CN104973125B - 避让辅助 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在避让操作中支持车辆驾驶员的方法和一种相应的装置。在此描述了一种车辆用的控制单元。控制单元设置为用于探测在车辆的当前轨迹上的障碍物；并且确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹。控制单元还设置为用于在第一时刻确定由车辆驾驶员导入避让操作的第一指标；并且根据所确定的第一指标并且根据所确定的避让轨迹引起避让操作的支持。此外，控制单元还设置为用于在第二时刻确定对于不存在导入避让操作的第二指标。在此，第二时刻跟随第一时刻。那么控制单元设置为用于根据所确定的第二指标中断避让操作的支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在避让操作中支持车辆驾驶员的方法和一种相应的装置。
背景技术
由文献EP1735187B1已知一种防碰撞***，该防碰撞***在实施在障碍物旁边经过的避让操作中支持车辆驾驶员。
为了实施稳定和安全的避让操作重要的是，特别是在避让操作的初始阶段支持驾驶员。这取决于：特别是避让操作的初始阶段基于车辆的行驶动态特性影响车辆整个避让操作的过程。本文献描述了如下装置和方法，该装置和方法能实现特别是在实施避让操作时的初始阶段中支持驾驶员。
发明内容
避让操作的实施可能使得车辆不稳定。本文献描述了如下装置和方法，该装置和方法在实施避让操作中这样支持驾驶员，使得降低或完全避免车辆的摆动。
避让操作的支持典型地依照之前确定的避让轨迹。特别是该支持典型地致力于：车辆驾驶员跟随之前确定的避让轨迹。此外，所确定的避让轨迹能实现关于避让操作评估驾驶员行为。本文献描述了如下装置和方法，借助于该装置和方法可以确定(必要时最优的)避让轨迹，车辆驾驶员实际上以高的概率行驶和可能行驶该避让轨迹。此外，本文献描述了如下装置和方法，该装置和方法能实现这样匹配支持的程度，使得车辆驾驶员沿着所确定的避让轨迹行驶。
按照本发明的车辆用的控制单元设置为用于：探测在车辆的当前轨迹上的障碍物；确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹；在第一时刻确定由车辆驾驶员导入避让操作的第一指标；根据所确定的第一指标并且根据所确定的避让轨迹引起避让操作的支持；在第二时刻确定对于不存在导入避让操作的第二指标；其中，第二时刻跟随第一时刻；以及根据所确定的第二指标中断避让操作的支持；其中，对于导入避让操作的第一指标包括以下中的一个或多个：车辆转向装置的转向力矩变化值达到或超过预定的第一转向力矩变化阈值；车辆转向装置的转向角变化值达到或超过预定的第一转向角变化阈值；车辆转向装置的转向角值达到或超过预定的第一转向角阈值；车辆转向装置的转向速度值达到或超过预定的第一转向速度阈值；车辆转向装置上的转向力矩值达到或超过预定的第一转向力矩阈值；和/或车辆转向装置的转向加速度值达到或超过预定的第一转向加速度阈值；其中，对于不存在导入避让操作的第二指标包括以下中的一个或多个：车辆转向装置(203)的转向力矩变化值没有达到或超过预定的第二转向力矩变化阈值；其中，第二转向力矩变化阈值大于第一转向力矩变化阈值；车辆转向装置的转向角变化值没有达到或超过预定的第二转向角变化阈值；其中，第二转向角变化阈值大于第一转向角变化阈值；车辆转向装置的转向角值没有达到或超过预定的第二转向角阈值；其中，第二转向角阈值大于第一转向角阈值；车辆转向装置的转向速度值没有达到或超过预定的第二转向速度阈值；其中，第二转向速度阈值大于第一转向速度阈值；车辆转向装置上的转向力矩值没有达到或超过预定的第二转向力矩阈值；其中，第二转向力矩阈值大于第一转向力矩阈值；和/或车辆转向装置的转向加速度值没有达到或超过预定的第二转向加速度阈值；其中，第二转向加速度阈值大于第一转向加速度阈值。
按照本发明的用于在避让操作中支持车辆的驾驶员的方法包括：探测在车辆的当前轨迹上的障碍物；确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹；在第一时刻确定由车辆驾驶员导入避让操作的第一指标；根据所确定的第一指标并且根据所确定的避让轨迹实施避让操作的支持；在第二时刻确定对于不存在导入避让操作的第二指标；其中，第二时刻跟随第一时刻；以及根据所确定的第二指标中断避让操作的支持；其中，对于导入避让操作的第一指标包括以下中的一个或多个：车辆转向装置的转向力矩变化值达到或超过预定的第一转向力矩变化阈值；车辆转向装置的转向角变化值达到或超过预定的第一转向角变化阈值；车辆转向装置的转向角值达到或超过预定的第一转向角阈值；车辆转向装置的转向速度值达到或超过预定的第一转向速度阈值；车辆转向装置上的转向力矩值达到或超过预定的第一转向力矩阈值；和/或车辆转向装置的转向加速度值达到或超过预定的第一转向加速度阈值；其中，对于不存在导入避让操作的第二指标包括以下中的一个或多个：车辆转向装置(203)的转向力矩变化值没有达到或超过预定的第二转向力矩变化阈值；其中，第二转向力矩变化阈值大于第一转向力矩变化阈值；车辆转向装置的转向角变化值没有达到或超过预定的第二转向角变化阈值；其中，第二转向角变化阈值大于第一转向角变化阈值；车辆转向装置的转向角值没有达到或超过预定的第二转向角阈值；其中，第二转向角阈值大于第一转向角阈值；车辆转向装置的转向速度值没有达到或超过预定的第二转向速度阈值；其中，第二转向速度阈值大于第一转向速度阈值；车辆转向装置上的转向力矩值没有达到或超过预定的第二转向力矩阈值；其中，第二转向力矩阈值大于第一转向力矩阈值；和/或车辆转向装置的转向加速度值没有达到或超过预定的第二转向加速度阈值；其中，第二转向加速度阈值大于第一转向加速度阈值。
按照第一方面描述了一种车辆用的控制单元。车辆可以包括单辙或双辙的道路车辆，例如轿车、货车或摩托车。控制单元可以包括在本文献中描述的特征中的一个或多个。控制单元设置为用于探测在车辆当前轨迹上的障碍物。出于该目的，车辆可以借助一个或多个环境传感器(例如一个或多个摄像机、一个或多个雷达传感器和/或一个或多个激光雷达传感器、亦即光探测和测距传感器)检测环境数据。障碍物可以基于环境数据探测。示例性的障碍物是另一车辆和/或另一交通参与者、例如行人。该障碍物可以位于车辆轨迹上的一个固定位置上或者障碍物可以改变其位置。
控制单元还设置为用于确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹。避让轨迹可以包括如下的(与当前轨迹不同的)轨迹，该轨迹在障碍物旁边引导。控制单元可以设置为用于确定多个避让轨迹，例如在障碍物旁边在左侧的第一轨迹和在障碍物旁边在右侧的第二(其他)轨迹。
控制单元还设置为用于在第一时刻确定由车辆驾驶员导入避让操作的第一指标(Indiz)。车辆驾驶员可以特别是通过如下方式导入避让操作，即，驾驶员操纵车辆转向装置(例如车辆的方向盘)，以便使车辆运动到一个与当前轨迹不同的轨迹上。控制单元设置为用于确定对于驾驶员已经操纵转向装置以将车辆带至另一轨迹上的指标。
对于导入避让操作的第一指标例如可以包括以下指标中的一个或多个：车辆转向装置的转向角值达到或超过预定的第一转向角阈值；车辆转向装置的转向速度值达到或超过预定的第一转向速度阈值；车辆转向装置上的转向力矩值达到或超过预定的第一转向力矩阈值；和/或车辆转向装置的转向加速度值达到或超过预定的第一转向加速度阈值；和/或车辆转向装置的转向力矩变化值达到或超过预定的第一转向力矩变化阈值；和/或车辆转向装置的转向角变化值达到或超过预定的第一转向角变化阈值。
在对于由驾驶员导入避让操作的可能的指标中，特别是转向速度与转向力矩变化相结合是有利的，因为通过这些指标已经在非常早的时刻就能实现导入避让操作。在此还可以考虑：是否由“正常”行驶或由“静止阶段”进行转向速度和/或转向力矩变化，其中，“正常”行驶典型地具有关于转向角、转向力矩和/或转向速度的曲线(Verlauf)，所述曲线在车道中舒适的行驶时出现。
