CN101983153B - 用于驾驶员辅助的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于驾驶员辅助的方法和设备。在所述方法中,借助环境传感器检测车辆的周围环境。此外,检测驾驶员的转向行动。通过将由环境传感器检测到的交通事件与驾驶员的转向行动进行比较来检验驾驶员的转向行动的合理性。在驾驶员的转向行动被认定是不合理的情况下,对转向进行干预,以便实现车辆的稳定的行驶状态。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1或权利要求9的前序部分所述的用于驾驶员辅助的方法和设备。
背景技术
EP 1 236 638 B1公开了一种用于操作车辆转向的方法,其中,根据至少一个取决于车辆行驶状态的、可变化的参数改变转向传动比,其中,限制转向传动比发生变化的速度。在此,转向传动比发生变化的速度取决于方向盘角和/或转向动作。
发明内容
在此情况下,本发明利用如下知识:如今,能够客观地检测车辆周围环境的传感器***可供使用。由传感器***检测到的交通情况可以与驾驶员的转向行为相均衡。以此方式,可以检测并且在必要时可以校正受到惊吓的驾驶员的过度的转向行动。
在根据本发明构造的方法中有利地实现了更高的行驶安全性,因为驾驶员由于惊吓和/或惊慌而引起的过度的转向行动在很大程度上被减轻。特别有利地,确定转向角和转向角速度的界限值。随后,可以由超过这些界限值推断出驾驶员的不合理的转向行动。特别有利地,为转向角和转向角速度确定允许的值范围。在此,转向角和转向角速度的允许的值还有利地取决于车辆距障碍物的距离。为了根据本发明来实现对转向***的柔和干预,符合目的地改变转向***的转向传动比。高的转向角速度可以通过可能存在的转向提前量功能(Lenkvorhaltfunktion)引起转向角的进一步增大。当识别出驾驶员紧张过度(überfordert)时,减小转向提前量。
从以下描述、权利要求和附图得到本发明的其他优点。
附图说明
以下参照附图详细地说明本发明的示例性实施方式。
图1示出车辆的驾驶员辅助***的结构图;
图2在示图中作为转向角的函数示出转向角速度的变化曲线;
图3在示图中根据相对于障碍物的位置示出转向角;
图4根据相对于障碍物的位置示出转向角速度;
图5在示图中作为速度的函数示出转向传动比;
图6在示图中示出在包括转向提前量的情况下从驾驶员转向角到车轮转向角的信号流图;
图7在示图中作为时间的函数示出转向角或转向提前量;
图8示出一个交通区(Verkehrsraum)的俯视图;
图9示出一个交通区的俯视图;
图10示出一个交通区的俯视图。
具体实施方式
以下参照附图来描述本发明的实施方式。
本发明基于以下认识:可以通过检测车辆周围环境和交通事件以及与驾驶员的转向行动进行比较来确定驾驶员在面对当前交通情况时是否做出惊愕或惊慌的反应并且由此通过过度的转向行动危及到车辆的行驶稳定性。如果是这种情况,则可以主动地干预车辆的转向***,以便在很大程度上补偿不期望的驾驶员过度反应。作为识别驾驶员的转向行动的技术前提条件,符合目的地设有转向角传感器,所述转向角传感器提供驾驶员的设定转向角和转向角速度。转向角被用于确定车辆的额定偏转比率。对车辆的转向***进行干预的可能性是通过主动转向装置(Aktivlenkung)实现的,所述主动转向装置将一个附加的转向角加到由驾驶员设定的转向角上或者从驾驶员设定的转向角减去一个附加的转向角。
借助环境传感机构的情况识别和通过转向角传感机构的驾驶员转向行动识别的共同作用可以识别出一些极端情况,这些极端情况的特征在于受到交通事件(Verkehrsgeschehen)惊吓并且随后在方向盘上做出过度反应的驾驶员。快速地过度转动方向盘在顷刻间导致车辆的转向不足并且可能诱使驾驶员继续转动方向盘。车辆随后的、延迟的剧烈偏航反应将出人意料并且可能完全导致失去对车辆的控制。通过环境传感机构对合理性进行验证的、由主动转向装置做出的、适度的反向转向表现为转向传动比的匹配并且可以减小转向过度。车辆随后的偏航反应变得更小并且与此相应地对驾驶员的要求更小。在存在调节技术中通常由DT1环节实现的转向提前量的情况下,如此选择DT1环节的参数,使得转向角不进一步增大。有利地,根据本发明提出的转向***可被驾驶员的审慎行动否决,也就是说,所述转向***不强制地将车辆引导到计算出的轨迹上,而是仅仅使转向***的特性以及因此车辆的反应与需要的避让操纵相匹配。与此相应地,驾驶员能够例如通过继续转动方向盘来迫使车辆达到更高的偏转比率。
