CN102616237A - 用于运行机动车的纵向引导驾驶员辅助系统的方法和机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行机动车的纵向引导驾驶员辅助系统——尤其是ACC系统——的方法，其中，由所述机动车的关于存在的纵向引导车队行驶的环境数据分析得出一车队值，并根据所述车队值对所述驾驶员辅助系统的至少一个运行参数进行匹配，其中，所述纵向引导车队行驶包括彼此紧跟行驶的、各自具有起作用的纵向引导驾驶员辅助系统的至少三个机动车，所述至少三个机动车包括所述机动车和至少两个另外的机动车。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的纵向引导驾驶员辅助系统，尤其是ACC系统的方法，以及涉及一种机动车。
背景技术
一段时间以来，用于机动车的纵向引导的驾驶员辅助系统是已知的。该驾驶员辅助系统根据合适的制动干涉和加速干涉来调节距在前行驶机动车的间距，这种间距的形式大多为时间空隙。这种也称为间距调节系统的驾驶员辅助系统的最知名的代表是所谓的ACC系统(自适应巡航控制adaptive cruise control)。这种系统具有的共同点是，通过至少一个传感器，尤其是雷达传感器和/或摄像机来获得关于直接在前行驶的机动车的间距和速度的信息，所述间距调节则基于这些信息。在ACC系统中，将该功能性与自动速度调节相结合。
尤其在低速范围内，例如在“停-走”交通中，尤其是在市内交通中，多个全都装配有纵向引导驾驶员辅助系统、尤其是ACC系统的机动车在一车队中前后行驶会导致问题。尽管可以认为，具有起作用/被激活的驾驶员辅助系统的最前两个跟随彼此的机动车在调节下仍能和谐地前后行驶，然而从第三辆机动车开始，纵向引导已不能再完美地起作用。
首先，例如在红灯前，在驻车前的减速阶段中，由于存在所提到的问题，所以纵向引导驾驶员辅助系统的系统界限会被超出，从而当驾驶员辅助系统不再成功地确保有效的纵向调节时，人工干涉是必须的。但即使在典型的低速运行中，尤其是“停-走”运行中，在纵向引导车队行驶的情况下会发生调节的“振荡”，从而出现一种手风琴效应(Ziehharmonika-Effekt)并因此出现无效率的行驶方式(强烈加速和强烈制动)。在这种情况下不能保证当前纵向引导驾驶员辅助系统、尤其是ACC系统的车队稳定性。
例如，这种不期望的效应的原因在于，传感系统和执行系统的延迟时间和纵向引导(纵向调节)的时间常数，例如所设定的、预定的或位于预定范围内的速度倾斜度等。例如主要是当数据被证明可信或者另外在检测的安全性上必须克服有益的阈值时，传感器区域中的延迟大多基于所述分析的类型。从行驶舒适性出发，首先纵向引导驾驶员辅助系统的纵向调节的时间常数在普遍常见的交通状况方面被参数化。
尽管即使在车辆由驾驶员人为驾驶的车队中也存在时间上的延迟和时间常数，然而这些却完全不是那么明显，因为人通常明显比利用当前的驾驶员辅助系统更有远见地识别、分析、转换并进而最后驾驶。此外，更不可能在最后时间延迟和时间常数彼此不符后在很短的车队中便出现“起振/增大(Aufschaukeln)”。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种控制方法，这种控制方法降低、尤其是完全避免在车队行驶期间纵向引导驾驶员辅助系统出现的问题。
为了实现该目的，在前述类型的方法中，根据本发明提出：由机动车的关于存在的纵向引导车队行驶的环境数据分析得出一车队值，并根据所述车队值对驾驶员辅助系统的至少一个运行参数进行匹配，其中，所述纵向引导车队行驶包括彼此紧跟行驶的、各自具有起作用的纵向引导驾驶员辅助系统的至少三个机动车，所述至少三个机动车包括所述机动车和至少两个另外的机动车。
本发明还建议，识别出由至少三个具有主动运行的纵向引导驾驶员辅助系统、尤其是ACC系统的机动车组成的车队的特殊情况，并通过对纵向调节、传感系统和/或执行系统进行合适的、与情况相适应的重新参数化来负责对车队行驶的特殊情况进行控制，因此不再需要驾驶员的干预，也就是说，尽可能保持在纵向引导驾驶员辅助系统的系统界限内。在此尤其感兴趣的是如下情况：存在一纵向引导车队行驶，该车队行驶包括至少两个紧邻在所述机动车之前行驶的、同样具有起作用的纵向引导驾驶员辅助系统的另外的机动车。如果由此根据本发明的方法局限于这些其中至少两个具有起作用的驾驶员辅助系统的机动车仍在本身的机动车之前行驶的情形，那么对纵向引导车队的最前面的两个机动车来说参数匹配不是必须的。