对于导入避让操作的所述一个或多个指标可以特别是基于一个或多个传感器的测量数据确定。转向角、转向速度、转向加速度和/或转向力矩例如可以通过转向装置上的转向传感器确定。备选地或附加地，也可以考虑车辆的速度传感器和/或偏转传感器的测量数据。
控制单元还设置为用于根据所确定的第一指标并且根据所确定的避让轨迹引起避让操作的支持。避让操作的支持可以在第一时刻导入。第一指标例如可以表示：导入沿确定的方向(例如左或右)绕障碍物的避让操作。那么可以导入对于为该方向所确定的避让轨迹的支持。
避让操作的支持例如可以包括根据所确定的避让轨迹作用于车辆转向装置。特别是可以这样支持地作用于车辆转向装置，使得车辆(随着趋势)沿着确定的避让轨迹行驶。出于该目的，特别是附加力矩(附加于由驾驶员施加的转向力矩)可以施加到车辆转向装置上。施加的附加力矩可以根据所确定的避让轨迹来确定和施加。备选地或附加地，避让操作的支持可以包括引起制动力到车辆车轮中的一个或多个上。通过干预到车辆各个车轮的制动器上可以实现车辆转向。因此避让操作的支持可以通过干预到车辆行驶动力中而进行。特别是也可以通过这样的干预产生附加力矩。换言之，避让操作的支持可以包括行驶动力干预，通过行驶动力干预造成车辆的偏转反应。偏转反应的强度在此可以与避让操作的支持的程度有关。
特别是控制单元可以设置为用于确定在车辆实际轨迹与所确定的避让轨迹之间的差别(或者差别的程度)。施加的附加力矩那么可以与所确定的差别有关(或者与确定的差别程度有关)。施加的附加力矩的符号可以与差别的符号有关。如果转向角不足以将车辆带至所确定的避让轨迹上，那么附加力矩例如可以沿由驾驶员施加的力矩的方向作用。否则，如果由驾驶员引起的转向角超过为行驶确定的避让轨迹所需要的转向角，那么附加力矩可以逆着由驾驶员施加的力矩作用。施加的附加力矩值可以随着所确定的偏差值上升。如果驾驶员本身沿着确定的避让轨迹行驶，那么特别是可以不施加附加力矩。总而言之，如果驾驶员转向过少或转向过多或者如果驾驶员在避让操作的第二阶段中过晚地向回转向，那么可以通过施加的附加力矩支持驾驶员。
控制单元还可以设置为用于在第二时刻确定对于不存在导入避让操作的第二指标。在此第二时刻跟随第一时刻。在第二时刻就已经可以导入避让操作的自动支持。在第二时刻特别是可以确定对于第一指标错误和驾驶员完全不想导入避让操作的指标。控制单元那么可以设置为用于根据所确定的第二指标中断避让操作的支持。
考虑两个在时间上连续的指标能实现，使用相对敏感的第一指标用于识别避让操作的导入。这样在早的时刻已经可以开始避让操作通过控制单元的支持。这是有利的，因为实际行驶的避让操作的品质特别是取决于避让操作的初始阶段。特别是可以这样实现，使得驾驶员以较大概率沿着预定的所确定的(必要时最优的)避让轨迹行驶。
通过第二指标确保：如果驾驶员没有导入避让操作或者如果驾驶员中断避让操作，那么不进行避让支持。特别是确保了，驾驶员还保留关于实施避让操作和/或备选措施的决定权。如果转向角没有进一步提高或又减小和/或如果沿相反的方向施加转向力或转向力矩，那么例如可以识别到避让操作的中断。
对于不存在导入避让操作的第二指标可以包括以下指标中的一个或多个：车辆转向装置的转向角值没有达到或没有超过预定的第二转向角阈值，其中，第二转向角阈值大于第一转向角阈值；车辆转向装置的转向速度值没有达到或没有超过预定的第二转向速度阈值，其中，第二转向速度阈值大于第一转向速度阈值；车辆转向装置上的转向力矩值没有达到或没有超过预定的第二转向力矩阈值，其中，第二转向力矩阈值大于第一转向力矩阈值；和/或车辆转向装置的转向加速度值没有达到或没有超过预定的第二转向加速度阈值，其中，第二转向加速度阈值大于第一转向加速度阈值；和/或车辆转向装置的转向力矩变化值没有达到或超过预定的第二转向力矩变化阈值，其中，第二转向力矩变化阈值大于第一转向力矩变化阈值；和/或车辆转向装置的转向角变化值没有达到或超过预定的第二转向角变化阈值，其中，第二转向角变化阈值大于第一转向角变化阈值。
第二指标必要时导致中断避让操作的支持，第二指标的考虑特别是能实现使用(在数值上)相对小的第一阈值，从而相对敏感的第一指标可以用于导入避让操作的支持。例如可以代替第二阈值而使用更小的第一阈值。如果随后没有达到第二阈值，那么又可以中断避让操作的支持。
对于不存在导入避让操作的第二指标可以包括：在从第一时刻起的预定时间间隔内没有达到或超过所述第二阈值中的一个或多个。由此将提供用于避让操作的支持的时间间隔限制于预定的时间间隔，虽然可能不导入避让操作。预定的时间间隔可以包括例如100毫秒或更少的时间。
备选或附加地，对于不存在导入避让操作的第二指标可以包括以下指标中的一个或多个：车辆转向装置的转向角值达到或超过预定的最大转向角阈值；车辆转向装置的转向速度值达到或超过预定的最大转向速度阈值；车辆转向装置上的转向力矩值达到或超过预定的最大转向力矩阈值；和/或车辆转向装置的转向加速度值达到或超过预定的最大转向加速度阈值。一个或多个最大阈值的考虑能实现探测驾驶员的不受控的行为。这样的不受控的行为不能视为避让操作的有针对性的导入。
备选地或附加地，对于不存在导入避让操作的第二指标可以包括：车辆的转向力矩值、转向角值和/或转向速度值低于预定的中断阈值。通过减小的转向力矩和/或通过减小的(必要时负的)转向角形成可以探测到驾驶员想要中断避让操作的导入。
在确定在本文献中所述的指标中，可以基于当前转向角并且基于转向角的平均值确定转向角值。特别是转向角值可以关于转向角的平均值确定。通过类似的方式可以基于当前转向力矩并且基于转向力矩的平均值确定转向力矩值。特别是转向力矩值可以关于转向力矩的平均值来确定。换言之，可以确定Delta值并且将其与阈值比较。这是有利的，因为这样也可以在转弯行驶的情况下探测避让操作的导入。这也能通过考虑转向速度和/或转向加速度实现。
控制单元可以设置为用于确定对于车辆处于动态状态下的第三指标。如其他指标那样，第三指标可以根据车辆的一个或多个传感器的测量数据来确定。对于车辆处于动态状态下的第三指标可以包括以下指标中的一个或多个峰；在车辆转向装置上的转向力矩的时间曲线具有一个或多个峰；车辆转向装置的转向速度的时间曲线具有一个或多个峰；车辆偏转率的时间曲线具有方差(Varianz)，该方差达到或超过(偏转率)方差阈值；车辆横向加速度的时间曲线具有方差，该方差达到或超过(横向加速度)方差阈值；和/或车辆转向装置的转向角的时间曲线具有方差，该方差达到或超过(转向角)方差阈值。典型地，车辆在动态性衰减之后才又处于非动态(“正常”)状态。
控制单元那么可以设置为用于根据第三指标禁止或中断避让操作的支持。这样可以确保，通过控制单元不将另外的激励引入到车辆中。
控制单元还可以设置为用于如果车辆具有达到或超过预定的减速度阈值的减速度；和/或如果车辆具有达到或超过预定的加速度阈值的加速度，那么中断或禁止避让操作的支持。换言之，在由驾驶员进行相对强的制动或加速操作的情况下可以禁止避让操作的自动支持。这样的制动/加速操作可以评估为对于驾驶员不想导入(必要时纯粹的)避让操作的另一指标。此外应该注意，典型地不应同时将实质的纵向加速度和横向加速度传递到车辆轮胎上。
按照另一方面描述了一种用于在避让操作中支持车辆的驾驶员的方法。该方法包括探测在车辆当前轨迹上的障碍物。该方法还包括确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹。此外，该方法包括在第一时刻确定对于由车辆驾驶员导入避让操作的第一指标。根据所确定的第一指标并且根据所确定的避让轨迹那么可以实施避让操作的自动支持。该方法还包括在第二时刻确定对于不存在导入避让操作的第二指标。在此，第二时刻跟随第一时刻。根据所确定的第二指标那么可以中断避让操作的支持。
按照另一方面描述了一种车辆用的控制单元。该控制单元可以包括一个或多个在本文献中所述的特征。控制单元设置为用于探测在车辆当前轨迹上的障碍物。该控制单元还设置为用于(至少)确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹。此外该控制单元设置为用于确定对于由车辆驾驶员导入避让操作的指标(例如上述第一指标)。此外该控制单元设置为用于根据所确定的指标并且根据所确定的避让轨迹引起避让操作的支持。
