个，以便所述修改部分基于所述驾驶员体形，修改所述力变化。
7.如权利要求6所述的驾驶员辅助系统，其中，所述至少一个车辆设置包括下述至少一个驾驶员座位的位置；方向盘的倾斜位置；以及方向盘的伸缩位置。
8.如权利要求5所述的驾驶员辅助系统，其中，所述数据获取系统获取有关多个车辆设置的信息，所述车辆设置按优先顺序排列成车辆设置优先级，以及其中，修改部分根据对应于所述多个车辆设置和根据所述车辆设置优先级，形成多个不同力修改的至少一个的力修改。
9.如权利要求5所述的驾驶员辅助系统，其中，所述车辆设置包括下述至少一个驾驶员座位位置；方向盘倾斜位置；方向盘伸缩位置；停车制动的设置状态；自动变速的雪天模式转换图设置；挡风玻璃刮水器的设置；自动变速的功率模式变换设置以及悬挂系统的设置。
10.一种车辆，包括驾驶员控制的输入设备，可由驾驶员操作并通过它将力施加给驾驶员；数据获取部分，获取包括有关所述车辆周围现场的环境的信息和有关所述车辆内如何设置设备的车辆设置的信息的数据；危险率计算部分，使用所获取的数据和所述车辆设置，计算来自所述环境的危险率；控制部分，考虑所述危险率，确定经所述驾驶员控制的输入设备，施加给所述驾驶员的力的变化；以及修改部分，确定力修改，以及根据所确定的力修改，修改所述驾驶员控制的输入设备处的力的变化。
11.一种车辆，包括驾驶员控制的输入设备，可由驾驶员操作并通过它将力施加给驾驶员；数据获取部分，获取包括有关所述车辆周围现场的环境的信息和有关所述驾驶员的至少一个身体属性的信息的数据；危险率计算部分，使用所获取的数据计算危险率；控制部分，考虑所述危险率，确定经所述驾驶员控制的输入设备，施加给所述驾驶员的力的变化；以及修改部分，确定力修改，以及根据所确定的力修改，修改所述驾驶员控制的输入设备处的力的变化。
12.一种用于具有驾驶员控制的输入设备的车辆的驾驶员辅助系统，所述驾驶员控制的输入设备可由驾驶员操作并通过它将力施加给驾驶员，所述系统包括用于获取包括有关所述车辆周围现场的环境的信息和有关在所述车辆内如何设置设备的车辆设置的信息的数据的装置；用于使用所获取的数据计算危险率的装置；用于考虑所述危险率，确定经所述驾驶员控制的输入设备，施加给所述驾驶员的力的变化的装置；以及用于确定力修改，以及根据所确定的力修改，修改所述驾驶员控制的输入设备处的力的变化的装置。
13.如权利要求12所述的驾驶员辅助系统，进一步包括用于基于车辆设置，确定驾驶员体形的装置，所述用于确定力修改的装置使所述力修改基于所确定的驾驶员体形。
14.如权利要求12所述的驾驶员辅助系统，其中，所述用于确定力修改的装置使所述力修改基于至少一个车辆设置。
15.如权利要求14所述的驾驶员辅助系统，其中，多个车辆设置按优先顺序排列成车辆设置优先级，以及用于形成所述力修改的装置根据所述车辆设置优先级修改力的变化。
16.一种用于辅助操作车辆内的驾驶员控制的输入设备的驾驶员的方法，通过所述驾驶员控制的输入设备，将力施加给所述驾驶员，所述方法包括以下步骤获取包括有关所述车辆周围现场的环境的信息和有关所述车辆内如何设置设备的车辆设置的信息的数据；由所获取的数据计算危险率；考虑所述危险率，确定经所述驾驶员控制的输入设备，施加给所述驾驶员的力的变化；以及确定力修改，以及根据所确定的力修改，修改所述驾驶员控制的输入设备处的力的变化。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述确定力修改的步骤包括基于所述车辆设置，确定驾驶员体形。
18.如权利要求16所述的方法，进一步包括将多个车辆设置按优先顺序排列成车辆设置优先级，以及其中，根据所述车辆设置优先级，执行所述用于确定力修改的步骤。
19.一种计算机程序产品，用于控制具有车辆内的驾驶员控制的输入设备的驾驶辅助系统，通过所述驾驶员控制的输入设备，将力施加给所述驾驶员，所述计算机程序产品使得所述驾驶辅助系统的控制器执行以下步骤获取包括有关所述车辆周围现场的环境的信息和有关在所述车辆内如何设置设备的车辆设置的信息的数据；由所获取的数据计算危险率；考虑所述危险率，确定经所述驾驶员控制的输入设备，施加给所述驾驶员的力的变化；以及确定力修改，以及根据所确定的力修改，修改所述驾驶员控制的输入设备处的力的变化。
20.如权利要求19所述的计算机程序产品，其中，所述确定力修改的步骤包括基于所述车辆设置确定驾驶员体形。
21.如权利要求19所述的计算机程序产品，进一步包括使所述控制器将多个车辆设置按优先顺序排列成车辆设置优先级，以及其中，根据所述车辆设置优先级，执行所述用于确定力修改的步骤。
全文摘要
本发明涉及用于辅助操作车辆内的驾驶员控制的输入设备的驾驶员的方法和系统，获取包括有关车辆周围现场的环境的信息和有关在车辆内如何设置设备的车辆设置的信息的数据。使用所获取的数据，计算从环境感知的危险率。使用车辆设置，修改感知危险率。考虑到修改的感知危险率，确定经驾驶员控制的输入设备，施加到驾驶员的力的增量。
文档编号B60K26/04GK1618646SQ200410094940
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月19日 优先权日2003年11月20日
发明者山村智弘, 近藤崇之 申请人:日产自动车株式会社