CN109835327B - 用于运行机动车的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车（1）的方法，其中根据当前的位置（A）和能够预先确定的目的地（B）来自动地使所述机动车（1）加速和减速，使得所述机动车在所述目的地停下来，所述方法具有以下步骤：a）使所述机动车（1）尤其从停止状态加速到预先确定的目标速度（v_目标）；b）直至所述机动车（1）相对于所述目的地（B）的预先确定的第一间距（d_滚动）：使所述机动车（1）减速到预先确定的滚动速度（v_滚动）；c）自所述机动车（1）相对于所述目的地（B）的预先确定的第二间距（d_末端）起：使所述机动车（1）减速到停止状态，其中所述第二间距（d_末端）相对于所述目的地（B）小于所述第一间距（d_滚动）。

Description

用于运行机动车的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于运行机动车的方法，其中根据当前的位置和能够预先确定的目的地来自动地使所述机动车加速和减速，使得其在目的地停下来。

此外，本发明涉及一种用于实施所述方法的装置。

背景技术

现今的机动车越来越多地具有驾驶员协助***，所述驾驶员协助***也能够实现自动化的驾驶功能，以用于减轻驾驶员的负荷。比如停车协助及停车领航属于所述自动化的驾驶功能，所述停车协助及停车领航除了对于所述机动车的自动化的横向操纵之外也使对于所述机动车的纵向操纵自动化。为了保证尽可能舒适的纵向操纵，知道在以所述机动车的当前的位置为出发点直至能够预先确定的目的地的剩余里程的基础上计划纵向轨迹的方案。从博士论文“Ein neues Konzept für die Trajektoriengenerierung und-stabilisierung in zeitkritischen Verkehrsszenarien(一种用于在时间紧迫的交通场景中进行轨迹产生及稳定的新型方案)”(ISBN：978-3-86644-631-1)中知道一种方法，对于该方法来说计算一批可能的、比如与在剩余里程的范围内的加速度的变化曲线相关的轨迹，并且随后从这批轨迹中选择在用有待行驶的轨迹的持续时间来加权的情况下具有最低的集成的冲击的轨迹。作为边界条件，要为所述计划比如考虑到在起点(当前的位置)的当前的速度以及在目的地的极小的速度以及最大的速度。

通过接下来的调节器，将所选择的轨迹传送给所述机动车的执行机构、尤其是驱动机构和制动机构，以用于实施所期望的运动。

在要求在狭窄的空间上进行调车的应用情况中、比如在停车过程中，就所述机动车如何精确地到达目的地产生高的要求。如果比如给定高的停车精确度，那么可供使用的场地就能够更好地得到利用并且减小公差。由此能够停放在比较狭小的空隙上或者以较小的行程(Züge)来调车到停车空隙中。

另一项挑战在于，对于很小的速度来说在驱动机构与制动机构之间的相互作用中，比如如果所述机动车为了到达目的地必须越过障碍物、像比如路边石或者类似障碍物，那就可能出现所述机动车的无意的提前的停车。

发明内容

所述按本发明的方法拥有以下优点：所述机动车随时可靠地并且精确地到达所述目的地。所述按本发明的方法为此而规定，在第一步骤a)中使所述机动车尤其从停止状态加速到预先确定的目标速度。保持这种目标速度，并且只有所述机动车接近所述机动车相对于所述目的地的第一间距时才降低这种目标速度。而后在第二步骤b)中降低所述机动车的速度或者使所述机动车减速，直至其在达到所述第一间距时减速到预先确定的滚动速度。也就是说，在达到所述第一间距之前就已经降低所述速度，以用于在达到所述第一间距时已经达到所述滚动速度。自所述机动车相对于目的地的预先确定的、比第一间距小的第二间距起，在第三步骤c)中使所述机动车减速，直至其停下来。由此，首先使所述机动车减速到所述滚动速度，在那里保持所述滚动速度，直至达到了相对于所述目的地的第二间距。然后才使所述机动车减速直至停止。在所述以滚动速度进行的滚动阶段中保证，所述机动车还以如此多的能量继续运动，从而也能够容易地越过较小的障碍物并且所述机动车没有提前停止下来。只有在到达所述目的地之前不远处、也就是达到所述第二间距时，才转到计划中，所述计划在所述目的地尤其规定了极小的速度。以往通常尝试直接从所述目标速度减速到所述目的地。在此，必须将对最终客户来说显得舒适的减速维持长的时间。但是，由于所述制动***中的不精确性或者公差，在此在这个时间范围内形成难以得到补偿的误差。这在所述机动车定位在所述目的地上时引起较高的公差。除此以外，按所述功能的特征可能设置极为不同的目标速度，因而所述原始状态在开始制动操纵时可能大为不同。这些原因可能导致以下结果，即：所述机动车的停车精确度在超过某个点之外再也不能得到改进。通过按本发明采用低于所述目标速度的较低的速度这种方式，一方面降低舒适的减速直至停止状态的持续时间，另一方面采用所定义的原始状态，所述原始状态在所述目的地之前的最后的阶段(滚动阶段)中在不取决于此前存在的目标速度的情况下在每种操纵中是相同的。由此改进了停车精确度。此外，所述滚动阶段抑制了所述机动车提前进入停止状态并且需要重新起动这种危险。

