CN107428341B - 用于适配车辆的车辆速度的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于适配车辆(100)的车辆速度的方法，其中，该方法包括：确定需要的转向力矩的步骤，该转向力矩用于沿着弯曲的行驶轨迹(104)引导所述车辆(100)；和在使用所述需要的转向力矩和可用的转向力矩的情况下，求取为沿着所述弯曲的行驶轨迹(104)引导所述车辆(100)而允许的所述车辆(100)的速度的步骤。

Description

用于适配车辆的车辆速度的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于适配车辆的车辆速度的方法、一种相应的设备以及一种相应的计算机程序。
背景技术
在现今的具有转向支持装置的车道保持辅助***(LKS:lane keeping support)中，由***所要求的转向力矩在量上被限制，通常限制在3Nm，因此驾驶员能够随时过度转向***，尤其在可能发生故障干预的情况下。
发明内容
在此背景下，借助在这里所介绍的解决途径介绍根据本发明的一种用于适配车辆的车辆速度的方法、此外一种使用这种方法的设备以及最后一种相应的计算机程序。从以下的说明得出有利的构型。
所述方法能够有利地用于与驾驶员辅助***、例如车道保持辅助***相关联地调节车辆速度。
用于适配车辆的车辆速度的相应方法包括以下步骤：
确定用于沿着弯曲的行驶轨迹引导车辆的需要的转向力矩；和
在使用所述需要的转向力矩和可用的转向力矩的情况下，求取为沿着弯曲的行驶轨迹引导车辆而允许的车辆速度。
行驶轨迹能够表示在行驶方向上位于车辆前方的车辆运动路径或者这样的运动路径的一个区段。所述需要的转向力矩能够是要施加到车辆的能够转向的车轮上的转向力矩，以便沿着行驶轨迹引导车辆。车辆的速度越大，则所述需要的转向力矩会越大。因此，必要时会需要降低车辆的当前速度，以便能够沿着弯曲的行驶轨迹安全地引导车辆。可用的转向力矩能够是下述转向力矩：能够在给定的状况下施加所述转向力矩，以便使车辆转向。根据所说明的解决途径的实施方式，能够取消或者降低由驾驶员辅助***所要求的转向力矩的限制，从而车道保持辅助***也能要求用于在地方公路上的强烈的曲线需要的转向力矩。
所述方法能够包括提供调节信号的步骤，用于当车辆当前速度大于允许速度时，所述调节信号用于降低车辆速度。为此，能够比较代表车辆当前速度的值与代表允许速度的值。如果当前速度被过高地估计，则能够制动车辆到这个程度，使得所述车辆能够安全地跟随行驶轨迹。
在此，如果在识别的步骤中识别出由车辆的驾驶员提供的转向力矩并且由驾驶员提供的转向力矩的方向与所述需要的转向力矩的方向相反，则在提供的步骤中能够不提供调节信号。以此方式，当由驾驶员的动作能够推断出车辆不应跟随弯曲的行驶轨迹时，能够避免速度的降低。例如当由驾驶员的转向干预识别出驾驶员想要开始超车过程时，阻止制动能够是有意义的。
所述方法能够包括检测在行驶方向上位于车辆前方的规定行车道作为弯曲的行驶轨迹的步骤。为了检测所述规定行车道，能够读入和分析利用合适的传感器信号或者数字地图的信号。以此方式，当前行驶轨迹能够总是可供使用。
在此，在检测的步骤中，能够检测弯曲的行驶轨迹的曲率半径的最大改变或者弯曲的行驶轨迹的最小曲率半径。在确定的步骤中，能够在使用所述最大改变或者最小曲率半径的情况下确定所述需要的转向力矩。能够以此方式考虑行驶轨迹的这样的区域，在所述区域中预计施加最大转向力矩。
所述方法能够包括确定可用的转向力矩作为能够由车辆的转向支持装置提供的最大转向力矩的步骤。最大转向力矩的值能够通过合适的接口读入。以此方式能够使所述方法与不同的车辆类型相匹配。此外，在转向支持装置故障时能够通过例如制动车辆的方式及时地反应。
在确定的步骤中，所述可用的转向力矩能够确定为下述组合，所述组合由能够由车辆的转向支持装置提供的最大转向力矩和能够由车辆的驾驶员提供的转向力矩组成。当在识别的步骤中识别出由车辆的驾驶员所提供的转向力矩时，这能够被执行。以此方式能够避免将转向力矩限制在能够由车辆的转向支持装置提供的最大转向力矩上。
此外，在这里所介绍的解决途径提供实现一种用于适配车辆的车辆速度的设备，该设备构造用于在相应的装置中实施、操控或者说执行在这里介绍的方法的变型的步骤。通过本发明的、呈设备形式的实施方式变型也能够快速和有效率地解决本发明所基于的任务。
在此，设备当前能够理解为电器具，所述电器具处理传感器信号并且根据所述传感器信号输出控制信号和/或数据信号。所述设备能够具有接口，所述接口能够以硬件方式和/或以软件方式构造。在以硬件方式构造的情况下，接口能够是例如所谓的***ASIC的部分，所述部分包括设备的各种不同的功能。然而也可行的是，所述接口是自身的集成开关电路或者至少部分地由分立的结构元件组成。在以软件方式构造的情况下，所述接口能够是软件模块，除了其它软件模块之外，所述软件模块存在于例如在微控制器上。
