CN104245392B - 具有驾驶员辅助装置的汽车以及用于运行汽车的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有驾驶员辅助装置的汽车和用于运行汽车的方法。根据本发明的汽车具有驾驶员辅助装置,驾驶员辅助装置被设计用于在所述汽车行驶期间独立地引导所述汽车,所述驾驶员辅助装置在此可在多个辅助模式之间转换。此外,所述汽车具有第一、第二和第三操作装置(12,14,16),所述第一、第二和第三操作装置在对于其操作而待实施的操作处理方面彼此不同。在所述驾驶员辅助装置中在全自动辅助模式中至少设置一个独立的横向引导,在半自动辅助模式中至少设置一个速度调节,在手动辅助模式中完全不设置通过所述驾驶员辅助装置对所述汽车的引导。在此,所述第一操作装置(12)于是被设计用于通过所述汽车的驾驶员直接引导所述汽车,所述第二操作装置(14)被设计用于调整用于半自动辅助模式的行驶参数,所述第三操作装置(16)被设计用于操作用于全自动辅助模式的用户接口。用于运行能利用驾驶员辅助装置完全独立地引导的汽车的方法包括控制执行器的步骤,由此根据当前由驾驶员辅助装置调整的车轮转向角来调整汽车的方向盘(12)的转动位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车,所述汽车具有驾驶员辅助装置,所述驾驶员辅助装置被设计用于在所述汽车行驶期间独立地引导所述汽车,所述驾驶员辅助装置在此可在至少两个辅助模式之间转换,所述辅助模式在引导所述汽车时在所述驾驶员辅助装置的独立性的程度方面彼此不同。对于汽车的引导在此一方面是汽车的转向(随动于道路变化曲线、使汽车在车道内部定向、车道变换动作),这也被称为横向引导;另一方面是汽车的行驶速度的控制(加速、制动、紧急制动、保持速度),这也被称为纵向引导。属于本发明的还有一种用于运行汽车的方法,通过所述方法向驾驶员指明所述汽车的状态。
背景技术
所述类型的驾驶员辅助系统已由DE 10 2010 022 433 A1公知。据此,驾驶员辅助系统可在全自动辅助模式中完全自主地实施车辆的引导。汽车的驾驶员于是在行驶期间即不必操作汽车的方向盘也不必操作踏板,因此对于相对长的持续时间可将其注意力用于其它事务,例如操作信息娱乐系统。
但对于独立引导汽车结合本发明也可理解为半自动辅助模式,在所述半自动辅助模式中,驾驶员辅助系统的独立性的程度在引导汽车时减小,并且所述半自动辅助模式于是例如仅可在于将汽车的行驶速度调节到给定或基准速度的功能,驾驶员通过调整驾驶员辅助系统的相应行驶参数的值来预给定所述给定或基准速度(行驶速度调节)。
另一个值得期望的辅助模式是通过驾驶员辅助装置自主引导汽车。与全自动辅助模式不同,在自主辅助模式中通过驾驶员辅助装置也判断:对于用于当前实施的行驶动作的行驶参数(给定距离、给定速度)应实施何值和/或应实施何行驶动作(车道变换、拐出、停入等)。而在全自动辅助模式中提出,驾驶员通过用户接口预给定:应实施何行驶动作或者说在一个行车道上行驶时通过驾驶员辅助装置对于当前实施的行驶动作应调节何距离和速度。这两个辅助模式之间的另一个区别可在于:即当通过驾驶员辅助装置进行的安全引导不再得到保证时,驾驶员辅助装置在交通事件的未被预见的发展中如何反应。在全自动辅助模式中于是提出,驾驶员辅助装置去激活并且将对汽车的调控输出给驾驶员,而在自主辅助模式中汽车通过驾驶员辅助装置本身到达安全状态中,其方式是汽车例如停住。