此外，优选规定，在步骤b)中根据直至所述滚动速度的目标减速度来预先确定所述减速的时刻，使得所述机动车自所述第一间距起以所述滚动速度继续运动。由此考虑到另一个相对于所述目的地的间距，其中所述另一个间距大于所述第一间距并且根据所述目标速度、所述滚动速度和所设定的期望或者目标减速度来如此确定，使得所述机动车在到达所述第一间距时以所述滚动速度继续运动。根据所述目标减速度来设定这另一个间距，由此产生这一点：始终保证了舒适的目标减速。按相对于所述目的地的间距，所述目标减速仅仅较早或者较晚地开始。

优选将所述目标减速度预先确定在0.1m/s²与1m/s²之间。这相当于舒适的减速，所述舒适的减速保证了令人愉快的驾驶感觉。

此外，优选规定，将当前的行驶速度与所述滚动速度进行比较，其中，如果所述行驶速度在步骤c)之前低于所述滚动速度，那就将所述滚动速度设置到所述行驶速度的最小值。由此考虑到所述当前的行驶速度的下冲(Unterschwingen)。如果所述当前的行驶速度达到所述滚动速度之下的数值、也就是所述滚动速度下冲，那就在这里规定，将所述滚动速度设置到下冲的最小值、也就是所述行驶速度的最小值。这具有以下优点：在开始朝所述滚动速度的减速之后没有重新加速到可能已经下降的滚动速度。由此避免或者至少降低冲击并且提高所述制动操纵的舒适性。停车精确度也由此得到了改进，因为不是从加速阶段开始用于制动或者减速到停止状态的最后一个步骤。

此外，优选规定，预先确定所述滚动速度大于或者等于预先确定的最小速度。由此无论如何、即使也在如上面所描述的那样的下冲时也防止所述滚动速度低于预先确定的最小值。在此，如此选择所述最小值或者最小速度，使得所述滚动速度低于预先确定的最小值。在此，如此选择所述最小值或者所述最小速度，从而避免由于太小的目标速度而使所述车辆提前停止的情况。

此外，优选规定，自相对于所述目的地的、比第二间距小的第三间距起使所述机动车恒定地减速直至目的地。这引起以下结果，即：不必计划短时间的轨迹，由此相对于从现有技术中所熟知的方法提高了停车精确度。

按照本发明的一种优选的改进方案，如果用于到达目的地的全部的行车距离小于所述第一间距，就在步骤a)中使所述机动车加速到所述最小速度。由此避免：在短的里程上不必要地使所述机动车加速太多。由此也在短的里程上在行驶过程中对行驶舒适性进行优化。

优选将所述目标速度预先确定在0.5km/h到20km/h之间、尤其为1km/h到10km/h。

此外，优选规定，将所述滚动速度预先确定在0.1到1km/h之间、尤其在0.2km/h到0.6km/h之间。此外，优选规定，将所述最小速度预先确定在0.05km/h到0.7km/h之间、尤其在0.1km/h到0.4km/h之间。

