CN106794873A - 动力转向内的驱动辅助功能的防护 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制包括至少一个路径控制功能(F1)的动力转向系统的方法，由此根据参考路径自动确定位置设置点(θref)，该位置设置点根据车辆跟随的参考路径自动被确定，然后应用于辅助电机(2)的机动车设置点(Cmot)因此被调整，所述方法包括安全功能(F2)，所述安全功能(F2)不同于所述路径控制功能(F1)，并且根据ISO‑26262标准满足比所述路径控制功能高的ASIL安全等级，所述安全功能(F2)包括根据诸如方向盘的角位置(θvolant)的控制参数(θvolant、Ccond、θvolant)的诊断子功能(F2‑1)，应用于方向盘(Ccond)的驾驶者扭矩或监视方向盘被转向(θvolant)的速率以便检测考虑为危险的警报情形的设置，那么如果检测到警报情形，则根据警报情形的干预子功能(F2‑2)，则抑制路径控制功能(F1)。

Description

动力转向内的驱动辅助功能的防护
技术领域
本发明涉及用于管理机动车的动力转向装置的方法，更具体地涉及用于管理包括驱动辅助功能的动力转向装置的方法，所述驱动辅助功能意图自动地确保车辆的路径的控制，比如举例来说车道保持辅助功能。
背景技术
目前，使得可对机动车的路径进行自动控制的驱动辅助功能趋向于成倍增加以便改进机动车的使用者的安全性和舒适度。
然而，就此类路径控制功能通过独自控制转向系统的将使得可跟随所述路径控制功能确定的参考路径的配置来自主地确保有关车辆的实时自动引导来说，对于车辆乘坐者和其他道路使用者的安全来说必要的是此类功能符合特别高的安全标准。
为此，安全标准ISO-26262提出了通过风险分析来定义《ASIL》安全等级(《汽车安全完整性等级》)，这些安全等级从最低需求到最高需求被表示为《QM》(《质量管理》，也就是说，与安全无关)、然后《A》、《B》、《C》，最后《D》，并且这些安全等级是通过用三个参数表征每种可能的危险情形(或《危险》事件)来确定的：
–其严重性，也就是说，有可能给予车辆的乘坐者的伤害的严重性程度(从不存在伤害的S0到危急或致命伤害的S3)；
–其暴露频度，也就是说，在其下伤害有可能发生的操作条件的可预测的发生频率(从几乎为零E0或极低E1概率(根据该概率，伤害仅在罕见操作条件下发生)到高概率E4(在该概率下，几乎肯定伤害在大多数操作条件下发生))；以及
–其可控性，也就是说，驾驶员可做出动作(或做出反应)以便控制情形并且避免伤害的概率(从一般可控的情形C0到很难控制或甚至完全不可控的情形C3)。
ASIL等级取决于这三个参数的组合(产物)。
因此，作为例子，高发生概率E4的且不可控C3的引起危急伤害S3的危险事件将落在ASIL D等级(最高)内。
相反，相同的不可控事件C3并且引起危急伤害S3、但是具有较低发生概率(相对于最大程度降低一个或几个程度)因此将使其ASIL等级降低一个或多个程度。在这个例子中，ASIL等级因此将在暴露频度E3的情况下被归到C，或甚至在暴露频度E1的情况下被归到A。
在实践中，路径控制功能必须满足(被认证符合)至少等于B、C或甚至D的ASIL安全等级。
这施加的影响在于不仅提高了自动调节所必需的数据的获取的可靠性，而且还提高了这些数据的处理算法的可靠性，并且这施加于整个路径控制链上。
因此，此类安全要求首先规定使用相对精密的传感器(比如高清高速摄像机，这些摄像机使得可准确地跟随界定行车道的路面标记，并且另外一般实现对相同功能做出贡献的多个冗余传感器)，以便不管所述传感器中的一个是否可能(临时地或决定性地)出现故障都获得准确度及/或维持所述功能。
这自然趋向于使嵌入在车辆上的转向管理装置的成本和重量增加。
