CN104325979A - 用于机动车的间距调节器 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车的间距调节器，其具有用于测量与在前方行驶的车辆(30，34)的间距(Da，Db)的定位设备(10)、用于干预自身车辆(24)的纵向引导的执行系统(16)以及用于控制所述执行系统并且用于调节与在自身车道中在前方行驶的车辆(30)的间距(Da)到期望间距(Ds)上的电子控制装置(14)，其特征在于，所述控制装置(14)具有相邻车道模式(20)，在所述相邻车道模式中根据所测量的与在相邻车道(32)上行驶的车辆(34)的间距(Db)修改所述期望间距。

Description

用于机动车的间距调节器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的间距调节器，其具有用于测量与在前方行驶的车辆的间距的定位设备、用于干预自身车辆的纵向引导的执行系统和用于控制执行系统并且用于将与在自身车道中在前方行驶的车辆的间距调节到期望间距上的电子控制装置。
背景技术
在已知的间距调节器中，以以下方式取决于速度地改变期望间距：自身车辆以固定的时间间距跟随在前方行驶的车辆。所述时间间距(所谓的时间间隙)大多在某个界限内可由用户预给定。
发明内容
本发明的任务是，实现一种间距调节器，其尤其能够在行车道变窄的情况下实现增加的驾驶舒适度和增加的行驶安全性。
通过以下方式解决所述任务：控制装置具有相邻车道模式，在所述相邻车道模式中根据所测量的与在相邻车道上行驶的车辆的间距修改期望间距。
在多车道的道路上可能存在变窄的行车道。例如在建筑工地的区域中，左侧行驶带并且可能中间行驶带经常在宽度方面减小。这导致并排行驶的车辆之间的明显降低的横向间距。长时间的、非常贴近的并排行驶需要驾驶员的多的注意力。这导致了快速疲劳，并且因此可能增加事故危险。这种情况也由副驾驶侧的同车乘客经常感觉为危险并且不舒服，尤其在载重车辆(LKW)旁行驶时。
本发明提供以下可能性：在所述条件下切换到相邻车道模式，其结果是：或者以如此程度增加与在自身车道中在前方行驶的车辆的期望间距，使得自身车辆保留在行驶于相邻车道上的车辆的后方，或者当在自身车道上的车辆与在相邻车道上的车辆之间的间距足够大时，如此选择期望间距，使得自身车辆不是在在相邻车道行驶的车辆旁、而是在相邻车道行驶的车辆的前方错开地行驶。通过这种方式能够显著缩短自身车辆在相邻车道上的车辆旁行驶的时间段，从而降低驾驶员和其余车辆乘员的负担和舒适性损害。
由从属权利要求得出本发明的其他构型和扩展方案。
优选地，间距调节器能够借助基础设施传感机构识别，由自身车辆行驶的车道是否变窄。如果确定出变窄的车道，则将间距调节器自动切换到相邻车道模式。
然而，相邻车道模式优选仅仅在以下条件下可激活：自身车辆的速度位于确定的最小值以上。因此防止，在以非常低的速度行驶时——例如在拥堵情形中——不必要地增大车辆与车辆的间距。
定位设备通常涉及以下雷达传感器：所述雷达传感器不仅能够测量间距而且能够测量在前方行驶的车辆的相对速度。然后，间距调节器可以根据这些数据计算可能持续多久来超过相邻车道上行驶的车辆。当超车过程的预计持续时间比预给定的最大持续时间更长时，间距调节器在相邻车道模式中决定，当在自身车道上行驶的车辆与在相邻车道上的车辆之间的间距已经增加到这样的值上使得能够在与在自身车道上在前方行驶的车辆的间距不小于确定的最小值的情况下结束超车过程时，才导入超车过程。
附图说明
附图示出：
图1：根据本发明的间距调节器的框图；
图2-4：用于说明间距调节器的工作方式的行驶情况；
图5：用于阐述间距调节器的工作方式的流程图。
具体实施方式
图1中示出的用于机动车的间距调节器具有定位设备10，例如雷达传感器，所述雷达传感器安装在车辆中的前部并且用于测量在自身车道上或者相邻车道上行驶在前方的车辆的间距和相对速度。
