CN111094094A - 用于确定车辆在泊车操作期间的最大速度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于确定车辆(1)在泊车操作期间的最大速度(Vmax)的方法,在所述方法中,借助至少一个传感器装置(11至14)检测至少一个环境条件并且将该至少一个环境条件作为输入参量提供给控制装置(10)。
Description
背景技术
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于确定车辆在泊车操作期间的最大速度的方法。
由DE 102 05 039 A1已知一种具有权利要求1的前序部分的特征的方法。借助由所提及的文献已知的方法,可以如此产生特定的油门特性曲线,使得根据最大允许速度例如产生油门特性曲线,其中,即使在完全踩下油门踏板时,车辆的内燃机也仅工作在部分负荷运行中并且因此不能超过确定的最大速度。为此,该已知的方法提出,通过传感器检测至少一个环境条件并且将其作为输入参量提供给控制装置。环境条件例如理解为车辆或车辆轮胎与行车道地面之间的摩擦系数、停车环境(即例如在泊车过程中至障碍物的距离)和车辆坡度(行车道的倾斜度或坡度)的检测。因此,该已知的方法能够实现根据至少一个所检测的环境条件将在泊车过程中的最大速度限制为最大值,并且生成相应的油门特性曲线。
另外,由现有技术已知全自动化的泊车操作,其中,车辆的传感器装置检测停车位的大小或尺寸并且如此操控车辆的转向装置,使得可以将车辆泊入到停车位中。在此,目前尤其由于法律要求而设置,即使制动过程尤其根据所识别出的障碍物可以全自动化地执行,驾驶员仍预给定车辆速度或相应地给定油门。在此,在了解到首先提及的现有技术的情况下,虽然例如可以设置最大允许的车辆速度或相应的油门特性曲线,然而,制动过程本身——该制动过程本身例如取决于摩擦系数显然也需要不同的距离(这在最大可能的速度中被考虑)——始终基于如下假设:车辆的制动***在可能的减速度方面具有确定的期望值或具有其完全的性能。
此外,由现有技术已知,出于安全原因,车辆的制动***配备有多个制动回路。在此,使用至少两个执行器——例如以液压元件形式的主执行器和例如机电执行器形式的辅助执行器,其中,辅助执行器通常具有比主执行器低的性能,其中,两个执行器均构造用于对同一制动元件(尤其车辆的盘式制动器)起作用,以便制动车辆。在此还已知,在主执行器失效的情况下自动地使用辅助执行器。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1的特征的用于确定车辆在泊车操作期间的最大速度的方法具有如下优点:除了至少一个环境条件之外,附加地考虑车辆的制动***的辅助执行器的最大可能的减速度。这具有如下优点:即使在主执行器突然失效的情况下,也始终可以可靠地阻止车辆在泊车时例如与障碍物发生碰撞,因为在这种情况下,仍然可以在使用制动***的辅助执行器可靠地制动车辆。
通常,在高度自动化的或自主的停车过程中,主执行器一般用于例如在障碍物之前制动车辆或停车。只要不存在故障,该主执行器就具有其全部的性能。一旦主执行器出现故障(该故障通常通过合适的软件或硬件措施识别到),则通过辅助执行器确保可以将车辆从行驶减速到静止状态。辅助执行器具有比主执行器低的性能。辅助执行器的较低性能尤其通过延长的停止距离表现出来。实际上,这种辅助执行器是自动驻车制动器、电动制动力放大器的组成部分或构造为ESP***的组成部分。
在从属权利要求中列出根据本发明的方法的有利的扩展方案。
因此,一种特别优选的方法设置,只要主执行器的性能大于辅助执行器的性能,就使用主执行器来操纵制动元件。由此可以产生附加的安全性,因为相比于在使用辅助执行器情况下的停止距离,由此能够实现的停止距离更短。
目前为止所描述的方法的另一优化设置,根据附加信息(例如制动磨损和/或制动效果)来求取至少一个执行器的当前的可能的最大减速度。这种方法就此而言实现如下优化:在计算最大可能的泊车速度时考虑低于存储在控制单元或控制装置中的值的可能的减速度。
主执行器的最大减速度和辅助执行器的尤其最大可能的减速度例如可以通过存储在控制装置中的值来预给定。
这种存储在控制装置中的用于主执行器或辅助执行器的最大减速度值例如可以在车辆的测试阶段中在车辆制造商处求取,并且必要时可以在考虑附加的安全余量(Sicherheitsmargen)的情况下存储在控制设备中。这些值尤其可以以特性曲线族的形式存储,在所述特性曲线族中例如在考虑确定的摩擦系数或确定的坡度的情况下存储有最大可能的减速度。此外,可以在相邻的存储值之间例如进行线性插值。总体上,所存储的值具有如下优点:控制装置不必进行大量计算,使得为控制装置或控制单元实现更快的响应时间和更低的成本(存储器、计算机的计算能力)。
此外,特别优选的是:至少一个环境条件是坡度(即在车辆区域内的行车道坡度)和/或轮胎与行车道表面之间的摩擦系数和/或至障碍物的距离。所有这三种环境条件(无论是单个的还是组合的)都会对最大可能的泊车速度的计算产生直接影响。