另外，这个相同的安全要求需要在整个控制链上提供复杂的处理算法，这些处理算法设有具体来说详细分析功能(例如快速图像处理)、意图改进感知信号的质量的噪声滤波功能、意图识别并处理获取链中的或计算链中的可能的故障的安全功能、或意图通过几个不同的计算及/或通过使用来自不同源的几种类型的信息来计算、检查及/或验证相同结果的更进一步的冗余检查功能，以便即使在测量误差影响信号的情况下或在功能中的一个出现故障的情况下也保证整体的安全操作。
而且，此类算法的复杂度使它们的执行就计算资源和能量而言相对密集，而且尤其是相当慢，然而，确切地说，驱动辅助功能有时需要非常短的响应时间，特别是用来确保车辆正在高速移动时的路径控制(通常用于跟随公路上的行车道)。
发明内容
因此，赋予本发明的目的旨在克服上述缺点并且提出一种用于管理动力转向的新方法，该方法以较低成本并且在不使车辆更重的情况下组合高安全要求和就响应时间而言的良好性能。
赋予本发明的目的通过一种用于管理包括至少一个路径控制功能的车辆的动力转向的方法来实现，根据路径控制功能，电机设置点被自动地调整并且被应用于动力转向的辅助电机，以使车辆自动地跟随实际路径，实际路径接近期望车辆跟随的参考路径或与该参考路径一致，所述方法更优选地包括路径控制功能，根据该路径控制功能，位置设置点根据期望车辆跟随的参考路径而被自动地确定，然后电机设置点被自动地调整并且被应用于辅助电机以便使动力转向的有效位置朝向所述位置设置点收敛，所述方法的特征在于，它包括防护功能，该防护功能不同于路径控制功能，并且根据安全标准ISO-26262满足比所述路径控制功能高的ASIL安全等级，所述防护功能包括诊断子功能，根据该诊断子功能，监视表示车辆的行为的控制参数，比如方向盘的角位置的测量或估计、驾驶者对方向盘施加的驾驶者扭矩的测量或估计、或方向盘的旋转角速度的测量或估计，以便通过所述控制参数与预定警报阈值的比较来检测被认为危险的预定义警报情形的发生，防护功能随后包括干预子功能，根据该干预子功能，在检测到警报情形的情况下，强制节制和/或抑制路径控制功能。
有利地，本发明提出使防护功能与路径控制功能分离，从而使得可使高安全等级的约束由单独的防护功能承担，而路径控制功能本身则从此类安全约束中解除出来。
实际上，不再有必要内在地防护路径控制功能所需或所用的信号，通过所述路径控制功能实现的处理算法也不再有必要内在地防护，因为该防护作用完全取决于防护功能。
为此，其执行与路径控制功能的正常过程并行且无关地发生的防护功能通过专用的且安全的不同于路径控制分支的数据获取和计算分支来监视车辆的行为，以便检测被认为危险的警报情形的可能的发生，并且在警报情形的情况下，通过节制或甚至通过抑制路径控制功能(也就是说，通过减弱或甚至通过阻止或取消所述路径控制功能对动力转向的行为的确定和调整的影响，更具体地说，通过减弱或甚至通过阻止或取消所述路径控制功能对应用于辅助电机的电机设置点的调整的影响)来做出反应。
换句话说，本发明提出通过作为“背景任务”运行的防护功能来确保整个管理方法的安全性，所述防护功能依赖于它自己的受到期望ASIL等级防护的信号(一个或多个)(控制参数)以及它自己的受到期望ASIL等级防护的处理算法，并且当所述防护功能认为有必要保持车辆的乘坐者的安全时，所述防护功能通过对路径控制功能进行超控以便在“链尾”后验地抑制所述路径控制功能(有点像断路器，该断路器不管所述路径控制功能制定的所述设置点信号(一个或多个)的值如何都中断来自所述路径控制功能的且意图调整电机设置点的设置点信号(一个或多个))来进行干预。
有利地，仅防护在根据本发明的动力转向管理方法中实现的过程的一部分因此足以在所需的ASIL等级上防护整个所述管理方法。
在实践中，因此足以通过以下方式来对(单独的)防护功能给予期望ASIL安全等级，即，在所述ASIL等级上防护控制参数的获取和所述控制参数的使得可检测危险情形的处理，以便总体地获得被所述防护功能监视、因此“被保护”的路径控制功能的充分防护，其中所述充分防护被认证在与安全功能设置的ASIL等级相同的上述ASIL等级上。