附加地存在基础设施传感机构12，其允许识别出由自身车辆行驶的车道的宽度。例如可以通过视频与图像分析处理系统构成所述基础设施传感器机构，所述视频与图像分析处理系统能够识别出行车道上的车道标记。可选地或者附加地，基础设施传感机构也可以包含导航与通信系统，借此能够确定，自身车辆当前是否通过建筑工地区，在所述建筑工地区中通常左侧车道或者中间车道和左侧车道(在三车道的同向行车道(Richtungsfahrbahn)中)变窄。因为定位设备10具有一定的角度分辨能力，所以还可以确定，是否存在右侧的相邻车道(在右侧交通的国家中)，所述右侧的相邻车道由车辆以相同的方向行驶。然后由此得出推断出自身车辆行驶在变窄的左侧车道或者变窄的中间车道上。也可以通过以下方式识别出减小的车道宽度：由安装在车辆侧面的或者定向到侧面的传感器测量与在相邻车道上的被超车的车辆的平均间距。如果所述间距一定的时间或者在确定数量的车辆的情况下位于一个阈值以下，则识别出车道变窄。相反，如果与一定数量的行驶经过的车辆的平均横向间距超过一个阈值，则识别出正常的车道宽度。不仅行驶经过的车辆的数量而且相邻车道的变窄的或者正常的宽度的阈值可以不同。
定位设备10的和基础设施传感机构12的数据传输到电子控制装置14上，所述电子控制装置例如通过一个或多个微处理器构成并且进一步分析处理所述数据。控制装置14根据分析处理结果控制执行系统16，所述执行系统干预自身车辆的驱动系统和/或制动系统并且因此影响自身车辆的纵向引导、即其速度和加速度。
在控制装置14中实现两个不同的运行模式、即正常模式18和相邻车道模式20。决定单元22根据由定位设备10和由基础设施传感机构12提供的数据来决定，以两个模式中的哪个运行间距调节器。如果由传感机构提供的数据得出由自身车辆行驶的车道至少具有一定的宽度，所述宽度相应于正常的车道宽度，则调节器工作在正常模式18中。在这种模式中，如此控制对纵向引导系统的干预，使得当在自身车道上存在在前方行驶的车辆时，以可由用户预给定的时间间隔(时间间隙)跟随所述车辆。换言之，将与在前方行驶的车辆的间距调节到期望间距Ds上，所述期望间距通过自身车辆的速度V和由用户选择的时间间隙τ确定(Ds＝V*τ)。
与此相反，如果决定单元22确定出自身车辆在变窄的车道上行驶，则以相邻车道模式20运行调节器。
下面要根据图2至4说明间距调节器的行为。
图2示出车辆24的平面图，所述车辆装配有根据本发明的间距调节器并且以下应称作“自身车辆”。在车辆24的前部用符号示出定位设备10。所述自身车辆24在两车道的同向行车道26上在具有正常宽度的左侧车道28上行驶。此外，在前方行驶的车辆30位于左侧车道28上，所述在前方行驶的车辆由自身车辆24的雷达传感器定位。间距调节器工作在正常模式18中并且如此干预自身车辆24的纵向引导，使得所述自身车辆与在前方行驶的车辆30遵循通过所述时间间隙确定的期望间距Ds。
另一车辆34行驶在(右侧的)相邻车道32上，所述另一车辆与自身车辆24大致并排。车辆30和34以近似相同的速度行驶，从而间距调节器的在正常模式中的功能引起，自身车辆24对于较长的时间行驶在车辆34旁。然而，因为车道28具有正常的宽度，所以所述情况由自身车辆24的乘员通常不感觉为令人不安或者危险。
相反，图3示出一种情况，在所述情况中行车道26的车道28和32变窄，如经常在建筑工地的情形一样。由自身车辆24行驶的左侧车道28尤其在宽度方面明显减小。
在此，自身车辆24位于在右侧的相邻车道32上行驶的车辆34的更后方，从而所述车辆34可以由间距调节器的雷达传感器定位。雷达传感器同样定位在自身车道上在前方行驶的车辆30。
决定单元22已经识别出，由自身车辆24行驶的车道28变窄，因此将间距调节器切换到相邻车道模式20中。然而，在所述相邻车道模式中，首先与正常模式中相同的期望间距Ds也适用。
现在要假设，在前方行驶的车辆30的速度仅仅略微大于在相邻车道32上行驶的车辆34的速度。所测量的在自身车辆24与在前方行驶的车辆30之间的间距Da大于期望间距Ds。因此，在正常模式中自身车辆24首先保持相对高的速度并且更紧密地驶向在前方行驶的车辆30。