该控制单元还可以设置为用于在避让操作的过程中降低支持的程度。特别是在避让操作的初始阶段中，支持的程度可以具有相对高的值，而在避让操作的随后的阶段中具有相对于初始阶段降低的值。由此可以确保，最优地在实施避让操作中支持驾驶员(特别是通过在初始阶段中强化的支持)，并且同时(通过在避让操作的随后阶段中降低支持的程度)降低摆动到车辆中的可能的耦合。此外这能实现流畅地移交给驾驶员。支持程度的降低也描绘了如下事实：车辆的环境数据在避让操作的初始阶段中典型地具有相对高的可靠性，并且环境数据的可靠性沿着避让操作而下降。
避让操作可以包括第一阶段和紧接着的第二阶段。特别是避让操作可以分为两个阶段。在第一阶段期间车辆的航向角可以增大。换言之，在第一阶段期间车辆的行驶方向可以由车辆在导入避让操作之前的行驶方向运动离开。在第二阶段期间车辆的航向角可以减小。换言之，在第二阶段期间车辆的行驶方向又可以朝向车辆在导入避让操作之前的行驶方向运动。
备选或附加地，车辆转向装置的转向角可以在第一阶段中具有第一符号(关于在导入避让操作之前的初始转向角)。此外，车辆转向装置的转向角可以在第二阶段中具有第二符号(关于在导入避让操作之前的初始转向角)。在此第一和第二符号可能是相反的。特别是第一阶段和第二阶段可以通过转向角符号的反转而相互区分。备选或附加地，车辆横向加速度可以在第一阶段中具有第一符号而在第二阶段中具有第二符号，其中，第一符号和第二符号是相反的。
在第二阶段之后典型地紧接着是具有一个过程的相对小的、对于“正常行驶”典型的转向运动。
支持的程度可以在第一阶段中(例如在避让操作的初始阶段中)大于在第二阶段中(例如在避让操作的结束阶段中)。特别是，支持的程度可以在第一阶段中具有最大值。此外支持的程度可以在第二阶段中由最大值出发连续地减小。这样可以提供在避让操作的支持与移交给驾驶员之间的最优折中。
控制单元还可以设置为用于在一个阶段中(必要时紧邻地)在实施避让操作之后至少对于预定的时间间隔禁止另一避让操作的支持。通过实施避让操作可能可以将摆动或激励耦合到车辆中。禁止紧接着前一避让操作的另一避让操作的支持可以确保：仅仅在存在稳定的车辆时实现避让操作的自动支持。
如上所述，避让操作的支持可以包括将附加力矩施加到车辆转向装置上。在此附加力矩的水平或数值与支持的程度有关。换言之，控制单元可以设置为用于在实施避让操作期间减小施加的附加力矩的值，从而在初始阶段必要时可以施加最大可能的附加力矩，并且在避让操作的第二阶段中(必要时连续地)减小可能的附加力矩。
控制单元可以设置为用于确定在车辆实际路径与所确定的避让路径之间的偏差(或者偏差的程度)。实际施加的附加力矩也可以与所确定的偏差有关。例如可以通过支持的程度确定最大可能的附加力矩。备选或附加地，可以通过支持的程度确定关于要施加的附加力矩的比例系数。如在本文献中所述的那样，可以改变最大可能的附加力矩和/或在避让操作的不同阶段中的系数。那么可以在避让操作的当前阶段中可能的附加力矩范围内和/或在使用对于避让操作的当前阶段有效的系数的情况下根据在车辆实际轨迹与所确定的避让轨迹之间所确定的偏差来确定实际施加的附加力矩。
按照另一方面描述了一种用于在避让操作中支持车辆的驾驶员的方法。该方法包括探测在车辆当前轨迹上的障碍物。该方法还包括确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹。此外，该方法包括确定对于由车辆驾驶员导入避让操作的第一指标。此外，该方法包括根据所确定的指标并且根据所确定的避让轨迹实施避让操作的支持。特别是，仅仅当存在对于驾驶员已经导入避让操作的指标时才可以实施避让操作的支持。在此可以在避让操作的进程中降低支持的程度或强度。
按照另一方面描述了一种车辆用的控制单元。该控制单元可以包括一个或多个在本文献中所述的特征。特别是控制单元设置为用于探测在车辆当前轨迹上的障碍物。此外该控制单元还设置为用于除了障碍物之外还为避让轨迹确定可用的距离(例如自由区域的宽度)。可用的距离可以包括车辆用的操作空间宽度。在此特别是可以为左侧和/或右侧的避让轨迹确定在障碍物旁边在左侧和/或右侧的可用距离。
在障碍物旁边的可用距离可以与以下方面中的一个或多个有关：由该车辆行驶的道路或车道的道路边缘或车道边缘；一个或多个其他交通参与者(例如其他车辆或行人)的预测位置；和/或与障碍物或者与道路边缘或与其他交通参与者的安全距离。安全距离在此可以与预测不确定性有关(典型地，安全距离随着预测不确定性上升而上升)。此外，安全距离可以与测量质量和/或对象运动(典型地，横向运动比沿行驶方向的运动更难以预测)和/或用于提供避让操作的支持的调节器的调节质量有关。
控制单元还设置为用于确定车辆用的避让轨迹，该避让轨迹具有在障碍物旁边的理论距离。在此，对于(至少)一个可用距离的理论距离可以小于一个预定的最大距离，(必要时最大)等于可用的距离。此外，对于(至少)一个可用距离的理论距离可以大于该预定的最大距离，(必要时最大)等于最大距离。换言之，用于可用距离的理论距离可以小于预定的最大距离、小于或等于可用距离。此外，用于可用距离的理论距离可以大于预定的最大距离、小于或等于最大距离。特别是如果理论距离小于预定的最大距离，那么理论距离可以等于可用距离。这可以适用于小于预定的最大距离的所有可用距离。此外，如果可用距离大于或等于预定的最大距离，那么理论距离可以等于最大距离。这可以适用于大于或等于预定最大距离的所有可用距离。
在确定避让轨迹中考虑上述理论距离能实现，确定具有尽可能小的横向加速度并继而确定具有对路面摩擦值的尽可能小的利用的安全避让轨迹。此外可以通过理论距离的上述规定来确定避让轨迹，该避让轨迹以高概率相应于由驾驶员所期望的轨迹。由驾驶员所期望的轨迹可以在试验者研究的范围内确定。为此可以检测并分析处理由驾驶员实际行驶的避让轨迹。基于检测的避让轨迹可以确定用于由驾驶员“期望”的轨迹的一个或多个参数。所述一个或多个统计上确定的参数可以在确定避让轨迹时加以考虑。
通过考虑上述理论距离可以(平均地)达到在实际轨迹与所确定的避让轨迹之间的高度一致并因此达到低程度的对转向装置的作用和/或低程度的所需要的驾驶员过控制。因此可以在实施避让操作时最优地支持驾驶员。
如上所述，控制单元还可以设置为用于确定对于由车辆驾驶员导入避让操作的指标(例如第一指标)。此外可以根据所确定的指标并根据所确定的避让轨迹引起避让操作的支持。
最大距离可以与车辆的一个或多个特征有关。特别是最大距离可以与车辆的车道宽度有关。备选或附加地，最大距离可以与车辆的(必要时需要的)横向加速度有关。备选或附加地，最大距离可以与车辆相对于障碍物的车道偏移量有关。
如上所述，避让操作的支持可以包括根据所确定的避让操作作用于车辆转向装置。备选或附加地，避让操作的支持可以包括以下措施中的一个或多个：匹配车辆调节器以用于提高车辆稳定性(例如电子稳定程序)；和/或禁止、中断和/或减小自动制动干预(例如制动自动装置)。这样可以提高在实施避让操作时的安全性。
控制单元可以设置为用于预测障碍物的改变的位置。障碍物的位置可能从探测到障碍物的时刻起改变。特别是控制单元可以设置为用于基于环境数据来识别障碍物的位置相对于车辆位置变化。此外可以预测车辆在将来的一个或多个位置。例如可以预测障碍物的轨迹。控制单元可以设置为用于根据预测的位置和/或根据预测的障碍物轨迹确定避让轨迹。在此也可以考虑与障碍物的预测位置的安全距离。安全距离在此可以随着预测不确定度上升而上升。通过考虑预测的位置可以确保，所确定的避让轨迹能实现对障碍物的安全避让。换言之，为了避免车辆在避让轨迹上的行驶导致与障碍物的碰撞，在确定避让轨迹中除了障碍物的当前位置之外必要时也可以考虑障碍物的将来的、亦即预测的位置。
控制单元还可以设置为用于：例如如果可用距离(在障碍物旁边)小于或等于预定的最大距离；和/或如果在确定的避让轨迹上探测或预测到另一障碍物，那么禁止避让操作的支持。这样可以确保，仅仅进行安全避让操作的自动支持。
按照另一方面描述了一种用于在避让操作中支持车辆驾驶员的方法。该方法包括探测在车辆当前轨迹上的障碍物并且确定在障碍物旁边对于避让轨迹可用的距离。那么可以确定具有在障碍物旁边的理论距离的车辆用的避让轨迹。在此，如果理论距离小于预定的最大距离，那么理论距离可以等于可用距离；如果理论距离大于或等于预定的最大距离，那么理论距离可以等于最大距离。