因此，由于本发明提出的管理架构，路径控制功能可具有简单的、便宜的且不冗余的结构，该结构将使用例如低成本的、轻量级的且紧凑的传感器以及不是非常复杂、因此特别快而且就计算资源而言不是非常密集的计算算法。
有利地，由于作用的分离，不管性能的内部安全等级如何，路径控制功能都可集中于性能，特别是动力学性能(路径控制于是具有特别短的响应时间)，而防护功能则在后台中设法对整体施加基本上足够的安全等级。
换句话说，本发明使得可将(相对简单的)主要路径控制功能的执行的简单性和迅速性与由分离的辅助防护功能给予的操作安全性组合，所述辅助防护功能能够在必要时进行干预以使主要路径控制功能无效，以便避免车辆的自动引导的任何危险的且不可控的漂移。
附图说明
当阅读以下描述并且参照仅出于说明性且非限制性的目的提供的附图时，本发明的其他目的、特征和优点将更详细地显现，在附图中：
图1根据框图例示说明根据本发明的方法的实现的总体原理。
图2根据框图例示说明根据本发明的防护功能的第一实施例的细节。
图3根据框图例示说明根据本发明的防护功能的第二实施例的细节。
图4根据框图例示说明根据本发明的防护功能的第三实施例。
图5例示说明可用于减小影响根据本发明的方法所用的控制参数的测量的噪声的自适应滤波器的滞后切换原理，特别是在图4中所表示的实现的第三例子内。
具体实施方式
本发明涉及一种用于管理车辆的动力转向的方法，更具体地涉及一种机动车。
以本身已知的方式，所述动力转向，更具体地说是所述动力转向的机构，包括至少一个方向盘1，方向盘1使得驾驶者可作用于动力转向上以便手动地控制转向操控。
动力转向还包括至少一个辅助电机2，该辅助电机意图供应用于辅助转向的操控的力，更具体地说是力矩。
可无关紧要地考虑任何类型的辅助电机2，更具体地说是任何类型的双向操作辅助电机，具体地来说旋转辅助电机或线性辅助电机。
而且，所述辅助电机2可为例如液压的，或优选地为电的(电动机的使用便利于特别是所述电机的设置和实现以及有用信号的产生和管理)。
以特别优选的方式，辅助电机2将是旋转电动机，例如，“无刷”类型的旋转电动机。
而且，以本身已知的方式，动力转向优选地包括转向柱3，转向柱3由方向盘1驱动，并且通过小齿轮啮合在转向齿条(未表示)上，该转向齿条可滑动地安装在固定到车辆的底盘的转向套管中。
转向齿条的每个末端优选地经由转向横拉杆连结到在其上安装有车辆的被转向(优选地驱动)轮的偏航可定向关节，以使齿条在套管中的平移位移使所述被方向盘的转向角度(即，偏航方位)被修改。
具体地说，辅助电机2可被接合在转向柱3上，例如经由蜗轮和蜗杆减速器，或可通过滚珠螺杆型驱动机构或经由与转向柱的小齿轮不同的电机小齿轮直接接合在转向齿条上(从而形成被称为“双小齿轮”转向机构的转向机构)。
根据本发明，并且如图1所示，所述方法包括至少一个路径控制功能F1，根据路径控制功能F1，电机设置点Cmot被自动地调整并且被应用于辅助电机2，以使车辆自动地跟随实际路径，实际路径接近期望车辆跟随的参考路径或与参考路径一致，更具体地说，根据路径控制功能F1，位置设置点θref根据期望车辆跟随的参考路径而被自动地确定，然后应用于辅助电机2的电机设置点Cmot被自动地调整以便使动力转向的有效位置θmes朝向所述位置设置点θref收敛。
具体地说，路径控制功能F1可由用于停车操控(一般被称为“停车辅助”)、特别是用于倒车操控的自动引导功能组成，所述自动引导功能更具体地说是用于执行平行停车的自动引导功能，或以特别优选的方式，用于跟随行车道(一般被称为“车道保持”)的自动引导功能。
在下文中，为方便起见，将如此提及此类行车道跟随功能(“车道保持”)。