汽车的驾驶员视当前工作的辅助模式而定在行驶期间具有印象:在无其调控的情况下确定的引导任务由汽车独立地执行。在此,对于驾驶员辅助装置可运行的每个辅助模式必须保证:对于驾驶员始终明确的是,驾驶员辅助系统监测和引导汽车直到何程度,在引导汽车时仍向驾驶员本身提供何干涉可能性,并且驾驶员本身必须强制地实施何引导任务。如果驾驶员在此不再纵观全局,则可导致其安全性受到威胁。如果驾驶员例如误以为驾驶员辅助装置在全自动辅助模式中并且如果驾驶员因此松开方向盘以便专注于信息娱乐系统,则在此车辆可离开行驶路面,因为驾驶员辅助装置例如根本没有激活,即要求由驾驶员进行完全手动的驾驶方式(在此因此被称为手动辅助模式)。
由手动驾驶经由半自动化和全自动化一直到自主性的驾驶员辅助装置独立性的范围(自动化范围)在其复杂性方面将来对于用户应是透明的并且可被可理解地操作。所述的这四个辅助模式的可操纵的复杂性、各个辅助模式的明确的可界定性以及在各个辅助模式内部独特的操作方式是将来的操作方案的重要特征。提供对于半自动化(例如行驶速度调节、主动车道控制即车道保持辅助)设置的操作元件如按键、方向盘或杆,而对于全自动化和自主性的典型操作迄今仅存在构想方案。这些方案通常仅仅是现有操作方案的补充或者说扩展并且是孤立的独立解决方案。这种独立解决方案通常仅限于在现有操作元件中的单纯功能集成,这导致各个操作元件的功能密度增大并且由此由于由此得到的操作装置的多样性和复杂性而不是有效的。当前操作元件的可操纵性和功能多样性已经彻底探讨。
发明内容
本发明的目的在于,在具有可完全或部分地独立地引导汽车的驾驶员辅助系统的汽车中保证在其被操作时清楚明了。
在根据本发明的汽车中,驾驶员辅助装置被设计用于:在全自动辅助模式中至少执行汽车的自主的横向引导,在半自动辅助模式中至少执行速度调节,在手动辅助模式中完全不执行汽车的引导。此外,根据本发明的汽车具有三个操作装置,所述操作装置彼此区别在于:对于其操作而待实施的操作处理不同。辅助模式中的任意一个现在配置有自己的操作装置。在此,第一操作装置被构造用于通过汽车的驾驶员直接引导汽车。第一操作装置例如可涉及方向盘和踏板。第二操作装置被构造用于调整用于半自动辅助模式的行驶参数(给定距离、给定速度)并且例如可具有操作元件,所述操作元件设置在汽车的方向盘上并且在此于是优选包括按键开关、跷板式开关或转轮。最后,第三操作装置被构造用于操作用于全自动辅助模式的用户接口。用户接口可涉及由申请人与本发明一起在同一天申请为专利的用户接口。第三操作装置也可设置在第一操作装置、即例如方向盘上。第三操作装置例如可涉及触摸屏(对接触敏感的屏幕),所述触摸屏设置在方向盘的缓冲座上。通过所述用户接口,在全自动辅助模式中可由用户选择待通过驾驶员辅助装置自主地实施的行驶动作和/或调整当前实施的行驶动作的行驶参数。
本发明基于这样的认识:汽车的驾驶员或者说驾驶员辅助装置的操作者对于自动化范围的任意一个辅助模式(手动驾驶、半自动化、全自动化)都应获得独立的通过对应的操作装置体现的具有独立交互形式的交互媒介。在这种分开的方案中,不同的操作装置的空间接近是有利的,但不是强制的。通过提供三个不同的操作装置而不必使各个操作元件视何辅助模式刚好工作而定配备不同的功能。由此有效地避免:驾驶员辅助装置的操作者带有误差地操作所述驾驶员辅助装置。由于操作处理对于任意一个操作装置都不同,在辅助模式任意之一中或者说对于驾驶员的手动驾驶同时也得到驾驶员辅助装置的不同的操作范型。对于用户由此非常简单地记住所需的操作步骤。
