用于控制车辆速度的装置和方法
【专利说明】用于控制车辆速度的装置和方法
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2013年11月29日提交的韩国专利申请号10_2013_0147195的优先权，其全文通过引用而结合于本文以为说明的目的。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于控制车辆速度的装置和方法。
【背景技术】
[0004]总的来说，车辆通过向前或者向后移动或者向左或者向右转弯而行驶，并且车辆的行驶速度是通过加速踏板和制动踏板的正确操作而进行控制。
[0005]当以高于限速的速度行驶的车辆以大于预定角度的角度向左或者向右转弯时，将会出现车辆在与车辆转弯方向相反的方向上倾斜的翻滚现象。尤其是，当车辆转弯时，离心力施加到车身上，因此，绝对必要使车辆减速。如果驾驶员忽视该问题并且在弯曲道路上驾驶车辆，则车辆会处于翻滚的危险。
[0006]对于常规车辆，驾驶员通过根据路面条件操纵加速踏板和制动踏板来确定车辆速度。因此，在驾驶员由于其不良驾驶或者超速而未正确应对弯曲道路上自然环境变化的情况下，例如雪或者雨，如果车辆经过道路上的急弯而未减速，则车辆极可能冲出道路或者翻滚。
【发明内容】
[0007]本申请已在解决与现有技术有关的上述问题方面做出努力。本发明的一方面是提供一种用于控制车辆速度的装置和方法，其可在车辆被驱动时预先检测前方转角并且控制车辆速度，从而保持车辆稳定性。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种用于控制车辆速度的装置。该装置包括:数字地图(digital map),其确定车辆的当前位置和前方路径的曲率；安全速度确定单元,其基于前方路径的曲率来确定车辆的安全速度；车辆速度传感器，其测量车辆的行驶速度；和控制器，其控制车辆速度以使在车辆的行驶速度高于安全速度时车辆减速。
[0009]该装置进一步包括获取车辆外部天气情况的天气信息获取单元，并且安全速度确定单元基于该天气条件来确定车辆的安全速度。
[0010]数字地图可基于车辆的当前位置和前方路径上至少两个点的位置来确定前方路径的曲率。
[0011]该安全速度确定单元基于前方路径的曲率来计算容许的横向加速度，并且基于该容许的横向加速度来计算安全速度。
[0012]该装置进一步包括获取车辆外部天气情况的天气信息获取单元，并且在该天气信息获取单元判断下雪、下雨或者有雾或者前方路径结冰时，安全速度确定单元使安全速度降低一预定值或者比率。此外，在天气信息获取单元判断下雪、下雨或者有雾或者前方路径结冰时，安全速度确定单元可通过使容许的横向加速度降低一预定值或者比率来计算安全速度。
[0013]天气信息获取单元包括用于根据天气情况感测驾驶员操作的驾驶员操作传感器或者用于感测车辆外部状态的检测传感器。驾驶员操作传感器可以包括用于感测风挡雨刷(wind shield wiper)操作的传感器和用于感测雾灯操作的传感器中的至少一个。检测传感器包括雨传感器、雾传感器或者温度传感器中的至少一个。
[0014]天气信息获取单元可以包括从外部接收天气信息或者道路信息的通信单元。
[0015]控制器可通过控制发动机或者制动器来控制车辆速度。
[0016]控制器可根据车辆行驶速度和安全速度之间的差值以及车辆当前位置和设置安全速度的区域之间的距离来控制车辆速度。
[0017]控制器可根据车辆平均行驶速度和安全速度之间的差值来控制车辆速度。
[0018]该装置进一步包括将车辆保持在驾驶员设定的巡航速度(cruise speed)上的巡航控制器，并且该控制器可根据安全速度的下限值和巡航速度来控制车辆速度。
[0019]该装置进一步包括警报单元，其在车辆行驶速度高于安全速度时向驾驶员产生警告信号。
[0020]根据本发明的另一方面，提供一种用于控制车辆速度的方法。该方法包括:确定车辆的当前位置和前方路径的曲率；基于前方路径的曲率来确定车辆的安全速度；测量车辆的行驶速度；和控制车辆速度以使车辆在车辆的行驶速度高于安全速度时减速。
[0021]如上所述，本发明提供一种用于控制车辆速度的装置和方法，其可在车辆被驱动时预先检测前方转角并且控制车辆速度，从而保持车辆稳定性。
【附图说明】
[0022]图1是说明根据本发明实施方案的车辆速度控制装置的结构的方框图；
[0023]图2是用于解释车辆的速度和横向加速度的视图；
[0024]图3A和3B说明确定车辆路径的曲率的方法的实例；
[0025]图4说明确定车辆路径的曲率的方法的另一个实例；
[0026]图5说明确定车辆路径的曲率的方法的再另一个实例；和
[0027]图6是说明根据本发明实施方案的控制车辆速度的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]在下文中，将参考附图详细描述本发明的一些实施方案。在接下来的描述中，尽管图示于不同附图中，同一元件将以同一参考数字进行标识。进一步地，在本发明的以下描述中，当已知功能的详细说明和在此包括的结构使得本发明的主题不是十分清楚时将会省略这些详细说明和结构。
[0029]另外，例如第一、第二、A、B、(a)、(b)等等的术语可在描述本发明的部件时使用。这些术语仅仅用于区分一个结构部件和另一个结构部件，相应结构部件的性质、顺序、序列等等不受术语限制。应当注意到的是，如果在说明书中描述的是一个部件"连接"、"联接〃或者〃结合〃到另一个部件上，第三部件可〃连接〃、〃联接〃或者〃结合〃在第一和第二部件之间，尽管第一部件可以直接连接、联接或者结合到第二部件上。
[0030]图1是说明根据本发明实施方案的车辆速度控制装置的结构的方框图。
[0031]参考图1，车辆速度控制装置100包括位置检测单元102，数字地图104，驾驶员操作传感器106，外部传感器108，通信单元110，安全速度确定单元112，车辆速度传感器114，控制器116，发动机118，制动器120，巡航控制器122和警报单元124。
[0032]位置检测单元102可检测车辆的当前位置，以及例如可以使用来自卫星的信号，诸如全球定位系统(GPS)。
[0033]数字地图104基于位置检测单元102检测到的车辆当前位置获取车辆沿其行驶的前方路径的曲率(曲率半径)。为了确定安全速度，安全速度确定单元112使用数字地图104获取的前方路径的曲率。
[0034]图2是用于解释前方路径的曲率以及车辆的速度和横向加速度的视图。
[0035]参考图2，车辆在具有1/R曲率(或者曲率半径R)的弯曲道路上以速度(V)行驶时，车辆可通过离心力以横向加速度(a)进行加速。横向加速度是由公式a = V2/R给出的，并且随着车辆的速度增加，横向加速度与速度(V)的平方成比例地增大。当由于增加的横向加速度离心力大于车辆的负载表面和车轮之间的阻力时，车辆可通过离心力滑到弯曲道路的外侧。而且，当车辆由于横向加速度发生倾斜时，车辆可能翻滚。
[0036]因此，为了降低弯曲道路上车辆的横向加速度(a)，车辆速度(V)必须降低，并且降低的车辆速度由弯曲路径的曲率1/R确定。
[0037]因此，通过数字地图104确定的前方路径的曲率可用于确定安全速度。
[0038]图3A和3B说明通过数字地图1