在所考虑的时刻应用的位置设置点θref将对应于通过位置设置点确定子功能F1-1计算的目标位置，转向机构必须被放置到该目标位置上以便使车辆在所述车辆的使用期情形下能够采用被方向盘的转向角度，该转向角度使得车辆可跟随尽可能接近预定参考路径(在预定义容限裕量内)并且理想地与预定参考路径一致的实际路径。
换句话说，路径控制功能将在于通过实时地执行必要的路径校正(因此位置设置点调整)来确保车辆的自动引导，从而使得可使车辆的实际路径保持在(理想)参考路径附近。
在实践中，位置设置点θref因此将可根据目标参考路径和所执行的校正而在符号(左/右)和强度(方向盘的幅度)两者上随时间变化。
有利地，除了别的之外，参考路径将从与有关车辆环境的外部参数相关的数据自动地构造，所述数据比如使车辆的一部分与外部障碍(例如另一个被停的车辆)分离的距离或车辆相对于外部参考(例如相对于行车道的分隔线)的相对位置。
这些数据可基本上实时地通过例如借助于非接触式传感器(摄像机、光学传感器、超声传感器等)执行的任何适当的测量来获取。
因此，例如，行车道、因此与所述行车道的路线相对应的参考路径(或路径校正)的限定(构造)的监视，不管所述路线是笔直的、还是弯曲的，都可借助于能够检测行车道的限制标记并且测量车辆相对于所述标记的位置的摄像机来执行。
收集的数据所提供的信息将使得可确定车辆在所考虑的时刻在其环境中的情形(位置、方位、速度等)，因此在车辆外部的参考坐标系中提议如下路径(或路径校正)，该路径(或路径校正)立刻被改动以适应所述环境、车辆的动力学(特别是根据纵向速度、施加于齿条上的力及/或横向动力学参数(比如偏航速度或横向加速度))、当然还有目标自动引导操作。
动力转向的(瞬时)有效位置θmes可通过借助于适当的位置传感器的任何测量获得，所述测量比如举例来说齿条的线性位置的测量，或优选地，方向盘1的角位置θsteering wheel(也被称为“方向盘位置”或“方向盘角度”)的测量，或以等同的方式，辅助电机2的轴的角位置的测量，前提条件是将辅助电机2连结到所述方向盘1的运动链的机械减速比是已知的。
在适当的情况下，辅助电机2的轴的角位置可借助于“解析器”型传感器来确定，该传感器优选地集成到辅助电机。
如图1所示，路径控制功能F1将包括被称为“位置控制”子功能的子功能F1-2，该子功能F1-2将使得可通过获悉位置设置点θref和转向的有效位置θmes来精心制定调整设置点Cadjust，该调整设置点Cadjust将使得可调整电机设置点Cmot。
在实践中，所述方法可以由动力转向管理模块10实现。
为此，所述管理模块10可包括(第一)路径控制分支11，路径控制分支11包括位置设置点确定单元12、跟随器单元13，位置设置点确定单元12用于限定期望车辆跟随的参考路径，跟随器单元13计算车辆的实际路径和参考路径之间的偏差Δθ以便输出调整设置点Cadjust，以使调整设置点Cadjust可被考虑用来调整应用于辅助电机2的电机设置点Cmot以便减小车辆的实际路径和参考路径之间的偏差Δθ，调整设置点Cadjust在电机设置点计算单元14的输入处被使用，电机设置点计算单元14继而向辅助电机2发出电机设置点Cmot。
更具体地说，为此，所述管理模块10可包括(第一)路径控制分支11，路径控制分支11包括位置设置点确定单元12、跟随器单元13，位置设置点确定单元用于限定从期望车辆跟随的参考路径起的动力转向的位置设置点θref，跟随器单元13根据被称为“位置控制”子功能的子功能F1-2来计算转向的有效位置θmes和所述位置设置点θref之间的偏差Δθ＝θmes-θref(为方便起见，保留前一段中所用的相同的符号惯例Δθ)，以使输出调整设置点Cadjust＝f(Δθ)，以使调整设置点Cadjust可被考虑用来调整应用于辅助电机2的电机设置点Cmot以便减小转向的有效位置和位置设置点之间的偏差Δθ(并且理想地使该偏差朝向零收敛)，调整设置点Cadjust在电机设置点计算单元14的输入处被使用，电机设置点计算单元继而根据预定辅助法则来向辅助电机2发出电机设置点Cmot。