此外,符合目的地在至少一个辅助模式中提出,操作装置至少之一是去激活的。因此例如可提出,在全自动辅助模式中,用于半自动辅助模式的操作装置锁死,由此,驾驶员在尝试通过所述操作装置操作驾驶员辅助装置时立即回忆起:这在当前工作的辅助模式中是不可能的。
汽车的一个有利构型提出,操作装置至少之一可运动地支承在汽车中,并且为了调节可运动地支承着的操作装置的位置而在汽车中提供执行器。在此情况下,驾驶员辅助装置于是被设计用于根据当前工作的辅助模式通过控制所述至少一个执行器来调整所述至少一个操作装置的位置。由此得到优点:通过操作装置的位置向驾驶员解释:何辅助模式刚好工作并且驾驶员由此当前可实施何操作处理。
因此尤其是可提出,至少两个操作装置可彼此相对运动地支承着,驾驶员辅助装置被设计用于根据当前工作的辅助模式通过控制执行器来调整所述至少两个操作装置彼此相对的位置。如果例如作为第三操作装置在方向盘的缓冲座上设置有触摸屏,则在激活全自动辅助模式时可使方向盘(与触摸屏相比)由汽车的驾驶员移开。由此,触摸屏对于驾驶员引起注意,由此,向驾驶员解释:驾驶员现在不再使用方向盘,而是应操作用于全自动辅助模式的用户接口。
符合目的地,汽车对于操作装置包括方向盘的情况具有执行器,所述执行器被设计用于在方向盘上产生用于方向盘的用户的力反馈,由此,方向盘可通过执行器转动。在此情况下,驾驶员辅助装置在根据本发明的汽车中于是被设计用于在全自动辅助模式中产生用于控制执行器上的力反馈的控制信号。由此,根据本发明的方法,方向盘的转动位置可根据当前由驾驶员辅助装置调整的车轮转向角来调整。借助于方向盘的转向回转,驾驶员于是可看到:驾驶员辅助装置当前如何使汽车转向。此外,对于全自动辅助模式在紧急情况下必须关断并且驾驶员必须本能地又接管汽车的引导的情况有利的是,方向盘已经具有正确的转向回转。
在根据本发明的汽车的特别优选的实施形式中,在驾驶员辅助装置中附加地设置有自主辅助模式,在所述自主辅助模式中驾驶员辅助装置完全自己引导汽车并且在此也独立地选择待执行的行驶动作。这种辅助模式例如当汽车处于拥堵状况中时是符合目的的。驾驶员于是在该时间内完全可将精力放在其它事情例如信息娱乐系统的操作或报纸的阅读上。优选在此对于驾驶员通过第三操作装置提供用于汽车的信息娱乐系统的操作可能性,其方式是信息娱乐系统的功能配置给第三操作装置的各个操作元件,由此,所述功能可通过操作所述操作元件来激活。
属于本发明的还有根据本发明的方法的扩展构型,所述扩展构型具有已经结合根据本发明的汽车的扩展构型描述的特征。因此,根据本发明的方法的扩展构型在此不再次予以描述。
本发明的其它特征由附图和附图说明得到。前面在说明书中列举的特征和特征组合以及下面在附图说明中列举和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可在分别给出的组合中而且可在其它组合中或单独地使用,而不偏离本发明的范围。
附图说明
下面借助于实施例更详细地描述本发明。附图表示:
图1根据本发明的汽车的实施形式的方向盘的示意性视图的立体视图,其中,方向盘的部件的相对位置通过驾驶员辅助装置来调整,所述驾驶员辅助装置在手动辅助模式或半自动辅助模式中运行;
图2图1的方向盘,其中,部件的相对位置被调整用于驾驶员辅助装置的全自动辅助模式;以及
图3图1的方向盘,其中,所述方向盘的部件被调整用于驾驶员辅助装置的自主辅助模式。
具体实施方式
例子是本发明的优选实施形式。