在相邻车道模式中，决定单元22根据所测量的在自身车辆24与在相邻车道上行驶的车辆34之间的间距Db并且根据车辆30和34的所测量的相对速度计算超车过程的预计持续时间T，即预计可能持续的、至自身车辆24超过车辆34并且完全位于车辆34的前方的时间。在此考虑，自身车辆24可以不比直至期望间距Ds更紧密地或者同样不比直至固定地预给定的最小间距Dmin更紧密地驶向在前方行驶的车辆30。然而，因为车辆30几乎不比车辆34更快，所以超车过程的持续时间T可能相对大，并且自身车辆24可能必须相应长时间地近似并排地在车辆34旁行驶。为了避免这点，在图3中示出的情况中如此进一步增大期望间距Ds，使得自身车辆24保持位于在相邻车道上行驶的车辆的后方并且不比直至预给定的间距D1：Ds＝Da-Db+D1更靠近该车辆。图3说明以下情况：在所述情况中自身车辆24以所述间距D1跟随车辆34。
通过所述调节行为防止车辆24和34并排行驶。因此，在变换到单车道的交通路线中时同时使根据拉链式原理(Reiβverschlussprinzip)的并道变得容易。对此符合目的的是，不仅对于右侧的相邻车道而言实现相邻车道模式而且(在车辆被超车的情况下)而且对于左侧的相邻车道而言实现相邻车道模式。
图4示出稍后的时刻的情况，在所述时刻车辆30进一步远离在相邻车道上行驶的车辆34，从而在所述两个车辆之间产生足够大的间隙，在所述间隙中自身车辆24可以安全行驶，而所述自身车辆不位于车辆34旁。在量上这意味着，自身车辆24和在前方行驶的车辆30之间的间距Da大于最小间距Dmin、与在相邻车道上的车辆34的间距Db和确定的间距D2的总和。
所述间距D2固定地预给定并且稍微大于两个典型的车辆长度。当车辆34的后缘和自身车辆24的前缘之间的间距为D2时(如图4中虚线标出的那样)时，自身车辆24因此完全超过车辆34并且不再位于车辆34旁。
当间距Da满足以上所述条件时，间距调节器在相邻车道模式中决定，可以无危险地超过车辆34。因此，对自身车辆24加速，以便自身车辆超过车辆34并且在此仅仅相对短的时间位于车辆34旁。然后，又对自身车辆24减速，以便所述自身车辆以安全的间距跟随在前方行驶的车辆30。在此，必要时可以暂时低于适用于正常模式的期望间距Ds，然而没有低于最小间距Dmin。当在前方行驶的车辆30进一步远离车辆34时，自身车辆24能够在此又倒退到“正常的”期望间距Ds上。
如果存在仅仅一个向前定向的定位设备，则显然可以仅仅测量自身车辆24和在相邻车道上的车辆34之间的间距Db，只要自身车辆24还位于车辆34的后方。因此，在超车过程期间，车辆34随时从定位设备10的雷达波束消失。然而，在假设所参与的车辆的恒定的速度的情况下可以如以前一样地估计车辆34的位置。
在图5中以流程图示出间距调节器的功能方式。
在步骤S1中，以有规律的时间间隔检查，由自身车辆24行驶的车道28是否变窄并且是否存在相邻车道32，所述相邻车道由车辆以相同方向行驶。只要不是这种情况，间距调节器就保持在正常模式18中。如果确定出车道变窄，则在步骤S2中检查，自身车辆的速度V是否大于确定的最小值Vmin，所述确定的最小值例如可以为30千米/小时或者40千米/小时。如果不是这种情况，则决定单元22选择正常模式18。通过这种方式防止：在非常低的速度时(例如在拥堵运行中)也使两个车道上的车辆以不必要大的间距相互错开地行驶，这可能导致拥堵的延长。
如果速度大于Vmin并且车辆34位于相邻车道32上，则在步骤S3中检查，对车辆34进行超车的超车过程的预计持续时间T是否大于确定的最大值Tmax。如果T小于Tmax，则可以相对顺利地超过车辆34，并且车辆24和34并排地行驶的时间段相应短并且因此可接受。在所述情形中，间距调节器保持在正常模式18中。