在车辆位于坡度上的情况下,借助合适的装置来求取该坡度。接下来,可以根据假设的或同样测量的车辆质量并且在假设车辆重心位置的情况下求取前轴和后轴上的轴载荷。该轴载荷导致最大可能的减速度并因此又反过来导致用于保持停止距离的最大可能的速度。在最后提及的方法的第一优选构型中可以设置,在泊车过程的开始时一次地求取坡度或停止距离,或者在多进程(mehrzügig)的泊车操作的情况下在每个进程的开始时求取坡度或停止距离。所述方法的这种具有相应坡度求取的构型具有如下优点:在泊车操作开始时,车辆处于静止状态,并且由此例如可以从加速度传感器获得特别准确的坡度信号,因为这不会由于车辆运动引起的车辆加速度而失真。
在最后提及的方法的替代构型中也可以设置,在考虑里程计数据的情况下连续地求取坡度。例如可以基于车轮转速传感器来求取里程计数据。因此,例如可以由当前速度计算出加速度,可以从当前加速度信号中减去该加速度,以便计算出特别准确的坡度。此外,可以随时间平滑处理信号。这种方法尤其有如下优点:还在泊车操作期间考虑到坡度变化,并且由此进一步提高安全性。
根据本发明的方法的另一变型方案在考虑到环境条件的情况下设置,在至少一个环境条件是至障碍物的距离并且借助距离传感器没有求取到障碍物的情况下,使用距离传感器的作用距离作为距离。这种方法具有如下优点:可以在不降低安全性的情况下实现在泊车过程中的最大可能的速度。
到目前为止所描述的根据本发明的方法特别优选地用于作为全自动泊车过程执行的泊车过程,其中,这种泊车过程通常通过由驾驶员对速度或制动过程进行的控制所表征,其中,在识别到障碍物并且不能充分地由驾驶员进行制动过程的情况下,必要时采取自动(紧急)制动过程。此外,在本发明的意义上,全自动泊车过程还附加地理解为车辆自主泊车的泊车过程(即驾驶员在车辆外)。
此外特别优选的是:在自动停车过程中,在识别到主执行器故障时,通过采取具有最大可能的减速度的制动来中断泊车过程。由此尤其也向驾驶员发出信号(通常结合附加的视觉显示和/或声音提示):制动***不具有全部的性能。
到目前为止所描述的方法的另一变型方案为了使驾驶员特别灵敏地调节速度而设置,根据所求取的最大可能的速度在泊车过程期间调整油门特性曲线。在此表示,当在相应挂入的档位中完全操纵或踩下油门踏板时,可以达到最大可能的速度,但是不能达到更高的速度。
本发明的其他优点、特征和细节从优选实施例的以下说明和根据附图得出。
附图说明
附图示出:
图1示出在全自动泊车过程期间的车辆的简化图示;
图2示出用于阐述在泊车过程期间的最大速度的计算的方框图;
图3示出用于阐述在考虑不同的最大泊车速度的情况下的不同油门特性曲线的曲线图。
相同的元素或具有相同功能的元素在附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中以高度简化的方式示出车辆1到停车位2中的(完全)自动化的泊车过程。在此,车辆1已经处于停车位2内,并且在车辆1的倒车方向(Rückfahrrichtung)上至另一车辆3的距离为a,其中,车辆3表示障碍物。用Vmax表示车辆1在朝向另一车辆3的方向上的当前最大行驶速度,该当前最大行驶速度不允许被超过,以便确保车辆1在与另一车辆3碰撞之前在距离a内安全停车。
此外,对于自动泊车过程假设:驾驶员不仅通过对油门踏板的相应操纵来预给定当前的行驶速度V,而且通过操纵制动器来使车辆1进入静止状态。替代地可以设置,如果驾驶员没有及时地采取相应的制动操作或如此操纵制动踏板,使得确保在另一车辆3前制动车辆1,则车辆1的控制装置10对车辆1进行全自动制动。
在图2中示出用于阐述车辆1在泊车过程期间的当前最大可能速度Vmax的计算的方框图。在此可以假设,车辆1以本身已知的方式具有第一传感器装置11,该第一传感器装置用于检测在相应的行驶方向或泊车方向上至障碍物或至另一车辆3的距离a。此外,车辆10具有第二传感器装置12,该第二传感器装置用于检测行驶方向或行驶路径4。第三传感器装置13构造用于例如根据所求取的或所检测的(车辆1当前所在的)行车道的坡度来求取在车辆1的前轴和后轴上的轴载荷。最后,可以可选地设置第四传感器装置14,该第四传感器装置构造用于求取轮胎与道路或与行车道之间的摩擦系数μ。如果未设置第四传感器装置14,则也可以根据例如其他环境数据来求取相应的数据,或者可以将相应的数据作为预给定的值存储在控制装置10中。
此外,可以假设车辆1的制动***20具有主执行器16和辅助执行器17,在主执行器16故障的情况下,辅助执行器17(自动地)替代主执行器16工作。主执行器16和辅助执行器17都是车辆1的制动***20的至少一个制动回路的组成部分并且对制动元件24起作用(例如对车辆1的制动盘起作用)。
分配给主执行器16的第一装置18用于(例如在考虑制动磨损或制动效果的情况下)检测主执行器16的当前性能。第二装置19被分配给辅助执行器17,并且第二装置类似于第一装置18那样用于求取辅助执行器17的当前性能——尤其最大可能的制动力FBrems。
在图2中示出第一程序块21,该第一程序块将车辆1的预给定的数据(例如车辆1的重心位置CG和车辆1的质量M)作为输入参量提供给算法25(控制装置10的组成部分)。在第二程序块23内,求取车辆1的轮胎与行车道之间的摩擦系数μ或预给定相应的值。同样地,分别在考虑车辆1的当前位置的情况下求取行驶方向FR和行车道的坡度S。