总之还建议，选择驾驶员辅助系统的运行策略，从而即使在纵向引导车队行驶中也可以在其系统界限内继续运行，其中必要时必须限制对驾驶员来说常见的纵向引导的舒适度，下文将进一步描述这一点。在此，基于如下的认知：必须手动干涉对驾驶员来说更不舒服。
在此可以提出，仅在机动车速度不超出预定的界限值时、尤其在速度小于50km/h时使用根据本发明的方法，这是因为在低速时、尤其在“停-走”交通中最容易出现问题。通过这种方式可以排除如下的速度范围：在该速度范围中即使在使用常规的运行参数时在车队行驶中也不出现任何问题，从而使可能出现的舒适度损失保持尽可能小。
根据本发明的方法有利地允许对纵向引导车队行驶的特殊情况进行控制，从而不强制驾驶员进行人工干涉。总之，即使在一些行驶情形下必须容忍尽管很小的舒适度损失，驾驶员辅助系统、尤其是ACC系统被感觉是更有远见的。
在本发明的一个简单的设计方案中，车队值最后可以包括对于是否在纵向引导车队中行驶(以及必要时在哪个位置行驶)的双重(binaere)的描述。但通常也可以有利的是，在参数匹配时考虑其它因素，所述因素可能在车队值中反映，也可能作为其他参数被研究。例如，可以根据车队的平均速度、车队中机动车的数量、车队中的位置等进行匹配。
在本发明的有利的设计方案中，在确定出纵向引导车队行驶的情况下，对所述至少一个运行参数进行匹配以缩短所述驾驶员辅助系统对紧邻所述机动车在前行驶的机动车的行为的反应时间。在该设计方案中，主要在于最小化延迟时间和时间常数。通过使驾驶员辅助系统能更快地反应，避免或至少是降低了反应时间的累计或“起振”，从而实现了车队行驶的改进。
在此可以具体提出，通过对运行参数的所述匹配进行比在不存在纵向引导车队行驶的情况下更严格的间距调节。必要时，这一点可能以舒适、柔和的间距调节、最后以舒适度因素为代价地进行。在此，例如通过相应地对驾驶员辅助系统的算法重新进行参数化，而在用于纵向引导的行驶干涉中实现较早的干涉时间点。
此外，还可以通过对运行参数的所述匹配提高最大允许制动延迟。通常在驾驶员辅助系统的常规运行中设有考虑到舒适度标准的最大制动延迟。在纵向引导车队行驶的特殊情况下可以推延该限制，从而通过必要时更严厉/更强烈的制动干涉更慢地达到系统界限，并且总体上可以缩短用于反应行为的时间段。
此外可设想，尤其是通过加速对测量数据的过滤来实现对当前行驶情况的更快的判断。也就是说，通过这种方式使运行参数匹配，从而实现了更早的目标识别和情况评价，这一点在必要时可以以可靠的目标识别和情况评价为代价地进行。在此，应该如此改变参数：必要时宁愿错误地提早识别出问题/障碍物/目标，但使未进行识别等的风险保持很小。在此例如可以使对在前行驶的机动车的所测得的状态值的过滤能被缓和(aufzuweichen)/更快地执行。从而进一步缩短延迟时间。
有利地也可以设想，通过对运行参数的所述匹配实现电子牵引杆(elektronische Deichsel)。这种实施所谓的电子牵引杆构想的匹配试图通过对调节对象或目标对象的车辆特征值的智能预告来实施直接在前行驶的车辆的行为。在此，涉及之前提到的间距调节的尤其严格的情况，该间距调节尽管实现了具有极短的延迟时间和时间常数的迅速反应，然而经常会以舒适度为代价。
在本发明的另一个有利的设计方案中可以提出，在由所述驾驶员辅助系统联系的执行系统的更快速的联系方面对运行参数进行匹配，尤其通过取消或降低冲击限制(Ruckbegrenzung)和/或在ESP系统中实现更快速的压力建立来进行该匹配。在此，当执行系统对驾驶员辅助系统的功能有影响时，尤其可以例如在接口处，使相应的执行系统的运行参数本身发生变化。对此的例子是，取消冲击限制，即对机动车的加速度随时间变化的限制。另一个额外或可选使用的、示例性的可能性是，对行驶机构/底盘、尤其是ESP系统进行相应调整。
有利地也可以设想，在确定出纵向引导车队行驶的情况下，在使所调节出的时间空隙增大和/或使所调节出的时间空隙值加宽方面对所述至少一个运行参数进行匹配。在这种情况下尤其有利的是，这种增大或加宽根据本身的机动车在纵向引导车队中的位置适应性地进行。因此可以在相对于当前系统在保持舒适度的同时提高安全性，这是因为，由于在较晚的时间点才达到危及安全的间距而最后提高了驾驶员辅助系统的行为余地。
