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CN109803863B - 用于车辆的避让辅助 - Google Patents

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CN109803863B CN201780063018.8A CN201780063018A CN109803863B CN 109803863 B CN109803863 B CN 109803863B CN 201780063018 A CN201780063018 A CN 201780063018A CN 109803863 B CN109803863 B CN 109803863B
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Abstract

根据本发明的避让辅助在避让动作的情形中辅助车辆(10)的驾驶员，从而不产生与障碍物(1)的碰撞。为此，当获取到车辆(10)的避让动作时，为了加强当前的转向力矩，施加附加的转向力矩(3)。附加地，操纵车辆(10)的单个车轮制动(5;6)，以增大车辆(10)的横向偏移。

Description

用于车辆的避让辅助
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的避让辅助(Ausweichunterstützung)，利用其尤其在障碍物前的避让的情形中对车辆的驾驶员进行辅助。
背景技术
文献DE 10 2008 005 999 A1描述了一种在保持通过车道标记(Fahrspurmarkierung)限制的车道情形中对车辆的驾驶员的辅助。在此，也可利用有针对性的单个车轮制动(Einzelradbremsung)产生与离开车道趋势(Spurverlassungstendenz)反作用的偏航力矩(Giermoment)。同时文献DE 10 2008 005 999 A1描述了一种车道保持辅助功能(也就是说舒适性功能)，在其中，将车辆保持在车道标记之内，根据本发明的避让辅助为在车辆引导时的危急情况中辅助驾驶员的安全功能，并且通常在避让动作时忽略存在的行车道标记(Fahrbahnmarkierung)。
文献DE 10 2005 003 274 A1公开了在避让障碍物时碰撞的后果的避免或减小。在此，通过使车辆制动并且通过合适地改变驾驶员的转向预设(Lenkvorgabe)辅助驾驶员。
文献DE 10 2004 062 496 A1描述了用于车辆的碰撞避免或碰撞后果减小，其通过自动的部分制动(Teilbremsung)结合自动转向干预(Lenkeingriff)获得。
根据现有技术，避让辅助(也就是说安全功能)和车道保持辅助功能(也就是说舒适性功能)不同。在避让辅助时的行驶情况是危急的(也就是说直接面临与障碍物的碰撞)，而车道保持辅助功能与障碍物和行驶情况的危急程度无关。仅仅当驾驶员主动时，避让辅助才干预，而在驾驶员不主动或驾驶员的主动性较低时，车道保持辅助功能也干预。避让辅助大多数情况下基于计算出的路线(Trajektorie)，而这在车道保持辅助功能中通常不是这样的情况。概括地，在避让辅助和车道保持辅助功能之间存在显著区别。
发明内容
从以上阐述的现有技术出发，本发明提出如下任务，在避让动作时辅助车辆的驾驶员，而在此不产生碰撞。
根据本发明，该任务通过一种用于车辆的避让辅助的方法以及通过一种装置解决。
在本发明的范畴中，提供了一种用于车辆的避让辅助的方法，该方法包括以下步骤：
·获取车辆的避让动作。尤其根据车辆的驾驶员的操作获取避让动作(例如操纵车辆的制动器或车辆的转向器)获取避让动作，其自身以车辆的相应的传感器获取。
