CN102001359A - 用于车辆的行驶方向稳定*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的行驶方向稳定***。在用于影响车辆(1)的行驶方向的方法中，为了降低在驾驶员由于其例如感到吃惊而反应错误的行驶状态下的事故危险，提出监控与发生事件相关的行驶运行，由于该事件与在转向盘上预先给出的行驶方向有偏差地改变了车辆(1)行驶方向(3)，并且在确定这种事件时自动地干预行驶运行，借助于该干预将车辆(1)大致运动回在发生事件之前就有的原有的行驶方向。

Description

用于车辆的行驶方向稳定***
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于影响车辆的行驶方向的方法以及一种按权利要求10前序部分所述的相应的装置。
背景技术
今天在大多数车辆中装入行驶动力学调节器例如ESP，该行驶动力学调节器在危险的行驶状况下支持驾驶员并且自动地使车辆稳定。已知的行驶动力学调节器通常进行偏转率调节，其中在考虑转向盘位置、车辆速度和其它参量的情况下计算车辆偏转率的额定值。在所测量的实际偏转率与额定偏转率由于车辆例如过度转向或者转向不足而偏差过大的行驶状况下，施加再使车辆稳定的自动的制动干预或者转向干预。在此，车辆在半径基本上由驾驶员通过转向盘位置预先给出的运动轨道上行驶。
现在会出现这样的行驶状况，其中由驾驶员选择的转向盘位置是不利的。这种情况例如是，车辆由于事件例如碰撞而获得偏转力矩，由于该偏转力矩改变了车辆的行驶方向。如果驾驶员在这种情况下-因为他例如感到吃惊或者由于惊吓状态-没有反向转向，那么行驶动力学调节器进行干预并且使车辆稳定。然而，车辆稳定时的行驶方向没有相应于车辆在发生事件之前的原有的行驶方向。如果车辆例如以确定的方向行驶在笔直的车道上并且由于错开的尾部碰撞而置于围绕竖轴的旋转之中，那么行驶动力学调节器进行干预并且将车辆的偏转运动进行减速。一旦车辆稳定，那么车辆根据驾驶员选择的转向盘位置继续运动。如果驾驶员在尾部碰撞之后没有改变转向盘位置，那么车辆在相对于原有的运动方向旋转了特定角度的路线上继续运动。在进一步的过程中，车辆脱离了车道，由此提高了后续事故的危险。
发明内容
因此，本发明的任务是识别这种行驶状况并且引入措施，用所述措施能够改善行驶安全性。
该任务根据本发明通过按权利要求1所述的方法以及按权利要求10所述的装置得到解决。本发明的其它设计方案是从属权利要求的主题。
本发明的重要的方面在于，监控车辆在发生事件例如碰撞方面的行驶状态，由于事件(不情愿地)与预先在转向盘上给出的行驶方向有偏差地改变车辆行驶方向。在确定这种事件时自动地进行干预，借助于该干预以车辆前面由于事件相对于车道旋转的相对的偏转角度转回所述车辆。在确定相对的偏转角度时优选不考虑驾驶员在发生事件之后在转向盘上预先给定的转向盘角度。用所述方法能够如此定向车辆，使得在碰撞之后的车辆运动方向基本上相应于车道的方向。
在发生事件之前以确定的方向在直线上运动的并且由于碰撞而偏转的车辆通过按本发明的辅助***再返回到沿相同方向的直线上。在这种情况下，所述相对的偏转角度是车辆由于事件而围绕竖轴旋转的角度。
如果车辆在发生事件之前在具有确定的弯曲半径的弯曲的运动轨道上运动，那么在碰撞之后如此定向该车辆，使得车道方向和车辆纵向之间的角度大致等于碰撞之前的大小。也就是说，以车辆的行驶方向相对于车道方向改变的相对的偏转角度来转回该车辆。
一旦达到新的行驶方向，就优选解除辅助功能并且激活常规的行驶动力学调节，使得车辆再跟随驾驶员转向设定值。
因为在一定程度上由按本发明的辅助***绕过驾驶员，所以最大的意义是可靠地确定这种事件。因此，根据本发明的优选实施方式提出，在车辆原有的行驶方向改变、然而由驾驶员预先给定的转向盘角度不足以与车辆行为相对应时，识别出这种事件。也就是进行可信度测试，其中将车辆的偏转行为与驾驶员的转向行为相关联。此外，优选监控其它的物理参量，所述参量伴随着这样的事件。例如能够借助于加速传感器来确定碰撞。此外检测，气囊是否释放、是否出现轮胎缺陷以及/或者存在其它的提示这种事件的信号。
优选借助于车辆的制动***和/或转向***和/或主动的差速器来进行自动的干预。按本发明的调节干预能够在控制或者调节的范围内进行。
