CN105813909A - 用于调节行驶稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，其中基于环境数据影响车辆的行驶行为，以便一旦基于环境传感器和车辆传感器的数据识别出碰撞危险，就支持避让操作，其中车辆具有电子调节的制动系统，所述制动系统实现与驾驶员无关地在车辆的各个车轮上建立制动力以及调制制动力，以及在已知碰撞危险的情况下借助于与驾驶员无关的制动干预支持驾驶员的转向。根据本发明，在车辆的至少一个车轮处的制动打滑率在避让操作的第一阶段中被限制到第一打滑率阈值以及在避让操作的第二阶段中被限制到第二打滑率阈值，其中第一打滑率阈值小于第二打滑率阈值。此外，本发明还涉及一种电子控制器。

Description

用于调节行驶稳定性的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法以及一种根据权利要求10的前序部分所述的电子控制器。
背景技术
电子调节制动系统提供像制动防滑控制(ABS)和行驶动力学调节(ESC)等的功能，其中所述制动防滑控制阻止在全制动期间车轮抱死，以及行驶动力学调节通过有针对性的制动干预行为在动态的驾驶操作中以稳定方式作用于机动车；除了电子调节制动系统之外，机动车越来越多地还具有环境传感装置，由此可以检测其他交通参与者和不活动的障碍物以及确定其相对于自身车辆的位置或速度。
环境传感装置与电子调节制动系统的联网实现了至在前行驶的机动车的距离调节(ACC)，尤其在出现紧急情况时向驾驶员报警，以及当面临碰撞危险时，自动起始紧急制动。为了避免错误干预，这种紧急制动辅助措施(EBA)只在较晚时期、也就是说在距障碍物的距离尽可能短时才采取,因此在一些情况下尽管存在这种驾驶员辅助系统，然而通过唯一的制动措施仅能削弱而不能避免与障碍物或其他交通参与者的碰撞。
对此存在不同的原因：
·在交通密集的情况下，与在前行驶的车辆保持理想距离并不可行。
·明显较缓慢的车辆从相邻车道插入。
·在超车操作之初忽略了驶来的车辆。
·驾驶员辅助系统的距离计算以平坦且干燥车道的摩擦系数为前提，因此在滑的车道上的制动距离比到干预时间点的距离更长。
为了阻止碰撞，许多驾驶员决定进行不制动的或制动的避让操作。对极少经历紧急避让情况的普通驾驶员来说，直觉的转向输入会力度过强且尤其在随后的转回过程中可能导致剧烈的车辆反应。
由同类的DE102011080789A1已知了一种方法，其中基于环境数据影响车辆的行驶行为，以便一旦根据一个或多个环境传感器、尤其是雷达传感器和/或摄像机的数据以及一个或多个车辆传感器、尤其是转向角传感器和/或横摆角速度传感器和/或轮转速传感器的数据识别出碰撞危险时，就支持避让操作，其中车辆具有电子调节的制动系统，该制动系统实现了在车辆的各个车轮上与驾驶员无关地建立制动力以及调制制动力。在识别到碰撞危险时，在第一阶段中支持驾驶员的转向和/或在第二阶段中减弱驾驶员的操纵。
发明内容
本发明的任务在于，在避让操作过程中，在驾驶员的掌控性方面进一步改进对驾驶员的辅助和行驶稳定性。
该任务通过根据权利要求1所述的方法完成。
即提供了一种方法，其中基于环境数据利用电子调节制动系统影响车辆的行驶行为，以便一旦基于环境传感器和车辆传感器的数据识别出碰撞危险，就支持避让操作，其中在识别出碰撞危险的情况下借助于与驾驶员无关的制动干预行为，即在各个车轮上与驾驶员无关地建立制动力和/或调制制动力，支持驾驶员的转向。根据本发明，在避让操作的第一阶段中，在车辆的至少一个车轮处的制动打滑率被限制到第一打滑率阈值以及在避让操作的第二阶段中被限制到第二打滑率阈值，其中第一打滑率阈值小于第二打滑率阈值。
本发明基于这样的考虑：现代车辆大多具有行驶动力调节装置(ESC)，其例如可以通过在干预轮处与驾驶员无关地建立制动力来产生额外的横摆力矩，以便使车辆的测得的实际行为与根据至少设定的转向角确定的额定行为相适配。原则上，制动防滑控制也与行驶动力学调节无关地或者作为行驶动力学调节的补充进行，其中测量各个车轮的轮速度并与参考速度比较。当车轮的轮速度和参考速度之间的差别或差值增长超过预定的阈值时，则减小该车轮上的制动力。根据现有技术，在制动防滑控制中如此选择阈值，使得导致尽可能短的制动距离。
