CN106660558A - 机动车中的驾驶员辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车中的驾驶员辅助系统，其具有：用于识别前方事件的检测系统，所述事件基于取消当前有效的速度限制而允许提高当前速度；用于确定用来提高速度的加速策略的功能单元；以及用于给驾驶员输出请求指示以便允许自动实现加速策略的指示系统，其中，所述功能单元在通过驾驶员确认请求指示时启动自动实现加速策略。按照本发明，所述请求指示能在到达取消当前速度限制的位于前方的事件之前的定义的时刻已经输出给驾驶员。如果驾驶员在到达取消当前速度限制的位于前方的事件之前确认所述请求指示，则所述功能单元启动构成为两级的加速策略的加速策略。

Description

机动车中的驾驶员辅助系统
技术领域
本发明涉及一种机动车中用于确定加速策略并且用于自动实现加速策略的驾驶员辅助系统。
背景技术
基本上已知许多构成为速度调节系统的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统将机动车的速度调节至预定的期望速度或理论速度。除了这些纵向调节系统之外，如今在一些制造商方面也已经可以获得扩展了距离调节的纵向调节系统、所谓的距离相关的纵向调节系统或者说速度调节系统。这样的——例如在本专利申请的申请人方面以名称“自适应巡航控制”——提供的系统能够在保持期望的与前方行驶的车辆的距离的情况下以期望的或者相应较小的速度实现自动地驾驶机动车。如果安装在机动车上的能尤其基于雷达工作的距离传感装置识别出前方行驶的在自身车道中的目标物体或(机动)车辆，则将自身速度——例如通过给予合适的制动力矩——与前方行驶的机动车或目标物体的速度这样适配，使得包含在“主动的行驶速度调节”中或在相应的纵向调节系统中的距离调节自动地调整并且保持符合工况的与前方行驶的机动车或目标物体的距离。在跟踪行驶结束之后再次加速至预定的期望速度。
此外，所谓的防止超过由驾驶员调定的速度的限速系统是已知的。
DE 10 2012 211 967 A1说明了一种限速系统和速度调节系统的组合，其中，限度系统的最高速度能取代调定的作为(新的)理论速度的设定速度而被速度调节采用。
最后，在较新进的车辆中也存在如下的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统能从导航系统的地图数据中和/或借助图像处理预先地能识别出速度限制并且能将其持续地显示给驾驶员，从而驾驶员能自主地在需要时将其速度与速度限制适配(例如宝马限速信息)。
从DE 10 2008 018 421 A1中已知一种用于发送和接收速度数据和/或交通密度数据以便控制速度调节装置的驾驶员辅助系统，该驾驶员辅助系统借助所接收的数据来确定允许的最高速度并且通过输出相应的指示将该最高速度告知驾驶员。驾驶员能通过简单地操纵其速度调节装置来接管所允许的速度的预定。同样地，在驶出速度限制时将这显示给驾驶员。
发明内容
此时，本发明的任务是提供一种驾驶员辅助系统，该驾驶员辅助系统在速度限制结束时确定并且必要时实现对于驾驶员所接受的并且能实行的加速策略。
该任务通过根据权利要求1的驾驶员辅助系统来解决。有利的进一步扩展构型由从属权利要求得出。
按照本发明的驾驶员辅助系统基本上包括三个核心要素：
——用于识别位于前方的事件的检测系统，所述事件基于取消(Aufhebung)当前有效的速度限制而允许提高当前速度(至新的更高的目标速度)，
——用于给驾驶员输出请求指示以允许自动实现加速策略的指示系统，以及
——用于确定用来提高速度的加速策略的功能单元。
只有当驾驶员通过相应地确认所述请求指示来允许自动实现加速策略时，所述功能单元才通过给驱动和/或制动单元发送相应的控制信号来启动自动实现加速策略。
相关的位于前方的允许提高当前速度的事件可以从导航系统的地图数据中识别，和/或借助预测用的传感装置的图像处理来识别，和/或借助车对X通信单元通过从其它车辆或从交通标志或从交通管理系统接收相关的数据来识别。因此，位于前方的事件例如可以是取消暂时的或持续的速度限制，这些事件要么直接在交通标志上给出，要么可基于普遍的交通规则从中推导出(例如在德国，在主干道上适用50km/h的速度限制)。在位于前方的事件的地点之后对于加速策略来说决定性的目标速度要么可以是紧接着取消指示牌的(更高的)最大允许的速度，要么可以是向上或向下偏离了预定数值的速度，其中，偏离的数值和方向例如可以通过驾驶员在中央的车辆菜单中调定。同样地，要达到的速度也可以是由驾驶员预定的期望速度或理论速度，尤其是当由驾驶员预定的期望速度或理论速度小于在取消当前速度限制的事件之后所允许的最大速度时。
