专利名称：碰撞预测设备和碰撞预测方法
技术领域：
本发明涉及一种用于预测本车辆与碰撞目标是否会碰撞的碰撞预测设备和碰撞预测方法。
背景技术：
关于碰撞预测系统，例如在日本专利未审定公开No.8-254576中公开了相关领域技术。在相关领域技术的碰撞预测系统中，超声波被传输，并且从用于接收从障碍物(主体目标)中反射的多普勒波所需的时间中以高精确度计算出本车辆相对于存在于本车辆周围的特定障碍物(主体目标)的相对速度。为了计算相对速度，该碰撞预测系统均分用作用于计算相对速度的基础的数据以便于选择有效数据。随后，所述系统还均分所选择的有效数据，并且采纳通过均分而获得的平均值数据，以便于计算高度精确的相对速度。基于高度精确的相对速度，所述系统预测(预报)与特定障碍物(主体目标)的碰撞。
前述碰撞预测系统作出关于本车辆相对于检测到的特定障碍物(主体目标)的碰撞的预测(预报)。因此，如果存在可能与本车辆碰撞的多个障碍物(主体目标)并且所述障碍物(主体目标)瞬间由其它障碍物(主体目标)取代，则所述系统有时不能关于碰撞作出准确预测。通常是这样的情况，即，存在多个有可能与本车辆碰撞的碰撞目标。优选从所述碰撞目标中相继并精确地选择出具有与本车辆碰撞的高可能性的碰撞目标，并且优选作出关于选定的碰撞目标与本车辆碰撞的准确预测。
发明内容
为了解决前述问题而提出了本发明，并且提供了一种碰撞预测设备，该碰撞预测设备精确地选择具有与本车辆碰撞的高可能性的碰撞目标并且精确地预测所选定的碰撞目标与本车辆的碰撞。
本发明的一个方面提供了一种碰撞预测设备。所述碰撞预测设备包括用于检测存在于本车辆的路线上并且具有与本车辆碰撞的可能性的多个主体目标的主体目标检测装置；用于检测本车辆与由所述主体目标检测装置检测的每个主体目标之间的相对量的相对量检测装置；用于通过使用所述相对量检测装置检测的本车辆与每个主体目标之间的相对量来预测和计算每个主体目标与本车辆碰撞之前的碰撞时间的碰撞时间计算装置；用于至少基于由所述碰撞时间计算装置计算的每个主体目标的碰撞时间来选择具有与本车辆碰撞的高可能性的碰撞主体目标的碰撞主体目标选择装置；以及用于通过使用所述碰撞主体目标的碰撞时间来预测由所述碰撞主体目标选择装置选择的碰撞主体目标与本车辆之间的碰撞的碰撞预测装置。
本发明的一个方面，所述碰撞预测设备包括用于检测存在于本车辆的路线上并具有与本车辆碰撞的可能性的多个主体目标的主体目标检测器部分；用于检测本车辆与由所述主体目标检测器部分检测的每个主体目标之间的相对量的相对量检测器部分；用于通过使用所述相对量检测器部分检测的本车辆与每个主体目标之间的相对量来预测和计算每个主体目标与本车辆碰撞之前的碰撞时间的碰撞时间计算器部分；用于至少基于由所述碰撞时间计算器部分计算的每个主体目标的碰撞时间来选择具有与本车辆碰撞的高可能性的碰撞主体目标的碰撞主体目标选择器部分；以及用于通过使用所述碰撞主体目标的碰撞时间来预测由所述碰撞主体目标选择器部分选择的碰撞主体目标与本车辆之间的碰撞的碰撞预测器部分。
在该设备中，碰撞主体目标选择装置可选择在由碰撞时间计算装置计算的主体目标的碰撞时间中具有最短碰撞时间的主体目标作为碰撞主体目标。
本发明的另一个方面提供了一种碰撞预测方法。所述碰撞预测方法包括以下步骤检测存在于本车辆的路线上并具有与本车辆碰撞的可能性的多个主体目标；检测本车辆与所检测的每个主体目标之间的相对量；通过使用本车辆与每个主体目标之间的所检测的相对量来预测和计算每个主体目标与本车辆碰撞之前的碰撞时间；至少基于每个主体目标的所计算的碰撞时间来选择具有与本车辆碰撞的高可能性的碰撞主体目标；以及使用所述碰撞主体目标的碰撞时间来预测所选择的碰撞主体目标与本车辆之间的碰撞。
在该方法中，可选择在相对于所述主体目标计算的碰撞时间中具有最短碰撞时间的主体目标作为碰撞主体目标。
根据以上所述的碰撞预测设备和碰撞预测方法，在存在于本车辆前方的多个主体目标中，可精确地选择出具有与本车辆碰撞的高可能性的主体目标，并且使用本车辆与主体目标之间的相对量可预测出本车辆与所述主体目标的碰撞。因此，可提高碰撞预测的精确度。
在碰撞预测设备中，所述碰撞主体目标选择装置可重新设定已经选择的碰撞主体目标的选择，并可重新选择碰撞主体目标。在碰撞预测方法中，可重新设定已经选择的碰撞主体目标的选择，并且可重新选择碰撞主体目标。因此，可可靠并精确地选择碰撞主体目标。
在碰撞预测设备中，所述碰撞主体目标选择装置可基于碰撞时间和由所述主体目标检测装置为检测主体目标所使用的预定信息来选择碰撞主体目标。在这种情况下，所述预定信息优选是如果所述主体目标检测装置暂时未检测出碰撞主体目标而输出的外推法(外插)标记信息。而且，在这种情况下，所述碰撞主体目标选择装置优选选择其中外推法标记信息的输出次数在一预定范围内的主体目标作为碰撞主体目标。
