CN107148376A - 用于运行车辆的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆的方法，其中，车辆被全自动化地引导，其中，如果在全自动化引导期间探测到故障，那么根据一个参数从多个安全状态中选出一个安全状态，其中，车辆被全自动化地引导到选出的安全状态中。本发明还涉及一种用于运行车辆的设备以及一种计算机程序。

Description

用于运行车辆的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行车辆的方法以及一种用于运行车辆的设备。本发明还涉及一种计算机程序。
背景技术
在高度自动化行驶中，由于安全原因在驶过轨迹之前对由车辆计算出的轨迹的监控不可或缺。如果这样的监控在***中探测到故障，那么***如何对该故障作出反应具有重大意义。作为现有技术已经设立：已经由主功能与正常轨迹一起计算在紧急情况中应被驶过的轨迹。该方案具有许多优点(尤其仅须(在主功能中)提供一次用于轨迹计算的计算功率)。然而，该方案在车辆在***故障情况下的表现方面也具有缺点。因此，车辆可能不会对在计算紧急行驶轨迹之后发生的事件作出反应。尤其在制动距离较长和速度较快的情况下是这种情况。
此外，停止在行车道上不是在每种情况下都是“最安全的状态”，而是由于附加费用和风险而总是妥协决定。
此外，现有技术特别之处在于，在返回模式中有固定策略并且该策略在编程的时间点已经确定。
发明内容
因此，本发明所基于的任务能够在于，提供一种用于运行车辆的改进的方法，该方法能够实现，在故障情况下的不同情形中、即在存在故障时安全地停放车辆。
本发明所基于的任务也能够在于，说明一种用于运行车辆的相应设备。
此外，本发明所基于的任务能够在于，实现一种相应的计算机程序。
这些任务借助独立权利要求的对应主题来解决。本发明的有利构型是各个从属权利要求的主题。
根据一个方面，提供一种用于运行车辆的方法，其中，
-车辆被全自动化地引导，
-其中，如果在全自动化引导期间探测到故障，那么根据一个参数从多个安全状态中选出一个安全状态，
-其中，车辆被全自动化地引导到选出的安全状态中。
根据另一方面，提供一种用于运行车辆的设备，包括：
-引导装置，该引导装置构造成用于全自动化地引导车辆，
-用于探测故障的探测装置，
-选择装置，该选择装置构造成用于在全自动化引导期间探测到故障时根据一个参数从多个安全状态中选出一个安全状态，其中，
-所述引导装置还构造成用于将车辆全自动化地引导到选出的安全状态中。
根据另一方面，提供一种计算机程序，该计算机程序包括在计算机上被实施时用于执行用于运行车辆的方法的程序代码。
本发明尤其包括这样的构思，即设置多个安全状态，从这些安全状态中根据一个参数(或例如根据尤其相同或优选不同地构成的多个参数)找出或选出一个确定状态，其中，车辆之后被全自动化地引导到该选出的安全状态中。通过参数化，以有利的方式能够实现与具体存在的、车辆当前所处的情形的灵活匹配。因为不是每种安全状态对于每种情形是最合适的最安全状态。因此，车辆例如也能够以有利的方式对尤其在故障情况下计算出紧急行驶轨迹之后经历的事件作出反应。这尤其在制动距离较长并且速度较快的情况下具有优点。
在本发明意义上的全自动化引导尤其意味着，车辆驾驶员不必再执行干预来引导车辆。车辆独立地、即自主地行驶。
根据一个实施方式设置，多个安全状态包括来自以下安全状态组的要素：在行车道上的静止状态、在自己车道中的静止状态、在紧急停车道中的静止状态、在停车点中的静止状态、在停车场上的静止状态、车辆的引导与在该车辆前方行驶的车辆的引导的匹配。由此尤其实现这样的技术优点，即通过这些安全状态涵盖了典型情形的大多数，车辆能够到达这些情形中。由此能够在相应的情形中实现特别匹配于该情形的安全状态。因此以有利的方式提高了车辆的安全性和周围交通的安全性。