因此，在适当的情况下，该第一分支11将使得可实现闭环型路径控制。
以本身已知的方式，电机设置点计算单元14所用的辅助法则可考虑不同的输入信号(比如方向盘角度(方向盘的角位置)θsteering wheel、车辆的纵向速度Vvehic、和/或驾驶者扭矩Cdriver)来例如以常规的方式限定意图放大驾驶者供应的手动力以便促进(手动)转向操控的辅助力。
根据特别优选的变型，电机设置点计算单元14将被布置为使得能够进行驾驶者扭矩(闭环型)控制，根据该控制，测量在所考虑的时刻驾驶者对方向盘1实际施加的有效驾驶者扭矩Cdriver，然后，将所述有效驾驶者扭矩Cdriver与预定驾驶者扭矩设置点Cdriver_ref进行比较以便对与所述驾驶者扭矩设置点Cdriver_ref和有效驾驶者扭矩Cdriver之间的差值相对应的驾驶者扭矩偏差进行估计，然后从该驾驶者扭矩偏差确定电机扭矩设置点Cmot，电机扭矩设置点Cmot意图应用于辅助电机2以便减小所述驾驶者扭矩偏差。
根据此类变型，调整设置点Cadjust(当路径控制功能F1作用时)可形成前述在电机设置点计算单元14的输入处使用的驾驶者扭矩设置点Cdriver_ref(也就是说，当Cadjust＝Cdriver_ref时)，从而使得路径控制功能F1能够自动地(且积极地)引导驾驶者扭矩控制功能。
根据本发明，所述方法包括防护功能F2，防护功能F2不同于路径控制功能F1，并且根据安全标准ISO-26262，满足比所述路径控制功能高的ASIL安全等级。
所述防护功能F2包括诊断子功能F2-1，根据诊断子功能F2-1，监视控制参数θsteering wheel、Cdriver、其中所述控制参数表示车辆行为，并且其中所述控制参数所受防护的ASIL等级等于或高于防护功能F2所需的总体ASIL等级。
例如，所述控制参数可为方向盘的角位置θsteering wheel的测量或估计(特别是在图2的第一例子中)、驾驶者对方向盘1施加的驾驶者扭矩Cdriver(也被称为“方向盘扭矩”)的测量或估计(特别是在图3的第二例子中)、或方向盘的旋转角速度的测量或估计(特别是在图4的第三例子中)。
有利地，诊断子功能F2-1使得可监视控制参数以便通过所述控制参数(优选地，从绝对值来考虑)与预定警报阈值(在此分别为θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、)的比较来检测被认为危险的预定义警报情形的发生。
随后，防护功能F2包括干预子功能F2-2，根据干预子功能F2-2，在检测到警报情形的情况下，强制节制及/或抑制路径控制功能F1。
在实践中，如图1所示，管理模块10为此可包括(第二)防护分支20，防护分支20形成不同于路径控制分支11的支线，并且鉴于安全标准ISO-26262，防护分支20的ASIL安全等级高于所述路径控制分支的ASIL安全等级，所述防护分支20包括诊断单元21，该诊断单元在输入处接收表示车辆行为的(防护)控制参数θsteering wheel、Cdriver、比如方向盘的角位置的测量或估计θsteering wheel、驾驶者对方向盘施加的驾驶者扭矩Cdriver的测量或估计、或方向盘的旋转角速度的测量或估计并且诊断单元将所述控制参数分别与预定义警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、或进行比较，以便检测被认为危险的预定义警报情形，并且诊断单元在检测到警报情形的情况下，将触发信号发送到干预单元22，以便减小或甚至取消调整设置点Cadjust，优选地通过实质地或虚拟地断开将跟随器单元13的输出连结到电机设置点计算单元14的输入的连接分支，干预单元22插入在该连接分支上。