图1至图3中示出了方向盘10,所述方向盘具有方向盘轮圈12、按键区域14和触摸屏16(对接触敏感的屏幕)。触摸屏16固定在方向盘10的(未示出的)缓冲座上。在方向盘轮圈12上构造有鱼际支承部18。在图1至图3中出于清楚原因而没有示出对于解释本发明不必要的承载元件。
方向盘10安装在未进一步示出的汽车、例如轿车中。汽车具有驾驶员辅助装置,所述驾驶员辅助装置可在手动辅助模式、半自动辅助模式、全自动辅助模式和自主辅助模式中运行。手动辅助模式相应于驾驶员辅助装置的去激活状态,在所述去激活状态中驾驶员辅助装置仅仅对激活信号作出反应。在半自动辅助模式中,通过驾驶员辅助装置执行汽车的呈行驶速度调节和车道保持辅助(在此一起被称为ACC:active cruise control)形式的纵向引导。而汽车的横向引导另外应由汽车的驾驶员执行。在全自动辅助模式中,汽车完全通过驾驶员辅助装置引导,其中,可通过汽车的驾驶员选择待实施的行驶动作(对在前行驶车辆进行超车、拐出、停入、车道变换等)或也对于当前实施的行驶动作调整行驶参数值,通过所述行驶参数值确定驾驶员辅助装置的引导特性(给定距离、给定速度等)。在自主辅助模式中,通过驾驶员辅助装置附加地也自主地确定:应实施何行驶动作。如果通过驾驶员辅助装置识别:汽车处于拥堵状况中并且至多可以以步行速度被引导,则自主辅助模式例如可被去激活。
在手动辅助模式中,驾驶员为了手动驾驶而如惯常那样可作为正常方向盘来使用方向盘10。方向盘10的缓冲座在此可通过触摸屏16在其外观方面自由配置。可在手动驾驶期间例如显示信息娱乐内容并且允许操作汽车的信息娱乐系统。另一个可能性是显示汽车的制造商的标志,所述标志随着方向盘10的当前转向角一起运动,但也可构造成关于水平线固定的。
在半自动辅助模式中,驾驶员辅助系统在所示实施例中通过按键区域14的按键元件来操作。速度例如可通过设置在中央的单稳态的摇杆来实现。通过不同的另外的可绕所述摇杆设置的按键可激活或者说去激活其余ACC功能。也可提出,ACC系统的距离调整通过触摸屏16的对接触敏感的区来实施。因为距离调节相对罕见地使用,所以在此存在优点:所述距离调节仅在需要时接入并且不必提供分开的操作元件。在半自动化中,触摸屏16关于方向盘轮圈12紧固地固定,由此,所述触摸屏在转向时一起运动。
用于在半自动辅助模式中操作驾驶员辅助系统的另外的元件例如可以是转向摆臂以及必要时是拨片(单稳态的跷板式开关,具有扁平的可用两个指抓住的翼形的操作杆),所述元件可设置在方向盘10或方向盘轮圈12的轮辐的背离驾驶员的侧上。
全自动辅助模式的激活例如可通过触摸屏16中的相应的面来进行。在过渡到全自动辅助模式中时,方向盘轮圈12通过汽车的执行器在与触摸屏16脱耦的情况下由驾驶员在车辆纵向方向上移动优选仅几个厘米。所述执行器可涉及机电式执行器、例如电动机。方向盘轮圈12在对于全自动辅助模式所移动的姿态中也仍可由驾驶员够到,即使所述驾驶员向后靠到驾驶员座椅中。由此,驾驶员在紧急的驾驶员接管要求的情况中、即在全自动辅助模式中断时可自己接管汽车的引导。在全自动辅助模式中操作驾驶员辅助装置的重要特征由此在于,用于对车辆进行纵向和横向引导的操作元件对于驾驶员还定位在基本的抓持空间中,由此,驾驶员因此在正常的座椅位置中在驾驶员座椅中还可抓住方向盘轮圈12并且由此可快速地自己又接管引导。