在本发明中出发点为，车辆首先要么基于主动的考虑速度限制的限速装置(例如限速器)以相应的被限制的初始速度运动，要么基于主动的通常已知的速度调节装置(例如自适应巡航控制)以相应的初始速度运动。
本发明还基于这样的原理，即，在预先识别出速度限制在未来结束时基本上应该仅非常有限地提供自动的速度提高，因为必须始终确保在(仍然存在的)速度限制的范围内不应(或者仅非常小地)超过基于交通规则所允许的最高速度。然而也还已知的是，一般的驾驶员在到达取消指示牌之前已经使其车辆略微加速，并且从取消指示牌起通过相应的踏板操纵而期望快速地达到新的允许的最高速度或达到其期望速度。
按照本发明，在考虑上述知识的情况下规定，给驾驶员的请求指示可在到达取消当前速度限制的位于前方的事件之前的定义的时刻已经输出，并且在到达取消当前速度限制的位于前方的事件之前确认所述请求指示时，功能单元启动构成为两级加速策略的加速策略。功能单元已经在到达取消速度限制的事件之前确定相应的加速策略，该加速策略在由驾驶员期望在相关的事件之前自动实现时一方面示出对于驾驶员可实行的加速行为，但同时也以可实行的方式考虑存在的交通规则。对此，按照本发明首先确定两级的加速策略作为加速策略，如果驾驶员在到达取消当前速度限制的位于前方的事件之前确认请求指示，则该加速策略至少以适配的形式实现。在此有利的是，在两级的加速策略的第一级中比在两级的加速策略的第二级中启动更小的加速度。
此外，所述加速策略有利地这样构成，使得直到位于前方的取消当前有效的速度限制的事件的地点之前实现两级的加速策略的第一级，以及从到达位于前方的取消当前有效的速度限制的事件起才实现两级的加速策略的第二级。因此，换言之，在位于前方的取消当前有效的速度限制的事件的地点处从第一加速程序(＝两级的加速策略的第一级)转换至第二加速程序(＝两级的加速策略的第二级)。在第一加速程序中反映：仅在取消指示牌之前的一段可应用的路段上提供速度提高。当驾驶员通过相应的操作元件操纵而允许自动实现加速策略时，准确地这样调定加速度，使得在取消指示牌的地点处仅以小的必要时可调节的数值超过在那里结束的速度限制。而第二加速程序在取消指示牌之后这样调节，使得一方面舒适地加速至新的目标速度，但同时也尽可能快速地调整速度差。因此，利用在所述两个加速程序中相应选择的加速度能够确保驾驶员直到取消指示牌之前已经经历车辆的轻微加速，并且从该取消指示牌起才将车辆加速至新的更高的目标速度。
有利地，根据预定的参数、尤其是根据与位于前方的事件的地点的距离和/或根据当前速度或基于速度限制所允许的最高速度与在取消速度限制之后所允许或期望的目标速度的差速度来确定定义的输出请求指示的时刻，并且相应地将其输出。尤其是可以这样预定定义的输出请求指示的时刻，使得在预定的与位于前方的事件的地点的距离处输出请求指示，从而在通过驾驶员确认时可以自动实现加速策略。
如已经在上面提及的那样，在本发明的另一种有利的构造方案中，在两级的加速策略的第一级中启动这样的加速度，使得在位于前方的事件的地点处仅以预定的有利地可调节的小的速度数值超过在那里取消的速度限制。可能可调节的速度偏移量例如可以借助中央的操作元件通过相应的偏移量选择来选择，从而对于所有其它的加速策略能够考虑该偏移量选择。如果期望的话，也可以调定在位于前方的事件的地点处仍不超过在那里取消(ausheben)的速度限制。
相比于在第一级中的加速度，在两级的加速策略的第二级中可以启动这样的加速度，使得在尽可能最短的时间内或在预定的时间窗口内达到在取消速度限制之后所允许的或期望的目标速度，其中有利地不应超过预定的最大加速度。在此有利地在两级的加速策略的第二级中根据当前速度与在取消速度限制之后所允许的或期望的目标速度的差速度和/或根据车辆当前的运行模式(例如运动模式、舒适模式或经济模式)来预定加速度。
有利地，在两级的加速策略的范畴内可以在预定加速度时也考虑可能的对变速器控制的干预，从而遵循预定的或想要的变速器控制。因此，在两级的加速策略的第一级中，可以要求这样的加速度，使得避免车辆的变速器降挡，或者可以这样干预车辆的变速器控制，使得禁止可能基于加速期望而存在的降挡要求。与此相反地，在两级的加速策略的第二级中可以要求这样的加速度，使得要求并实现变速器降挡，即，有意地要求需要变速器降挡的加速度。因此，平缓地调节第一加速度并且只有在位于前方的事件的地点处(在过渡到第二加速级时)才通过降挡来支持相应的动力印象。
原则上，在确定加速策略时除了决定性的框架条件、例如当前速度与目标速度之间的差速度、与决定性的位于前方的事件的地点的距离和/或期望的目标速度之外也可以考虑另外的标准，这些标准对车辆的加速作用有影响。影响因素尤其可以是当前的影响因素，但可能也考虑已知的、未来出现的并且影响加速度的影响因素，这些影响因素直到位于前方的事件的地点之前出现亦或在接着的加速阶段中出现。例如可以涉及道路坡度、风的情况和其它的天气情况、车辆的当前装载量等。