如上面所指示的，使路径控制功能(因此分支)F1、11和防护功能(因此分支)F2、20相互分离有利地使得这些功能的过程是并行的，以使每个功能F1、F2的(正常的)自动过程因此可为自主的且独立于另一个功能F2、F1的过程，并且可能还与另一个功能F2、F1的所述过程不同步。
具体地说，该分离避免了像这样将防护信号或防护算法集成在路径控制功能F1内的必要性，该必要性将使所述路径控制功能的执行变慢。
因此，可执行低成本的、高效率的且具有反应性的路径控制F1，同时满足通过防护功能F2的存在而保证的高安全要求，在检测到路径控制F1的自动执行的继续将危及车辆或其乘坐者的安全的危险情形的情况下，防护功能F2中断路径控制的效果以便给予驾驶者和手动引导(以及特别是常规的辅助功能)优势或甚至独占性。
有利地，不使路径控制F1的正常过程变慢、也不干扰路径控制F1的正常过程、只要所述路径控制在被认为令人满意的操作条件下被执行的防护功能F2然而可在任何有用的时间通过暂停路径控制功能F1在转向行为的限定过程中、更具体地说是在电机设置点Cmot确定过程中的贡献来行动，以便不让自动引导使车辆卷入驾驶者不可控的情形。
有利地，路径控制功能F1外部的防护功能F2因此能够要么通过节制所述路径控制功能F1、要么通过抑制所述路径控制功能F1来使所述路径控制功能F1异步中断。
绝对地说，将可设想，干预子功能F2-2简单地强制抑制路径控制功能F1，也就是说，所述干预子功能使调整设置点Cadjust的效果减弱，但不是总体抑制调整设置点Cadjust的效果，例如通过强制减小、但不是取消所述调整设置点Cadjust的(绝对)值(例如，减小到被认为适合于情形的“合适”水平)。
尽管如此，为简化产生、反应性和有效性，干预子功能F2-2将优选地构成抑制子功能，根据该抑制子功能，如果通过诊断子功能F2-1检测到警报情形(危险情形)，则抑制路径控制功能F1，以便使路径控制功能F1对电机设置点Cmot的确定的任何影响(或任何参与)丧失。
在实践中，触发信号因此可构成停用信号，该停用信号控制路径控制分支11的断开，以便通过中断调整设置点Cadjust的发送来隔离路径控制分支11。
为此，如图1至4所示，干预单元22可以有利地包括由触发信号启动的开关(“开/关”)或由该开关形成。
优选地，此类开关可执行路径控制分支11的实质断开。
可能地，在电机设置点计算单元14的输入处没有调整设置点Cadjust可相当于取消所述调整设置点。在这种情况下，可替代地，干预单元22可通过强制将调整设置点Cadjust设置为零来执行虚拟断开。
而且，将注意到，断开，不管其形式如何，都不一定使路径控制功能F1终止，路径控制功能F1可保持作用，并且继续作为后台任务被执行和刷新，以便如果危险情形的消失使防护功能F2命令重新连接所述路径控制功能F1(也就是说，如果防护功能命令有效地重新开始自动引导)，则路径控制功能F1能够立即进行操作。
优选地，防护功能F2具有等于或高于ASIL-B、优选地等于或高于ASIL-C、或甚至等于ASIL-D的安全等级。
防护对应的分支20可容易地通过以下方式来实现，即，一方面，使用在动力转向内已经可用的防护信号(控制参数(一个或多个))，并且(已经)具有足够的ASIL等级，也就是说，等于或高于作为防护功能F2的目标的等级的ASIL等级，并且另一方面，使用将至少受到目标总体ASIL等级防护的算法来实现所述防护功能F2，具体地说是诊断子功能F2-1和干预子功能F2-2。
在该方面，将注意到，例如，可有利地用对插入在方向盘1和转向柱3之间的扭力杆的变形敏感的电磁传感器测量的驾驶者扭矩Cdriver一般可以以安全程度ASIL-D使用。
类似地，方向盘的旋转角速度可用安全等级ASIL-D从辅助电机2的轴的转速评估得到，辅助电机2的轴的转速又借助于集成到所述辅助电机的速度传感器测得。