具有程序代码的计算机程序产品或者计算机程序也是有利的，所述程序代码能够被存储在可机读的载体上或者如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器这样的存储器介质上，并且用于尤其当在计算机或者设备上实施所述程序产品或程序时，实施、执行和/或操控根据以上所说明的实施方式中任一种所述的方法的步骤。
附图说明
以下根据附图示例性地详细地解释在这里所介绍的解决途径。其示出：
图1车辆的示意性示图，所述车辆具有根据本发明的一个实施例的、用于进行车辆速度适配的设备；和
图2根据本发明的一个实施例的、用于进行车辆速度适配的方法的流程图。
具体实施方式
在本发明的有利的实施例的以下说明中，对在不同附图中所示出的和类似地起作用的元件使用相同或者类似的附图标记，其中，省去对这些元件的重复说明。
图1示出车辆100的示意性示图，该车辆具有根据本发明的一个实施例的、用于适配车辆100的车辆速度的设备102。车辆100在行车道上沿着行驶轨迹104行驶。行驶轨迹104首先具有直线区段，所述直线区段过渡到弯曲区段中。在驶过从直线区段到弯曲区段的过渡时以及在驶过弯曲区段时，需要作用到车辆100的车轮上的转向力矩，以便能够使车辆100保持在行驶轨迹104上。
根据一个实施例，设备102具有确定装置110和求取装置112。确定装置110构造用于确定用于沿着行驶轨迹104引导车辆100的需要的转向力矩。求取装置112构造用于在使用所述需要的转向力矩的值和可用的转向力矩的值的情况下，求取为沿着行驶轨迹104引导车辆而允许的速度。
根据一个实施例，设备102构造用于传送代表车辆的允许速度的值到用于调节车辆100的速度的调节装置114上。调节装置114构造用于比较车辆的当前速度的值与允许速度的值，并且，在允许速度大于允许速度时，提供用于降低当前速度的控制信号。因此，调节装置114能够构造用于使当前速度与允许速度相适配。因此，必要时也能够提高当前速度。
根据一个实施例，设备102构造用于通过接口接收代表行驶轨迹104的值。根据一个替代的实施例，设备102构造用于求取代表行驶轨迹104的值。为此，设备102例如构造用于通过接口接收环境检测装置116或者导航***118的信号，并且用于求取行驶轨迹104。设备102构造用于例如在使用对应准则的情况下，确定为了沿着行驶轨迹104引导车辆100而需要的转向力矩。
根据一个实施例，设备102构造用于在使用下述值的情况下确定可用的转向力矩：设备102通过到手动的转向装置118(例如可由驾驶员操作的方向盘)的接口和附加地或者替代地通过到转向支持装置120的接口接收所述值。通过手动的转向装置118以及转向支持装置120能够将转向力矩施加到车辆100的转向装置122上，通过所述转向装置能够使车辆100的能转向的车轮偏转或者保持在偏转后的位置中。例如，设备102构造用于使由驾驶员提供或者能够提供的转向力矩与能够由转向支持装置120提供的转向力矩相加，以便确定可用的转向力矩，在驶过行驶轨迹104时能够提供所述转向力矩。
以下根据图1详细地说明本发明的实施例。
根据一个实施例，所说明的解决途径根据在图1中作为行驶轨迹104画入的规定行车道的预测曲率、以及根据能够包括例如转向支持装置120的车道保持辅助***的最大可用转向力矩、以及根据驾驶员例如能够通过手动转向装置118提供的驾驶员手动力矩，实现适配和附加地或者替代地调节纵向的车辆速度。
包括设备102的***能够借助于不同的传感器114(例如摄像机、雷达或者GPS)检测行车道的曲率以及其曲率改变、即行驶轨迹104的有关参数或者值。
根据一个实施例，通过使用Clothiod模型，设备102能够在有预见距离的情况下预测行驶轨迹104的曲率。有利地，所述预见距离能够通过车辆速度和对应于该预见距离的预见时间的乘积计算出。为了补偿车辆100的延迟时间(Latenzzeit)以及惯性，所述预见时间是必要的。
根据一个实施例，在计算行驶轨迹104的曲率时也考虑：车辆100应沿着自身车道的中线行驶还是应跟随其它轨迹，这根据状况会是需要的，例如，当要开始从车道边缘横向地调节并且车辆100又要返回到车道中间时。当规定轨迹104被其它对象(例如在相邻车道上的障碍物或者车辆)影响时，这也会是需要的。
根据一个实施例，设备102构造用于在已知车辆规定轨迹104的预测曲率(Kappapred)和最大可供使用的车道保持辅助***转向力矩(MLKSmax)的情况下，如下地以估计的形式确定最大允许的纵向车辆速度(Vmax)：
Vmax＝sqrt(MLKSmax/Kappapred/因子K)
因子K是以最简单的形式的一常数并且能够根据车辆参数化。
但是，如果现在驾驶员随着车道保持辅助***跟随驾驶，即驾驶员在例如车道保持辅助***相同的方向上或者在由车道保持辅助***预告的正确方向上跟随转向，则最大可供使用的转向力矩(Mmax)如下地产生：
Mmax＝MLKSmax+M驾驶员
然后利用最大可供使用的转向力矩(Mmax)实施对车辆速度(Vmax)的计算。
根据一个实施例，如果驾驶员以强烈对抗***的方式转向，则关断***。