附图说明
现在借助下面的实施例详细阐述本发明。其中：
图1示出在机动车中用于确定加速策略并且自动实现该加速策略的驾驶员辅助系统的示例性结构，以及
图2示出所确定的并自动实现的加速策略的一个实例。
具体实施方式
图1详细示出作为驾驶员辅助系统的中心要素的功能单元FE，该功能单元获得第一检测单元E1的输入信号e1、第二检测单元E2的输入信号e2、速度信号v、驾驶体验开关FES的状态信号s和用于允许自动实现所确定的加速策略的允许信号z。
第一检测单元E1例如可以是安装在车辆上的并且向前指向的(视频)传感装置，该传感装置识别位于前方的取消速度限制的事件，所述事件允许提高当前速度至更高的目标速度。第二检测单元E2例如可以是车辆内部的导航系统，该导航系统根据车辆的已知的位置和位于前方的行驶路段来识别位于前方的取消速度限制的事件。不仅第一检测单元E1而且第二检测单元E2这样构造，使得它们一方面能够识别位于前方的取消速度限制的事件的地点，因此也能够识别实际的速度限制并且能够将其传送给功能单元FE。理想地，检测单元E1或E2也识别在取消当前速度限制之后适用的新的允许的最高速度。备选地，取代新的允许的最高速度也可以将由驾驶员预定的期望的(新的)最高速度传输给功能单元FE。
此外，功能单元FE从布置在车辆中的中央的菜单单元zME中获得如下的信号+/-Δν，该信号说明要以何种由驾驶员预定的偏差向上或向下从在取消指示牌处的实际速度限制确定在取消速度限制的事件的地点处要达到的速度。该预定可以由驾驶员随时改变。
最后，功能单元FE还获得另外相关的数据s，功能单元能够从这些数据中确定当前选择了哪种行驶模式。在此作为例子，功能单元FE与所谓的驾驶体验开关FES连接，驾驶员能够借助该驾驶体验开关选择车辆的运行模式。如果驾驶员例如已经选择运动模式，则相比于当驾驶员已经选择所谓的经济模式(在该经济模式下，驾驶员想要特别节省消耗地行驶并也想要加速)时，原则上他期望更快的加速度并且可能也期望更大的对在取消指示牌的地点处所允许的最大速度的速度超出。
一旦对于功能单元FE来说存在与位于前方的取消速度限制的事件有关的重要的数据e1和/或e2以及关于在取消指示牌之后所期望的新的目标速度的信息，则功能单元FE首先可以在考虑来自中央的菜单单元zME的驾驶员预定的情况下确定在位于前方的事件的地点处的(中间)目标速度，并且接着根据在第一加速级中所允许的加速度(该加速度应该直到到达取消指示牌之前实现)确定理想的输出请求指示的时刻，所述请求指示用于允许自动实现加速策略。
借助所确定的时刻或者借助与取消指示牌的距离，功能单元FE通过给显示器操作单元ABE相应的信号af来启动请求信号的输出，该显示器操作单元包括指示系统HS和操作元件BE。同时，功能单元FE从输出请求指示的时刻起持续地适配两级的加速策略的第一级，使得即使在距离连续变得更短时或当前速度v变化时也能够在位于前方的事件的地点处达到(中间)目标速度。
一旦驾驶员通过操纵操作元件BE确认请求信号，则显示器操作单元ABE将相应的“允许”信号z发回给功能单元FE。接着，功能单元FE通过给予驱动单元AE相应的控制信号a1开始起动自动实现加速策略的(最终确定的)第一级。此外，在操控期间将两级的加速策略的预定的第一加速度与当前的工况适配并且相应地实现，从而在位于前方的事件的地点处达到(中间)目标速度。如果在驾驶员通过操纵操作元件BE来允许自动实现的时刻，车辆与取消指示牌之间的距离非常短，从而只能以大的加速度达到稍微较高的(中间)目标速度，则也可以与在取消指示牌的地点处所允许的(中间)目标速度无关地仅以较小的加速度来使车辆加速。
一旦到达取消指示牌，功能单元FE通过给驱动单元AE发送第二加速信号a2启动实现两级的加速策略的(先前)确定的第二级，从而在最短的时间内根据驾驶员的需求并且在考虑最大允许的加速度的情况下达到目标速度。
现在借助下面对图2的说明来阐述所实现的两级的加速策略的一个实例。图2示出一段路程d，其中，在地点vE处布置有50km/h的速度限制的取消指示牌。在该取消指示牌之后应该以由驾驶员预定的为100km/h的目标速度行驶。
此外，出发点是，向取消指示牌接近的车辆以恒定的为50km/h的速度运动。为了完整性指出，车辆在该时刻要么基于主动的考虑速度限制的限速装置(例如限速器)以相应的为50km/h的初始速度运动，要么基于主动的考虑速度限制的速度调节装置(例如自适应巡航控制)以该速度运动。
在车辆已经到达位置“Ah”(通过预定与取消指示牌的距离来定义)时的时刻给驾驶员输出相应的请求指示，在该请求指示得到确认时自动实现所确定的两级的加速策略。在给出的地点“z”处允许自动实现。