该方法还包括确定对于由车辆驾驶员导入避让操作的指标，以及根据所确定的指标并且根据所确定的避让轨迹实施避让操作的支持。
按照另一方面描述了一种车辆用的控制单元。该控制单元可以包括一个或多个在本文献中所述的特征。控制单元可以设置为用于探测在车辆当前轨迹上的障碍物。此外控制单元可以设置为用于确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹。此外控制单元可以设置为用于确定对于由车辆驾驶员导入避让操作的指标。
控制单元还设置为用于基于所确定的避让轨迹确定用于车辆转向装置的理论转向角。此外可以确定车辆转向装置的实际转向角。实际转向角可以通过转向传感器检测。转向传感器可以设置在车辆中的不同位置上。例如转向传感器可以设置在车辆方向盘上、车辆转向横拉杆上和/或车轮位置上。
控制单元那么可以根据所确定的指标、理论转向角和实际转向角引起避让操作的支持。换言之，理论转向角和实际转向角可以在避让操作的自动支持中加以考虑。特别是支持的程度可以与理论转向角和实际转向角有关。
在避让操作的自动支持中考虑理论转向角和实际转向角能实现：在形成实质的横向加速度误差、航向角误差和/或航向偏差误差(Ablagefehler)之前评估偏差。针对这样的偏差可以给驾驶员直接的反馈。因此可以减小在避让操作的当前状态与施加的支持之间可能的相位延迟(或时间延迟)。特别是这样也可以可靠并且相位一致地(phasenkonsistent)支持高度动态的行驶操作。此外在确定避让操作的自动支持中也可以考虑横向加速度误差、航向角误差和/或航向偏差误差。
控制单元还可以设置为用于基于理论转向角并且基于实际转向角确定用于车辆实际轨迹(也就是车辆的实际轨迹)与所确定的避让轨迹的偏差的程度。转向角的考虑在此能实现减小相位延迟。避让操作的支持程度那么可以根据所确定的偏差程度来确定。这样可以在每个时刻最优地支持避让操作。
如果实际转向角大于理论转向角，那么例如可以施加缓冲驾驶员转向运动的附加力矩。换言之，在过强烈的转向中可以调整附加的缓冲的转向力矩，从而该转向力矩帮助驾驶员不将不必要多的动力带至车辆中。备选或附加地，如果实际转向角小于理论转向角，那么可以施加支持转向运动的转向力矩。换言之，如果驾驶员没有足够快地转向，那么可以提供加强的转向力矩，该转向力矩帮助驾驶员足够快地形成转向角。此外可以在避让操作的第二阶段中施加附加力矩，该附加力矩激励驾驶员及时地反转向。
控制单元可以设置为用于在所确定的避让轨迹上或沿着所确定的避让轨迹的行驶中不实施避让操作的支持。特别是可以在该情况下不施加附加力矩。
如上所述，避让操作的支持可以包括将附加力矩施加到车辆转向装置上。附加力矩值可以与所确定的偏差程度有关。此外附加力矩值可以与用于支持避让操作的调节器的调节固定性有关。
控制单元可以设置为用于也基于车辆的以下状态参量中的一个或多个来确定偏差的程度：车辆理论横向加速度和实际横向加速度；车辆理论横向速度和实际横向速度；车辆理论航向角和实际航向角；和/或车辆理论横向偏移和实际横向偏移。偏差的程度那么可以基于车辆的多个状态参量的加权平均值来确定，其中，转向角也可以视为车辆的状态参量。
控制单元可以设置为用于在使用测距法的情况下确定一个或多个所述状态参量，特别是实际横向加速度、实际横向速度或实际航向角和/或实际横向偏移。这样可以以有效的方式确定状态参量。
控制单元可以设置为用于借助于逆转的车辆模型(例如借助于单辙模型(Einspurmodell)和/或执行器模型)由所确定的避让轨迹确定理论转向角。逆转的单辙模型必要时可以通过预调的可相比的方法近似。特别是可以由所确定的避让轨迹在每个时刻和/或在沿着避让轨迹的每个位置上确定理论横向偏移，从而使得车辆处于确定的避让轨迹上。通过对时间和/或对位移的求导可以由此确定理论横向速度(或者理论航向角)，并且通过对时间和/或对位移的再次求导可以由此确定理论横向加速度。那么车辆的逆转的单辙模型能实现由理论横向加速度计算理论转向角。这样可以由所确定的避让轨迹确定车辆所有的理论状态参量。
控制单元可以设置为用于基于理论转向角与实际转向角之间的差调节避让操作的支持程度。为此可以使用一种调节算法(例如P(比例)、I(积分)和/或D(微分)调节器和/或具有监测器的状态调节器)。特别是可以根据所确定的偏差程度来调节避让操作的支持程度。因此可以考虑车辆的一个或多个另外的状态参量的差。这样可以确保沿着所确定的避让轨迹引导车辆。在此避让操作的支持可以典型地通过适合的措施随时由驾驶员过控制(übersteuern)。
控制单元还可以设置为用于在避让操作期间对于一系列的时刻确定理论转向角和实际转向角(以及必要时其他状态参量)。避让操作的支持程度可以根据所确定的理论转向角和确定的实际转向角来匹配。特别地可以在该系列的时刻中的每个时刻匹配支持程度(例如在使用本文献中所述的调节的情况下)。
控制单元可以设置为用于基于相移的避让轨迹确定理论转向角。特别是所确定的避让轨迹可以相对于实际上行驶的轨迹在时间上前移。由这样移动的避让轨迹确定的理论转向角因此可以相应于在时间上延迟的理论转向角。通过相移可以考虑和补偿在计算避让操作的要施加的支持中的运行时间。因此可以提高支持的质量。
按照另一方面描述了一种用于在避让操作中支持车辆驾驶员的方法。该方法包括探测在车辆当前轨迹上的障碍物；以及确定车辆用的用于避让障碍物的避让轨迹。该方法还包括确定用于由车辆驾驶员导入避让操作的指标(例如第一指标)。此外该方法还包括基于所确定的避让轨迹来确定用于车辆转向装置的理论转向角；以及还包括确定车辆转向装置的实际转向角(例如基于车辆的一个或多个传感器的测量数据)。那么可以根据所确定的指标、理论转向角和实际转向角实施避让操作的自动支持。
按照另一方面描述了一种车辆(例如轿车、货车或摩托车)，该车辆包括在本文献中所述的控制单元。
按照另一方面描述了一种软件(SW)程序。该SW程序可以设置为用于在处理器上(例如在车辆控制装置上)执行；并且由此执行一个或多个在本文献中所述的方法。
按照另一方面，描述了一种存储介质。存储介质可以包括SW程序，该SW程序设置为用于在处理器上执行；并且由此执行一个或多个在本文献中所述的方法。
应该注意：在本文献中所述的方法、装置和***不仅可以单独地而且可以结合其他在本文献中所述的方法、装置和***来使用。此外可以将在本文献中所述的方法、装置和***的每个方面以多样化的方式相互组合。特别是可以将这些特征以多种方式相互组合。
附图说明
在下文中根据各实施例进一步描述本发明。图中：
图1示出了用于避让操作的示例性情况；
图2示出了车辆的所选择的构件的方框图；
图3示出了用于支持避让操作的示例性方法的流程图；
图4示出了在避让操作中转向速度的示例性的曲线；
图5a示出了一个示例性的避让轨迹；
图5b示出了将避让操作示例性地分为多个阶段；
图6示出了用于确定与障碍物的计划距离的示例性的特性曲线；
图7a示出了在避让操作中车辆的状态参量的示例性模型；以及
图7b示出了用于支持避让操作的控制单元的示例性构件。
具体实施方式
如开头所述那样，本文献涉及一种用于在避让操作中支持车辆驾驶员的方法和一种相应的装置。图1阐明了一种示例性的避让情况。车辆101(也称为本车辆)在道路103的车道104上驶向障碍物102(例如相对缓慢的或静止的另一车辆)。对于车辆101可能存在制动的可能性，以避免与障碍物102碰撞。备选或附加地(例如如果不存在足够的制动距离)，车辆101可以沿着避让轨迹111、112避让该障碍物。避让轨迹111、112在此典型地与在障碍物102旁边可用的空间有关。在障碍物102旁边可用的空间在此大多是受限的，这在图1中通过边界105、106表示。
车辆101可以设置为用于在实施避让操作中支持车辆101的驾驶员。这种驾驶员辅助***(FAS)可以称为避让辅助。图2示出了车辆101用于提供避让辅助的所选择的构件。车辆101包括一个或多个环境传感器202，所述环境传感器设置为检测环境数据。环境数据包括关于车辆101环境的信息。在此典型地，至少一个环境传感器202设置为用于检测车辆101的前面的环境(在车辆101之前)。所述一个或多个环境传感器202例如包括一个或多个摄像机、一个或多个雷达传感器和/或一个或多个激光雷达传感器。由环境传感器202检测的环境数据可以传送到车辆101的控制单元201。在图2中示出的车辆101包括一个或多个环境传感器202，所述环境传感器设置为用于检测车辆101的前面的环境(在车辆101之前)。车辆101也可以包括一个或多个如下环境传感器(未示出)，所述环境传感器设置为用于检测车辆101的后面的环境(在车辆101之后)。