在另一实施方式中设置，所述参数描述交通情形和/或传感器可用性和/或硬件可用性和/或车辆驾驶员的健康状况。由此尤其实现这样的技术优点：涵盖了最有意义的决定准则，即应选出哪个安全状态。这些准则特别适合于选出对于具体存在的情形合适的安全状态。由此也能够以有利的方式改善车辆的安全性和周围交通的安全性。
在交通情形方面尤其应注意的是，在这里，具有自身车辆的速度、所有其它交通参与者的位置和速度以及对应预测等的详尽交通情形尤其一起起决定性作用。用于交通情形的示例如下：“拥堵行驶”、“高速公路行驶、车流密集”、“高速公路行驶、车流缓慢”、“高速公路行驶、车少，”、“停止&行驶”、“城市行驶”、“郊区行驶”。也就是说，例如求取车辆周围环境的周围环境模型。这尤其基于车辆周围环境的获知、例如借助车辆的周围环境传感装置来进行。在此尤其设置，求取其它交通参与者的位置和/或速度和/或加速度。相应地尤其设置，相应于前述交通情形的示例将当前存在的交通情形分类。在这里应注意的是，前述的用于交通情形的示例仅是举例，不是穷举。
在传感器可用性方面应注意的是，在这里尤其涉及，车辆的哪些周围环境传感器和惯性传感器还可用。如果例如向前的周围环境传感器失灵(即前端传感装置失灵)，那么必须选择与仅车辆的后端传感器或侧端传感器失灵时不同的安全状态。
在本发明意义上的传感器例如是惯性传感器和/或周围环境传感器。周围环境传感器例如是雷达传感器、超声波传感器、视频传感器、激光传感器或激光雷达传感器。
在硬件可用性方面应注意的是，所述硬件例如能够是车辆中的一个或多个控制器。这样的控制器的示例如下：中央控制器，在该控制器上计算或求取规定轨迹，基于该规定轨迹调节车辆的实际轨迹；制动控制器；转向控制器；监控功能控制器和所有其它安装在车辆中的控制器。也就是说，与前述控制器中的哪种具有故障或已失灵(即可用或不可用)有关地从多个安全状态中选出所述安全状态。
根据一个实施方式，监控功能尤其监控控制器是否还有效，并且优选监控这些控制器是否还产生有意义和/或可信(即不导致碰撞)的数据。这例如被这样获知：基于冗余地计算出的周围环境模型对得出的轨迹在无碰撞方面进行检验，其中，如果得出的轨迹是无碰撞的，那么控制器产生有意义和可信的数据。
在本发明意义上的故障尤其是前述控制器中的至少一个出现故障和/或前述控制器中的至少一个失灵。
在本发明意义上的故障尤其是前述传感器中的一个或多个失灵或功能故障。
尤其也就是说，在前述传感器之一和/或前述控制器之一出现功能故障和/或失灵的情况下从多个安全状态中选出一个安全状态，其中，车辆之后被全自动化地引导到该选出的安全状态中。
驾驶员的健康状况也尤其被作为对此的量度，以便决定，故障是否存在。因为，如果驾驶员例如不再能够独立地引导车辆，那么车辆基于法律规定必须被引导到安全状态中。这也在车辆本身还能够继续全自动化地行驶时进行。驾驶员的健康状况例如能够是昏厥或受限的驾驶适宜性。因此，驾驶员的失能或受限的驾驶适宜性尤其是一种故障。
在另一实施方式中设置，所述参数描述车辆后端传感装置的失灵，并且车辆的引导匹配于在所述车辆前方行驶的车辆的引导。所述车辆的引导与在所述车辆前方行驶车辆的引导的匹配尤其指，所述车辆在车流中随行。该行驶策略尤其在行车较少的高速公路上在具有在前行驶车辆并且此外具有可用的前端传感装置的情况下是有利的。自身车辆的引导与在前行驶车辆的引导的匹配尤其包括制动或者加速到在前行驶车辆的速度以及包括车道保持，即保持当前行车道。
根据另一实施方式设置，所述参数描述驾驶员失能，并且将车辆停放在停车点中或停车场上。该策略尤其在驾驶员观察装置反馈：驾驶员有健康问题时具有优点。高度自动化车辆在该情形中例如还具有完全功能，但是由于法律规定不再被允许继续行驶。