·当在之前的步骤中获取了避让动作时，为了加强已经存在的转向力矩，施加附加的转向力矩(例如在转向轮上)。通过该附加的转向力矩(进一步)增大通过现有的或当前的转向力矩发动的车辆的横向偏移。也就是说，通过附加的转向力矩更快速地达到车辆的期望的横向偏移。因此，通过附加的转向力矩尤其增大离开当前车道的趋势，以例如避开位于车道中的障碍物。
·操纵或激活车辆的单个车轮制动，以进一步增大通过(当前的)转向力矩和附加的转向力矩产生的车辆的横向偏移或偏航运动(Gierbewegung)。借助于单个车轮制动，使车辆的一个或多个(但是通常不是所有)车轮制动，以增大车辆的横向偏移或偏航运动。
通过根据本发明的由转向力矩和单个车轮制动组成的组合，在其避让动作的情形中可如此辅助驾驶员，使得不产生碰撞，由此解决以上提出的任务。
尤其根据驾驶员的转向运动获取避让动作。在此，转向运动引起(当前的)转向力矩，其根据本发明通过附加地施加的转向力矩加强。
换句话说，根据该实施方式，根据驾驶员的转向运动(也就是说驾驶员相应地在车辆的转向轮上转动)识别出，驾驶员开始避让动作，并且例如想要在障碍物前避开。然后，根据本发明，在避让方向上施加附加的转向力矩(也就是说在与当前的转向力矩相同的方向上)，从而在一定程度上将附加的力沿由驾驶员选择的转动方向作用到转向轮上。由此实现，驾驶员更快速地实现其期望的转向轮偏转(Lenkradeinschlag)。因此，附加的转向力矩的较大优点在于，加速初始的(由驾驶员发动的)转向运动，以由此得到更快速的(且由此也更大的)横向偏移。
有利地，时间上在施加附加的转向力矩之后操纵单个车轮制动。
当车辆已经处于转动运动或偏航运动中时，利用单个车轮制动实现对车辆的横向偏移的最佳作用。该偏航运动通过转向力矩(连同附加的转向力矩)产生。在此适用的是，通过单个车轮制动引起的横向偏移越增大，在应用单个车轮制动时车辆的偏航运动越强。
尤其，避让动作的获取也包括获取障碍物，以及确定针对车辆与障碍物碰撞的可能性的程度。在此，仅仅当事先确定的程度处于预确定的阈值上时，才出现避让动作(也就是说才获取到避让动作)。换句话说，根据本发明，当一方面根据驾驶员的转向运动获取到避让意愿并且当另一方面车辆的当前行驶情况的危急程度可推断出避让动作的存在时(也就是说针对碰撞的可能性程度处于阈值之上)时，才出现避让动作。在此，也可将直至预测的与障碍物的碰撞的时间段(“距碰撞时间(time to collision)”)注入用于确定该程度。通常，该时间段越短，该程度越大。
通过不仅根据驾驶员的操作(例如转向运动)而且根据危急程度确定避让动作，可显著地减小错误地发动避让辅助的可能性。
根据一种优选的根据本发明的实施方式，取决于转向运动和障碍物的位置确定路线。在此，如此确定路线，以至于该路线沿转向运动的方向偏离车辆的当前的行驶方向并且如此伸延，以至于在沿着该路线的行驶时车辆不与障碍物碰撞。如此施加附加的转向力矩并且如此操纵单个车轮制动，以至于车辆沿着如此确定的路线行驶。
通过确定并跟随路线，有利地，在避让动作开始时如此产生车辆的横向偏移，以至于车辆不是仅仅避免与障碍物的碰撞，而是附加地在始终可转向的状态中行驶经过障碍物。借助于该路线，尤其确定理论参量并且与相应于车辆运动的实际参量相比较。如此调整系统干预(附加的转向力矩和单个车轮制动)，以至于车辆尽可能沿着该路线运动。
有利地，单个车轮制动的强度与车辆的当前速度相关。在此，车辆的当前速度越低，单个车轮制动的强度或者对单个车轮制动的干预越弱。也就是说，随着车辆的速度增加，相应地更强地操纵单个车轮制动。
根据本发明的实施方式具有如下优点，即在低的速度时避免更强地干预单个车轮制动，其对于驾驶员来说是不舒适的并且将不必要地降低过多的速度。
但是，根据本发明也可行的是，以相同的方式在整个速度范围上设计单个车轮制动，也就是说与车辆的当前的速度无关。
根据另一根据本发明的实施方式，撤回附加的转向力矩，而操纵单个车轮制动。
如以上已经阐述的那样，附加的转向力矩的优点在于，驾驶员更快速地达到期望的转向轮偏转，由此，也增大横向偏移。当一次达到该由驾驶员期望的转向轮偏转时，其例如可连续地完全撤回，因为现在更好地通过操纵单个车轮制动得到进一步的横向偏移。