控制单元201设置为用于基于环境数据探测在车辆101的当前轨迹上的障碍物102。此外，控制单元201可以设置为用于引起给驾驶员输出关于障碍物102的提示(例如通过车辆101的听觉和/或视觉输出)。此外，控制单元201还可以设置为用于导入一个或多个减低碰撞和/或避免碰撞的措施。在此可以使得减低碰撞和/或避免碰撞的措施与车辆101驾驶员的动作有关。在驾驶员不做动作的情况下(例如也不操纵制动踏板)，控制单元201可以引起：车辆101然而以确定的减速度制动，以便减低碰撞的后果。假如驾驶员操纵制动踏板，那么控制单元201可以引起：车辆101以需要的减速度制动。
备选或附加地，控制单元201可以设置为用于在避让操作中支持驾驶员。在图2中示出的车辆101包括方向盘203(作为对于一般转向装置的例子)，该方向盘通过转向杆204与转向传动装置207连接。转向传感器205设置为用于检测方向盘203的操纵。特别是转向传感器205可以设置为用于检测方向盘203关于时间的偏转(和/或关于时间的转向角和/或转向力矩)。为此必要时可以以确定的采样率在一系列的时刻检测方向盘203的转向角。由转向传感器205检测的数据可以称为转向数据。
车辆101还包括转向支持单元206(例如伺服装置)，其设置为用于在转向过程中支持驾驶员。特别地，转向支持单元206设置为用于施加附加的转向力(附加于由驾驶员施加的转向力)。由此可以为驾驶员简轻转向过程。转向支持单元206例如可以包括电机或泵。备选或附加地，转向支持单元206可以设置为用于通过施加制动力到车辆101的各个车轮上来施加附加的转向力。
控制单元201可以设置为用于执行在图3中示出的方法300。如上所述，控制单元201可以设置为用于探测在车辆101的当前轨迹上的障碍物102(步骤301)。
此外，控制单元可以设置为(特别是在探测到障碍物102之后)，确定一个或多个避让轨迹111、112(步骤302)。所述一个或多个避让轨迹111、112可以在考虑环境数据的情况下确定。在此还可以确定用于实施避让操作的可用空间并且在确定避让轨迹111、112中考虑所述可用空间。如图1所示，可以确定左避让轨迹112(在障碍物102旁边在左侧)和/或右避让轨迹111(在障碍物102旁边在右侧)。
控制单元201还设置为用于基于转向数据确定驾驶员是否导入避让操作(步骤303)。如果情况不是如此，那么可以确定更新的一个或多个避让轨迹111、112。在此可以考虑当前环境数据(特别是障碍物102相对于车辆101更新的位置)。如果驾驶员已经导入避让操作，那么可以激活避让辅助(步骤304)。换言之，如果识别到驾驶员已经导入避让操作，那么可以通过控制单元201在实施避让操作中支持驾驶员。特别是控制单元201可以引起：通过转向支持单元206施加附加的转向力，该附加的转向力在此支持驾驶员沿着之前确定的避让轨迹111、112中的所选择的避让轨迹行驶。如果驾驶员例如导入左避让操作，那么可以选择之前确定的左避让轨迹112。而如果驾驶员导入右避让操作，那么可以选择之前确定的右避让轨迹111。在避让操作的支持中施加的附加的转向力可以取决于：实际行驶的轨迹偏离所选择的避让轨迹111、112多远。
避让支持因此在碰撞危急的情况下实施避让过程中支持驾驶员。在此，控制单元201可以通过调节附加的转向力来尝试引起驾驶员沿着所选择的避让轨迹111、112行驶。为了实现这一点，特别是避让操作的初始阶段是重要的。换言之，在实施避让操作中特别重要的是，在避让操作的初始阶段中在此支持驾驶员，使得将车辆带至确定的避让轨迹111、112上。另一方面，这对于驾驶员典型地是重要的，因为基于车辆101的行驶动态特性在高度动态范围内仅仅延迟地出现车辆101的偏转反应。
为了随着由驾驶员导入的避让操作的开始、亦即随着驾驶员的偏转过程就已经可以开始避让支持，重要的是，可以非常快速地识别驾驶员开始转向。驾驶员开始转向然而典型地可以在相对大的转向运动中才被可靠地识别。然而为了能够尽可能尽快地对驾驶员开始转向做出反应，在本文献中提出：在对于开始转向的第一符号或者指标的情况下开始避让辅助；并且如果没有确认开始转向，那么必要时又中断避让辅助。对于开始转向可能的指标可以基于转向角、转向力矩、转向速度和/或转向加速度来确定。对于开始转向可能的指标是：如果转向角改变多于一个预定的转向角阈值；和/或如果转向力矩(或者转向力矩上升)达到或超过一个预定的力矩阈值和/或如果转向速度达到或超过一个预定的速度阈值。通过在未确认开始转向的情况下中断避让辅助，可以相对低地设置用于激活避让辅助的阈值，从而在一个相对早的时刻就可以已经激活避让辅助。
这在图4中阐明。图4示出了在避让操作的初始阶段中转向速度402关于时间401的曲线403。原点在此是车道中的“正常”行驶。一旦转向速度402达到第一速度阈值404，那么可以激活避让辅助(亦即在时刻405)。通过在时刻407(必要时在预定时间间隔内)达到或超过第二速度阈值406确认开始转向，从而避让辅助此外还可以保持激活。如果(必要时在预定时间间隔内)没有达到第二速度阈值406，那么不进行开始转向的确认。那么这可以导致避让辅助的中断。
图4阐明：通过避让辅助的两级激活/解除变得可能的是，使用相对低的阈值404，并因此将激活避让辅助的时刻405移动到避让操作的一个相对早的时刻。由此在避让操作的早期初始阶段就已经可以支持车辆驾驶员，由此能实现沿着所选择的避让轨迹111、112改善的引导。
如图4所示，如果驾驶员中断开始转向过程，那么可以存在未确认开始转向。用于中断开始转向过程的指标是：转向速度没有达到或没有超过第二速度阈值406。例如可以在车辆101的短暂方向改变时存在开始转向过程的中断。
但是如果驾驶员过度猛烈地转向，那么也可以存在未确认开始转向。如果转向角达到或超过确定的最大转向角阈值，那么特别是可以存在未确认。此外，如果转向速度402达到或超过确定的最大速度阈值，那么可以存在未确认。
备选或附加地，如果没有顺利地继续开始转向过程，那么可以存在未确认开始转向。特别是，如果转向力矩或转向速度402强烈减小或变得非常小和/或改变符号，那么可以存在未确认。此外，如果转向速度402没有在从激活避让辅助的一个预定时间间隔内达到第二速度阈值406(也就是确认阈值)，那么可以存在未确认。
备选或附加地，如果存在对于中断避让操作的另一指标(例如强烈制动或加速)，那么可以存在开始转向的未确认。
如上所述，可以在稳定的车辆101的情况下基于转向力矩变化和/或基于转向角变化(转向速度)识别到开始转向。使用变化参量或Delta参量在此能实现在曲线中识别开始转向。为此可以减去转向角或转向力矩的平均值。如果不存在转向力矩峰和/或转向速度峰，那么典型地存在稳定的车辆。此外，如果偏转率和/或横向加速度和/或转向角大致恒定，那么典型地存在稳定的车辆。对于动态车辆的指标的探测可以导致避让辅助的中断或未激活。
因此描述了一种用于避让支持的装置(特别是控制单元201)，该装置设置为用于检测车辆101的环境并且确定车辆101的状态。该装置可以通过调节单元206产生附加转向力或类似车辆动力干预的作用。避让支持在碰撞危急的情况下实施避让过程中支持驾驶员。在此所述辅助可以在驾驶员开始转向的第一征兆或指标的情况下开始。然而如果未确认开始转向，那么又可以中断所述辅助。这样可以实现辅助的尽快激活。特别是这样就已经可以通过辅助支持驾驶员的开始转向。
如上所述，典型地对于整个避让操作重要的是，所行驶的避让操作的开始尽可能准确地符合选择的避让轨迹112。然而对于驾驶员特别困难的是，在避让操作的开始针对期望的避让轨迹产生转向运动，因为基于车辆101的行驶动态特性在高度动态范围内仅仅延迟地出现偏转反应。因此特别是在避让过程开始需要辅助，特别是相对少地行驶避让过程，并因此对于驾驶员是不习惯的。为了排除避让辅助的重复干预导致车辆摆动，在本文献中提出，在实施避让辅助之后置入干预暂停，由此可以减轻车辆摆动。