在识别出必须进行避让操作的碰撞危险时，根据优选处在10％－20％的范围内的第一打滑率阈值进行制动防滑控制，能够避免可由轮胎传递的横向力的减小。因此，在第一阶段中，车辆即使在潮湿或下雪的情况下在转向至避让车道中时也直接且不减弱地遵守驾驶员的预先规定。
通过在第二阶段中，根据优选处在30％－50％的范围内的第二打滑率阈值进行制动防滑控制来限制在避让操作的该阶段中的可传递的横向力。因此，阻止了车辆的“急剧扭转”，在急剧扭转时，用于驶出(原车道)的偏驶过于快速地转换为至避让车道中的偏驶，同时出现了高的横摆加速度。这还可能导致车辆的过度转弯和处于横向状态或者甚至倾翻。另一个优点在于，由于横向力减小而逐渐转弯不足的车辆在重新驶入避让车道中时比过度转弯的车辆需要更小的空间，或者较窄的避让车道就足够了。
有利地，在识别出碰撞危险时，开始避让操作的第一阶段，其中尤其在识别出驾驶员的转向之后才开始第一阶段。因此，可以尽可能长时间地保持常见的防抱死或制动防滑控制，其中具有以横向力为代价在尽可能大程度进行车辆制动的意义上优化的纵向力传递。
有利地，一旦驾驶员逆避让方向驾驶，就开始第二阶段，其中优选只有当测得的转向角速度和/或测得的横摆加速度超过了预定的离心阈值时，才开始第二阶段。当驾驶员回驶时，即实现了对绕过障碍物来说足够的横向偏移时，有利地尤其在前桥处通过调整高的制动打滑率来限制可传递的横向力。除了缩短在静止状态中的制动距离外，这还阻止了建立过大的横向力，这种过大的横向力会威胁行驶稳定性且导致车辆的倾翻。然而也可以规定，当或仅当由于快速的转向运动存在对于行驶稳定性来说特别大的威胁时，才进行这种横向力的减小。如果驾驶员以受控方式进行转向，则车辆仍然直接且不减弱地遵守驾驶员的预先规定。
优选在第一阶段中，在车辆的在弯道内部的一个或多个车轮上与驾驶员无关地建立制动力，以便产生沿避让方向的横摆力矩，其中至少限制在所述一个或多个干预车轮处的制动打滑率。通过在不减小横向力的情况下辅助驾驶员的转向，可以极快地实现对避让来说足够的横向偏移。
优选在第二阶段中进行在车轮的在弯道外部的一个或多个车轮上与驾驶员无关地建立制动力，以便限定横摆加速度，其中至少限制在所述干预车轮或所述各干预车轮处的制动打滑率。当驾驶员在回驶时进行了猛烈的转向运动，则合适地可规定，通过主动的制动干预来限制已建立的横摆加速度。
有利的是，根据理论横摆角速度与驾驶员无关地建立和/或减小制动力，所述理论横摆角速度尤其根据计算出的避让轨迹确定。通过在该变型方案中计算最佳的避让轨迹，可以围绕通过避让轨迹预设的理论横摆角速度进行横摆角速度的调节。在许多情况下，可以在没有由于出现大的横向力而威胁行驶稳定性的情况下进行必需的横向偏移。
有利地，根据测得的横摆加速度和/或测得的转向角速度来确定第二打滑率阈值。如果识别出驾驶员的忙乱地转向运动，则可以通过制动打滑率的调节阈值和相应的横向力减小在很大程度上抑制这种转向运动。
根据本发明的优选实施方案，在识别出接近障碍物时，首先进行在车辆的所有车轮上与驾驶员无关的制动干预，以便减小行驶速度，其中尤其当仅通过制动不再能阻止碰撞时，才识别出碰撞危险。只要在不离开车道的情况下通过车辆减速足以阻止碰撞，则在该实施方案中进行和在纯粹的紧急制动辅助中相同的与驾驶员无关的制动干预。
根据本发明的特别优选的实施方案，在识别出接近障碍物时，在车辆的所有车轮处的制动打滑率限制到第三打滑率阈值，该第三打滑率阈值大于或等于第二打滑率阈值。如果原则上通过把车辆制动至停车状态能够阻止或者至少削弱了碰撞，则确保最大的纵向减速度，直至识别到驾驶员的转向。
本发明还涉及一种电子控制器，尤其是电子制动控制器，该电子制动控制器接收一个或多个环境传感器、尤其是雷达传感器和/或摄像机的信息，并且与一个或多个车辆传感器、尤其是转向角传感器和/或横摆角速度传感器和/或轮转速传感器连接，以及该电子制动控制器可以通过操控执行器引起在车辆的各个车轮上与驾驶员无关地建立制动力和调制制动力。根据本发明，由控制器执行根据前述权利要求中至少一项所述的方法。
附图说明
由从属权利要求和随后根据附图对实施例的说明得到其它优选的实施方案。
附图示出：
图1示出适合用于执行所述方法的机动车，以及
图2示意性示出避让过程。
具体实施方式