在不仅用于附加的转向力矩而且用于单个车轮制动的可控性极限(Beherrschbarkeitsgrenzen)的范围中进行根据本发明的避让辅助。在此，可控性极限如此定义，使得尽管根据本发明进行的干预(在附加的转向力矩和/或单个车轮制动方面)，驾驶员随时能够在没有较大的辛苦的情况下否决相应的干预。当两种干预(附加的转向力矩和单个车轮制动)的组合的情形中，因此驾驶员也可控制两种干预的组合。为此，可定义干预强度函数，其根据附加的转向力矩和单个车轮制动的强度确定干预强度。在附加的转向力矩和单个车轮制动的组合的情形中，该干预强度也必须已知处于一个或多个可控性极限之下。
因此，有利地，如此选择附加的转向力矩和单个车轮制动的强度，以至于一方面得到尽可能好的作用(例如尽可能快速地实现期望的横向偏移)，并且另一方面不超过可控性极限(也就是说由干预强度函数确定的干预强度处于可控性极限之下)。因此，首先施加例如在一定数值中的附加的转向力矩，从而由干预强度函数确定的干预强度几乎相应于可控性极限。因为在这种情况中未激活单个车轮制动(因为否则的话可能超过对于由附加的转向力矩和单个车轮制动组成的组合的可控性极限)，当或在激活单个车轮制动时，撤回附加的转向力矩。由此负责如下，针对由附加的转向力矩和单个车轮制动组成的组合，由干预强度函数确定的干预强度也一直处于可控性极限之下。
根据另一根据本发明的实施方式，例如根据确定的路线获取，在避让动作的范畴中应使车辆转回。此时，在与以其引入避让动作的转向运动相反指向的方向上进行该转回。现在，以与在避让动作开始时相同的方式，施加另一附加的转向力矩，以引入和/或辅助该转回。最终，进行车辆的另一单个车轮制动(尤其当撤回了另一附加的转向力矩时)，以增大车辆的横向偏移。
当避让动作的开始由驾驶员发动时，大多数情况下基于规划的路线进行转回的引入。然而也可行的是，驾驶员引入转回。也就是说，在第一种情况中(通过系统或根据本发明的装置引入)，当驾驶员尚未自身主动转回时，可利用附加的转向力矩在一定程度上为驾驶员给出对于反转向(Gegenlenken)或转回的冲击。根据本发明，与是否驾驶员自己引入转回无关地，在转回时与在转向时(也就是说在开始避让动作时)相似地进行。首先，经由另一附加的转向力矩并且紧接着经由偏航力矩辅助驾驶员，该偏航力矩通过另一单个车轮制动产生。由此，一方面辅助驾驶员在危急的情况中避开障碍物。另一方面，在该实施方式中，在此，在避让动作结束时又使车辆直线取向的可能性的范畴中辅助驾驶员。
通常，在避让动作时，行驶所谓的S弯(S-Schlag)。也就是说，驾驶员首先向右(左)转向并且紧接着向左(右)转向。因此有利的是，根据本发明，在转回时以与在转向时(也就是说在避让动作开始时)相似的方式(仅仅相反地)进行。通过经由加强转向运动进行辅助，在避让动作时，不仅显著加强了驾驶员的初始转出(Auslenken)而且加强了驾驶员的转回。
在本发明的范畴中，也提供一种用于车辆的避让辅助的装置。在此，该装置包括控制器件、车辆的转向器和车辆的至少两个单个车轮制动器(Einzelradbremse)。该装置设计成，借助于控制器件获取车辆的避让动作，并且为了加强当前的转向力矩，借助于控制器件将附加的转向力矩施加到转向器上。附加地，该装置设计成，借助于控制器件操纵单个车轮制动器中的至少一个，以增大车辆的横向偏移。
根据本发明的装置具有与以上详细阐述的根据本发明的方法相同的优点，从而在此省去复述。
最终，在本发明的范畴中，提供一种包括根据本发明的装置的车辆。
本发明通过由附加的转向力矩和单个车轮制动组成的组合，分别充分利用相应干预的特定潜力。在避让动作开始时，在附加的转向力矩中存在高潜力，以加速转向运动。由此，车辆进入偏航运动中，该偏航运动紧接着通过单个车轮制动加强。
附图说明
紧接着参考附图按照根据本发明的实施方式详细描述本发明。
在图1中示出了如下情况，在其中车辆在避让动作时驶向障碍物，
在图2中示出了如下情况，在其中车辆在避让动作时偏离行车道，