在碰撞预测方法中，可基于碰撞时间和用于检测主体目标的预定信息来选择碰撞主体目标。在这种情况下，所述预定信息优选是如果暂时未检测出碰撞主体目标而输出的外推法标记信息。而且，在这种情况下，优选选择其中外推法标记信息的输出次数在一预定范围内的主体目标作为碰撞主体目标。
根据上述结构，可可靠并且精确地选择碰撞主体目标。例如，即使主体目标瞬间由另一个主体目标取代，也可精确地选择出碰撞主体目标。
所述碰撞预测设备可还包括用于使用由所述相对量检测装置检测的相对量中的一预定相对量来校正由所述碰撞时间计算装置预测和计算的碰撞时间的碰撞时间校正装置。在这种情况下，如果判定所使用的预定相对量大于一预定值，则所述碰撞时间校正装置优选通过将所述碰撞时间设定在一预定最大值而校正所述碰撞时间。而且，在这种情况下，由所述碰撞时间校正装置使用的预定相对量优选是主体目标离本车辆的中心线的偏移量，其中所述中心线沿与本车辆的行驶方向相一致的方向延伸。
在碰撞预测方法中，可使用所检测的相对量中的一预定相对量来校正所预测和计算的碰撞时间。在这种情况下，如果判定所使用的预定相对量大于一预定值，则优选通过将所述碰撞时间设定在一预定最大值而校正所述碰撞时间。而且，在这种情况下，所述预定相对量优选是主体目标离本车辆的中心线的偏移量，其中所述中心线沿与本车辆的行驶方向相一致的方向延伸。
根据上述结构，由于存在于本车辆的行驶方向上的主体目标中具有与本车辆碰撞的低可能性的主体目标的碰撞时间被设定在最大值，因此可从选择主体中排除掉具有低碰撞可能性的主体目标，因此可提高选择的精确度。
在以上所述的碰撞预测设备和碰撞预测方法中，所检测的相对量优选包括选自每个主体目标相对于本车辆的相对距离、每个主体目标相对于本车辆的相对速度以及每个主体目标相对于本车辆的存在方向中的至少一个相对量。
结合附图，通过阅读以下本发明示例性实施例的详细描述可更好地理解以上所述的本发明的实施例和其它实施例、目的、特征、优点、技术和工业重要性，其中图1是根据本发明的一个实施例和变型的碰撞预测设备的示意性总体框图；图2是示出根据本发明第一实施例的图1中所示的ECU(微电脑)执行的碰撞预测程序的流程图；图3是示出根据本发明第一实施例的图1中所示的ECU(微电脑)执行的碰撞预测目标选择程序的流程图；以及图4是示出根据本发明变型的图1中所示的ECU(微电脑)执行的碰撞预测程序的流程图。
具体实施例方式
在以下描述中，将基于示例性实施例详细描述本发明。
图1是根据一个实施例的碰撞预测设备的示意性总体框图。所述碰撞预测设备基于电子控制单元10所提供的车辆碰撞的预测致动乘员保护装置20。
电子控制单元10(在下文中，简称之为“ECU10”)具有由CPU、ROM、RAM、定时器等所形成的微电脑作为其主要部件。ECU10从各种传感器和装置中获取检测值，并且执行图2和图3中所示的程序。ECU10通过布置在本车辆中的通信线路(未示出)(例如LAN线或串行线)与车辆速度传感器11、转向角传感器12、横摆率传感器13以及雷达传感器14相连接。由于来自于各种传感器中的检测值被输出到所述通信线路中，因此所述检测值可用于布置在本车辆中的传感器和装置。
车辆速度传感器11基于与车辆速度相对应的周期下的脉冲信号检测并输出车辆速度V。转向角传感器12通过ECU10检测前轮转向角δ，并且输出与前轮转向角相对应的信号。横摆率传感器13基于与本车辆关于其重心的转动角速度相对应的信号来检测并输出本车辆的横摆率γ。
雷达传感器14被连接到本车辆的前端(例如，靠近于前格栅)。相对于存在于本车辆前方的n个数量(n＝1，2，…)的主体目标，雷达传感器14基于毫米波的传输和其接受之间所需的时间来检测表示主体目标与本车辆的相对距离的相对距离Ln(n＝1，2，…)以及表示主体目标的相对速度的相对速度VRn(n＝1，2，…)。具体地说，雷达传感器14将毫米波传输到本车辆的前方，并且从存在于本车辆前方的n个数量的主体目标中接收反射波。之后，雷达传感器14从毫米波的传输和接受之间所需的时间中检测主体目标的相对距离Ln和其相对速度VRn。而且，雷达传感器14检测存在于本车辆前方的n个数量的主体目标相对于本车辆的存在方向，并且还检测表示存在方向的存在方向信息。然后，雷达传感器14将如上所述检测的相对距离Ln、相对速度VRn和存在方向信息输出到通信线路。
当输出相对距离Ln、相对速度VRn和存在方向信息时，雷达传感器14为这些检测值提供表示所输出的检测值为最终值的信息(例如，时间信息)。这允许在执行以下的碰撞预测程序期间获取最终相对距离Ln、最终相对速度VRn和最终存在方向信息。
雷达传感器14基于毫米波的传输和接收之间所需的时间在每个预定检测循环中检测相对距离Ln和相对速度VRn。然而，由于毫米波的反射方向随主体目标而改变，因此存在这样的情况，即，反射波有时不能被接收在预定检测循环中因此暂时不能检测到主体目标(即，失去主体目标的线索)。在这样一种情况下，雷达传感器14向通信线路输出表示暂时失去主体目标线索的标记信息(在下文中，称之为“外推法标记信息”)。在雷达传感器14的每个检测循环中输出外推法标记信息。因此，在接收外推法标记信息的基础上，ECU10能够掌握这样一个事实，即，雷达传感器14暂时失去主体目标线索，但是所述主体目标存在于本车辆的前方。