图1示出根据本发明构造的驾驶员辅助***1的结构图。***1包括多个以下描述的功能模块。功能模块1.1代表驾驶员的转向行动,所述转向行动体现为转向角和转向角速度。功能模块1.2代表传感器***,所述传感器***可以包括多个传感器1.2a、1.2b、1.2c、1.2d。所述传感器包括用于检测车辆周围环境的传感器,如尤其是视频传感器、雷达传感器、超声波传感器和激光雷达传感器。此外,可以设置用于检测环境条件、如尤其是温度和湿度的传感器。优选地,这些传感器与实现传感器数据融合的另一功能模块1.2e连接。功能模块1.3代表车辆的转向。功能模块1.4设置为用于将转向***与车辆的车载***的其他组件连接的接口。其他功能模块实现了功能模块1.1和1.2与功能模块1.3的连接。功能模块1.2e的输出端与功能模块1.9连接,所述功能模块1.9基于经融合的传感器数据尽可能准确地检测车辆周围环境和可能存在的障碍物。与功能模块1.9连接的功能模块1.8实现了:如果检测到危及自身车辆的障碍物,则通过分析由功能模块1.9提供的数据来计算可能的避让操纵例如,可以求得避开识别到的障碍物并且因此使车辆能够无危险地继续行驶的轨迹。在与功能模块1.8连接的功能模块1.7中求得驶入被认定为无危险的轨迹所需的转向角和转向角速度。这些数据被传输给功能模块1.6,所述功能模块1.6实现对转向传动比和转向提前量的修改。功能模块1.6与转向1.3连接,从而可以相应地影响所述转向1.3。功能模块1.6的另一输入端与另一功能模块1.5连接,所述功能模块1.5分析驾驶员的转向行动(功能模块1.1)并且由所述转向行动推导出:驾驶员是否因交通事件而紧张过度。在确定驾驶员紧张过度的情况下,通过功能模块1.6影响车辆的转向1.3,以便降低风险。
根据本发明,可以通过将传感器***(功能模块1.2)的描述车辆周围环境和交通事件的数据与驾驶员的转向行动进行比较来确定驾驶员是否因交通事件而紧张过度。为此,符合目的地确定驾驶员的合理的转向反应的界限。由图2中所示的示图得到所述界限的示例性变化曲线,所述示图作为转向角LW的函数示出转向角速度vLW。所述示图中的连续曲线2表示所述界限。在避让情况的一个确定的时刻t1,通过驾驶员的转向行动得到一个由转向角LW1和转向角速度vLW1构成的组合,所述组合可以推断出驾驶员紧张过度。通过图2中的箭头P2表明超过界限。借助由环境传感器获得的数据验证由曲线2表示的界限的曲线变化的合理性。
特别有利地,为驾驶员的合理的转向行动确定转向角LW和转向角速度vLW的允许的值范围,这些值范围符合目的地取决于车辆相对于识别到的障碍物的位置。以下根据图3和图4中所示的示图对此进行说明。图3中所示的示图作为距障碍物的距离s的函数示出转向角LW。在此用S障碍物表示驾驶员通过转向行动对其做出反应的、识别到的障碍物的位置。通过值LWmin和LWmax限定转向角LW在合理的驾驶员反应的范围内允许的值范围30。只要驾驶员的转向行动限定在转向角LW的所述值范围上,则驾驶员的转向行动被认为是仍然合理的并且根据本发明的解决方案不对转向***进行干预。从示图中还可以看到,仍然被允许为合理的转向角取决于车辆与障碍物之间的距离。如果车辆与障碍物之间的距离s仍然相对较大,则仅仅相对较小的转向角仍然被视为合理的。随着越来越接近障碍物,较大的转向角也被允许为合理的。箭头P3表明超过界限值LWmax,这导致根据本发明的对转向***的干预。