为了确定车辆要转回的相对的偏转角度，优选在发生事件之后将车辆偏转角度的时间变化进行积分。此外，优选还关于时间对车辆速度进行积分，并且由此在考虑车道曲率的情况下确定车道的方向变化。
在假定车道的曲率κ对于不太长的路程来说大致恒定的情况下，如此获得车道的角度变化
Figure BSA00000245433500031
Figure BSA00000245433500032
车辆由于事件的角度变化由所测量的偏转率
Figure BSA00000245433500033
的积分得到：
Figure BSA00000245433500034
然后，例如用车轮制动器调节的偏转力矩MZ在最简单的情况下在使用P调节器时获得：
Figure BSA00000245433500035
在此，角度差(
Figure BSA00000245433500036
是车辆相对于车道旋转的相对的偏转角度。除了P调节器，当然也可以考虑其它的调节器结构。例如可以在调节器中设置额外的D部分，从而避免偏转角度的超调。优选通过下级的调节器来调节由算法求得的偏转力矩MZ，所述调节器例如调节作用在制动器上的制动力矩。然而，如已经提到的，也可以触发其它的调节元件，例如转向调节器或者主动的差速器，从而使车辆旋转。
按本发明的包括信号分析和调节的辅助功能优选作为在控制设备上运行的软件来实现。
附图说明
附图示出：
图1是车辆在发生外部事件之后用常规的行驶动力学调节进行的运动；
图2是车辆在发生外部事件之后用按本发明的行驶方向调节进行的运动；
图3是按本发明的具有集成的行驶方向调节器的行驶动力学调节***的示意性的功能结构；以及
图4是具有按本发明的行驶方向调节的车辆在碰撞之后的运动，该车辆在弯曲的车道上运动。
具体实施方式
在图1中示出了具有路肩12的车道10，在该车道上车辆1从左向右运动。在此，附图表明了车辆在碰撞之后的运动行为，该车辆装配有常规的行驶动力学调节器。在状态A中，车辆1以速度v在基本上笔直的运动轨道3上运动。紧接着，在状态B中，车辆1由于与另一车辆4错开的尾部碰撞而偏转并且被置于旋转之中。一旦行驶动力学调节器识别出实际偏转率与额定偏转率的偏差太大，那么通过车轮制动器施加围绕着车辆竖轴的偏转力矩，该偏转力矩反作用于车辆的偏转运动并且将车辆稳定。假如驾驶员由于其例如受到惊吓或者反应错误而将转向盘保持在原有的位置中，那么车辆1由行驶动力学调节器调节到笔直的运动轨道上。在这种情况下，车辆1沿着新的方向笔直地继续行驶并且如在状态C-E中所示脱离车道。
相对而言，图2示出了车辆在相同事故情况下的运动行为，其中车辆1装配有按本发明的具有额外的行驶方向稳定功能的行驶动力学调节器。在这种情况下，在状态B中又进行了错开的尾部碰撞，通过该尾部碰撞将车辆1偏转。行驶动力学调节器如前面一样识别偏转率偏差，并且例如通过下级的制动调节器调节车轮制动器上的制动力矩，该制动力矩反作用于车辆1的偏转运动。然而，与常规的调节器不同的是，如此确定由调节器施加的偏转力矩MZ的大小，使得车辆以前面由于事件所述车辆相对于车道旋转了的相对的偏转角度转回。在此，基本上忽视由驾驶员预先在转向盘上给出的转向角，因为偏转率偏差能够通过气囊控制设备的额外的信息归因于碰撞。
如从附图中识别出的一样，所述车辆1在状态C-E中行驶在平行于原有的运动轨道并且由此沿着同一方向延伸的运动轨道上。
图3示出了按本发明的行驶动力学调节***的简化的方框图。该行驶动力学调节***包括一个或者多个传感器15a、15b用于监控在如前面所描述的事件方面的行驶状态。所述传感器15a、15b例如可以包括横向加速度传感器、车轮转速传感器、偏转率传感器、摄像机或者任意其它的适合于识别这种事件的传感器。额外地分析其它车辆***例如气囊***16的信号，从所述信号中获得对这种事件的提示。此外，整个***还包括需要用于实施常规的行驶动力学调节的传感器(没有示出)。
用于识别情况的算法18分析传感器信号并且优选进行可信度测试，其中将车辆1的偏转行为与驾驶员的转向行为相关联。在没有其它提示碰撞的因素的情况下偏转率偏差太高时，仅仅存在车辆转向过量或者转向不足的行驶状况，因为驾驶员例如沿弯道行驶得太快。在这种情况下产生信号19，并且行驶动力学调节器21以常规的方式干预行驶运行，从而将车辆1稳定。在此，借助于下级的制动力矩调节器23和车轮制动器24实现由行驶动力学调节器21计算的偏转力矩MZ。