乘员保护装置20是基于碰撞预测控制本车辆的行驶状态以便于避免碰撞的装置，用于在车辆碰撞时减小对于乘员的损伤的装置等。乘员保护装置20的示例包括减小并控制本车辆速度的装置、辅助驾驶员的制动器踏板下压的装置、防止碰撞时乘员向前移动的装置、在启用(安全)气囊时适当地调节振动吸收效率的装置、改变冲击能量吸收负荷的装置、使得操作踏板移动的装置、切断向除乘员保护装置20和车辆行驶状态控制装置以外的装置的电力供应的断路器电路。构成乘员保护装置20的这些装置在本车辆碰撞之前或之后立刻被操纵，并且与本发明没有直接关系。因此，将不再详细描述这些装置的操作，而仅是简要地描述。
减小和控制本车辆速度的装置是这样一种装置，即，如果所检测的主体目标相对于本车辆的相对距离或相对速度超出了一预定范围，则通过自动地操纵制动装置而减小本车辆的速度以确保适当的相对距离或适当的相对速度。
辅助驾驶员的制动器踏板下压的装置是这样一种装置，即，当驾驶员操纵制动器踏板以停止本车辆以避免碰撞时，辅助驾驶员所执行的制动器踏板的下压(更具体地说，增加制动流体压力或保持增加的制动流体压力)从而确保本车辆的制动装置的可靠操作。
在碰撞时防止乘员向前移动的装置的示例包括座椅安全带卷收装置。当本车辆与主体目标碰撞时座椅安全带卷收装置会防止乘员的惯性前移。具体地说，在检测出本车辆碰撞的基础上，座椅安全带卷收装置会收回座椅安全带，并且将座椅安全带锁定在卷收位置处以防止所述座椅安全带被拉出。为了实现这项功能，已配备有用于通过使用电动机或压缩气体而收回并锁定座椅安全带的装置。
在启用气囊时适当地调节振动吸收效率的装置的示例包括(转向)管柱移动装置，所述管柱移动装置基于乘员是否系有座椅安全带或基于乘员的体格(体重)使得转向管柱移动。所述管柱移动装置使得转向管柱移动以便于将转向盘与乘员之间的距离改变为气囊展开所需的距离，因此可进行有效的冲击吸收。为了实现这项功能，已配备有各种装置，包括改变转向管柱的角度的装置，使得座椅向前或向后移动的装置等。
改变冲击能量吸收负荷的装置的示例包括冲击能量吸收装置，所述冲击能量吸收装置通过转向管柱的变形而吸收能量来减小驾驶员在转向盘上的碰撞冲击。如果驾驶员在车辆碰撞时与转向管柱碰撞，则所述冲击能量吸收装置精确地减小由于包含在转向管柱的变形中的能量吸收导致的驾驶员与转向管柱的碰撞所产生的冲击能量。为了实现这项功能，已包含有多种装置，例如，配备有沿转向管柱外圆周表面的方向插入到转向管柱中的锥形销并且利用当已插入一定插入量的所述销在撕裂转向管柱的外圆周壁的同时相对移动时产生的变形阻力的冲击能量吸收装置。
改变冲击能量吸收负荷的装置的示例包括踏板移动装置，所述踏板移动装置在车辆碰撞之前或在碰撞时使得操作踏板沿前进方向相对于车辆移动。在检测出车辆碰撞的基础上，所述踏板移动装置使得操作踏板沿前进方向相对于车辆移动以便于避免操作踏板(例如，加速器踏板、制动器踏板等)与由于惯性而朝向踏板甩去的驾驶员的脚或腿之间的碰撞。为了实现这项功能，已配备有通过来自于电动机的驱动力使得操作踏板移动的踏板移动装置、在不同时限下使得加速器踏板和制动器踏板移动的踏板移动装置等。
切断向除乘员保护装置20和车辆行驶状态控制装置以外的装置的电力供应的断路器电路是用于通过切断向其它装置的电力供应而以更高的优先权向乘员保护装置20和车辆行驶状态控制装置(例如，ABS、车辆稳定控制装置等)供应电力的断路器电路。断路器电路切断向无需避免车辆碰撞和其它撞击的装置(例如，音频设备等)的电力供应。
下面将描述基于第一实施例构成的碰撞预测设备的操作。当点火开关(未示出)被接通时，ECU10开始在每个预定短时间下周期性地执行图2中所示的碰撞预测程序。碰撞预测程序的执行开始于步骤100。随后在步骤102中，重新设定在程序的前期执行期间所选择的具有高碰撞可能性的主体目标(在下文中，称之为“碰撞主体目标”)的选择。
通过如下所述的步骤116中的碰撞预测目标选择程序选择出碰撞主体目标。然而，在一些情况下，例如，通过碰撞预测目标选择程序的前期执行选择的碰撞主体目标随着时间的流逝(程序执行时间的流逝)由于移动而变得具有减小的碰撞可能性。而且，由于主体目标的不同相对速度导致碰撞主体目标可瞬间由另一个主体目标取代。因此，前期选定的碰撞主体目标被重新设定，并且再次执行碰撞预测目标选择程序。因此，可可靠并精确地选择碰撞主体目标。
在最初执行碰撞预测程序时，还未选择出碰撞主体目标。然而，未选择出碰撞主体目标的状态与通过步骤102的执行已重新设定碰撞主体目标的选择的状态相同。因此，重新设定的操作不会成为问题等。