图5a示出了由控制单元201确定的避让轨迹112和由驾驶员实际行驶的避让轨迹512，由驾驶员实际行驶的避让轨迹典型地不同于所确定和所选择的避让轨迹112。行驶的避让轨迹512(或者行驶的避让操作)可以分为多个阶段。特别是，避让操作包括第一阶段(或者初始阶段)，在该第一阶段中车辆101驾驶员转向到避让轨迹512中，以便避让障碍物102。此外，避让操作包括第二阶段(或者结束阶段)，在该第二阶段中车辆101的驾驶员又返回到原来的行驶方向上。
图5b示出了避让操作示例性地分为多个阶段。在图5b中，第一阶段521这样限定，即第一阶段521包括如下的偏转运动，在该偏转运动中航向角506增大。第二阶段522这样限定，即第二阶段522包括转回运动，在该转回运动中航向角506又减小。备选或附加地，阶段521、522可以这样限定，使得转向角502或转向加速度在第一阶段521中具有第一符号(关于在导入避让操作之前的起始位置)；并且转向角502或转向加速度在第二阶段522中具有第二符号(关于在导入避让操作之前的起始位置)，其中第一和第二符号是相反的。
控制单元201可以设置为用于在第一阶段521期间引起干预到转向中，该干预大于在第二阶段522中的干预。换言之，在第一阶段521期间相比于在第二阶段522中避让辅助可以以更高的强度进行。特别是可以在第一阶段521中由转向支持单元206施加最大转向支持。在第二阶段522中那么可以施加减小的转向支持。这例如在图5b中示出。图5b示出了根据时间401或者根据车辆101走过的路径的转向支持501的强度曲线505。在时间上的控制中典型地遵循(也就是控制)计划的横向加速度，而在位置控制中遵循计划的位置，即使车辆当前纵向速度与车辆计划的纵向速度不同。在时刻405激活避让辅助之后，在第一阶段521中以最大强度501施加转向支持。从到第二阶段522中的过渡开始随后转向支持的强度连续下降。
转向支持的强度505的调制在关键的起始阶段中在和谐地移交给驾驶员的同时能实现避让操作的最大支持。
图5b示出了避让操作的另一第三阶段523。在第三阶段523中可以置入干预暂停。特别是可以在第三阶段523中禁止避让辅助的激活。这可以是有利的，以便使得车辆101平静。
由转向支持单元206施加的转向支持可以包括附加转向力矩、附加转角和/或行驶动力执行器(例如制动器、前轮驱动/后轮驱动转向器、摆动稳定装置等)的附加的偏转力矩。
如上所述，第一阶段521可以包括偏转运动而第二阶段522可以包括回转运动。偏转运动和回转运动可以涉及对于确定避让轨迹112的理论转向运动。
如上所述，避让辅助如下设计，即在此支持驾驶员，使得车辆101尽可能地行驶在确定的避让轨迹112上。所述辅助在此典型地根据实际轨迹512与确定的避让轨迹112的偏差来作用。如果驾驶员没有以足够程度地朝向避让轨迹112的方向转向，那么通过避让辅助加强转向过程。如果驾驶员由避让轨迹112转向离开，那么通过避让辅助缓冲转向过程。在此由控制单元201从多个所确定的避让轨迹111、112中选择符合驾驶员的驶入的转向方向的那个避让轨迹。
如上所述，控制单元201设置为用于确定一个或多个避让轨迹111、112。所确定的避让轨迹112在此应该给驾驶员提供尽可能大的安全性。此外，避让轨迹112应该符合如下这样的轨迹，驾驶员本身典型地和/或喜欢行驶该轨迹。这样可以确保，实际上由驾驶员行驶的实际轨迹512相对准确地符合之前确定的避让轨迹112。
在障碍物102旁边空间越少，亦即车辆101必须越接近地在障碍物102旁边行驶，亦即驾驶员必须越早地向回转向，围绕障碍物102的避让轨迹112就需要越大的横向加速度。因此横向加速度可以随着趋势通过如下方式减小，即，车辆101以尽可能大的侧向距离(也称为弧距)绕行障碍物102。另一方面要说明：随后的“反向转向”(也就是横向加速度反相)例如在障碍物102之后横向加速度才不再继续减小，而是仅仅提高在障碍物102旁边的空间要求。因此也不再有利的是，使得车辆101以过大的距离绕行障碍物102。在本文献中因此提出，这样确定避让轨迹112(例如这样确定避让轨迹112的结束点)，使得在障碍物102旁边少的空间的情况下也完全利用可用空间(以便减小横向加速度)。另一方面可以在障碍物102旁边相对小的空间的情况下计划具有与障碍物102预定的最大距离的避让轨迹112，因为超出最大距离的距离将不导致横向加速度的显著减小。在这两个情景之间可以发生稳定的过渡。作为确定避让轨迹112的基础的与障碍物102的距离531在图5a中示意地示出。该侧向距离531典型地是当车辆101并行地位于障碍物102旁边时所达到的目标距离。此外还可以考虑安全距离，因为如果车辆101沿着轨迹112在障碍物102旁边驶过，那么该车辆应该遵循该安全距离。安全距离在图5a中以附图标记532表示。
换言之，与障碍物的距离531作为确定避让轨迹的基础并且可以这样长地等于可用的距离，只要可用距离小于预定的最大距离。一旦可用距离超过预定的最大距离，那么可以将距离531确定为最大距离。这在图6中示例性地示出。图6示出了根据可用距离601的用于确定避让轨迹112的距离531。同样示出了预定的最大距离602。图6以点的形式示出了用于确定避让轨迹112的距离531的备选曲线。在该情况下，在一个过渡区域中将距离531选择为小于可用距离，也针对小于预定的最大距离602的可用距离。通过点状表示的曲线可以更好地模仿驾驶员的典型行为，因为驾驶员典型地以轨迹的所必需的横向加速度而给可用空间加权，以便适当地考虑测量不确定性和不安全的车道摩擦值。
最大距离602可以是关于障碍物102的一个固定值(固定的通道宽度)。备选地，最大距离602可以是关于车辆101的固定值(例如邻车道的固定宽度)。最大距离602也可以取决于：必须多远地(横向)绕行障碍物102。此外，选择的距离531可以取决于危急程度和/或避让操作的所必需的横向加速度。
用于确定避让轨迹112的距离531的上述选择导致如下这样的避让轨迹112，该避让轨迹典型地将是驾驶员所期望的。这样可以达到尽可能大地覆盖实际行驶的轨迹512和确定的避让轨迹112。
避让操作可以通过另外的措施支持，以便可以尽可能稳定且安全地引导车辆101在障碍物102旁边经过。特别是可以使车辆调节器(例如行驶动力调节器例如电子稳定***)置于(必要时尽可能强烈地)稳定化的模式中。车辆调节器的(必要时尽可能强烈地)稳定化的模式在此典型地不是受限的模式。稳定化的车辆调节器模式可以在探测到危急情况时立刻、亦即已经在避让操作开始之前被激活。补充地可以在避让操作开始时关断车辆101的舒适功能。在没有具体的避让可能的情况下(自由空间和避让操作是可行驶的)可以当安全地识别到避让开始时才进行稳定化模式的激活。
备选或附加地，可以在避让开始时禁止或中断或减小自动制动干预和/或其他主动安全功能。如果通过第二指标确认由驾驶员导入避让操作，那么可以特别是禁止或中断或减小这样的自动制动干预和/或其他主动安全功能。由此确保了这样的功能尽可能长时间地可用。安全功能在此可以包括例如具有制动干预的碰撞警告或者自行车驾驶员/行人保护***。
如上所述，控制单元201设置为用于在探测到障碍物102时确定避让轨迹112。特别是可以在识别到驾驶员的开始转向时基于障碍物102周围存在的操作空间来计算避让轨迹112。此外可以在此支持驾驶员也在实际上行驶该避让轨迹112。在此避让轨迹可以匹配于要期待的环境和车辆101的计划的纵向加速度(例如未制动)。如上所述，可以借助于环境传感器202(例如以雷达和/或以视频摄像机或者以可相比的传感器)进行环境检测。
在此这样计算避让轨迹112，使得车辆101以一个在障碍物102周围的确定的距离531引导。为此可以预测绕行点，亦即在没有避让情况下预料的碰撞点。为此可以假设例如障碍物102的不变的(必要时恒定的)运动和车辆101的不制动的运动。预测的绕行点可以在接近期间基于环境数据来更新。与障碍物102的安全距离532和/或侧向距离531可以在确定避让轨迹112时是固定的(例如通过考虑障碍物102关于车辆101的行驶车道的恒定的横向位置)和/或包含对象预测和/或与预测不确定性有关。如果预测不确定性增加，那么例如可以增大距离531。此外，安全距离532可以考虑车辆宽度和/或避让辅助的调节品质。