在根据本发明的方法中可以设想各种不同的措施来以检测出纵向引导车队行驶的存在，例如在相互可信的范围内这些措施全部可以组合地使用。
因此例如可以提出，把描述所述至少两个在前行驶的机动车和本身的机动车的绝对和/或相对运动的动态数据作为所述环境数据进行分析。相对彼此观察本身的机动车和在前行驶的机动车的运动的表征性的特征值和/或在前行驶的机动车和本身的机动车的表征性的特征值，例如相对加速度等。在此，基本思想为，确定在当前车队的各机动车之间是否存在运动相关性，这种运动相关性表明存在通过纵向引导驾驶员辅助系统引起的、机械的自动的控制。在此，尤其可以——必要时也在模糊逻辑学的范围内——检查不同的条件。因此可以提出，将如下的情况视作存在纵向引导车队行驶的条件：其中在本身的机动车和至少两个在前行驶的机动车的速度随时间的变化处于一预定的最小值和一预定的最大值之间。另外可被检查的、这样实现的条件是：是否各机动车的反应时间在一公差范围内彼此相当和/或车队内的各机动车的延迟降低和/或即将发生危险的所述驾驶员辅助系统的功能的失灵。尤其可以设想，通过估计系统界限或达到该系统界限本身而得出存在纵向引导车队行驶的结论。当然，在此也可以设计其它的措施/标准，以能够发现可能的运动相关性。
此外在本发明的设想的改进方案中还可以，尤其借助于高频分析，由作为环境数据接收到的、至少一个配属于驾驶员辅助系统的雷达传感器的信号分析得出另外的具有雷达传感器的纵向引导驾驶员辅助系统的存在。在此，该构想不仅分析了本身发射的雷达信号的反射，而且还分析了另外的、不相关地接收到的雷达信号。例如可以执行谱分析以发现在本身的机动车的环境中还额外存在多少纵向引导驾驶员辅助系统。
在本发明的另一个有利的设计方案中可以提出，把设计用于与另外的机动车进行通信的通信设备的通信数据作为环境数据进行分析。在该设计方案中，建议使用“车对车”系统或者一般的“车对X”系统，以收集尽可能多的关于在本身的机动车的环境中的、具有起作用的纵向引导驾驶员辅助系统的机动车的信息。例如，如果另一个机动车发出信息：其纵向引导驾驶员辅助系统正起作用、其具体位置以及其沿哪个方向行驶，那么可以在车队的机动车具有全面装备的情况下利用相应的通信可能性给出简单的识别纵向引导车队行驶的途径。
此外还可以设想，把——尤其配属于所述驾驶员辅助系统的——摄像机的图像数据作为环境数据进行分析，尤其是在至少一个在前行驶的机动车的刹车灯亮起方面对所述图像数据进行分析。在该设计方案中例如可以检查：紧邻在前行驶的或——假如错开便可看到——再前一个在前行驶的机动车的刹车灯是否周期性地亮起等，这在刹车灯的模式中表示纵向引导驾驶员辅助系统起作用。因此也可以使用摄像机信息。
除了该方法，本发明还涉及一种机动车，该机动车包括纵向引导驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统具有用于执行本发明方法的控制设备。所有关于本发明方法的实施方式都可以类似地转用于根据本发明的机动车，因此也可以由此得到在本发明的范围内获得的优点。在此，该驾驶员辅助系统尤其可以是具有配属的摄像机和/或配属的雷达传感器的ACC系统。
附图说明
由下面描述的实施例以及根据附图得到本发明的其它的优点和细节。
附图中：
图1示出根据本发明的机动车；
图2示出根据本发明的方法的流程图；
图3示出在纵向引导车队中根据本发明的机动车；以及
图4示出运行参数的可能的变化。
具体实施方式
图1示出根据本发明的机动车1的原理草图。该机动车1包括纵向引导驾驶员辅助系统2，通过用于执行本发明方法的控制设备3来控制该驾驶员辅助系统的运行。控制设备3通过总线系统4、例如CAN总线与配属于驾驶员辅助系统2的传感器5连接，在此传感器5是雷达传感器和摄像机。此外，通过总线系统4还可以与机动车1的执行器6通信，该执行器6用于执行纵向引导驾驶员辅助系统2的行驶干涉，此外这里驾驶员辅助系统2设计为ACC系统。执行器6例如可以包括ESP系统和电机部件(Motorkomponenten)。
当然，通过总线系统4还可以到达另外的、这里未详细示出的车辆系统，例如测量机动车1的本身运动的传感器等。