此外，将所述第一间距优选预先确定在30cm与250cm之间、尤其在70cm与150cm之间。

此外，将所述第二间距优选预先确定在20cm与120cm之间、尤其在40cm与80cm之间。

此外，优选将所述第三间距预先确定在5与60cm之间、尤其在10cm与30cm之间。

此外，优选将全部的里程预先确定在1cm与2000cm之间、尤其在5cm与1000cm之间。

所述按本发明的装置的特征在于，它作为控制器专门被设立用于：在按照规定地使用时实施所述按本发明的方法。

附图说明

下面要借助于附图对本发明进行详细解释。为此：

图1以简化的图示示出了机动车；

图2示出了用于对一种有利的用于运行所述机动车的方法进行解释的流程图；

图3示出了用于对所述方法进行解释的图表；

图4示出了所述方法的一种实施例；并且

图5示出了所述方法的另一种实施例。

具体实施方式

图1以简化的图示示出了机动车1，该机动车处于固定的基底上、像比如在停车场2处于位置A上。所述机动车1具有驱动机构3，该驱动机构比如具有燃烧马达和/或至少一个电机，所述燃烧马达和/或至少一个电机直接地或者通过传动机构与所述机动车的车轮能够连接或者相连接。此外，所述机动车1具有制动***4，该制动***在需要时能够将用于使所述机动车1减速的制动力施加到所述机动车1的至少一个车轮上。尤其如果所述驱动机构3具有一个或者多个电机，那也能够将所述电机用于通过所述制动***4来使将所述机动车1减速或者制动。在其它情况下，所述制动***4优选具有一个或者多个车轮制动器，所述车轮制动器机械地或者通过摩擦与所述机动车的车轮共同作用。此外，所述机动车1具有控制器5，该控制器构造用于如此操控所述驱动机构3和所述制动***4，从而能够对所述机动车1进行自主的或者自动化的纵向操纵，以用于到达目的地B。比如，所述目的地B是所述停车场2上的停车空隙，所述机动车1应该运动到所述停车空隙中。

现在下面要借助于图2的流程图对一种有利的用于运行所述机动车1的方法进行解释，其中所述方法尤其通过所述控制器5来实施。

在第一步骤S1中比如通过以下方式来使所述方法初始化，即：所述机动车1的驾驶员预先确定或者选择所述目的地B并且开始自动化的停车过程/行驶过程。在紧随此后的步骤S2中，所述控制器5计算从当前的位置A到目的地B的里程d_全部，必须由所述机动车1经过所述里程，以用于到达所述目的地B。

根据来自步骤S2的所确定的里程，在紧随此后的步骤S3中确定下述轨迹，所述轨迹代表了所述机动车1用于到达所述目的地B的加速变化曲线，使得所述机动车1在所述目的地B停下来。在此要认为，所述机动车1在当前的位置A处同样停止不动。

在形成轨迹时，有利地形成三个取决于全部里程d_全部的轨迹区段。首先在步骤S4中预先确定目标速度v_目标，应该以始发地A为出发点将所述机动车1一直加速到所述目标速度v_目标。也要确定下述时间，在所述时间之内应该保持所述目标速度。

在此，通过相对于所述目的地B的间距d_滚动如在图1中所示出的那样确定所述时间。在步骤S5中为此确定所述间距d_滚动以及所述机动车1在达到所述间距d_滚动时应该达到的滚动速度v_滚动。

图3为此在图表中示出了所述机动车1的速度变化曲线，该速度变化曲线由按照图2和图1的所描述的方法产生。在此可以看出，如果所述机动车在所述间距d_滚动应该已经达到所述滚动速度v_滚动，那就必须在前置的时刻或者在前置的间距d_v上降低所述机动车的速度。在此，优选根据目标减速度来选择相对于目的地B比间距d_滚动大的间距d_v。尤其在此以处于0.1到1m/s²的范围内的目标减速度为出发点。由此，根据所述目标速度v_目标和所述间距d_滚动来选择所述间距d_v。保持所述滚动速度，直至相对于目的地B的间距已经降低到间距d_末端。

随着达到所述间距d_末端，在步骤S6中确定下述减速度，通过所述减速度所述机动车1在所述目的地(间距＝0)规定了极小的速度或者停下来。

在步骤S7中，对所述致动器或者所述驱动机构3和所述制动***4进行操控，以用于跟随按照图3的轨迹。其中在实施所述方法的期间或者已经在所述运动过程中能够对所述轨迹进行检查和调整。尤其在步骤S8中连续地对所述机动车1的当前的位置进行监控并且将其与按照所述轨迹所规定的期望位置或者目标位置进行比较。如果所述当前的位置与所预料的位置不符或者所述机动车的位置在停止时与所述最终位置B不符(否)，那就在步骤S3中必要时用新的轨迹计划来重新实施所述方法。如果所述机动车1跟随预先确定的轨迹，那就继续实施所述方法，直至所述机动车1在所述目的地B停下来。而后如果当前的位置与所期望的最终位置相符(是)，那就在步骤S9中结束所述方法。

图4示出了前面所描述的方法的另一种实施例，其中在图4中示出了图3的图表的放大的截取部分，该截取部分涉及所述机动车的运动的末端区域。按照这种实施例来规定，在所述当前的行驶速度下冲到低于预先确定的滚动速度v_滚动时，在减速到d_滚动时将所述目标速度或者目标滚动速度v_{滚动,目标}调整或者设置到下冲的最小值v_{滚动,最小}。这具有以下优点：在下冲的情况下不再返回加速到所述目标滚动速度。由此降低冲击并且提高制动操纵的舒适性。停车精确度也由此得到改进，因为不是直接从加速阶段中开始自d_末端起的最后的制动阶段。

优选将所述目标滚动速度v_{滚动,目标}始终设置得大于或者等于所述最小速度v_{滚动,最小}，从而尤其避免由于太小的目标速度而使所述机动车1提前停住。在此，比如能够根据当前的车行道坡度对所述最小速度进行调整。