此外,通过另外的执行器主动地由驾驶员辅助装置可使方向盘轮圈12回转,由此,方向盘轮圈的姿态根据当前调整的车轮调节角来调整。当在全自动辅助模式结束的情况中驾驶员进行干涉时,通过方向盘轮圈12的姿态向驾驶员反馈前车轮的姿态。
触摸屏16在全自动辅助模式中在中央并且固定地保持被驾驶员直接触及。在全自动辅助模式中驾驶员辅助装置的操作通过参数和动作接口在触摸屏16上进行。在此,驾驶员例如可设定:汽车相对于在前行驶车辆应遵循何给定距离或汽车在当前行驶的车道上应具有何横向位置。给定距离和横向偏差是用于全自动辅助模式的行驶参数,根据所述行驶参数实施当前的行驶动作。此外,驾驶员也可选择应由驾驶员辅助装置在下一个机会时实施的其它行驶动作(超车、行车道变换、停入、拐出)。
通过驾驶员辅助装置借助于监测装置来监测汽车的周围环境。监测装置例如可包括摄像机和/或距离雷达,通过所述摄像机和/或距离雷达可用本身公知的方式识别周围环境中的物体。如果驾驶员辅助装置在此识别出:汽车的完全自主的引导可通过驾驶员辅助装置进行,因为例如汽车在拥堵状况中仅可以以起-停行驶方式以及至多以步行速度被引导,则驾驶员辅助装置向驾驶员表明:可变换到自主辅助模式中。自主辅助模式的激活可通过驾驶员例如通过触摸屏16来进行。于是,在触摸屏16上对于驾驶员可提供扩展的信息娱乐内容,因为驾驶员现在不再必须随时为在紧急情况中接管车辆引导作准备。对于汽车的自动化引导被识别为不安全的情况,取而代之,在自主辅助模式中,汽车通过驾驶员辅助装置本身到达安全状态中,其方式是汽车例如停止。
为了向驾驶员提供与信息娱乐系统扩展地交互的可能性,可通过翻转以及必要时移动触摸屏16和方向盘轮圈12来实现更舒适的操作(参见图3)。触摸屏16的触摸面作为用于扩展的信息娱乐内容的输入媒介来使用(例如作为用于办公活动的键盘和/或鼠标触摸区),鱼际支承部18向下翻转。不仅触摸屏16而且具有鱼际支承部18的方向盘轮圈12现在完全与转向拉杆系统脱耦,由此,所述触摸屏和所述方向盘轮圈静止,而驾驶员辅助装置改变车轮转向角。
在去激活不同的辅助模式时,可主要需要各个元件(方向盘轮圈12、按键区域14和触摸屏16)的主动移动。如果例如自主辅助模式去激活,则不仅方向盘轮圈12而且触摸屏16必须这样调整,使得当前的方向盘角作为方向盘轮圈12的转向角并且触摸屏16又作为集成元件在待命运行方式中供驾驶员用于手动驾驶或者说半自动化。
方向盘轮圈12、按键区域14和触摸屏16分别是一个操作元件,其中,为了操作这三个操作元件而待实施的操作处理彼此明显不同。方向盘轮圈12在此主要被提供用于手动驾驶,按键区域14被提供用于在半自动辅助模式中操作驾驶员辅助装置,触摸屏16被提供用于在全自动辅助模式中操作用户接口。通过在各个辅助模式中不同的操作处理,所述辅助模式对于用户可被较简单地理解并且可较准确地彼此界定开。系统透明度在辅助模式内部以及在辅助模式之间提高。对于用户由此非常清楚的是,用户对汽车引导在何辅助模式中具有何影响可能性。通过将按键区域14与触摸屏16界定开,半自动辅助模式的复杂性并非不必要地增大。此外,对于全自动辅助模式,例如可借助于所示的触摸屏16提供新型的交互形式(对接触敏感的面,力反馈)。所述交互形式于是可最佳地与驾驶员辅助系统的要求在全自动辅助模式中协调。此外,通过在方向盘的缓冲座上提供触摸屏而开创可能性:在自主辅助模式中扩展的信息娱乐内容(显示消息或E-Mail,允许浏览网页等)呈现给驾驶员。
Claims (10)
1.一种汽车,所述汽车具有驾驶员辅助装置,
-驾驶员辅助装置被设计用于在汽车行驶期间独立地引导汽车,