然而，如果T大于Tmax，则通过以下方式避免较长时间的并排行驶：决定单元22切换到相邻车道模式。在该模式中，在步骤S4中检查条件Da-Db-Dmin<D2。如果满足该条件，则这意味着，在车辆30和34之间的空间不足以：能够完全超过车辆34和尽管如此能够遵循与车辆30的最小间距Dmin。这相应于图3中说明的情况。在所述情形中，在步骤S5中将期望间距Ds设置到Da-Db+D1上。
相反，如果不满足在步骤S4中检查的条件，则在步骤S6中将期望间距Ds设置到Da-Db-D2上。这例如相应于图4中用虚线标出的位置。自身车辆24超过车辆34并且以间距Dmin跟随在前方行驶的车辆30。因为在车辆24和30之间的小的速度差的情况下，对于驾驶员而言不能清楚地预测超车过程的开始，所以在开始加速之前可以向驾驶员输出视觉的、听觉的或者触觉的信号。
最小间距Dmin可以与在正常模式中的“正常的”期望间距Ds一致，然而也可以选择地稍微更小。然后在最后的情形中，将期望间距逐渐地又从Dmin增大到适用于正常模式的期望间距上。其进行的速度可以取决于车辆30和34之间的速度差。
在另一种实施方式中，Dmin与在正常模式中适用的期望间距相同，但是在步骤4中的条件检查时不采用差Da-Db的瞬时值，而是根据车辆30和34之间的速度差将所述值外推一个将来的时间段，所述时间段相应于超车过程的持续时间T。因此可以在略微较早的时刻已经开始超车过程并且因此确保，不低于与在前方行驶的车辆30的惯常的期望间距。可以通过多种方式修改以上所描述的实施例。例如也可以使用一个或多个相邻车道上的多个车辆的识别，例如以便也在超车期间估计车辆34的速度和/或以便估计车辆之间的间隙的大小并且检查所述间隙的大小是否足够。
借助适合的传感机构也可以测量待超车的车辆的长度(或者至少类别——载货车辆大、载货车辆小、载客车辆(PKW))，以便基于所述值来确定尺寸D2。
此外，安装附加的传感器，其检查是否完全地超过了待超车的车辆或者是否到达了其前缘。
也可以向驾驶员提供以下可能性：手动地切换到相邻车道模式或者正常模式中。

Claims (6)

1.一种用于机动车的间距调节器，其具有用于测量与在前方行驶的车辆(30，34)的间距(Da，Db)的定位设备(10)、用于干预自身车辆(24)的纵向引导的执行系统(16)以及用于控制所述执行系统并且用于调节所述与在自身车道中在前方行驶的车辆(30)的间距(Da)到期望间距(Ds)上的电子控制装置(14)，其特征在于，所述控制装置(14)具有相邻车道模式(20)，在所述相邻车道模式中根据所测量的与在相邻车道(32)上行驶的车辆(34)的间距修改所述期望间距(Ds)。
2.根据权利要求1所述的间距调节器，其中，当与在所述自身车道中在前方行驶的车辆(30)的间距(Da)和与所述相邻车道上行驶的车辆(34)的间距(Db)之间的差小于预给定的值时，相对于在正常模式(18)中适用的期望间距增大所述期望间距(Ds)。
3.根据权利要求2所述的间距调节器，其中，用于间距差的预给定的值取决于在所述自身车道上在前方行驶的车辆(30)的速度和在所述相邻车道上行驶的车辆(34)的速度的差。
4.根据以上权利要求中任一项所述的间距调节器，其中，基础设施传感机构(12)设置用于识别由所述自身车辆(24)行驶的车道(28)的变窄，并且当确定出所述车道的变窄时，所述控制装置(14)进行自动切换到所述相邻车道模式中。
5.根据以上权利要求中任一项所述的间距调节器，其中，只要所述自身车辆(24)的速度(V)小于预给定的最小值(Vmin)，所述控制装置就不进行自动的切换到所述相邻车道模式中。
6.根据以上权利要求中任一项所述的间距调节器，其中，所述控制装置(14)构造用于在定位在所述相邻车道(32)上行驶的车辆(34)时在考虑所述车辆(34)的速度和在所述自身车道(28)上在前方行驶的车辆(30)的速度的情况下计算对所述车辆(34)进行超车的超车过程的预计持续时间(T)，并且当所述预计持续时间(T)大于预给定的最大值(Tmax)时切换到所述相邻车道模式(20)中。
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