图5示出了另一种实施例，该实施例与前述实施例的区别在于：自比所述间距d_末端小的间距d_斜坡起使用恒定的减速度，直至所述目的地。这具有以下优点，即：不必计划在时间上很短的轨迹，由此改进了停车精确度。

对于所述全部里程d_全部小于所述间距d_滚动这种情况来说，将所述最小速度v_{滚动,最小}用作用于所述调节器的目标速度，也就是说，与长的行程相比，比如由其它的控制器的要求的目标速度忽略不计。这具有以下优点，即：对于短的行程或者运动来说不必加速太多，由此改进舒适性和停车精确度。

下面要说明用于目标速度v_目标、所述滚动速度v_滚动和所述最小速度v_{滚动,最小}以及用于不同的间距的优选的大小，其中关于所述间距要说明绝对值，即使所述间距在附图中看上去是负的：

v_目标：0.5到20km/h，优选1到10km/h

v_滚动：0.1到1km/h，优选0.2到0.6km/h

v_{滚动,最小}：0.05到0.7km/h，优选0.1到0.4km/h

d_斜坡：5到60cm，优选10到30cm

d_末端：20到120cm，优选40到80cm

d_滚动：30到250cm，优选70到150cmd_全部：1到2000cm，优选5到1000cm。

Claims (21)

1.用于运行机动车(1)的方法，其中根据当前的位置(A)和能够预先确定的目的地(B)来自动地使所述机动车(1)加速和减速，使得所述机动车在所述目的地停下来，所述方法具有以下步骤：

a)使所述机动车(1)加速到预先确定的目标速度(v_目标)；

b)直至所述机动车(1)相对于所述目的地(B)的预先确定的第一间距(d_滚动)：使所述机动车(1)减速到预先确定的滚动速度(v_滚动)；

c)自所述机动车(1)相对于所述目的地(B)的预先确定的第二间距(d_末端)起：使所述机动车(1)减速到停止状态，其中所述第二间距(d_末端)相对于所述目的地(B)小于所述第一间距(d_滚动)，

将当前的行驶速度与所述滚动速度(v_滚动)进行比较，其中，如果所述行驶速度在步骤c)之前低于所述滚动速度(v_滚动)，那就将所述滚动速度(v_滚动)设置到所述行驶速度的最小值，预先确定所述滚动速度(v_滚动)大于或者等于预先确定的最小速度(v_{滚动,最小})。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)中根据目标减速度来如此确定所述减速的时刻，使得所述机动车(1)自所述第一间距(d_滚动)起以所述滚动速度(v_滚动)继续运动。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述目标减速度预先确定在0.1m/s²到1m/s²之间。

4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，直至相对于所述目的地(B)的、比第二间距(d_末端)小的第三间距(d_斜坡)将所述机动车(1)恒定地减速直到所述目的地(B)。

5.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，如果用于达到所述目的地(B)的全部的行车距离(d_全部)小于所述第一间距(d_滚动)，那就在步骤a)中将所述机动车(1)加速到所述最小速度(v_{滚动,最小})。

6.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述目标速度(v_目标)预先确定在0.5与20km/h之间。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述目标速度(v_目标)预先确定在1与10km/h之间。

8.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述滚动速度(v_滚动)预先确定在0.1与1km/h之间。

9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述滚动速度(v_滚动)预先确定在0.2与0.6km/h之间。

10.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述最小速度(v_{滚动,最小})预先确定在0.05km/h与0.7km/h之间。

11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述最小速度(v_{滚动,最小})预先确定在0.1km/h到0.4km/h之间。

12.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一间距(d_滚动)预先确定在30cm与250cm之间。

13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述第一间距(d_滚动)预先确定在70cm与150cm之间。

14.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第二间距(d_末端)预先确定在20cm与120cm之间。

15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述第二间距(d_末端)预先确定在40cm与80cm之间。

16.按权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述第三间距(d_斜坡)预先确定在5cm与60cm之间。

17.按权利要求16所述的方法，其特征在于，将所述第三间距(d_斜坡)预先确定在10cm与30cm之间。

18.按权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述全部的行车距离(d_全部)预先确定在1cm与2000cm之间。

19.按权利要求18所述的方法，其特征在于，将所述全部的行车距离(d_全部)预先确定在5cm与1000cm之间。

20.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中使所述机动车(1)从停止状态加速到预先确定的目标速度(v_目标)。

21.用于运行具有能够操控的驱动机构(3)和能够操控的制动***(4)的机动车(1)的装置，其特征在于其构造为控制器(5)，所述控制器专门被设立用于实施按权利要求1到20中任一项所述的方法。