控制设备3在此设计用于执行用于这种驾驶员辅助系统2的根据本发明的控制方法，参见图2的步骤7，该驾驶员辅助系统2主要检查：车辆是否恰好为一纵向引导车队的一部分，亦即车辆是否位于一纵向引导车队行驶中。在一个纵向引导车队中存在至少三个紧邻彼此相继行驶的机动车，所述机动车都具有起作用的驾驶员辅助系统2。所以，为了检测纵向引导车队行驶的存在，在此检查：两个紧邻在该机动车1前在车队中行驶的机动车8、9(参见图3)是否具有用于纵向引导的起作用的驾驶员辅助系统2。
为了具体地确定一指示机动车1是否位于纵向引导车队中的车队值，存在多种可能途径，有利地也可以组合地使用这些可能途径。因此，可以设想，检查在机动车8、9的运动之间以及必要时在机动车8、9和1的运动之间是否存在运动相关性，该运动相关性表明了起作用的驾驶员辅助系统2的存在，归根结底即机动车8、9的自动纵向引导的存在。在此，例如可以考虑不同的表征性的运动特征量与相关的运动事件作比较的标准。例如，如果机动车9制动，之后不久机动车8制动，那么之后不久该机动车1也将制动。则例如在此作为标准可以检查：机动车9、8和1的速度随时间的变化是否相似，和/或是否处在预定的最小值和预定的最大值之间。通过类似的方式，例如可以考虑在彼此相应的运动事件之间的时间，例如可以检查：机动车8、9和1先后分别以怎样的距离制动。如果这些时间相似，那么这同样表示同类型的纵向引导驾驶员辅助系统2的存在。还可以检查跟随彼此的机动车的所用的制动延迟之间的联系，例如，该机动车1的制动延迟是否大于最小制动延迟，而小于机动车9的制动延迟，而机动车9的制动延迟又小于机动车8的制动延迟。显然，可以设想各种不同的、可以彼此组合的出发点和标准，从而通过比较彼此相关的运动行为来确定纵向引导车队的存在。
检测出车队行驶的另一个可能途径在于，分析处理所接受到的雷达传感器的信号，该雷达传感器属于驾驶员辅助系统2。可以在高频技术方面分析该信号，由此可以推断出另外的具有雷达传感系统的驾驶员辅助系统2的存在，这是因为确实同样接收到了该驾驶员辅助系统2的雷达信号。
当机动车1具有在图1中未进一步示出的通信设备、例如在“车对X”系统的范围内的通信设备时，存在另一可能途径，通过该通信设备可以接收关于在机动车1的环境中的机动车8、9的通信数据。机动车8、9例如可以直接地或间接地通知：其驾驶员辅助系统2是否起作用以及机动车8、9精确的位置，从而能够推断出纵向引导车队行驶。
最后还可以设想，分析处理摄像机的视频信息，归根结底即图像数据，从而例如检测在前行驶的机动车8、9的周期性的刹车灯控制以及相应地推断出起作用的驾驶员辅助系统2的存在。
因此，在步骤7中执行这里描述的用于检测纵向引导车队行驶的可能途径中的一个，优选其中多个。最后由此得到车队值，该必要时被更精确地分类/分配的车队值指示出：机动车实际上是否位于纵向引导车队中。如果情况是这样，那么在步骤10中(图2)进行驾驶员辅助系统2的运行参数的匹配。在此进行多种匹配，其中应该观察示例性地说明的图4。
图4考虑了对驾驶员辅助系统2的运行参数的两种可能的匹配，所述匹配导致驾驶员辅助系统2对紧邻机动车1在前行驶的机动车8的行为的反应时间缩短。图示出机动车1的实际加速度a与时间t的关系。在区域I中简单地调节出恒定的、期望的速度，而在该区域I结束时应该针对在前行驶的机动车8进行制动。虚线曲线11在此示出当驾驶员辅助系统2正常运行时的加速度曲线。显然使用了一确定的倾斜度，根据该倾斜度加速度一直下降到最大制动延迟12。为了在纵向引导车队行驶的情况下实现更严格(“更严厉”)且更有效的间距调节，如曲线13所示，在纵向引导车队行驶的情况下实现更大的倾斜度。此外，增大最大可能制动延迟14。因为由此为驾驶员辅助系统2提供了更大的行为余地，所以一方面可以通过更快的反应来避免纵向引导车队中的效应，另一方面也可以通过相应修改的干涉来抵制这种效应。
通过另外的运行参数匹配，可以进一步改进用于纵向引导车队行驶的驾驶员辅助系统的适用性。因此，也可以在数据获取和数据分析处理的范围内进行优化。例如，可以改变运行参数，其引起更早的目标识别和情况评价，尤其是用于环境数据等的过滤器。实现执行器6的更快速的联系也是尤其有利的。在此，通过实现制动压力的更快建立，例如可以降低/取消冲击限制或例如可以使ESP系统的运行参数匹配。