在步骤102中重新设定选择之后，ECU10执行步骤104和随后步骤的处理。在步骤104中，ECU10检测存在于本车辆前方的多个主体目标，并且输入每个所检测的主体目标的相对距离Ln和相对速度VRn。也就是说，ECU10通过雷达传感器14获取输出到通信线路中的相对距离Ln和相对速度VRn。至于所述获取，ECU10基于具有相对距离和速度数据的时间信息获取最终相对距离Ln和最终相对速度VRn。这样，ECU10检测存在于本车辆前方的主体目标(更具体地说，检测主体目标的位置、其数量等)，并且输入所获取的相对距离Ln和所获取的相对速度VRn。
之后在步骤106中，ECU10在步骤104中输入的相对速度VRn之中选择具有正值的相对速度VRn。该操作仅在所检测的主体目标中选择出接近于本车辆的主体目标。也就是说，不是正值的相对速度VRn是指主体目标与本车辆之间的相对距离Ln未改变或已增加。在这样一种情况中，主体目标不具有与本车辆碰撞的可能性，因此不需要碰撞预测。
在步骤106中的选择程序之后，ECU10前进到步骤108，在步骤108中ECU10计算步骤106中所选择的每个主体目标的碰撞时间Tsn，其中期望所述时间在其与本车辆的碰撞之前消逝(在下文中，称之为“预测碰撞时间Tsn”)。具体地说，ECU10通过用主体目标与本车辆的相对距离Ln除主体目标的相对速度VRn而计算在步骤106中所选择的每个主体目标的预测碰撞时间Tsn(＝Ln/VRn)。
随后，在步骤110中，ECU10通过雷达传感器14获取输出到通信线路的外推法标记信息，并且执行其计算处理。将简要描述外推法标记计算处理。如果在雷达传感器14的检测循环中一旦由雷达传感器14检测出主体目标，则外推法标记信息被输出，但是在稍后的检测循环中暂时不能被检测出。在雷达传感器14不能检测出主体目标的这样一种情况下，其相对距离和相对速度的输出是不可能的，因此ECU10不能获取有关于主体目标的最终信息。
然而，如果在稍后的检测循环中不能由雷达传感器14检测出已由雷达传感器14一度检测到的主体目标，则存在主体目标存在于本车辆前方的高可能性。因此，ECU10通过雷达传感器14获取输出到通信线路的外推法标记信息，并且计算已输出外推法标记信息的次数，并且将信息的输出次数暂时储存在RAM(未示出)中。这样，ECU10掌握雷达传感器14未能检测到主体目标的次数。之后，暂时储存在RAM中的已输出外推法标记信息的次数用于以下所述的步骤116的碰撞预测目标选择程序中的碰撞主体目标的选择。
在步骤110的外推法标记计算处理之后，ECU10前进到步骤112，在步骤112中ECU10执行步骤106中所选的主体目标的横向位置的校正计算。下面将描述所述校正计算。对于校正计算，存在着各种计算。在该实施例的描述中，所述横向位置被定义为本车辆的中心轴线与每个主体目标的侧表面之间的偏移量Xn(1，2，…)(在以下描述中，偏移量Xn将被称作“相对横向位置Xn”)。下面将针对通过使用本车辆沿其行驶的曲线的半径R和本车辆与主体目标之间的相对距离Ln校正横向位置的情况描述横向位置的校正。
为了执行前述横向位置的校正，ECU10首先检测本车辆的中心轴线与每个主体目标的侧表面之间的相对横向位置Xn。具体地说，ECU10基于每个主体目标的相对距离Ln和表示所检测的主体目标存在的方向的存在方向信息来检测本车辆的中心轴线与每个主体目标的前述公认部分之间的相对横向位置Xn，其中所述距离和所述信息已通过通信线路获取。
接下来将描述相对横向位置Xn的校正量。如上所述检测的相对横向位置Xn是在当前执行程序时所出现的相对横向位置Xn。也就是说，所检测的相对横向位置Xn是基于本车辆相对于主体目标线性行驶的假定而提供的相对横向位置Xn。然而，如果本车辆沿具有半径R的曲线行驶以避免与主体目标的碰撞，则本车辆不会线性地接近主体目标。因此，在一些情况中，检测的相对横向位置Xn不同于实际相对横向位置Xn。因此，ECU10通过使用曲率半径R和与主体目标之间的距离Ln校正所检测的相对横向位置Xn。由ECU10推定(估计)出曲率半径R。也就是说，ECU10通过获取与从转向角传感器12和横摆率传感器13中输出到通信线路的转向角和横摆率相对应的信号而推定出曲率半径R。
接下来，ECU10基于步骤112中计算的校正量校正相对横向位置，并且计算出所推定的相对横向位置。在计算所推定的相对横向位置之后，ECU10前进到步骤116。
在步骤116中，ECU10执行碰撞预测目标选择程序。碰撞预测目标选择程序是选择具有与本车辆碰撞的高可能性的碰撞主体目标的程序。如图3中所示的，该程序始于步骤150。随后在步骤152中，ECU10判定所获取的每个检测值是否有效。ECU10和传感器11、12、13、14通过通信线路相互连接，因此互相通信。基于它们之间的通信是否可靠，判定ECU10所获取的检测值是否有效。也就是说，如果关于所获取的检测值的通信状态不良并且与传感器11、12、13、14之间的通信不可靠，则ECU10作出“否”的判定，并且前进到步骤160。