如果额外地存在例如表示气囊释放的信号，那么状况识别18就识别出与本发明相关的事件。在这种情况下，进行修正的行驶动力学调节，其中计算偏转力矩MZ，该偏转力矩将车辆稳定并且此外以车辆由于碰撞而相对于车道旋转的相对的偏转角度返回运动。在此，修正的算法用附图标记22表示。再借助于下级的制动力矩调节器23和车轮制动器24实现由行驶动力学调节器22计算的偏转力矩MZ。根据所述***的设计，可以替代制动器或者额外地也触发转向调节器25，从而将车辆转回到原有的行驶方向上。
图4示出了车辆1在尾部碰撞之后的运动行为，该车辆行驶在弯曲的车道10上。在状态A中，该车辆1还以速度v沿着车道10的方向运动。在状态B中，由行驶在后面的车辆4造成错开的尾部碰撞，该尾部碰撞将车辆1偏转并且置于旋转之中。在这种情况下，行驶动力学调节器结合偏转率偏差识别出碰撞，并且调节车轮制动器上的制动力矩，该制动力矩反作用于车辆1的偏转运动。
再如此度量由调节器施加的偏转力矩MZ的大小，使得车辆1以车辆由于事件相对于车道方向旋转的相对的偏转角度转回。车辆相对于其原有的行驶方向旋转的角度用
Figure BSA00000245433500051
表示。车道的方向自从碰撞开始改变的角度用表示。在这种情况下，相对的偏转角度定义为
Figure BSA00000245433500053
Figure BSA00000245433500054
进行所述调节直到相对的偏转角度
Figure BSA00000245433500055
等于零。

Claims (10)

1.用于影响车辆(1)的行驶方向的方法，该车辆以确定的行驶方向(3)在车道(10)上运动，其特征在于，
-监控与事件(2)相关的行驶运行，由于该事件与在转向盘上预先给出的行驶方向有偏差地改变了车辆(1)行驶方向，
-确定相对的偏转角度，车辆由于所述事件而相对于所述车道(10)旋转了所述相对的偏转角度，并且
-自动地干预行驶运行，借助于该干预基本上以所述相对的偏转角度将车辆(1)转回。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为了识别这样的事件而进行可信度测试，其中将所述车辆(1)的偏转行为与驾驶员的转向行为相关联。
3.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于用于识别碰撞的传感机构、通过对气囊传感器、用于识别轮胎缺陷的传感器的分析和/或借助于其它合适的传感器来识别这样的事件。
4.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，求得所述车辆(1)由于所述事件从其原有方向中旋转出来的偏转角度。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，在发生所述事件之后将车辆的偏转角度的时间变化进行积分，从而求得偏转角度变化。
6.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在发生所述事件之后对所述车辆(1)的速度进行积分，并且在考虑车道曲率的情况下求得车道方向自发生所述事件起改变的角度。
7.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在发生所述事件之前以确定的方向在直线上运动的车辆(1)在发生所述事件之后又回到相同方向的直线上。
8.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于所述车辆(1)的制动***(24)和/或转向***(25)和/或主动的差速器来进行自动的干预。
9.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在控制或者调节的范围内进行自动的干预。
10.装置，尤其是用于车辆的控制设备，包括用于实施上述方法之一的机构。
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