方向盘的角位置θsteering wheel可用等于或高于B、特别是等于D的ASIL等级获得，例如从辅助电机2的轴的角位置的测量获得，或间接地从涉及像这样防护的其他信号的计算(所述信号和所述计算具有像这样的等于或高于对于方向盘的设法被确定的位置期望保证的等级的ASIL等级)获得，以及例如从施加于转向机构上的且可从驾驶者扭矩Cdriver的防护信号(ASIL-D)以及辅助电机2递送的扭矩的防护信号(ASIL-D)估计的力的计算(通常是施加于拉杆或齿条上的力的计算)获得。
作为指示，如果必要，车辆的线速度Vvehic继而一般可用安全等级ASIL B或甚至C获得。
防护分支20中所用的处理算法还将受到一直到目标ASIL等级的防护，记住，不管它们如何复杂并且如果适用、不管由于冗余性或安全控制的存在而导致它们的执行是否相对较慢，所述处理算法的过程都将在掩蔽的时间内相对于路径控制功能F1执行，并且因此将不会以任何方式降低所述路径控制功能F1的性能。
有利地等于防护功能F2的等级并且通过所述防护功能F2很好地保证的、管理方法的整体安全等级因此可能非常高，并且满足特别需要的规范。
继而，路径控制功能F1可为具有任何自由选择的低于防护功能F2的等级的安全等级的内容，并且具有例如几乎没有约束的、甚至根本就没有约束的安全等级ASIL-A或甚至QM(《质量管理》)等级。
具体地说，这将使得可借助于简单的、便宜的且节省空间的构件、特别是传感器来在这些构件不必内在地被认证符合给定ASIL等级的情况下实际上实现所述路径控制功能F1。
有利地，特别可靠的防护功能F2和特别具有反应性的路径控制功能F1的根据本发明所提出的架构的组合将以最低的成本使根据本发明的管理方法在高速Vvehic情形下(例如当车辆在公路上周旋时)与驱动辅助功能的实现兼容。
优选地，如图2至图4具体所示，诊断子功能F2包括比较分析步骤(F2-1a)、然后验证步骤(F2-1b)，比较分析步骤(F2-1a)包括将控制参数θsteering wheel、Cdriver、的瞬时值与预定警报阈值θsteeringwheel_threshold、Cdriver_threshold、进行比较，验证步骤(F2-1b)包括在越过警报阈值的情况下对控制参数保持高于所述警报阈值的握住持续时间talert进行评估，并且如果所述握住持续时间talert超过预定持续时间阈值tthreshold，也就是说，当talert≥tthreshold时，推断警报情形发生。
换句话说，只有当被认为危险的警报情形满足双重条件、即强度条件(由控制参数的值表征)和持续时间条件时，旨在抑制路径控制功能F1的动作的干预F2-2才将被触发。这将使得可区分控制参数的真实缺陷和简单的瞬时峰值，因此避免干预子功能F2-2由于“错误的肯定”的任何疏忽的触发。
握住持续时间talert的时序可通过任何适当的手段(比如时钟或计数器23)来实现。
优选地，验证步骤(F2-1b)将使用增量计数器23，增量计数器的增量步长可优选地根据方向盘1的转速而改动，如图4所示。
此类布置将使得当方向盘1比当所述方向盘缓慢地转动时更快地转动时防护功能F2能够更快速地做出反应，以便在危险情形的情况下不给路径控制功能F1留出大幅度地修改车辆的转向角度、因此路径的时间。
具体地说，因此，即使在驾驶者具有做出反应并且重新获得方向盘的控制以便对抗来自于自动引导的这个不合需要的动作的时间之前，也可防止例如路径控制功能F1引起车辆的行车道的突然改变。
当然，不排除为了类似的反应性目的，根据其他参数(比如举例来说车辆的纵向速度)来改动计数器23的增量步长。
作为非限制性例子，增量步长可被设置为200个单位/ms，计数阈值可被设置为1000个单位，以使将在5ms(五毫秒)内达到所述计数阈值，也就是说，我们将具有持续时间阈值tthreshold＝5ms。
如果例如为了考虑方向盘1的高转速，使增量步长为1000个单元/ms，则将在tthreshold＝1ms(一毫秒)内将达到相同的计数阈值，这相当于降低干预子功能F2-2从其被触发的持续时间阈值tthreshold。