在另一实施方式中设置，所述参数描述车辆电子稳定程序的失灵，并且将该车辆停放在自己的车道上。这是能特别简单地实现的行驶策略。该行驶策略尤其能够在车辆(并且例如所有周围车辆)稍微更快地行驶并且具有小间距时被利用或被使用。例如在弯道中的拥堵中是这种情况。为了不由于非预见性的制动操作而附加地危及其他交通参与者，该状态优选仅当在本车辆(自身车辆)后方探测到的车辆与本车辆相比不是明显更快(最大距离优选为在完全制动情况下的制动距离的2至3倍)时才被激活。这些交通参与者优选具有之前标称的小间距，使得这些车辆可看到在前行驶车辆(自身车辆)的行动并且相应地制动它们的车辆。该情形大多又出现在拥堵场景中。
因此，例如在电子稳定程序(ESP)失灵而EPS转向装置还能运转的情况下，在自己车道中的静止状态被选作安全状态。如果在车辆中存在起作用的冗余转向装置，那么在另一实施方式中该状态(即在自己车道中的静止状态)在制动装置和转向装置都失灵的情况下也被选出(作为最安全的状态)。
在另一实施方式中设置，所述参数描述车辆电子稳定程序和车辆转向装置的失灵，并且将所述车辆停放在行车道上。
如果ESP和转向装置都失灵，那么通常仅还能够借助冗余制动装置将车辆置于静止状态中。尤其特别有意义的是，不再执行进一步转向尝试。基本上尤其有以下四种状态：
1.车辆应行驶到停车点或执行到右边行车道边缘的车道变换。
2.车辆应被保持在其自己的车道中。
3.车辆应停止。
4.车辆应在车流中随行。
这尤其与失灵的严重程度有关。如果ESP失灵，那么通常仅还能够借助冗余制动装置进行制动，这导致尽可能快地使车辆停止。如果转向装置失灵，那么同样除了尽可能快地进入静止状态外没有其他选适用。在传感器失灵的情况下，优选设置第一状态(停车点/向右边行车道边缘的车道变换)或第二状态(保持在自己的车道中)。
附图说明
下面根据优选实施例详细阐述本法发明。在此示出：
图1用于运行车辆的方法的流程图，
图2用于运行车辆的设备和
图3安全状态的级联图。
具体实施方式
图1示出用于运行车辆的方法的流程图。
根据步骤101，车辆被全自动化地引导。如果根据步骤103在全自动化引导期间探测到故障，那么根据步骤105根据一个参数从多个安全状态中选出一个安全状态。
故障例如是车辆的一个或多个控制器的失灵和/或功能故障和/或车辆的一个或多个传感器、例如周围环境传感器和/或惯性传感器的失灵和/或功能故障。故障例如是驾驶员失能的存在。故障例如是驾驶员的受限驾驶能力的存在。尤其，多个故障被探测。
在步骤107中，车辆全自动化地被引导到选出的安全状态中。
图2示出用于运行车辆(未示出)的设备201。
设备201包括引导装置203，该引导装置构造成用于全自动化地引导车辆。对此，引导装置尤其与车辆的促动器和/或执行器处于作用连接中。尤其，引导装置203与车辆的制动***、转向***和/或驱动***处于作用连接中。
设备201还包括用于探测故障的探测装置205。此外设置选择装置207，该选择装置构造成用于在借助引导装置203进行全自动化引导期间在借助探测装置205探测到故障时根据一个参数从多个安全状态中选出一个安全状态。在此，引导装置203构造成用于将车辆全自动化地引导到借助选择装置207已被选出的安全状态中。多个安全状态例如存储在存储装置中。
根据本发明尤其设置，从用于具体存在的情形(车辆当前处于该情形中)的多个安全状态中选出最合适的安全状态。基于该选出的安全状态，车辆被全自动化地引导到该安全状态中。将车辆引导到该安全状态中尤其包括基于预定策略的车辆引导，该策略也可以被称为返回策略。本发明提供大量限定的返回策略并且根据决定准则(通过所述一个或多个参数来描述)在线地(并且优选在自动化行驶到新情形上期间的每个时间点、即连续地)自己选出最有意义的返回策略。