在障碍物102旁边的避让区域(操作空间)必须典型地具有最小宽度，以便可以确定避让轨迹112。避让区域在此可以考虑车辆101的行驶车道。此外避让区域与识别的道路边缘106或与其他车辆应该具有特定的安全距离。该特定的安全距离可以是固定的，或者包含对象预测或者与预测不确定性有关。
如果避让区域被占用或太窄，那么可以禁止避让辅助。备选或附加地，如果在避让区域中可预料到另一障碍物(例如行人或另一车辆)，或者在存在侧面车辆或由后部超车的车辆时，那么可以禁止避让辅助。
此外，如果车辆以相对高的行驶动力行驶和/或如果确定的避让轨迹112不能以当前识别的摩擦值安全行驶，那么可以禁止避让辅助。
如果驾驶员中断转向过程、已经超过行驶动力边界(例如通过过度的转向)、强烈加速和/或强烈制动，那么可以中断避让辅助。
通过考虑预测的绕行点可以确定尽可能切合实际的避让轨迹112。此外可以通过上述措施确保：如果存在对于预测的绕行点不再正确的指标，那么中断遵循所确定的避让轨迹112的避让辅助。由此可以提高避让辅助的安全性。
避让操作的支持、也就是说特别是通过支持单元206施加的附加的转向力矩可以使得依赖于车辆101的行驶动力。避让支持应该在车辆引导中帮助车辆101的驾驶员。换言之，避让支持应该在调节***航线(Systemstrecke)方面支持驾驶员，该***航线包括转向、车辆和车辆运动。
图7a表示车辆101示例性的状态参量，借助于这些状态参量可以描述在避让操作期间车辆101的行驶动力。转向回转或转向角701典型地引起车辆101的横向加速度702。在横向加速度702与转向角701之间的关系例如可以通过车辆101的车辆模型(例如通过单辙模型)711描述。通过横向加速度702的积分712产生车辆101的航向角(或横向速度)703，而通过航向角(或横向速度)703的积分713产生车辆101(相对于初始位置)的航向偏差(Ablage)704或横向偏移。
在本文献中提出，在确定/调节要施加的转向力矩(也就是说通过支持引起的附加力矩)时考虑上述状态参量中的一个或多个并且特别是转向角701。由此可以以精确的方式并以降低的相位延迟确定要施加的转向力矩。特别是可以基于状态参量、例如Delta横向航向偏差、Delta横向加速度或者航向角、横向加速度或转弯偏差和/或转向角与需要的转向角的偏差来确定车辆101与确定的避让轨迹112的偏差。车辆101与确定的避让轨迹112这样确定的偏差那么可以用于确定要施加的转向力矩。
图7b示出了示例性的控制回路，该控制回路可以用于确定通过转向支持单元206要施加的转向力矩。借助于传感器205、762、763、764可以检测实际状态参量741、742、743、744。特别是可以通过转向传感器205检测实际转向角741；通过偏转传感器762可以检测实际横向加速度762；通过速度传感器763可以检测实际航向角(或实际横向加速度)743；并且通过位置传感器764可以检测实际横向航向偏差。实际状态参量741、742、743、744中的一个或多个必要时也可以使用测量的实际状态参量741、742、743、744中的一个或多个(例如按照图7a中的模型)。
另一方面可以由所确定的避让轨迹112确定理论航向偏差724、通过求导733确定理论航向角(或者理论横向速度)723、通过求导732确定理论横向加速度722并且通过逆转的单辙模型731确定理论转向角721。由相应的理论和实际状态参量那么可以确定Delta值或偏差。相应的偏差可以在一个累加单元751中累加，以便确定车辆101与所确定的避让轨迹112的偏差。由该偏差那么可以在调节单元752中确定用于转向支持单元206的控制信号。特别是可以确定，那个转动力矩(哪个附加力矩)可以由转向支持单元206施加。因此驾驶员的支持可以按照各个状态参量的偏差的(必要时加权的)和进行。在此强烈的偏差必要时可以导致支持的中断。
如上所述，理论横向速度(也就是理论航向角)和理论横向加速度可以通过所确定的避让轨迹112的理论横向航向偏差的导数确定。对于避让轨迹需要的理论转向角721可以借助于静态单辙模型由理论横向加速度722计算。特别地对于避让轨迹112需要的理论转向角721可以借助于逆转的单辙模型(例如2阶的)由理论横向加速度722计算，以便一起考虑车辆的行驶动态性能。对于避让轨迹112所必需的理论转向角必要时可以已经提前几个时间步骤使用，以便补偿通过车辆101的转向(或者通过驾驶员)所产生的阶段。
避让轨迹的当前理论横向值724、723、722、721可以根据在所走过的路径确定(例如借助于测距)。如果环境检测202不提供可靠的值，那么当前实际横向值可以同样由测距(也就是说由惯性车辆传感装置，利用存在的环境数据补偿地)确定。
在确定避让操作的支持程度中考虑不同的状态参量能实现：使得支持的程度以精确的方式匹配于实际轨迹512与所确定的避让轨迹112的偏差。由此可以确保，驾驶员以更大的概率沿着确定的避让轨迹112引导车辆101。
如上所述，优选尽可能平滑地并且具有低的横向加速度地确定避让轨迹112。确定的避让轨迹112此外优选这样构成，使得对于实施避让轨迹112不应施加转向角摆动。此外，避让估计112优选这样确定，使得车辆101在避让操作的结束是稳定的(例如具有恒定的横向加速度和恒定的转向角)。
由避让辅助附加地施加的转向力矩可以这样实现，使得通过该附加的转向力矩(相比于在没有支持的情况下)更快地形成对于避让轨迹112需要的转向角(以及需要的横向加速度)；以及随后在撤销转向力矩的情况下激励驾驶员顺利的反向转向。代替转向力矩也可以使用可相比的行驶动力干预。转向力矩的曲线可以包括标定(skalieren)的标准曲线(例如梯形)。备选地，该曲线可以线性地取决于辅助要求。代替加强的转向力矩必要时也可以提供(典型地小的)反作用力矩。
转向力矩的曲线可以匹配于需要的支持要求(也就是匹配于关于在障碍物102周围存在的操作空间而进行的驾驶员动作)。所必需的支持要求可以通过实际转向角与对于动态避让轨迹所必需的理论转向角的比较来确定。对于动态避让轨迹需要的理论转向角可以通过考虑动态车辆性能来确定(例如通过逆转的单辙模型731)。
控制单元201可以设置为用于探测驾驶员过强烈的开始转向。响应于此可以施加附加的缓冲转向力矩，从而在此支持驾驶员不引入过多动力到车辆101中。
上述措施特别是可以在危急的避让操作中是有意义的。
典型地仅仅下意识地进行避让支持，从而通过支持不刺激或干扰驾驶员。此外避让支持典型地不自动地并且不高度自动化地进行(而是仅仅响应于驾驶员的开始转向)。如果驾驶员在预定的避让轨迹112上行驶，那么典型地不进行干预。干预典型地仅仅在与预定的避让轨迹112出现偏差时才进行。原本的转向力矩大部分由驾驶员施加(预控制)。通过避让辅助特别是在避让轨迹的再调节方面支持驾驶员。
本发明不限于所示实施例。特别是应该注意，说明书和附图仅仅应该阐明所提出的方法、装置和***的原理。
Claims (9)
1.车辆(101)用的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置为用于：
-探测在车辆(101)的当前轨迹上的障碍物(102)；
-确定车辆(101)用的用于避让障碍物(102)的避让轨迹(111、112)；
-在第一时刻(405)确定由车辆(101)驾驶员导入避让操作的第一指标；
-根据所确定的第一指标并且根据所确定的避让轨迹(111、112)引起避让操作的支持；
-在第二时刻(407)确定对于不存在导入避让操作的第二指标；
其中，第二时刻(407)跟随第一时刻(405)；以及
-根据所确定的第二指标中断避让操作的支持；
其中，对于导入避让操作的第一指标包括以下中的一个或多个：
-车辆(101)转向装置(203)的转向力矩变化值达到或超过预定的第一转向力矩变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角变化值达到或超过预定的第一转向角变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角值达到或超过预定的第一转向角阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向速度(402)值达到或超过预定的第一转向速度阈值(404)；