图1示意性示出机动车1，该机动车适用于执行根据本发明的方法。其具有至少驱动车辆的一部分车轮的驱动马达2、方向盘3、与串联主缸(THZ)13连接的制动踏板4，以及四个可单独操纵的轮制动器10a－10d。当仅驱动一部分车轮时也可以执行根据本发明的方法。除了液压摩擦制动器之外或替代于液压摩擦制动器，也可以在一个、多个或所有车轮上使用电机操纵的摩擦制动器作为轮制动器。根据本发明的备选的实施方案，车辆具有电驱动装置，以及在至少一个车轮上的制动力矩至少部分地由作为发电机运行的电机/各电机产生。
为了检测行驶动力学情况，存在用于测量转向角δ的转向轮转角传感器12，用于测量各个车轮的转速Vi的四个轮转速传感器9a-9d，用于测量横向加速度aLat的横向加速度传感器5，用于测量也称为横摆率的横摆角速度ψ的横摆角速度传感器6，以及用于测量由制动踏板和THZ产生的制动压力p的至少一个压力传感器14和/或操纵行程传感器。车轮传感器的信号输入电子控制器(ECU)7中，该电子控制器根据预定的标准由轮转速Vi确定车辆速度vRef。
ECU(电子控制器)7接收上述以及还可能存在的其它传感器的数据并控制液压单元(HCU)8，以便与驾驶员无关地实现在各个轮制动器中制动压力的建立或调制。此外，确定实际上由驱动马达2产生的驱动力矩和驾驶员期望的力矩。在此，也可以涉及间接确定的参量，该参量例如由发动机特性曲线推导得出并且通过端口11，例如CAN总线或者FlexRay总线由未示出的发动机控制器传递给ECU7。
ECU7执行用于调节行驶动力学的一种或多种方法，其中进行对可能同时到达的制动要求的仲裁。因此，多次进行横摆角速度调节，该横摆角速度调节把测得的横摆角速度与模型横摆角速度比较。如果该差值高于调节起始阈值，则开始制动干预。模型横摆角速度对应于理论横摆角速度且由简单的车辆模型通过转向角和车辆速度形成。此外，通常进行浮动角速度的调节。该参量也通过车辆模型形成且在过度转向情况中对应于一速度，车辆以该速度转入或车辆尾部以该速度驶出。一旦超过了用于浮动角速度的一定的阈值，则开始制动干预。与行驶动力学调节同时或者附属于行驶动力学调节或与行驶动力学调节无关地进行制动防滑控制，该制动防滑控制阻止了在制动过程期间车轮抱死。
此外，车辆1具有带有至少一个环境传感器15的环境传感装置，利用该环境传感器能检测车辆的周围环境中的物体，其中所述物体尤其涉及其它机动车，所述其它机动车在相同或相邻的车道中在车辆1旁边和/或前方运动。然而，也考虑把静态的或近似静态的物体，例如树木、行人或车道标记线作为物体。例如，示出具有检测范围17的环境传感器15，该检测范围包括车辆1之前的立体角，在该立体角中示出物体18。环境传感器15的信号7由控制计算器16进行分析并提供相应的信息给ECU7使用。然而原则上控制计算器16也可以内置在环境传感器15中，和/或ECU7可以直接处理传感器信号。
环境传感器15例如是本身已知的LIDAR传感器(LightDetectionandRanging)，该LIDAR传感器测量至物体的检测到的点的距离d，以及在至这些点的连接直线与车辆的中间纵轴之间的角度像在图1中示例性地为物体18的一个点示出的那样。检测到的物体的朝向车辆1的正面由检测到的多个点组成，对此传递传感器信号，建立物体的形状和点之间的关联并确定用于物体18的参考点。在此，例如可以选择物体18的中心点或者物体的被检测到的点的中心点作为参考点。如果检测到的点的速度以及进而检测的物体的速度不能被直接测量，则它们优选由以相继的时间步骤测得的距离之间的差值计算得到。原则上以类似方式也可以通过其位置的两次求导确定物体的加速度。例如也可以借助于多普勒效应确定物体的速度，尤其是当环境传感器是雷达传感器时。原则上也可以使用一个或多个摄像机或者其它环境传感器。
像在导言中阐述的那样，有时通过全制动，即使最佳地充分利用轮胎自动附着力也不能避免与障碍物的碰撞。在这种情况下只有避让操作，像单次或两次变更车道，阻止碰撞。驾驶员一般可以基于具体的行驶情况相比于纯粹的制动而优选避让操作。
图2示意性示出避让过程。车辆1在具有右侧马路边缘21和左侧马路边缘22的道路20上朝着障碍物23，例如停止的车辆行驶。尤其也会由于在前行驶的较缓慢的车辆的变换车道而导致相应的情况。为了避免碰撞，驾驶员例如执行单次的变换车道，其中车辆遵循轨迹24.