因此，以有利的方式能够在每个时间点并且根据情形、根据确定的车辆***状态和探测出的功能故障从之前限定的技术上可行的安全状态的库中自动地求取所述安全状态。根据本发明优选限定过程和策略，以便在每个时间点选择合适的返回模式。由此，能够被称作自主或全自动化车辆的车辆在故障情况下能够在没有驾驶员影响的情况下进入安全状态中。在此，所述安全状态的限定与车辆当前所处的情形非常相关。因此，根据本发明尤其设置，在每个时间点根据所述情形(通过所述参数来描述)、***状态和探测出的功能故障自动地选择安全状态。
例如能够限定以下安全状态：
1)在行车道上的静止状态
2)在自己车道中的静止状态
3)在紧急停靠车道中的静止状态
4)在停车点/停车场中的静止状态
5)继续行驶“在车流中随行”(即例如本车辆的行驶策略与在前行驶车辆的匹配)
安全状态的选出例如与以下评估有关：
交通情形
在这里，例如具有本车辆的速度、所有其它交通参与者的位置和速度以及对应预测等的详尽交通情形起决定性作用。例如，“拥堵行驶”、“高速公路行驶、车流密集”、“高速公路行驶、车流缓慢”、“高速公路行驶、车少”、“停止&行驶”、“城市行驶”、“郊区行驶”。
传感器可用性
在这里尤其涉及：哪些周围环境传感器和惯性传感器还可用。如果例如向前的周围环境传感器失灵，那么***必须选择一个与仅后端传感器或侧端传感器失灵时不同的安全状态。
硬件可用性
在这里尤其涉及车辆中的控制器，例如包括中央控制器(在该控制器上进行计算)、制动控制器、转向控制器、监控功能控制器和/或安装在车辆中的所有其它控制器。
图3示出安全状态的级联图，针对这些状态可以例如限定给定的可用性。不同的扩展级别被示出。不严重的级别是继续行驶(当例如后端传感器可能失灵时)，但是，当此外例如转向装置还失灵或驾驶员还失能时，返回模式能够继续升级(即根据情形而定启动其它状态)。因此在上下文中意味着使用表述“级联”。“给定的可用性”就此而言意味着，与哪些车辆部件(传感器、控制器等)还能运转有关地利用或使用确定的返回策略。
如果根据方框301存在后端传感装置的失灵，那么根据方框303例如设置按照在车流中随行驶来的继续行驶。
如果根据方框305探测出车辆驾驶员失能，那么根据方框307设置，将车辆停放在停车点中或在停车场上(在停车点中或停车场上的静止状态)。
如果根据方框309探测出ESP失灵，那么根据方框311设置，将车辆停放在自己的车道中(在自己车道中的静止状态)。
如果根据方框313探测出，ESP和车辆转向装置都已失灵，那么根据方框315设置，将车辆停放在行车道上(在行车道上的静止状态)。
在返回层面中的示例性策略的示例性级联例如能够例如如下：
1)完全的冗余的继续行驶：
冗余地设计的传感器/控制器失灵。在这里，在一定情形中可能在速度减小和功能范围减小的情况下通过基本传感器并且没有冗余地继续行驶是最安全的状态。一定情形尤其是这样的情形：在这些情形中另一策略可能具有提高的事故风险。例如，当车辆在左侧车道上行驶并且在自身车辆后方没有车辆到来时，在该车道中制动。之后，快速驶来的车辆可能从后方撞上我们的(所述)车辆。功能范围的减小：无车道变换、无超车操作、“随行”，减小速度以便强行得到较短的制动距离和较小的必要预见。最大允许的制动距离与实际留下的功能表现(例如对周围环境模型的预见)有关。
2)接收前行者(即在前行驶的车辆)的速度并且跟随车道：
该策略包括制动或加速到在前行驶车辆的速度以及包括车道保持。该策略在行车较少的、在高速公路上在具有前行者和可用的前端传感装置的情况下尤其有利。例如在后端传感器失灵的情况下，“行车较少”尤其指，与在前行驶或在后行驶的车辆的间距明显大于制动距离。
3)主动变换车道到应急停车带：
例如，当在驾驶员观察装置反馈出：驾驶员有健康问题时，该策略被使用。高度自动化车辆在该情形中还具有完全功能，但是由于法律规定而不再被允许继续行驶。
4)向紧急停车道或应急停车带方向缓慢移动：
