CN101996500A - 用于调节影响车辆行驶动力学的执行机构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节影响车辆行驶动力学的执行机构的方法。在用于根据周围环境传感机构的信号调节影响车辆行驶动力学的执行机构的方法中，确定车辆与他人车辆之间的侧向间距，并且对于低于最小侧向间距的情况来说，为了产生偏转力矩而操作车辆中的执行机构。

Description

用于调节影响车辆行驶动力学的执行机构的方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于调节影响车辆行驶动力学的执行机构的方法。
背景技术
由DE 102005033087A1公开了一种用于避免撞车事故的方法，其中借助于朝车辆前面定向的周围环境传感机构求得与行驶在前面的车辆之间的间距和/或速度，并且在低于阈值时自动地在传动系中或者在车辆制动器中进行干预，从而减少碰撞危险。
然而，用在DE 102005033087A1中描述的方法只能避免与行驶在前面的车辆之间的碰撞危险。然而该方法不能用在车道变换操作上，在车道变换操作中出现这样的危险，即由于侧镜中所谓的死角使得驾驶员不能识别平行行驶的车辆。
发明内容
本发明的任务是在车辆至少近似平行行驶时减少在侧向接近时的碰撞危险。
按本发明，该任务用独立权利要求的特征得到解决。从属权利要求说明了适宜的改进方案。
本发明可以用在两辆车辆大致相互平行并且至少近似以相同的行驶方向行驶并且车辆沿侧向也就是横向于行驶方向看的方向接近时的行驶状况中。借助于周围环境传感机构求得车辆之间的侧向间距，例如借助于雷达传感器、视频传感器、超声波传感器或者激光雷达传感器。只要通过周围环境传感机构确定，车辆和他人车辆或者说第三车辆之间沿横向的间距减少并且低于允许的极限值，那就采取措施，使得驾驶员注意到当前的行驶状况。该措施涉及到对车辆行驶动力学的干预，其中该干预主要是想向驾驶员传递关于当前行驶状况的信息。然而，必要时也可以将对行驶动力学的干预用于以客观的方式提高行驶安全性，方法是例如通过制动或者反向的转向使车辆运动到与他人车辆更大的间距。
可以应用按本发明的方法的行驶状况例如涉及变换车道，其中要么应用了按本发明的方法的车辆变换车道，要么他人车辆变换车道并且通过变换车道靠近车辆。此外，也考虑既不是自己车辆的驾驶员打算变换车道也不是他人车辆的驾驶员打算变换车道的行驶情况，然而由于行驶故障或者其它影响例如侧风使得车辆之间的横向间距低于允许的最小值。
根据本发明的第一方面，在低于最小侧向间距时操作车辆中的执行机构，用该执行机构产生偏转力矩、也就是围绕车辆竖轴线的力矩。这例如通过自动实施的非对称的制动过程来进行，或者只要车辆拥有主动转向系统就通过自动地施加附加转向角来进行，该附加转向角与由驾驶员预先给出的转向角叠加。在自动实施制动过程的情况下，优选操作车轮制动器，例如如此操作车轮制动器，从而在左边和右边的车辆侧面区域中的车轮中产生不同大小的制动力矩。然而也考虑借助于主动的离合器元件(扭矩定向)在左边和右边的车辆车轮上产生力矩差，例如通过主动的离合器元件将马达的制动力矩分布到左边的和右边的车辆车轮上。然而通过这种主动的离合器元件也可以将马达的驱动力矩通过非对称地分布到左边和右边的车辆车轮上来产生偏转力矩。
通过产生偏转力矩，车辆纵轴线关于行驶方向重新定向，这在传感器方面由驾驶员察觉。优选以这样的方式产生偏转力矩，使得车辆致力于远离第三车辆。这也相应于驾驶员的正常反应，即通过相应的转向运动远离第三车辆。利用对偏转力矩的干预，可以给驾驶员唤起其车辆和第三车辆之间磁性排斥的印象。为了在进一步靠近时向驾驶员提示反作用的紧迫性，可以适宜地使力矩的大小取决于车辆之间的横向间距，其中随着靠近程度的增加而产生更大的力矩，从而给出间距和所产生的力矩之间的相互关系。作为力矩上升的替代方案或者补充方案，也可以如此设计所述力矩变化，从而以特别的方式让驾驶员注意到情况的紧迫性，例如通过脉动地施加力矩。
因为尤其在用于产生偏转力矩的制动过程中也会出现车辆减速，然而该减速不是在任何情况下都希望的，所以可以适宜地通过增加的万向节力矩来补偿车辆减速，该万向节力矩在车辆的万向节轴中起作用。原则上为了补偿行驶减速，在车辆中考虑所有用于提高驱动力矩的可能性。