图4中所示的示图作为距障碍物的距离s的函数示出转向角速度vLW。在此用S障碍物表示驾驶员通过转向行动对其做出反应的、识别到的障碍物的位置。在此通过值vLWmin和vLWmax来限定转向角速度vLW在合理的驾驶员反应的范围内允许的值范围40。只要驾驶员的转向行动限定在转向角速度vLW的所述值范围上,则驾驶员的转向行动被认为仍然是合理的并且根据本发明的解决方案不对转向***进行干预。从示图中还可以看到,仍然被允许为合理的转向角取决于车辆与障碍物之间的距离。如果车辆与障碍物之间的距离s仍然相对较大,则仅仅转向角速度的相对较小的值仍然被视为合理的。随着越来越接近障碍物,转向角速度的较大的值也被允许为合理的。箭头P4表明超过界限值vLWmax,这会触发根据本发明的对转向***的干预。
为了能够对转向***进行有效干预,符合目的地修改转向传动比。参照图5中所示的示图对此进行说明,所述示图作为速度的函数示出转向传动比取代原始的转向传动比而使用经修改的转向传动比
参照图6中所示的示图60来说明从驾驶员的转向角61到车轮转向角66的信号流。如以上已参照图5进行描述的那样,可变的转向传动比62可以用于根据本发明的对车辆的转向***的干预。在存在通常可以由DT1环节实现的转向提前量63时,如此选择DT1环节的参数,使得在根据本发明的干预的情形中转向角可以不进一步增大。通过求和环节64和机械的转向传动比装置65来调节相应的车轮转向角66。
图7在示图中作为时间t的函数示出转向角LW或转向提前量LW提前。转向提前量是额外设定的转向角,其取决于转向角速度。转向提前量的目的在于,根据转向行动来调整(adaptieren)转向特性。假定转向角LW在时刻t=t1时跳变到值LW1。由此输入函数得到转向提前量LW提前作为输出函数。
以下参照图8、图9和图10来示例性地描述一些交通情况和根据本发明的解决方案的使用。
图8首先示出具有包括三个车道80.1、80.2、80.3的单行线的交通区80的俯视图,所述单行线在左边由护栏81限定。在此,例如可以涉及高速公路或者快车道的单行线。在右边的车道80.1上,车辆83朝所示箭头P80的方向运动。在一个确定的时刻,车辆83占据位置POS1。在一个稍后的时刻,车辆83占据位置POS2。本车(Egofahrzeug)82以高的速度v在中间车道80.2上运动并且快速接近由车辆84、85表示的位置处的堵车。为了避免撞车事故,基本上有两个避让通道供本车82的驾驶员使用,这两个避让通道由避让轨迹AT1和AT2表示。在此,避让轨迹AT1的范围由车辆82的行驶物理学、堵塞车辆84、85和护栏81限定。避让轨迹AT2的范围由车辆82的行驶物理学、行驶的车辆83和堵塞车辆84、85限定。由传感器***1.2检测车辆周围环境,所述传感器***1.2在分析之后求得这两个可能的避让轨迹AT1、AT2。现在假定,车辆82的驾驶员过晚地识别到堵车(车辆84)并且惊慌地用力转动方向盘,以便防止撞上车辆84并且在行驶的车辆83之前抵达空的车道80.1。当驾驶员做出惊慌的反应时存在驾驶员急剧地扭转方向盘并且远远超过所需地转动方向盘的风险。当驾驶员由于滑的(glatt oder rutschig)车道路面而暂时未识别到转向效果并且因此继续增大转向角时,所述风险是特别大的。一旦接近不滑的车道路段,这会导致车辆的致命的转向过度,所述车辆随后可能不受控制地滑向右边。根据本发明,现在借助由传感器检测到的交通情况和可供使用的避让轨迹AT1、AT2来检验驾驶员的转向反应的合理性。可能的转向角和转向角速度的集合属于避让轨迹。在紧急情形中,根据本发明对车辆82的转向***进行干预,以便如此限制转向角和转向角速度,使得可以安全地在避让轨迹AT2上行驶。类似的考虑适用于驾驶员决定通过向左的避让运动来避免堵车的变型方案。
参照图9来说明另一应用情形。图9示出交通区90的俯视图。每个行驶方向分别具有一个车道90.1、90.2的弯曲的乡下公路穿过具有树丛91和92的树木丛生的地带。用附图标记93表示来自右边并且想要在接近的车辆82之前横穿车道的大型野生动物。借助环境传感器检测交通情况并且确定风险较小的避让轨迹AT3。如此补偿驾驶员的惊慌过度的转向反应,使得车辆沿着风险较小的轨迹AT3运动。