相反，如果关于所获取的检测值的通信状态良好并且与传感器11、12、13、14之间的通信良好，则ECU10作出“是”的判定，并且前进到步骤154。在步骤154中，ECU10判定在主程序中在步骤112中所检测的每个主体目标的相对横向位置Xn是否小于一预定距离ΔW。这样，ECU10判定在实际存在于本车辆前方的主体目标中是否存在位于预定距离ΔW的区域(即，本车辆在不与主体目标碰撞的情况下所需行驶的距离的区域)内的任何主体目标。这样，当本车辆行驶时，ECU10选择具有与本车辆碰撞的大可能性的主体目标。
预定距离ΔW是本车辆在不与主体目标碰撞的情况下所需行驶的区域(本车道)的预定宽度。例如，在本实施例中，预定距离ΔW被确定为本车道的1/2。在这种情况下，在ECU10中提供了储存相对速度VR与预定距离ΔW之间关系的预定距离图，其中当相对速度VR增加时预定距离ΔW增加。如果相对速度较大，本车辆与主体目标在短时间内相互接近，因此需要增加预定距离ΔW以避免碰撞。ECU10基于预定距离图确定与每个选择的主体目标的相对速度VRn相对应的预定距离ΔW。
在本实施例中，尽管如上所述的预定距离ΔW被确定为本车道的1/2，但是预定距离ΔW也可随着曲率半径R的量值(更具体地说，曲率半径R的绝对值|R|，在以下描述中也适用)而改变。这是由于校正量基于本车辆沿其行驶的曲线的半径的量值而改变。因此，如果曲率半径R较大，也就是说，如果校正量较小，那么如上所述的预定距离ΔW就被确定为本车道的1/2。相反，如果曲率半径R较小，也就是说，如果校正量较大，那么就通过乘以一随曲率半径R而改变的变量确定预定距离ΔW。这种设定方式也是可行的。
预定距离ΔW的确定不局限于上述基于一预定值(诸如本车道的1/2等)的确定。例如，也可通过从相对横向位置X、曲率半径R和相对速度VR中计算而确定预定距离ΔW。
在步骤154中，ECU10将如上所述确定的预定距离ΔW与每个主体目标的相对横向位置Xn进行比较。如果主体目标的相对横向位置Xn大于预定距离ΔW，也就是说，如果主体目标未存在于本车道中，则ECU10作出“否”的判定，并且前进到步骤160。相反，如果相对横向位置X小于预定距离ΔW，也就是说，如果主体目标存在于本车道中，则ECU10作出“是”的判定，并且前进到步骤156。
在步骤156中，ECU10判定在步骤112中计算的所推定的相对横向位置是否小于预定距离ΔW。由于该步骤，在步骤154中，从所选的主体目标中选择不管本车辆的碰撞避免行驶而存在于本车道中并具有与本车辆碰撞的高可能性的主体目标作为存在于本车道中的主体目标。也就是说，ECU10将所推定的相对横向位置与预定距离ΔW进行比较。如果ECU10判定主体目标的所推定的相对横向位置大于预定距离ΔW并且因此由于碰撞避免行驶而使得主体目标已移出本车道，则ECU10作出“否”的判定，并且前进到步骤160。相反，如果ECU10判定所推定的相对横向位置小于预定距离ΔW并且因此主体目标仍存在于本车道而不管碰撞避免行驶，则ECU10作出“是”的判定，并且前进到步骤158。
在步骤158中，ECU10判定暂时储存在RAM中的外推法标记信息已被输出的次数是否小于一预定数量。如果外推法标记信息已被输出的次数已达到或超过预定数量，则ECU10作出“否”的判定，并且前进到步骤160。也就是说，如果外推法标记信息已至少被输出预定次数，则判定主体目标不再存在于本车辆的前方。相反，如果外推法标记信息的输出次数小于预定数量，则ECU10作出“是”的判定，并且前进到步骤162以返回主程序。
如果ECU10在步骤152、154、156、158中的任意一个中作出“否”的判定，则ECU10前进到步骤160。在步骤160中，ECU10将主体目标的预测碰撞时间Tsn设定在一预定最大值。如上所述，如果作出关于主体目标的判定以使得ECU10前进到步骤160，则主体目标就不是碰撞主体目标。通过在步骤160将所述主体目标的预测碰撞时间Tsn设定在预定最大值，可将在每个步骤152、154、156、158中具有“是”的判定的主体目标选择为碰撞主体目标。在步骤160将所述主体目标的预测碰撞时间Tsn设定在预定最大值之后，ECU10前进到步骤162，并且返回到主程序。
下面将再参照图2的流程图进行描述。在执行碰撞预测目标选择程序之后，ECU10前进到步骤118。在步骤118中，ECU10基于通过执行步骤116的碰撞预测目标选择程序而选择的碰撞主体目标的预测碰撞时间Tsn来设定致动乘员保护装置20的状态标记。
更具体地说，ECU10装有用于基于预测碰撞时间Tsn来储存乘员保护装置20的致动的状态标记设定表。例如，表示减小和控制本车辆行驶速度的装置的致动的状态标记、表示控制本车辆行驶状态的装置的致动的状态标记、表示防止在碰撞时乘员前移的装置的致动的状态标记等被预先设定。也就是说，基于碰撞主体目标的预测碰撞时间Tsn，ECU10来选择要致动的乘员保护装置20，并且设定所选装置的状态标记。