对于车辆装配有能够在转向系统中产生附加转向角的主动转向系统的情况来说，所述偏转力矩也可以通过施加这种附加转向角来产生。在此，通过自动地触发主动转向系统用附加转向角加载车辆的可转向的车轮：可转向的前轮和/或可转向的后轮，该附加转向角补充地增加到由驾驶员预先给定的转向角上。可转向的车轮的额外的转向回转同样会导致围绕车辆的竖轴线的旋转，并且由此导致偏转力矩，该偏转力矩被驾驶员察觉。这种主动转向系统通常包括具有连接在中间的附加转向传动装置的两件式的转向轴，通过附加转向传动装置可以将附加转向角引入转向系统中。
根据本发明的另一方面，在两辆至少近似平行行驶的车辆之间沿侧向不允许地靠近时对车辆的影响也通过额外的在转向盘中可由驾驶员察觉的转向力矩的产生来实现。如果低于最小侧向间距，那么在车辆的转向系统中产生相应的附加转向力矩，尤其以这样的方式，即转向盘中提高的阻力反作用于朝着第三车辆方向的转向运动。驾驶员以这种方式在指向第三车辆的转向运动中获得提示驾驶员危险状况的信息。相反，沿着相反的转向方向、也就是远离第三车辆的转向方向，所述转向力矩没有增加；必要时降低沿着该转向方向的转向力矩，从而进一步显著地强调有待避免的和优选的转向方向之间的区别。
优选在转向系统中产生车辆和第三车辆或者说他人车辆之间在沿侧向不允许地靠近时的转向力矩，该转向系统装备有电伺服马达用于支持转向力。通过电伺服马达能够将附加转向力矩输入转向系统中。
根据其它适宜的实施方式，将产生偏转力矩和产生转向力矩进行组合。这尤其以分级的方式进行，从而在第一阶段中首先产生转向力矩并且在随后的第二阶段中额外地或者替代地产生偏转力矩。因为转向力矩的产生不会直接改变行驶状况，而是由驾驶员通过保持转向盘来承受，并且仅仅在朝着他人车辆方向的转向回转时由驾驶员察觉，所以用第一阶段中的干预不会影响舒适性。作为补充方案或者替代方案，在随后的第二阶段中才产生偏转力矩，该偏转力矩也可以由驾驶员在不操作转向盘的时候察觉。尤其随着车辆之间的进一步接近来起动第二阶段。由此，为第一阶段和第二阶段的开始配设了车辆和他人车辆之间侧向间距的不同大小的极限间距值；第一阶段在侧向间距较大时开始，第二阶段在侧向间距较小时开始。
当两辆车辆没有直接并排行驶，而是在车辆和他人车辆之间额外地存在轴向间距时，只要轴向间距低于阈值，就优选产生力矩：也就是不仅通过制动过程或者转向过程产生偏转力矩而且产生转向力矩。由此考虑行驶状况，其中他人车辆以较高的速度接近并且驾驶员想要运动其自己的车辆，尽管在靠近的车辆的车道上面临碰撞危险。作为其它的标准，可以考虑车辆和他人车辆之间的速度差，其中随着超过极限速度差来产生力矩或者说提高力矩。
力矩的产生要么连续地进行要么不连续地进行，例如以单个脉冲的形式进行。原则上也可以根据侧向间距来产生力矩，例如如此产生力矩，从而在侧向间距较大时出于舒适原因连续地施加力矩，并且随着接近程度的增加过渡到不连续地产生力矩，从而向驾驶员提示碰撞危险的增加。
在产生可以由驾驶员感觉到的力矩之前，必要时首先通过警报信号显示低于车辆之间的最小侧向间距。
最后，适宜地自动中断力矩的产生，只要驾驶员进行相应的操作，尤其为了否决(
Figure BSA00000220510000041
)力矩产生而进行干预。在转向力矩的情况下，这意味着驾驶员克服增加的阻力回转转向盘，该阻力在转向盘中通过附加转向力矩的产生而产生。在偏转力矩的情况下，尤其也可以通过操作转向系统来进行否决，该偏转力矩要么通过制动力矩或者驱动力矩的产生而产生，要么通过叠加转向角来产生。然而此外也可以评估其它的驾驶员干预用来否决和中断额外产生的力矩，例如通过额外地操作转向灯或者操作额外的按键。
按本发明的方法在车辆中的调节或者说控制设备中运行，例如在具有电子稳定程序(ESP)的调节或者说控制设备中运行。
附图说明
其它优点和适宜的实施方式从其它权利要求、附图描述以及附图中获得。其中：
图1是车辆想要变换行车道的示意图，其中面临与并行行驶的他人车辆相碰撞，
图2是具有用于实施方法的方法方框的结构图，
图3是在车辆侧向接近他人车辆的情况下在车辆中自动产生的力矩的变化的图表。
具体实施方式