在图3中示出了如下情况，在其中，车辆在避让动作时与障碍物侧向碰撞，
在图4中示出了针对根据本发明的实施方式的附加的转向力矩和单个车轮制动的制动作用的强度的时间上的走向，
在图5中示出了按照一种根据本发明的实施方式的用于避让辅助的方法的流程图，
在图6中示意性地示出了根据本发明的车辆。
具体实施方式
在图1中示出了在避让动作的情形中的根据本发明的车辆10。因为车辆10的驾驶员转向过少，车辆10与障碍物1(位于车辆10前方的另一车辆)碰撞。在此，在碰撞的情形中的撞击点8处于障碍物1或另一车辆左后方。
在图2中，以与在图1中相似的方式示出在避让动作的情形中的根据本发明的车辆10。在这种情况中，车辆10的驾驶员在转出的情形中停留过长，从而车辆10从行车道偏离。
在图3中，以与在图1图2中相似的方式示出在避让动作的情形中根据本发明的车辆10。在这种情况中，车辆10的驾驶员转向过度，从而产生过度摆动(Überschwingen)并且由此产生与障碍物1的侧向碰撞。在此，在碰撞的情形中的撞击点8处于障碍物1或另一车辆左前方。
在图4中示出了针对根据本发明的实施方式的在避让动作的情形中单个车轮制动的制动作用的强度2,2'的关于时间的走向，以及附加的转向力矩3,3'的关于时间的走向。
一旦根据驾驶员的转向运动并且根据行驶情况的危急程度(与障碍物的碰撞的可能性)获取了在驾驶员方面的避让意愿或者避让动作的开始，附加的转向力矩跳跃到一定的值，以加强通过转向运动引起的转向力矩。附加的转向力矩直至时间点t1保持恒定。自该时间点t1起，一方面撤回附加的转向力矩3，并且另一方面激活车辆10的单个车轮制动，其中，连续地提高制动作用2。通过单个车轮制动的该操纵，进一步增大通过(当前的)转向力矩和附加的转向力矩(它们相加)产生的横向偏移。
自时间点t2起，单个车轮制动的制动作用的强度2直至时间点t3停留在高水平上，而完全消除附加的转向力矩3。自时间点t3起，完全撤回单个车轮制动的制动作用直至时间点t4，其中，自时间点t4起，连续地提高在与附加的转向力矩3相反的方向上的附加的转向力矩3'，直至时间点t5。由此，时间点t4标记车辆10的驾驶员的转回。自时间点t6起，一方面撤回附加的转向力矩3'，并且另一方面连续地提高车辆10的(大多数情况下其它的)单个车轮制动的制动作用2'。在时间点t7，完全消除附加的转向力矩3'，而制动作用的强度直至时间点t8保持恒定。自时间点t8起，连续地且完全消除制动作用的强度2'直至时间点t9。
在图5中示出了按照一种根据本发明的实施方式的用于避让辅助的方法的流程图。
在第一步骤S1中，根据驾驶员的转向运动与驾驶情况的危急程度(也就是说，与障碍物碰撞的可能性处于阈值之上)一起获取避让动作的开始。因此，在步骤S2中施加附加的转向力矩，以加强通过驾驶员的转向运动引起的转向力矩。在步骤S3中，又撤回该附加的转向力矩，而在步骤S4中操纵车辆的单个车轮制动。步骤S3和S4也可同时实施。通过在步骤S4中操纵单个车轮制动，有利地，进一步加强通过(当前的)转向力矩和附加的转向力矩引起的车辆的横向偏移。在步骤S5中撤回单个车轮制动的操纵。
在步骤S6中，例如根据规划的路线获取到，车辆应转回。因此，在步骤S7中施加附加的转向力矩，该转向力矩与来自步骤S2的附加的转向力矩相反地指向。以与在避让动作开始时(步骤S1至S5)相似的方式，通过在步骤S7中施加附加的转向力矩，更快速地实现车辆的期望的横向偏移。在步骤S8中，撤回附加的转向力矩，而在步骤S9中操纵车辆的(另一)单个车轮制动(也就是说，车轮与在步骤S4中不同地被制动)。以与步骤S2和S3相似的方式，也可同时执行步骤S8和S9。最终，在步骤S10中也撤回单个车轮制动的操纵，从而在步骤S10之后，既非附加的转向力矩又非单个车轮制动的操纵作用到车辆10上。