在步骤118中的状态标记设定程序之后，ECU10前进到步骤120。在步骤120中，ECU10将用于碰撞预测而设定的预定时隙Tc与碰撞主体目标的预测碰撞时间Tsn进行比较，因此判定碰撞主体目标是否会与本车辆碰撞。这里应该注意的是，预定时隙Tc是基于用于避免碰撞所需的最小时间被设定的，并且预定时隙Tc具有各种数值。
更具体地说，如果预测碰撞时间Tsn与预定时隙Tc的比较显示出预测碰撞时间Tsn不包含在预定时隙Tc内，则碰撞主体目标与本车辆碰撞的可能性是低的。在这种情况下，ECU10作出“否”的判定，并且返回到步骤102。ECU10重复执行始于步骤102的程序，直到在步骤120中作出了“是”的确定。相反，如果预测碰撞时间Tsn被包含在预定时隙Tc内，则碰撞的可能性是高的。在这种情况下，ECU10在步骤120中作出“是”的判定，并且前进到步骤122。
在步骤122中，ECU10基于步骤118中的状态标记操纵乘员保护装置20。也就是说，ECU10操纵ABS或TRC以控制本车辆的行驶状态从而避免碰撞，或者通过控制制动器踏板下压辅助装置的操作、踏板移动装置的操作、断路器电路的操作等操纵乘员保护装置20从而减小碰撞时对于乘员的伤害。在步骤122的程序之后，ECU10前进到步骤124，并且终止碰撞预测程序的执行。
根据本实施例，如上所述，通过使用每个主体目标相对于本车辆的相对距离Ln和相对速度VRn可计算存在于本车辆前方的每一个主体目标的预测碰撞时间Tsn，这可预测出主体目标与本车辆的碰撞。而且，可基于用于检测主体目标的预定信息(即，外推法标记信息)选择碰撞主体目标。之后，碰撞预测设备能够预测出本车辆是否将与所选的碰撞主体目标碰撞。
在选择碰撞主体目标中碰撞预测设备也能够使用预测碰撞时间Tsn和外推法标记信息。这可可靠并精确地选择碰撞主体目标。例如，即使主体目标由另一个主体目标瞬时代替，碰撞预测设备也能够精确地选择碰撞主体目标。而且，由于碰撞主体目标能够基于预测碰撞时间Tsn判定本车辆是否会与碰撞主体目标碰撞，因此可简化用于判定的计算和操作。
而且，如果主体目标的相对横向位置Xn和推定的相对横向位置大于预定距离ΔW，则设备能够将主体目标的预测碰撞时间Tsn设定在最大值。也就是说，如果在存在于本车辆前方的主体目标之中，具有与本车辆碰撞的低可能性的每个主体目标都具有设定在最大值的预测碰撞时间Tsn，则可从选择中排除掉具有低碰撞可能性的主体目标，从而可提高选择的精确度。
这里应该注意的是，本发明中的主体目标选择装置(主体目标选择器部分)和相对量检测装置(相对量检测器部分)通过前述实施例中的雷达传感器14实现。本发明中的碰撞时间计算装置(碰撞时间计算器部分)通前过述实施例中的步骤108实现。本发明中的碰撞主体目标选择装置(碰撞主体目标选择器部分)通过前述实施例中的步骤114实现。本发明中的碰撞预测装置(碰撞预测器部分)通过前述实施例中的步骤120实现。本发明中的碰撞时间校正装置(碰撞时间校正器部分)通过前述实施例中的步骤112实现。
在前述实施例中，通过执行碰撞预测目标选择程序选择的主体目标被选择作为碰撞主体目标，从而执行碰撞预测。也就是说，在该实施例中，即使存在多个碰撞主体目标，也执行碰撞预测。另外，也可采用这样一种变型，其中计算存在于本车辆前方的主体目标的预测碰撞时间Tsn，并且选择在所计算的预测碰撞时间Tsn中具有最短预测碰撞时间Ts的一个主体目标作为碰撞主体目标，并且关于所选的碰撞主体目标执行碰撞预测。
下面将详细描述所述变型。与第一实施例相当的变型部分由附图中相当的附图标记表示，并且将不再详细描述。
在该变型中，执行图4中流程图所示的碰撞预测程序。通过省略步骤110-116并且增加步骤200而从图2中所示的碰撞预测程序中变型出该碰撞预测程序。
在步骤200中，ECU10选择在于步骤108中所计算的预测碰撞时间Tsn中具有最短预测碰撞时间Ts的主体目标作为碰撞主体目标。该选择程序中选择的主体目标是在所选的主体目标中具有与本车辆的最高碰撞可能性的主体目标。因此，通过选择具有最短预测碰撞时间Ts的主体目标，ECU10能够精确地选择具有高碰撞可能性的主体目标。在步骤200的选择程序之后，ECU10执行与第一实施例中相似的程序。也就是说，在步骤118中，设定状态标记。之后，在步骤120中。关于步骤200中所选的碰撞主体目标的碰撞可能性作出判定。
根据上述变型，可计算存在于本车辆前方的多个主体目标的预测碰撞时间Tsn，并且选择并确定在所计算的预测碰撞时间Tsn中具有最短预测碰撞时间Ts的一个主体目标。因此，在所计算的多个主体目标的预测碰撞时间Tsn中具有最短预测碰撞时间Ts的主体目标，即，具有最高碰撞可能性的一个主体目标可被选择作为碰撞主体目标。因此，可通过简单计算精确地选择碰撞主体目标。之后，关于所确定的碰撞主体目标，可预测出与本车辆的碰撞。因此，通过执行简化的碰撞预测程序，变型的碰撞预测设备能够精确地选择具有与本车辆碰撞的高可能性的主体目标，并且能够增加与本车辆碰撞的预测的精确度。
在另一个变型中，预先确定表示预定相对量与碰撞可能性之间关系的关系式，并且通过所述关系式计算出系数，并用计算的系数乘以一碰撞时间。因此，可进一步提高碰撞预测的精确度。