在驾驶员已经允许自动实现之后，车辆首先以预定的第一加速度a1加速，从而在取消指示牌的地点vE处实现稍微超过允许的最大速度(总是仍为50km/h)。从取消指示牌的地点vE起，功能单元从第一加速级变换到第二加速级。在该第二加速级的范围内，车辆以相对于第一加速度a1提高的加速度a2加速，从而在非常短的时间内达到期望的为100km/h的目标速度。第二加速度a2的大小要么可以固定地预定，要么可以根据当前的运行模式预定。
通过在此说明的驾驶员辅助系统已经能够提早、即在到达取消指示牌之前给驾驶员提供自动将车辆加速至未来适用的目标速度的建议，而已经在取消之前基本上不超过当前的速度限制。因此能够最佳地模拟一般驾驶员的驾驶行为。

Claims (12)

1.机动车中的驾驶员辅助系统，其具有：用于识别位于前方的事件的检测系统，所述事件基于取消当前有效的速度限制而允许提高当前速度；用于确定用来提高速度的加速策略的功能单元；以及用于给驾驶员输出请求指示以便允许自动实现所述加速策略的指示系统，其中，所述功能单元在通过驾驶员确认请求指示时启动自动实现加速策略，其特征在于，所述请求指示(Ah)能在到达取消当前速度限制的位于前方的事件(vE)之前的定义的时刻输出给驾驶员，并且在到达取消当前速度限制的位于前方的事件(vE)之前确认(z)所述请求指示(Ah)时，所述功能单元(FE)启动构成为两级的加速策略的加速策略。
2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在所述两级的加速策略的第一级中比在所述两级的加速策略的第二级中启动更小的加速度(a1)。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，直到位于前方的取消当前有效的速度限制的事件(vE)的地点之前实现所述两级的加速策略的第一级。
4.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，从到达位于前方的取消当前有效的速度限制的事件(vE)起实现所述两级的加速策略的第二级。
5.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，定义的输出请求指示(Ah)的时刻根据预定的参数、尤其是根据与位于前方的事件(vE)的地点的距离和/或根据当前速度或基于速度限制所允许的最高速度与在取消速度限制之后所允许的或期望的目标速度的差速度来确定。
6.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，定义的输出请求指示(Ah)的时刻预定成，使得请求指示(Ah)在预定的与位于前方的事件(vE)的地点的距离时输出。
7.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在所述两级的加速策略的第一级中启动这样的加速度(a1)，使得在位于前方的事件(vE)的地点处以预定的有利地可调节的小的速度数值(+/-Δv)超过在那里取消的速度限制。
8.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在所述两级的加速策略的第二级中启动这样的加速度(a2)，使得在尽可能最短的时间内或者在预定的时间窗口内达到在取消速度限制之后所允许的或期望的目标速度，其中有利地不应超过预定的最大加速度。
9.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在所述两级的加速策略的第二级中，根据当前速度与在取消速度限制之后所允许的或期望的目标速度的差速度和/或根据车辆当前的运行模式(FES)来预定加速度(a2)。
10.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在所述两级的加速策略的第一级中要求这样的加速度，使得避免车辆的变速器降挡或者这样干预车辆的变速器控制，使得禁止降挡要求。
11.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在所述两级的加速策略的第二级中要求这样的加速度，使得要求并实现变速器降挡。
12.根据上述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，所述功能单元(FE)在确定减速策略时考虑当前存在的和/或未来出现的环境信息。
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