在图1中示出了第一车辆1的超车操作的行驶情况，该车辆在左边的车道3上行驶，并且超过处于右边的车道4上的他人车辆2。两辆车辆1、2以相同的行驶方向运动，车辆1具有车辆速度v1并且车辆2具有车辆速度v2。车辆1与道路方向围成小角度α。车辆1在概念上从左边的车道3变回到右边的车道4上。车辆1装备有周围环境传感机构5，该周围环境传感机构例如包括雷达传感器、视频传感器、超声波传感器或者激光雷达传感器用于识别并且分析驾驶员周围环境，从而能够确定行车道走向以及在车辆轨道中的障碍物。优选如此构造所述周围环境传感机构5，从而能够探测确定的半径内在车辆所有侧面的物体。
为了在车道变换时避免车辆1与他人车辆2相碰撞，在车辆1的驾驶员没有注意到他人车辆2的情况下，尤其在他人车辆2处于车辆1的反光镜的死角中时，在与他人车辆2之间低于最小的侧向间距时在车辆1中产生力矩，该力矩作用到车辆上、车辆部件上或者车辆组件上并且可以由驾驶员察觉。该力矩一方面涉及转向力矩并且另一方面涉及偏转力矩，转向力矩借助于EPS转向系统(电动助力转向系统)在电伺服马达中产生，偏转力矩通过借助于主动的离合器元件作用到车辆车轮上或者传动系中的制动作用产生，离合器元件用于将力矩分配到车辆车轮上。此外，偏转力矩也可以在主动转向系统中通过产生附加转向角来产生。
根据图2，在结构图中示出了方法的实施。首先，借助于周围环境传感器10、11、12、13、也就是借助于车辆的周围环境传感机构的组件求得周围环境数据，尤其确定在周围环境传感机构的检测半径之内是否有他人车辆存在。在后面的方框14中联合传感器数据，随后在方框15中进行情况识别。在此确定，位于最小侧向间距之内的他人车辆是否至少近似平行于车辆运动，为了开始所述方法必须低于该最小侧向间距。也可以考虑车辆之间的轴向间距；只要轴向间距同样位于最小间距值之内，就实施所述方法。
在后面的方框16中计算额定轨迹，车辆为了避免与他人车辆相碰撞应该在该额定轨迹上运动。随后在方框17中求得车辆力矩，其中要么涉及转向力矩，要么涉及偏转力矩，转向力矩在电伺服马达中产生，偏转力矩要么通过在左边和右边的车辆侧面区域中的车轮上产生的不同的制动力形成，要么通过主动的转向系统中附加转向角的产生而形成。
所述方框14、15、16和17优选在车辆的调节或者说控制设备中实现。
根据优选的实施方式，在第一阶段中首先通过电伺服马达产生附加转向力矩，并且在随后的第二阶段中在车辆之间沿侧向进一步接近时补充地或者替代地产生偏转力矩。通过方框18在不同的力矩产生之间进行耦合，该方框18在原则上代表与图2所示相同类型的方法策略，然而涉及车辆偏转力矩的产生。
下面，首先详细探讨在产生附加转向力矩时的处理方式。在方框17中计算所述附加转向力矩，该附加转向力矩在后面的方框19中导致通过操作转向系统的电伺服马达引起的转向力矩作用。下面根据方框20用附加转向力矩加载EPS转向系统，该附加转向力矩在转向系统的电伺服马达中产生。
在另一个方框21中进行可信度测试。向方框21输入来自方框17的关于计算出的转向力矩的信息，此外还输入来自方框22的关于驾驶员操作的信息、例如关于转向灯的操作的信息，此外也还输入车辆的状态参量例如转向角、转向力矩、转向角速度等。只要在方框21中确定，来自方框17的附加转向力矩的计算与来自方框22的驾驶员操作或者说状态参量不一致，例如由于驾驶员的否决，那就中断施加附加转向力矩。
在随后的第二阶段中，在车辆之间沿侧向进一步接近时作为附加转向力矩的补充或者替代而产生偏转力矩。这通过方框18中的耦合进行，其中偏转力矩的产生原则上以类似于附加转向力矩的产生的方法进行。在产生偏转力矩时也通过周围环境传感器10到13来确定车辆之间的侧向的和轴向的间距，随后在方框14中联合由传感器测得的数据并且在方框15中识别并且分析当前的行驶状况。在方框16中建立在这些数据上计算用于车辆的额定轨迹。随后在方框17中计算相应的车辆偏转力矩，该车辆偏转力矩根据方框19通过操作车轮制动器来产生，这根据方框20在相应的制动过程中起作用。又通过方框21进行可信度测试，该方框21用来自方框22的数据对来自用于计算车辆偏转力矩的方框17的数据进行调整，从方框22中传输关于驾驶员操作以及当前的车辆状态参量的信息。
作为根据方框19通过制动作用产生车辆偏转力矩的替代方案，也可以通过在主动的转向系统中提供附加转向角来产生偏转力矩。