虽然已结合其示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不局限于这些示例性实施例或结构。相反，本发明趋向于覆盖各种变型和等效布置。另外，虽然以各种组合和结构示出示例性实施例的各种元件，但是它们仅是示例性的，包括更多、更少或仅一个元件的其它组合和结构也在本发明的精神和保护范围内。
权利要求
1.一种用于预测本车辆与碰撞目标是否会碰撞的碰撞预测设备，其特征在于包括用于检测存在于所述本车辆的路线上并且具有与所述本车辆碰撞的可能性的多个主体目标的主体目标检测装置；用于检测所述本车辆与由所述主体目标检测装置检测的所述主体目标中的每一个主体目标之间的相对量的相对量检测装置；用于通过使用由所述相对量检测装置检测的所述本车辆与所述主体目标中的每一个主体目标之间的所述相对量来预测和计算所述主体目标中的每一个主体目标与所述本车辆碰撞之前的碰撞时间的碰撞时间计算装置；用于至少基于由所述碰撞时间计算装置计算的所述主体目标中的每一个主体目标的碰撞时间来选择具有与所述本车辆碰撞的高可能性的碰撞主体目标的碰撞主体目标选择装置；以及用于通过使用所述碰撞主体目标的碰撞时间来预测由所述碰撞主体目标选择装置选择的所述碰撞主体目标与所述本车辆之间的碰撞的碰撞预测装置。
2.根据权利要求1所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择装置选择在由所述碰撞时间计算装置计算的所述主体目标的碰撞时间中具有最短碰撞时间的主体目标作为所述碰撞主体目标。
3.根据权利要求1或2所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择装置重新设定已经选择的所述碰撞主体目标的选择，并重新选择所述碰撞主体目标。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择装置基于所述碰撞时间和由所述主体目标检测装置为检测主体目标所使用的预定信息来选择所述碰撞主体目标。
5.根据权利要求4所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述预定信息是如果所述主体目标检测装置暂时未检测出所述主体目标而输出的外推法标记信息。
6.根据权利要求5所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择装置选择其中所述外推法标记信息的输出次数在一预定范围内的主体目标作为所述碰撞主体目标。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的碰撞预测设备，其特征在于，它还包括用于使用由所述相对量检测装置检测的所述相对量中的一预定相对量来校正由所述碰撞时间计算装置预测和计算的所述碰撞时间的碰撞时间校正装置。
8.根据权利要求7所述的碰撞预测设备，其特征在于，如果判定所使用的所述预定相对量大于一预定值，则所述碰撞时间校正装置通过将所述碰撞时间设定在一预定最大值而校正所述碰撞时间。
9.根据权利要求8所述的碰撞预测设备，其特征在于，由所述碰撞时间校正装置使用的所述预定相对量是所述主体目标离所述本车辆的中心线的偏移量，其中所述中心线沿与所述本车辆的行驶方向相一致的方向延伸。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的碰撞预测设备，其特征在于，由所述相对量检测装置检测的所述相对量包括选自每个主体目标相对于所述本车辆的相对距离、每个主体目标相对于所述本车辆的相对速度以及每个主体目标相对于所述本车辆的存在方向中的至少一个相对量。
11.一种碰撞预测设备，它包括检测存在于本车辆的路线上并且具有与所述本车辆碰撞的可能性的多个主体目标的主体目标检测器部分；检测所述本车辆与由所述主体目标检测器部分检测的所述主体目标中的每一个主体目标之间的相对量的相对量检测器部分；通过使用由所述相对量检测器部分检测的所述本车辆与所述主体目标中的每一个主体目标之间的所述相对量来预测和计算所述主体目标中的每一个主体目标与所述本车辆碰撞之前的碰撞时间的碰撞时间计算器部分；至少基于由所述碰撞时间计算器部分计算的所述主体目标中的每一个主体目标的碰撞时间来选择具有与所述本车辆碰撞的高可能性的碰撞主体目标的碰撞主体目标选择器部分；以及通过使用所述碰撞主体目标的碰撞时间来预测由所述碰撞主体目标选择器部分选择的所述碰撞主体目标与所述本车辆之间的碰撞的碰撞预测器部分。
12.根据权利要求11所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择器部分选择在由所述碰撞时间计算器部分计算的所述主体目标的碰撞时间中具有最短碰撞时间的主体目标作为所述碰撞主体目标。