该策略包括两个步骤。在第一步骤中不进一步加速。在第二步骤中车辆尝试缓慢地向右(向紧急停车道的方向)移动。“缓慢”尤其与还能够提供多少转向力矩有关。“缓慢”在这里优选指的是，动态性能对于转向调节装置没有明显影响。该策略在具有少量交通参与者、小速度差别和高绝对速度的情形中尤其有利。
5)在自己车道中制动：
这是最简单的策略，该策略尤其能够在该车辆(和所有周围车辆)稍微更快行驶并且具有小间距时被利用。例如在弯道中的拥堵中是这种情况。为了不通过非预见性的制动操作附加地危及其他交通参与者，该状态尤其仅当在本车辆后方探测到的车辆与该车辆(自身车辆)相比不是明显更快(例如最大快10km/h至20km/h，最大距离为在完全制动情况下的制动距离的2至3倍)时才被激活。这些车辆具有足够小的间距，使得这些车辆可获知所述自身车辆的行动并且相应地制动它们的车辆。该情形大多又出现在拥堵场景中。
在ESP失灵但EPS转向装置还能运转的情况下，在自己车道中的静止状态能够被视作从多个安全状态中选出的安全状态。如果在车辆中存在起作用的冗余转向装置，那么该状态在制动装置和转向装置都失灵的情况下也是安全状态。
6)(直线地)制动
如果ESP和转向装置都失灵，那么仅还能够借助冗余制动装置将车辆置于静止状态中。
因此，根据本发明，返回策略的选择与安装在车辆(例如轿车)中的、起作用或已失灵的部件以及与交通情形有关。

Claims (9)

1.用于运行车辆的方法，其中，
-所述车辆被全自动化地引导(101)，
-其中，如果在全自动化引导期间探测(103)到故障，那么根据一个参数从多个安全状态中选出(105)一个安全状态，
-其中，所述车辆被全自动化地引导(107)到所选出的安全状态中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个安全状态包括来自以下安全状态组的要素：在行车道上的静止状态、在自己车道中的静止状态、在紧急停靠车道中的静止状态、在停车点中的静止状态、在停车场上的静止状态、所述车辆的引导与在所述车辆前方行驶的车辆的引导的匹配。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述参数描述交通情形和/或传感器可用性和/或硬件可用性和/或所述车辆的驾驶员的健康状况。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述参数描述所述车辆的后端传感装置的失灵，并且使所述车辆的引导匹配于在所述车辆前方行驶的车辆的引导。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述参数描述所述驾驶员的失能，并且将所述车辆停放在停车点中或停车场上。
6.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述参数描述所述车辆的电子稳定程序的失灵，并且将所述车辆停放在自己的车道上。
7.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述参数描述所述车辆的电子稳定程序和车辆转向装置的失灵，并且将所述车辆停放在所述行车道上。
8.用于运行车辆的设备(201)，包括：
-引导装置(203)，该引导装置构造成用于全自动化地引导所述车辆，
-用于探测故障的探测装置(205)，
-选择装置(207)，该选择装置构造成用于在全自动化引导期间探测到故障时根据一个参数而从多个安全状态中选出一个安全状态，其中，
-所述引导装置(203)还构造成用于将所述车辆全自动化地引导到所选出的安全状态中。
9.计算机程序，所述计算机程序包括在计算机上被实施时用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法的程序代码。
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