在此，驾驶员在点25开始转向运动，通过相应的制动干预建立沿避让方向(即由驾驶员采取的转向角)的额外的横摆力矩来辅助这种转向运动。在全制动的情况下，有利地在驾驶员转入时通过车轮独有的制动压力减小来减小弯道外部前轮处的纵向力，从而导致的横摆力矩辅助了驾驶员的转向规定并且车辆更直接地遵循该转向规定。在部分制动的行驶中，有利地可以在弯道内部的车轮上进行压力建立。
由于在该阶段中制动防滑控制的打滑率阈值设定得较小，可以在不用不期望地减小横向力的情况下辅助避让运动。即一旦识别出，通过全制动不能再避免碰撞和/或仅以极高的转向动力学才能实现通过小的距离的避让，则在制动防滑控制中使可操纵性优先于最短可能的制动行程。尤其是提前的识别以及相应的反应减小了车轮处打滑的持续时间，由此在转弯时始终确保建立横向力。
当根据内置的横摆角速度和所需的横向偏移或者根据确定的避让轨迹识别出，实现了合适的避让路线时，有利的是，早在点26抑制驾驶员的转向，尤其通过相应的制动干预产生逆避让方向的额外的横摆力矩。
一旦识别出驾驶员的转向，例如在点27处的情况，则设定制动防滑控制的高的打滑率阈值。因此阻止了过度的转向威胁行驶稳定性以及导致车辆的倾翻。此外，相对于过度转向的车辆的所需的空间，沿横向方向避让操作所需的空间减小。

Claims (10)

1.一种方法，其中基于环境数据影响车辆的行驶行为，以便一旦基于一个或多个环境传感器、尤其是雷达传感器和/或摄像机的数据以及一个或多个车辆传感器、尤其是转向角传感器和/或横摆角速度传感器和/或轮转速传感器的数据识别出碰撞危险，就支持避让操作，其中车辆具有电子调节的制动系统，所述制动系统实现与驾驶员无关地在车辆的各个车轮上建立制动力和调制制动力，其中在已知碰撞危险的情况下借助于与驾驶员无关的制动干预支持驾驶员的转向，其特征在于，在车辆的至少一个车轮处的制动打滑率在避让操作的第一阶段中被限制到第一打滑率阈值并且在避让操作的第二阶段中被限制到第二打滑率阈值，其中第一打滑率阈值小于第二打滑率阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别出碰撞危险时，开始避让操作的第一阶段，其中第一阶段尤其在识别到驾驶员的转向后才开始。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当驾驶员与避让方向相反地转向时，则开始第二阶段，其中优选在测得的转向角速度和/或测得的横摆加速度超过预定的离心阈值时，才开始第二阶段。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在第一阶段中，在车辆的一个或多个在弯道内部的车轮上与驾驶员无关地建立制动力，以便产生沿避让方向的横摆力矩，其中至少限制在干预车轮上的制动打滑率。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在第二阶段中，在车辆的一个或多个在弯道外部的车轮上与驾驶员无关地建立制动力，以便限制横摆加速度，其中至少限制在干预车轮上的制动打滑率。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，根据理论横摆角速度与驾驶员无关地建立和/或减小制动力，所述理论横摆角速度尤其根据计算出的避让轨迹确定。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，根据测得的横摆加速度和/或测得的转向角速度来确定第二打滑率阈值。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在识别出接近障碍物时，首先在车辆的所有车轮上进行与驾驶员无关的制动干预，以便减小行驶速度，其中优选当仅通过制动不再能阻止碰撞时，才识别出碰撞危险。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在识别出接近障碍物时，将至少在前桥车轮处、优选在车辆的所有车轮处的制动打滑率限制到第三打滑率阈值，所述第三打滑率阈值大于或等于第二打滑率阈值。
10.电子控制器，尤其是电子制动控制器，所述电子制动控制器接收一个或多个环境传感器、尤其是雷达传感器和/或摄像机的信息，并且与一个或多个车辆传感器、尤其是转向角传感器和/或横摆角速度传感器和/或轮转速传感器连接，以及所述电子制动控制器能够通过操控执行器而在车辆的各个车轮上与驾驶员无关地建立制动力和调制制动力，其特征在于，由电子控制器执行根据前述权利要求中至少一项所述的方法。
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