13.根据权利要求11所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择器部分重新设定已经选择的所述碰撞主体目标的选择，并重新选择所述碰撞主体目标。
14.根据权利要求11所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择器部分基于所述碰撞时间和由所述主体目标检测器部分为检测主体目标所使用的预定信息来选择所述碰撞主体目标。
15.根据权利要求14所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述预定信息是如果所述主体目标检测器部分暂时未检测出所述主体目标而输出的外推法标记信息。
16.根据权利要求15所述的碰撞预测设备，其特征在于，所述碰撞主体目标选择器部分选择其中所述外推法标记信息的输出次数在一预定范围内的主体目标作为所述碰撞主体目标。
17.根据权利要求11所述的碰撞预测设备，其特征在于，它还包括使用由所述相对量检测器部分检测的所述相对量中的一预定相对量来校正由所述碰撞时间计算器部分预测和计算的所述碰撞时间的碰撞时间校正器部分。
18.根据权利要求17所述的碰撞预测设备，其特征在于，如果判定所使用的所述预定相对量大于一预定值，则所述碰撞时间校正器部分通过将所述碰撞时间设定在一预定最大值而校正所述碰撞时间。
19.根据权利要求18所述的碰撞预测设备，其特征在于，由所述碰撞时间校正器部分使用的所述预定相对量是所述主体目标离所述本车辆的中心线的偏移量，其中所述中心线沿与所述本车辆的行驶方向相一致的方向延伸。
20.根据权利要求1所述的碰撞预测设备，其特征在于，由所述相对量检测器部分检测的所述相对量包括选自每个主体目标相对于所述本车辆的相对距离、每个主体目标相对于所述本车辆的相对速度以及每个主体目标相对于所述本车辆的存在方向中的至少一个相对量。
21.一种碰撞预测方法，它包括步骤检测存在于本车辆的路线上并且具有与所述本车辆碰撞的可能性的多个主体目标；检测所述本车辆与所检测的主体目标中的每一个主体目标之间的相对量；通过使用所述本车辆与所述主体目标中的每一个主体目标之间的所检测的相对量来预测和计算所述主体目标中的每一个主体目标与所述本车辆碰撞之前的碰撞时间；至少基于所述主体目标中的每一个主体目标的所计算的碰撞时间来选择具有与所述本车辆碰撞的高可能性的碰撞主体目标；以及使用所述碰撞主体目标的碰撞时间来预测所选择的碰撞主体目标与所述本车辆之间的碰撞。
22.根据权利要求21所述的碰撞预测方法，其特征在于，选择在相对于所述主体目标计算的所述碰撞时间中具有最短碰撞时间的主体目标作为所述碰撞主体目标。
23.根据权利要求21所述的碰撞预测方法，其特征在于，重新设定已经选择的所述碰撞主体目标的选择，并重新选择所述碰撞主体目标。
24.根据权利要求21所述的碰撞预测方法，其特征在于，基于所述碰撞时间和用于检测主体目标的预定信息来选择所述碰撞主体目标。
25.根据权利要求24所述的碰撞预测方法，其特征在于，所述预定信息是如果暂时未检测出所述碰撞主体目标而输出的外推法标记信息。
26.根据权利要求25所述的碰撞预测方法，其特征在于，选择其中所述外推法标记信息的输出次数在一预定范围内的主体目标作为所述碰撞主体目标。
27.根据权利要求21所述的碰撞预测方法，其特征在于，它还包括步骤校正通过使用所检测的所述相对量中的一预定相对量而预测和计算的所述碰撞时间。
28.根据权利要求27所述的碰撞预测方法，其特征在于，如果判定所使用的所述预定相对量大于一预定值，则通过将所述碰撞时间设定在一预定最大值而校正所述碰撞时间。
29.根据权利要求28所述的碰撞预测方法，其特征在于，所述预定相对量是所述主体目标离所述本车辆的中心线的偏移量，其中所述中心线沿与所述本车辆的行驶方向相一致的方向延伸。
30.根据权利要求21所述的碰撞预测方法，其特征在于，所检测的所述相对量包括选自每个主体目标相对于所述本车辆的相对距离、每个主体目标相对于所述本车辆的相对速度以及每个主体目标相对于所述本车辆的存在方向中的至少一个相对量。
全文摘要
本发明涉及碰撞预测设备和碰撞预测方法。该碰撞预测设备通过使用相对距离和相对速度等来检测存在于本车辆的路线中的主体目标。所述设备还基于相对距离和相对速度来计算每个主体目标的预测碰撞时间。所述设备还检测每个主体目标的相对横向位置，并校正所述相对横向位置。之后所述设备执行碰撞预测目标选择程序，在该程序中将不满足一预定条件的每个主体目标的预测碰撞时间设定在一预定最大值。所述设备将满足该预定条件的主体目标选择作为碰撞主体目标，并预测所述碰撞主体目标是否会与本车辆碰撞。
文档编号B60W30/08GK1745316SQ200480003045
公开日2006年3月8日 申请日期2004年1月28日 优先权日2003年1月28日
发明者森泉清贵, 村桥泰彦 申请人:丰田自动车株式会社