在图6中示意性地示出了带有根据本发明的装置20的根据本发明的车辆10。根据本发明的装置20在此包括控制器件4、至少两个单个车轮制动器5,6(通常，车辆10的所有车轮可单个地制动)以及转向器7。装置20设计成用于借助于控制器件4获取例如由于驾驶员的转向运动引起的车辆的避让动作，并且借助于控制器件4将附加的转向力矩施加到转向器7上，以由此加强由转向运动引起的转向力矩。通过装置20借助于其控制器件4操纵单个车轮制动器5,6中的至少一个，进一步增大通过(当前的)转向力矩和附加的转向力矩产生的车辆10的横向偏移。
附图标记列表
1 障碍物
2,2' 单个车轮制动的制动作用的强度
3,3' 附加的转向力矩
4 控制器件
5,6 单个车轮制动器
7 转向器
8 在碰撞的情形中的撞击点
10 车辆
20 装置
S1-S10 方法步骤
t 时间
tx 时间点。

Claims (8)

1.一种用于车辆(10)的避让辅助的方法，该方法包括
获取所述车辆(10)的避让动作，以及
当获取所述避让动作时，为了加强当前的转向力矩，施加附加的转向力矩(3)，
其特征在于，
所述方法附加地包括
操纵所述车辆(10)的单个车轮制动(5;6)，以增大所述车辆(10)的横向偏移，
使所述附加的转向力矩保持恒定直到时间点(t1)，且
自所述时间点(t1)起一方面撤回所述附加的转向力矩且另一方面激活所述单个车轮制动。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
通过获取所述车辆的驾驶员的转向运动，获取所述避让动作，并且
通过所述转向运动施加所述当前的转向力矩。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
获取所述避让动作包括
获取障碍物(1)，
确定针对所述车辆(10)与所述障碍物(1)碰撞的可能性的程度，以及
仅仅当所述程度处于预确定的阈值之上时，才获取所述避让动作。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
所述方法包括取决于所述转向运动和所述障碍物(1)的位置确定路线，从而所述车辆(10)在沿着所述路线行驶时不与所述障碍物(1)碰撞，以及
如此施加所述附加的转向力矩(3)并且如此操纵所述单个车轮制动(5;6)，以至于所述车辆(10)沿着所述路线行驶。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述单个车轮制动(5;6)的制动作用的强度(2)取决于所述车辆(10)的速度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
获取到所述车辆(10)应转回，
施加另一附加的转向力矩(3')，以引入和/或辅助所述车辆(10)的转回，并且
操纵所述车辆(10)的单个车轮制动(6;5)，以增大所述车辆(10)的通过转回产生的横向偏移。
7.一种用于车辆(10)的避让辅助的装置，
其中，所述装置(20)包括控制器件(4)和所述车辆(10)的转向器(7)，
其中，所述装置(20)设计成，用于借助于所述控制器件(4)获取所述车辆(10)的避让动作，并且为了加强当前的转向力矩，借助于所述控制器件(4)将附加的转向力矩(3)施加到所述转向器(7)上，
其特征在于，
所述装置此外包括所述车辆(10)的单个车轮制动器(5;6)，
所述装置设计成，用于借助于所述控制器件(4)操纵所述单个车轮制动器(5;6)中的至少一个，以增大所述车辆(10)的横向偏移，
所述装置设计成用于使所述附加的转向力矩保持恒定直到时间点(t1)，且
用于自所述时间点(t1)起一方面撤回所述附加的转向力矩且另一方面激活所述单个车轮制动。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置(20)设计成用于执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
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