尤其有利的是，扩宽所调节出的时间空隙，这意味着，例如允许更大的公差范围，从而整体上增大驾驶员辅助系统2的活动余地。由于给出了更大的活动余地，所以也可设想在达到临界/危险的(kritische)时间空隙之前简单地增大时间空隙。此外，在这种匹配中考虑机动车1在纵向引导车队中具有怎样的位置。
该匹配整体上在步骤10中进行，其中在此处应再一次明确强调，像在时间空隙的扩宽/增大方面已经说明的那样，可以并非双重地确定车队值或考虑其它值，以实现与实际的行驶情况协调的运行参数的实际匹配。
最后还要注意，在根据本发明的方法的该实施方式中可以设计为，只有当机动车1的速度小于预定的速度，例如50km/h时才进行步骤7中的检查。从而仅当实际上需要时才进行运行参数的匹配以及必要时进行与之相关的舒适度限制。
Claims (11)
1.用于运行机动车的纵向引导驾驶员辅助系统——尤其是ACC系统——的方法，其特征在于，由所述机动车的关于存在的纵向引导车队行驶的环境数据分析得出一车队值，并根据所述车队值对所述驾驶员辅助系统的至少一个运行参数进行匹配，其中，所述纵向引导车队行驶包括彼此紧跟行驶的、各自具有起作用的纵向引导驾驶员辅助系统的至少三个机动车，所述至少三个机动车包括所述机动车和至少两个另外的机动车。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定出纵向引导车队行驶的情况下，对所述至少一个运行参数进行匹配以缩短所述驾驶员辅助系统对紧邻所述机动车在前行驶的机动车的行为的反应时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过对运行参数的所述匹配进行比在不存在纵向引导车队行驶的情况下更严格的间距调节，和/或提高最大允许制动延迟，和/或尤其通过加速对测量数据的过滤实现对当前行驶情况的更快的判断，和/或实现电子牵引杆。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在由所述驾驶员辅助系统联系的执行系统的更快速的联系方面对运行参数进行匹配，尤其通过取消或降低冲击限制和/或在ESP系统中实现更快速的压力建立来进行该匹配。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在确定出纵向引导车队行驶的情况下，在使所调节出的时间空隙增大和/或使所调节出的时间空隙值加宽方面对所述至少一个运行参数进行匹配。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，把描述所述至少两个在前行驶的机动车和所述本身的机动车的绝对和/或相对运动的动态数据作为所述环境数据进行分析。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将如下的情况视作存在纵向引导车队行驶的条件：其中所述本身的机动车和所述至少两个在前行驶的机动车的速度随时间的变化处于一预定的最小值和一预定的最大值之间；和/或各机动车的反应时间在一公差范围内彼此相当和/或车队内的各机动车的延迟降低和/或即将发生危险的、所述驾驶员辅助系统的功能失灵。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，尤其借助于高频分析，由作为环境数据接收到的、至少一个配属于所述驾驶员辅助系统的雷达传感器的信号分析得出另外的具有雷达传感器的纵向引导驾驶员辅助系统的存在。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，把设计用于与另外的机动车进行通信的通信设备的通信数据作为所述环境数据进行分析。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，把——尤其配属于所述驾驶员辅助系统的——摄像机的图像数据作为环境数据进行分析，尤其是在至少一个在前行驶的机动车的刹车灯亮起方面对所述图像数据进行分析。
11.机动车(1)，包括纵向引导的驾驶员辅助系统(2)，所述驾驶员辅助系统(2)具有用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的控制设备(3)。
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