在图3中示出了力矩M根据侧向的间距d的特征曲线。力矩M涉及附加转向力矩或者偏转力矩，所述力矩在车辆靠近他人车辆时自动地通过相应的调节装置的加载来产生。
在车辆和他人车辆之间根据箭头30的间距时，两辆车辆还沿侧向相互分开得如此远，从而首先在车辆中只发出碰撞警报，例如以声学的、光学的或者触觉的方式、例如通过转向盘的振动。在侧向间距进一步减少时根据箭头31开始产生力矩，从而向驾驶员给出关于碰撞危险的进一步提示。力矩M首先连续地大致线性地上升，并且随着车辆之间进一步靠近而过渡到递增地上升。该力矩限制到最大值，从而向驾驶员给出这样的可能性，即通过自己的操作否决力矩产生。于是中断力矩产生。
原则上考虑不同类型的力矩上升方式。作为前面描述的由至少近似线性的上升和递增地上升的组合的替代方案，例如可以选择仅仅线性的或者仅仅非线性的上升，尤其是递增地上升。

Claims (18)

1.用于根据周围环境传感机构(5)的信号调节影响车辆(1)行驶动力学的执行机构的方法，其特征在于，通过所述周围环境传感机构(5)确定所述车辆与他人车辆(2)之间的侧向间距，并且对于低于最小侧向间距的情况来说，操作所述车辆(1)中的执行机构用于产生作用到所述车辆(1)上的偏转力矩。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏转力矩通过自动实施的制动过程来产生。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，由制动操作引起的车辆减速通过增加的万向节力矩来补偿，该万向节力矩在所述车辆(1)的万向节轴中起作用。
4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，通过在所述车辆(1)的主动转向系统中施加附加转向角来产生所述偏转力矩。
5.尤其按权利要求1到4中任一项所述的用于根据周围环境传感机构(5)的信号调节影响车辆(1)行驶动力学的执行机构的方法，其特征在于，通过周围环境传感机构(5)确定所述车辆与他人车辆(2)之间的侧向间距，并且对于低于最小侧向间距的情况来说，在所述车辆(1)的转向系统中产生作用到转向盘上的转向力矩。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述转向系统的电伺服马达中产生所述转向力矩。
7.按权利要求1到4中任一项以及按权利要求5或6所述的方法，其特征在于，首先在第一阶段中产生转向力矩并且在随后的第二阶段中作为转向力矩的补充或者替代产生偏转力矩。
8.按权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，以这种方式产生力矩，使得所述车辆远离所述他人车辆(2)运动。
9.按权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，当所述他人车辆(2)除了侧向间距还具有轴向间距地处于所述车辆(1)后面时，只要所述轴向间距低于阈值，就产生力矩。
10.按权利要求1到9中任一项所述的方法，其特征在于，所产生的力矩的大小与所述车辆(1)和所述他人车辆(2)之间的间距尤其是横向间距有关。
11.按权利要求1到10中任一项所述的方法，其特征在于，连续地产生力矩(17)。
12.按权利要求1到10中任一项所述的方法，其特征在于，不连续地产生力矩(17)，尤其以脉动的方式产生力矩。
13.按权利要求1到12中任一项所述的方法，其特征在于，在低于车辆(1、2)之间的最小侧向间距时产生警报信号。
14.按权利要求1到13中任一项所述的方法，其特征在于，如果驾驶员通过操作装置实施否决力矩产生(17)的干预，那么停止自动地产生力矩(17)。
15.用于实施按权利要求1到14中任一项所述的方法的调节或者说控制设备。
16.在车辆(1)中具有电伺服马达的转向系统，具有按权利要求15所述的调节或者说控制设备。
17.车辆(1)中的主动转向系统，具有按权利要求15所述的调节或者说控制设备。
18.用于单独地触发车辆制动器的制动系统，具有按权利要求15所述的调节或者说控制设备。
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