同样将在第二程序块23中求取的值作为输入参量提供给算法25。算法25在步骤26中由所说明的输入值求取最大可传递力Fmax,该最大可传递力可以从车辆1传递到行车道。
第三程序块32涉及辅助执行器17。在此,一方面,在步骤33中考虑故障识别时间,该故障识别时间一直持续到车辆1的控制装置10识别到主执行器16失效或具有比辅助执行器17的性能低的性能为止。在步骤34中考虑死区时间,需要该死区时间来激活辅助执行器17替代主执行器16。接下来,在步骤35中求取辅助执行器17的当前性能——即可传递的制动力FBrems。将该值作为输入参量提供给第四程序块43。
在第四程序块43中,在考虑步骤26中的最大可传递力Fmax的情况下求取辅助执行器17的可能的减速度VZ。
在接下来的第五程序块44中,可以根据当前速度V和可能的减速度VZ借助辅助执行器17来求取停止距离A。接下来,在第六程序块45中,使用该停止距离A来求取车辆1当前允许具有的最大可能速度Vmax,以便能够在至另一车辆3的可用距离a内安全停车。
可以根据图3的图示将所求取的最大速度Vmax转换成相应的油门特性曲线51、52。为了进行阐述,在图3的图示中对于不同的最大速度Vmax 51和Vmax 52示出两个随踏板行程PW变化的油门特性曲线51、52。尤其看出,驾驶员即使在分别最大地踩下油门踏板时也至多能够达到相应的最大速度Vmax 51或Vmax 52,其中,如上面根据图2的图示所阐述的,将油门特性曲线51、52匹配于辅助执行器17的当前性能。
可以在不背离本发明构思的情况下以各种方式和方法改变或修改目前所描述的方法。因此例如设置,对于第一传感器装置11在行驶方向上没有检测到障碍物或另一车辆3的情况,将第一传感器装置11的传感器作用距离作为相应的距离a进行评估。
Claims (11)
1.一种用于确定车辆(1)在泊车操作期间的最大速度(Vmax)的方法,在所述方法中,借助至少一个传感器装置(11至14)检测至少一个环境条件并且将所述至少一个环境条件作为输入参量提供给控制装置(10),其特征在于,除了所述至少一个环境条件以外,求取所述车辆(1)的制动***(20)的至少一个制动回路的最大可能的减速度(VZ),并且将所述最大可能的减速度作为输入参量提供给所述控制装置(10),以便确定所述最大速度(Vmax),其中,所述制动***(20)具有至少两个执行器——主执行器(16)和辅助执行器(17),所述至少两个执行器用于操纵制动元件(24),其中,至少在所述主执行器(16)失效的情况下操纵所述辅助执行器(17),其中,在考虑所述辅助执行器(17)的性能的情况下求取所述最大可能的减速度(VZ)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,只要所述主执行器(16)的性能大于所述辅助执行器(17)的性能,就可以使用所述主执行器(16)来操纵所述制动元件(24)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据附加信息——例如制动磨损和/或制动效果——来求取所述至少一个执行器的当前可能的最大减速度(VZ)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述执行器的所述最大可能的减速度(VZ)是预给定的值,所述预给定的值优选以特性曲线族的形式存储在所述控制装置(10)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述至少一个环境条件是坡度(S)和/或摩擦系数(μ)和/或至障碍物的距离(a)。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对于所述至少一个环境条件是所述坡度(S)的情况,在所述泊车过程开始时一次地求取所述坡度,或者在多进程的泊车操作的情况下在每个进程开始时求取所述坡度。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对于所述至少一个环境条件是所述坡度(S)的情况,在考虑里程计数据的情况下连续地求取所述坡度。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法,其特征在于,对于所述至少一个环境条件是至障碍物的距离(a)并且借助距离传感器未求取到障碍物的情况,使用所述距离传感器的作用距离作为所述距离(a)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,所述泊车过程作为全自动泊车过程来执行。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在识别到所述主执行器(16)故障的情况下,通过以所述最大可能的减速度采取制动来中断所述泊车过程。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,根据所求取的最大可能的速度(Vmax)调整油门特性曲线(51,52)。
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