CN100526146C - 用于汽车的车道保持辅助装置 - Google Patents

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Abstract

用于汽车的车道保持辅助装置，其具有识别道路上的车道(26，28)的传感器装置，通过执行机构向车辆(34)的转向器施加力(F)，使车辆保持在车道上的控制装置，以及识别驾驶者变道意图的装置，其特征在于，控制装置构成为，当识别出变道意图时对施加在转向器上的力(F；40)按照更方便的变道的目的不对称地进行调整。

Description

用于汽车的车道保持辅助装置
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的车道保持辅助装置，其具有识别道路上的车道的传感器装置，通过执行机构向车辆的转向器施加力以使车辆保持于一定车道上的控制装置，和识别驾驶者变道意图的装置。
背景技术
如由DE 101 14 470已知一种这样的车道变换辅助装置。视频系统被设置为传感器装置，籍此可以识别道路上的车道标志以及本车相对于实际行驶的车道，以下称为“本车道”，的横向位置。当车辆的横向位置以大于给定的允许极限由车道中心偏向一边或另一边时，对转向器的控制干预自动进行，使车辆重新靠近车道中心。由此驾驶者的行驶舒适性得以显著提高且交通安全性也提高了，因为驾驶者能够完全集中精神于交通状况中。
当驾驶者打算进行变道时，比如开始一个超车过程，他必须在启动的车道保持功能下对方向盘施加一个较大的力，以克服由车道保持辅助装置的控制干预产生的力。由此在已知的系统中设置为，当驾驶者的变道意图被识别时，例如根据行驶方向显示器(转向灯)的操作，车道保持功能至少暂时被关闭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于汽车的车道保持辅助装置，其有利之处是，在有目的的变道中舒适性和安全性被进一步改善。
按照本发明的用于汽车的车道保持辅助装置，其具有识别道路上的车道的传感器装置，通过执行机构向车辆的转向器施加力以使车辆保持在车道上的控制装置，和识别驾驶者变道意图的装置，控制装置构成为，当识别出变道意图时对施加在转向器上的力按照更方便变道的目的不对称地进行调整，其中，当识别出由本车道向目标车道的变道意图时，施加在转向器上的力的值这样地取决于车辆与目标路线的偏移，即该力对于在本车道上的目标路线和目标车道上的目标路线之间的横向位置中时是减小的或者等于零，而对于在目标车道的目标路线的另一侧时重新增大。
按照本发明，车道保持辅助装置在识别出变道意图后不是完全被关闭，取而代之的是，施加在转向器上的力，更加精确地说，该力与车辆横向位置的相互关系被如此不对称地进行调整，使得向被识别的目标车道方向的变道更加方便，而在由车道中心偏向相反方向的过程中始终进行矫正的控制干预。因此不仅变道意图的识别，而且变道方向的识别也是必须的。此前提在对变道的识别中总能被实现，例如根据转向灯的状态。
所建议的技术方案的特别有利之处在于，减小了驾驶者在变道准备中过于向着反方向而偏离本车道的危险性。例如当驾驶者打算变到超车道，即在右侧行驶的国家变到左侧车道时，他必须在较密集的交通流量时将注意力集中在目标车道的后方向交通上，如通过观察后视镜或者回头观察死角中的车辆，直至并入旁边车道交通中的合适的时机到来。由此特别是在驶入左侧弯道中时存在危险，即驾驶者过于漂向右侧。通过本发明可有效地避免此类情况。
在一个有利的实施形式中，由车道保持辅助装置向转向器施加的力和车辆的横向位置之间的相互关系如此进行调整，如驾驶者偏离目标车道的目标路线，比如目标车道的中间时，则在变道过程临近结束时仍然进行矫正的控制干预。按照一种扩展还可以想到为，例如一旦根据驾驶者的转向动作或者通过对系统给出的变道推荐的应答信号识别出驾驶者确实希望开始变道，则变道辅助装置主动地支持本来的变道过程。
如果车辆不仅装备了车道保持辅助装置，而且还附加装备了距离控制系统(ACC，自适应巡航控制)，例如在距离雷达的基础上，变道意图的识别不仅能根据转向灯，而且还能备选地或者额外地根据由距离雷达所识别的交通状况来进行。例如在本车道上遇到一部前方行驶的较慢的车辆时假设一个超车意图和随即向超车道的变道。相反如雷达系统识别出右侧车道上是空着的，则假设一个向右变道的意图。但是变道总是应该被引入驾驶者的相互作用，例如，通过按键的操纵，语言指令或者类似的形式。已提出了一些系统，其中例如借助于雷达系统使后方向的交通也能被观察且根据交通情况向驾驶者对变道给予推荐。在此情况下在给出变道推荐时也可以假设一个变道意图且车道保持功能相应地被调整，例如其中只有当系统认为后方向交通允许的情况下，才会启动变道(通过力特性线的下降)。
附图说明
本发明的实施例在附图中表示并在以下的描述中详细地进行说明。
附图中
图1是按照本发明的车道保持辅助装置的框块图；和
图2是解释车道保持辅助装置的作用方式的示意图
具体实施方式
图1所示的车道保持辅助装置具有作为传感器装置用于识别道路上的车道的视频摄像头10和附属的计算电子元件12。控制装置14根据传感器装置的数据确定车道路线、车道上的车辆定位和车辆相对于本车道的车道中部的横向位置Y，且根据这些参数计算出通过执行机构16作用在车辆转向器18上的力的大小，以使车辆保持位于车道中部附近或者重新被引导回到车道中部。计算电子元件12和控制装置14能够例如由带有一个或多个微处理器的电子数据处理系统和附属的软件构成。传感器20探测转向灯的状态且构成一个装置，通过其可以识别驾驶者的变道意图和变道方向。
在所示例子中的车辆附加装备了距离控制系统(ACC)22，其还具有定位系统24，例如用于本车前方车辆定位以及测量该车的距离和相对速度的雷达传感器。驾驶者的超车意图由此也能可选地根据由ACC系统识别的交通情况被确定。例如当交通情况建议向一个或者另一个方向的变道且此外对应该方向的转向灯被开启时，变道的意图才会被识别出。即使没有ACC系统，也可以借助视频摄像头10识别出本车位于哪个车道。当传感器20识别出例如左转向灯被启动时，则只有当车辆不是已经位于最左侧车道，该转向灯信号才会被解释为变道意图。
控制装置14的作用方式现在按照图2更详细地进行说明。在本图的上半部分概要的示出拥有两条车道26，28的道路。近似在车道中部延伸的目标路线分别通过线条30及32进行标记。装备了图1所示的车道保持辅助装置的车辆34，行驶在右侧车道26上。
只要没有驾驶者的变道意图被识别出，则由控制装置14计算出的并且通过执行机构16施加在转向器18上的力F的值依据车辆34的横向位置Y由图2中的曲线36示出。在实际中这个力取决于车辆和目标路线的偏移A。在此偏移中也涉及道路弯曲率和车辆定位，但为了明了起见其在图2中未被示出。对应右侧(本)车道26的曲线36的部分，是以目标路线30相对称的，其例如通过车道中部位置或者相对于车道中部位置的一定的额定位移得出。当车辆行驶在目标路线上时，执行机构16不进行转向干预，当车辆的横向位置向一个或者另一个方向上与目标路线偏离时(偏移A)，由执行机构16施加的力F逐渐地增大至给定的最大值。力的方向始终是使车辆重新回到目标路线上。相应的情况也适用于曲线36的左边部分，其对应于左侧车道28且代表在左侧车道上行驶时的车道保持辅助功能。在拥有三条车道的道路上该系统的工作是类似的。
在实际中曲线36可以根据车辆34的行驶速度进行标定，由此转向干预的强度取决于当时的行驶速度。
图2上部的箭头38表示车辆34由右侧车道26(本车道)至左侧车道28，即目标车道的变道。
当驾驶者这样的变道意图被识别时，曲线36暂时被图2下方的曲线40替代。该曲线相对于由线条30所表示的位于本车道26上的目标路线是不对称的。在此情况下当向左偏移时执行机构16不会进行转向干预，由此驾驶者在转向目标车道时无需克服执行机构16的反作用力。相反，目标路线右侧的曲线40的分支与相应的曲线36的分支是相同的，由此在由目标路线向右的偏移时车道保持功能保持有效。
在所示示例中，曲线40在目标车道28上的由线条32所表示的目标路线的左侧又有一个上升的分支，其与曲线36相应的分支是相同的。一旦车辆34在变道过程临近结束时到达目标车道28的目标路线，则因此车道保持功能针对向左的偏移又逐渐开始作用，由此减缓可能的过度偏离目标路线的情况。
到达或者超越线32(或者到达此线前面很近的y位置)可以同时构成一个信号，即变道过程结束。优选地当转向灯关闭后经过一个预设的时间间隔时，将变道过程视作已经结束。当变道过程结束控制装置14重新返回到曲线36，由此现在在左侧车道28的目标路线上进行自动车道保持。由曲线40到曲线36的转变可有效的按照此方式进行，即曲线40的右侧分支逐渐(持续地)向左移动或者图2中曲线的“中间段”41逐渐由0被提高到Fmax。此方式避免了驾驶者在对称的车道保持功能重新运行时感到方向盘上一个突然的力变化。
可选地，曲线40的右侧分支也可以逐渐地在车辆运动的变道过程中就已经被跟踪。在此描述的变式，在其中曲线40保持其形态直至车辆34到达目标车道，其有利之处在于，如果驾驶者受到交通条件的约束，需要中止变道过程时，无须克服反作用力。
上述控制装置14的工作方式也类似地适用于由左侧车道向右侧车道的变道情况。