-车辆(101)转向装置(203)上的转向力矩值达到或超过预定的第一转向力矩阈值；和/或
-车辆(101)转向装置(203)的转向加速度值达到或超过预定的第一转向加速度阈值；
其中，对于不存在导入避让操作的第二指标包括以下中的一个或多个：
-车辆(101)转向装置(203)的转向力矩变化值没有达到或超过预定的第二转向力矩变化阈值；其中，第二转向力矩变化阈值大于第一转向力矩变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角变化值没有达到或超过预定的第二转向角变化阈值；其中，第二转向角变化阈值大于第一转向角变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角值没有达到或超过预定的第二转向角阈值；其中，第二转向角阈值大于第一转向角阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向速度(402)值没有达到或超过预定的第二转向速度阈值(406)；其中，第二转向速度阈值(406)大于第一转向速度阈值(404)；
-车辆(101)转向装置(203)上的转向力矩值没有达到或超过预定的第二转向力矩阈值；其中，第二转向力矩阈值大于第一转向力矩阈值；和/或
-车辆(101)转向装置(203)的转向加速度值没有达到或超过预定的第二转向加速度阈值；其中，第二转向加速度阈值大于第一转向加速度阈值。
2.根据权利要求1所述的控制单元(201)，其特征在于，对于不存在导入避让操作的第二指标包括：没有在从第一时刻(405)起的预定时间间隔内达到或超过所述第二阈值中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的控制单元(201)，其特征在于，对于不存在导入避让操作的第二指标包括以下中的一个或多个：
-车辆(101)转向装置(203)的转向角值达到或超过预定的最大转向角阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向速度(402)值达到或超过预定的最大转向速度阈值；
-车辆(101)转向装置(203)上的转向力矩值达到或超过预定的最大转向力矩阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向加速度值达到或超过预定的最大转向加速度阈值；和/或
-车辆(101)的转向力矩值、转向角值和/或转向速度(402)值低于预定的中断阈值。
4.根据权利要求2所述的控制单元(201)，其特征在于，对于不存在导入避让操作的第二指标包括以下中的一个或多个：
-车辆(101)转向装置(203)的转向角值达到或超过预定的最大转向角阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向速度(402)值达到或超过预定的最大转向速度阈值；
-车辆(101)转向装置(203)上的转向力矩值达到或超过预定的最大转向力矩阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向加速度值达到或超过预定的最大转向加速度阈值；和/或
-车辆(101)的转向力矩值、转向角值和/或转向速度(402)值低于预定的中断阈值。
5.根据权利要求1至4之一所述的控制单元(201)，其特征在于：
-基于当前转向角并且基于转向角的平均值确定转向角值；和/或
-基于当前转向力矩并且基于转向力矩的平均值确定转向力矩值。
6.根据权利要求1至4之一所述的控制单元(201)，其特征在于，控制单元(201)设置为用于：
-确定对于车辆(101)处于动态状态下的第三指标；以及
-根据第三指标禁止或中断避让操作的支持。
7.根据权利要求6所述的控制单元(201)，其特征在于，对于车辆(101)处于动态状态下的第三指标包括以下中的一个或多个：
-在车辆(101)转向装置(203)上的转向力矩的时间曲线具有一个或多个峰；
-车辆(101)转向装置(203)的转向速度(402)的时间曲线具有一个或多个峰；
-车辆(101)偏转率的时间曲线具有方差，该方差达到或超过方差阈值；
-车辆(101)横向加速度的时间曲线具有方差，该方差达到或超过方差阈值；和/或
-车辆(101)转向装置(203)的转向角的时间曲线具有方差，该方差达到或超过方差阈值。
8.根据权利要求1至4之一所述的控制单元(201)，其特征在于，控制单元(201)设置为用于：如果
-车辆(101)具有达到或超过预定的减速度阈值的减速度；和/或
-车辆(101)具有达到或超过预定的加速度阈值的加速度；
那么中断或禁止避让操作的支持。
9.用于在避让操作中支持车辆(101)的驾驶员的方法(300)，其中，所述方法包括：
-探测(301)在车辆(101)的当前轨迹上的障碍物(102)；
-确定(302)车辆(101)用的用于避让障碍物(102)的避让轨迹(111、112)；
-在第一时刻(405)确定(303)由车辆(101)驾驶员导入避让操作的第一指标；
-根据所确定的第一指标并且根据所确定的避让轨迹(111、112)实施(304)避让操作的支持；
-在第二时刻(407)确定对于不存在导入避让操作的第二指标；
其中，第二时刻(407)跟随第一时刻(405)；以及
-根据所确定的第二指标中断避让操作的支持；
其中，对于导入避让操作的第一指标包括以下中的一个或多个：
-车辆(101)转向装置(203)的转向力矩变化值达到或超过预定的第一转向力矩变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角变化值达到或超过预定的第一转向角变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角值达到或超过预定的第一转向角阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向速度(402)值达到或超过预定的第一转向速度阈值(404)；
-车辆(101)转向装置(203)上的转向力矩值达到或超过预定的第一转向力矩阈值；和/或
-车辆(101)转向装置(203)的转向加速度值达到或超过预定的第一转向加速度阈值；
其中，对于不存在导入避让操作的第二指标包括以下中的一个或多个：
-车辆(101)转向装置(203)的转向力矩变化值没有达到或超过预定的第二转向力矩变化阈值；其中，第二转向力矩变化阈值大于第一转向力矩变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角变化值没有达到或超过预定的第二转向角变化阈值；其中，第二转向角变化阈值大于第一转向角变化阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向角值没有达到或超过预定的第二转向角阈值；其中，第二转向角阈值大于第一转向角阈值；
-车辆(101)转向装置(203)的转向速度(402)值没有达到或超过预定的第二转向速度阈值(406)；其中，第二转向速度阈值(406)大于第一转向速度阈值(404)；
-车辆(101)转向装置(203)上的转向力矩值没有达到或超过预定的第二转向力矩阈值；其中，第二转向力矩阈值大于第一转向力矩阈值；和/或
-车辆(101)转向装置(203)的转向加速度值没有达到或超过预定的第二转向加速度阈值；其中，第二转向加速度阈值大于第一转向加速度阈值。
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| DE102014206338A1 (de) | 2015-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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