图10也示出已经在图9中示出的交通区90的俯视图。与在图9中所示的交通情况不同,图10还示出在迎面车流中接近的车辆86。在此交通情况下,无风险的避让轨迹是不可能的。因此,在驾驶员做出惊慌的转向反应时,不对转向***进行干预。必要时可以向驾驶员发出相应的警告:没有避让轨迹可供使用。
Claims (11)
1.用于驾驶员辅助的方法,其特征在于,
检测车辆的周围环境(1.2);
确定用于转向角(LW)和转向角速度(vLW)的界限值(LWmax,LWmin,vLWmax,vLWmin);
检测驾驶员的转向行动(1.1);
通过将从所述周围环境检测到的交通事件与所述驾驶员的转向行动进行比较来检验所述驾驶员的转向行动的合理性,其中,由超过所述界限值中的至少一个推断出所述驾驶员的不合理的转向行动;以及
在所述驾驶员的转向行动被认定是不合理的情况下,对转向(1.3)进行干预,以便如此限制所述转向角和所述转向角速度,从而实现所述车辆的稳定的行驶状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在考虑转向角(LW)和转向角速度(vLW)的情况下确定用于所述驾驶员的合理的转向反应的一界限变化曲线,以及当由于所述驾驶员的转向行动而即将超过所述界限变化曲线时对转向***(1)进行干预。
3.根据以上权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,确定所述转向角(LW)的一由界限值(LWmax,LWmin)限定的值范围(30),以及如果由所述驾驶员施加的转向角(LW)位于所述值范围(30)内,则认可所述驾驶员的合理的转向行动。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,确定所述转向角速度(vLW)的一由界限值(vLWmax,vLWmin)限定的值范围(40),以及如果由所述驾驶员施加的转向角速度(vLW)位于所述值范围(40)内,则认可所述驾驶员的合理的转向行动。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,为了对所述车辆的转向(1.3)进行干预,改变转向传动比。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述驾驶员的转向行动被认定是不合理的情况下,增大转向传动比。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,改变转向提前量(LW提前)。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述驾驶员的转向行动被认定是不合理的情况下,减小转向提前量(LW提前)。
9.用于驾驶员辅助的设备,其特征在于
一用于检测车辆周围环境的模块(1.2);
一用于确定用于转向角(LW)和转向角速度(vLW)的界限值(LWmax,LWmin,vLWmax,vLWmin)的装置;
一用于检测驾驶员的转向行动的装置(1.1);
一用于所述驾驶员的转向行动的合理性检验的装置(1.5),其中,由超过所述界限值中的至少一个推断出所述驾驶员的不合理的转向行动;和
一用于在所述驾驶员的转向行动被认定是不合理的情况下对所述车辆的转向(1.3)进行干预的装置,其中,如此限制所述转向角和所述转向角速度,从而实现所述车辆的稳定的行驶状态。
10.根据权利要求9所述的设备,其特征在于一用于改变转向传动比的装置(1.6)。
11.根据权利要求9或10所述的设备,其特征在于一用于改变转向提前量(LW提前)的装置。
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EP2262674B1 (de) | 2013-06-19 |
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