Claims (5)

1.用于汽车的车道保持辅助装置，其具有识别道路上的车道(26，28)的传感器装置(10，12)，通过执行机构(16)向车辆(34)的转向器(18)施加力(F)以使车辆保持在车道上的控制装置(14)，和识别驾驶者变道意图的装置(20，22，24)，其特征在于，控制装置(14)构成为，当识别出变道意图时对施加在转向器上的力(F)按照更方便变道的目的不对称地进行调整，其中，当识别出由本车道(26)向目标车道(28)的变道意图时，施加在转向器上的力(F)的值这样地取决于车辆(34)与目标路线(30，32)的偏移(A)，即该力对于在本车道(26)上的目标路线(30)和目标车道(28)上的目标路线(32)之间的横向位置中时是减小的或者等于零，而对于在目标车道(28)的目标路线(32)的另一侧时重新增大。
2.根据权利要求1的车道保持辅助装置，其特征在于，在该力(F)的值和目标车道(28)的目标路线的另一侧的偏移(A)之间的相互关系与在没有变道意图时在目标车道(28)上的车道保持功能是相同的。
3.根据权利要求1或者2的车道保持辅助装置，其特征在于，控制装置(14)构成为，当识别出变道意图时力(F)和车辆的偏移(A)之间有效的相互关系保持至变道的实施。
4.根据权利要求1或2的车道保持辅助装置，其特征在于，控制装置(14)构成为，在变道过程结束时通过连续地改变表示该力(F)与该偏移(A)的相互关系的关系而回复到未调整的车道保持功能。
5.根据权利要求3的车道保持辅助装置，其特征在于，控制装置(14)构成为，在变道过程结束时通过连续地改变表示该力(F)与该偏移(A)的相互关系的关系而回复到未调整的车道保持功能。
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