然后车辆速度(Vmax)发送到车辆100的纵向调节装置上，例如到适应性的速度调节装置(ACC)上，所述适应性的速度调节装置在图1中能够示意性地被调节装置114代表。速度调节装置构造用于这样调节车辆速度：例如通过操控车辆100的驱动装置和/或车辆100的制动器，使得不超过最大允许的纵向车辆速度(Vmax)。
由此确保，不超过例如能够由转向支持装置120提供的最大的车道保持辅助***力矩，因为车辆100的横向加速度处于相应的极限内。
附加地，在计算时能够从最大可供使用的车道保持辅助***转向力矩(MLKSmax)中扣除偏移量，从而所述***还具有一定的余量，以便确保，不达到最大可供使用的车道保持辅助***转向力矩(MLKSmax)。
图2示出根据本发明的实施例的、用于适配车辆速度的方法的流程图。所述方法能够与用于适配车辆的车辆速度的设备相关联地使用，如其根据图1说明的那样。
所述方法包括确定的步骤202以及求取的步骤204，在所述确定的步骤中，确定用于沿着弯曲的行驶轨迹引导车辆所需要的转向力矩，以及在所述求取的步骤中，在使用所述需要的转向力矩和可用的转向力矩的情况下求取为了沿着弯曲的行驶轨迹引导车辆而允许的速度。
根据不同的实施例，所述方法具有一个或多个可选步骤206、208、210。在可选步骤206中提供调节信号，当车辆当前的速度大于允许速度时，所述调节信号引起车辆速度的降低。在可选步骤208中，能够识别由车辆的驾驶员提供的转向力矩。能够使用由驾驶员提供的转向力矩的值，以便识别驾驶员所期望的、与预测的行驶轨迹的偏差。此外，在可选步骤210中使用由车辆的驾驶员所提供的转向力矩，以确定所述可用的转向力矩。在可选步骤212中，能够检测在行驶方向上位于车辆前方的规定行车道作为行驶轨迹。在步骤212中，在此，还能够检测行驶轨迹的曲率半径的最大改变或者行驶轨迹的最小曲率半径，并且在步骤202中将其用于确定所述需要的转向力矩。
如果一个实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”关系，则这解读为，该实施例根据一种实施方式不但具有第一特征而且具有第二特征，并且根据另一实施方式或者仅仅具有第一特征或者仅仅具有第二特征。

Claims (8)

1.用于适配车辆(100)的车辆速度的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
确定(202)用于沿着弯曲的行驶轨迹(104)引导所述车辆(100)的需要的转向力矩；
确定(210)能够由所述车辆(100)的转向支持装置(120)提供的最大转向力矩；
识别(208)由所述车辆(100)的驾驶员提供的转向力矩；
根据能够由所述车辆(100)的所述转向支持装置(120)提供的最大转向力矩和能够由所述车辆(100)的驾驶员提供的转向力矩确定最大可用的转向力矩；
在使用所述需要的转向力矩和所述最大可用的转向力矩的情况下，求取(204)为沿着所述弯曲的行驶轨迹(104)引导所述车辆(100)的所述车辆(100)的最大允许的速度；和
操控所述车辆(100)的驱动装置和/或所述车辆(100)的制动器，使得不超过所述最大允许的速度。
2.根据权利要求1所述的方法，具有提供(206)调节信号的步骤，所述调节信号用于当所述车辆(100)的当前速度大于所述最大允许的速度时，降低所述车辆(100)的速度。
3.根据权利要求2所述的方法，在所述方法中，如果由所述驾驶员提供的转向力矩的方向与所述需要的转向力矩的方向相反时，在所述提供(206)的步骤中不提供所述调节信号。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，具有检测(212)在行驶方向上位于所述车辆(100)前方的规定行车道作为所述弯曲的行驶轨迹(104)的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，在所述方法中，在所述检测(212)的步骤中，检测所述弯曲的行驶轨迹(104)的曲率半径的最大改变或者所述弯曲的行驶轨迹(104)的最小曲率半径，并且，在所述确定(202)的步骤中，在使用所述最大改变或者所述最小曲率半径的情况下，确定所述需要的转向力矩。
6.用于适配车辆(100)的车辆速度的设备(102)，所述设备构造用于实施根据以上权利要求中任一项所述的方法的所有步骤(202、204)。
7.能够机读的存储介质，在所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序设置用于：当在设备上实施所述计算机程序时，实施、执行和/或操控根据权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
8.根据权利要求7所述的存储介质，其中，所述设备是计算机。
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