-驾驶员辅助装置在此可在多个辅助模式之间转换,所述辅助模式在引导汽车时在驾驶员辅助装置的独立性的程度方面彼此不同,
汽车具有第一操作装置(12)、第二操作装置(14)和第三操作装置(16),
-所述第一操作装置、第二操作装置和第三操作装置在针对其操作而待实施的操作处理方面彼此不同,
其中:在驾驶员辅助装置中在全自动辅助模式中至少设置一个独立的横向引导,在半自动辅助模式中至少设置一个速度调节,在手动辅助模式中完全不设置通过驾驶员辅助装置对汽车的引导,在此,所述第一操作装置(12)被设计用于通过汽车的驾驶员直接引导汽车,所述第二操作装置(14)被设计用于调整用于半自动辅助模式的行驶参数,所述第三操作装置(16)被设计用于操作用于全自动辅助模式的用户接口,
其中,至少两个所述操作装置(12,16)以能彼此相对运动的方式被支承,所述第一操作装置(12)包括方向盘,
其特征在于,触摸屏作为第三操作装置设置在所述方向盘的缓冲座上,驾驶员辅助装置被设计用于根据当前工作的辅助模式通过控制执行器来调整至少第一操作装置(12)相对于第三操作装置(16)的位置。
2.根据权利要求1的汽车,其中,在至少一个辅助模式中所述操作装置(12,14,16)至少之一是去激活的。
3.根据权利要求1或2的汽车,其中,所述操作装置(12,14,16)至少之一可运动地支承在汽车中,汽车具有用于调节至少一个操作装置(12,14,16)在汽车中的位置的至少一个执行器,其中,驾驶员辅助装置被设计用于根据当前工作的辅助模式通过控制所述至少一个执行器来调整所述至少一个操作装置(12,14,16)的位置。
4.根据权利要求1或2的汽车,其中,所述操作装置至少之一设置在所述操作装置中的另一个上。
5.根据权利要求1或2的汽车,其中,所述方向盘具有执行器,所述执行器被设计用于在所述方向盘上产生用于所述方向盘的用户的力反馈,其中,驾驶员辅助装置被设计用于在全自动辅助模式中产生用于控制所述执行器上的力反馈的控制信号。
6.根据权利要求1或2的汽车,其中,通过所述用户接口在全自动辅助模式中由用户能够选择待通过驾驶员辅助装置独立地执行的行驶动作和/或能够调整当前执行的行驶动作的行驶参数。
7.根据权利要求1或2的汽车,其中,驾驶员辅助装置附加地设计用于:在自主辅助模式中通过独立的横向和纵向引导全自动地引导汽车(10),在此,也独立地确定关于当前执行的行驶动作的行驶参数的值和/或关于待执行的行驶参数作出独立的判断。
8.根据权利要求1或2的汽车,其中,所述第二操作装置(14)具有至少一个操作元件,所述操作元件设置在汽车的方向盘上。
9.根据权利要求8的汽车,其中,所述第二操作装置(14)的至少一个操作元件是按键开关、跷板式开关或转轮。
10.一种用于运行汽车的方法,所述汽车具有驾驶员辅助装置,驾驶员辅助装置被设计用于在全自动辅助模式中完全独立地引导汽车,所述方法包括步骤:
-在全自动辅助模式中通过驾驶员辅助装置控制执行器并且由此根据当前由驾驶员辅助装置调整的车轮转向角来调整汽车的方向盘的转动位置,
其特征在于,在全自动辅助模式中,使设置在方向盘的缓冲座上的触摸屏作为用户接口运行从而选择出行驶动作和/或对用于当前执行的行驶动作的行驶参数进行调整,在激活全自动辅助模式时事先通过驾驶员辅助装置控制执行器并由此使方向盘轮圈相对于所述触摸屏以背离汽车驾驶员的方式移开。
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