而且，可使用的持续时间阈值tthreshold可取决于所用控制参数。
在实践中，当所用控制参数是驾驶者扭矩(方向盘扭矩)Cdriver时，作为指示，持续时间阈值tthreshold可为大约20ms。
当所用控制参数是方向盘的旋转角速度时，作为指示，持续时间阈值tthreshold可包括在15ms和500ms之间(并且可根据方向盘的转速的值调整，以使优选地，如果方向盘的转速提高，持续时间阈值减小)。
当所用控制参数是方向盘的角位置θsteering wheel时，作为指示，持续时间阈值tthreshold可为大约500ms。
优选地，根据可独自地(具体地说不管防护功能F2的ASIL等级如何地)构成本发明的特征，并且如图3所示，防护功能F2包括驾驶者扭矩永久制约子功能F2-3，驾驶者扭矩永久制约子功能F2-3不同于诊断子功能F2-1和干预子功能F2-2、并且通过动态地调整它应用于路径控制功能F1的加权系数CP以便永久地使驾驶者在方向盘1处有效地感觉到的驾驶者扭矩Cdriver保持低于容许最大驾驶者扭矩来与所述诊断子功能和干预子功能并行作用。
有利地，该制约子功能F2-3使得可通过在任何时间不管发生什么都限制从所述路径控制功能F1推导的调整设置点Cadjust来限制路径控制功能F1的可能的故障的程度、因此后果，调整设置点Cadjust也就是说是路径控制功能F1最后发出的设置点，该设置点在电机设置点计算单元14的输入处被有效地应用以便被辅助法则所考虑。
换句话说，制约子功能F2-3通过用加权制约或减小控制信号来作用于所述信号上，所述信号构成通过位置控制向辅助法则和电机扭矩发生器发出的请求。
更具体地说，如图3所示，加权系数CP被应用于从位置控制跟随器单元13推导的调整设置点Cadjust(在此由所述图3中的驾驶者扭矩设置点Cdriver_ref形成)，以使它是在电机设置点计算单元14的输入处被应用来执行辅助法则的加权调整设置点Cweighted_adjust＝CP×Cadjust(并且更具体地说，在此为加权驾驶者扭矩设置点CP×Cdriver_ref)。
因此，即使在路径控制功能F1的故障将趋向于产生异常高的调整设置点的情况下，制约子功能F2-3也使得可将驾驶者经受的驾驶者扭矩Cdriver很好地限制到所述驾驶者扭矩由于应用调整设置点Cadjut、Cweighted_adjust而产生的程度，Cweighted_adjust是像这样通过制约子功能F2-3应用的加权而被制约或减弱的。
换句话说，由于制约子功能F2-3提供的附加安全，路径控制功能F1不能独自引起被认为对于驾驶者的安全危急的将达到或超过容许最大阈值的驾驶者扭矩Cdriver的发生。
因此，无论情况如何，路径控制功能F1都将永不可能引起辅助电机2的突然失控。
如果所述路径控制功能F1的故障引起危险情形的发生或与危险情形同时发生，则尤其如此。在此类情况下，制约子功能F2-3能够确保(在适当的情况下，比诊断子功能F2-1和干预子功能F2-2更快地)对驾驶者立即进行第一道保护，特别是在诊断子功能F2-1有必要检测危险情形并且干预子功能F2-2有必要干预并抑制路径控制(在此为有故障的)功能F1的时间段期间。
因此，制约子功能F2-3有利地完成防护功能F2，达到所述制约子功能F2-3对防止驾驶者扭矩Cdriver出现峰值做出贡献的程度，从而通过防止所述危险情形完全恶化(也就是说，通过防止所述危险情形迅速变得不可控及/或引起特别严重的且不可逆的后果)来使得在适当的情况下当面对危险情形时可具有更多的时间做出反应。
容许最大扭矩将被预先确定为使得即使当驾驶者扭矩Cdriver达到此类强度时，一方面，方向盘也不能在有引起伤害(比如扭伤)的风险的情况下强制地且猛烈地推动驾驶者的手臂，而且另一方面，驾驶者仍有可能手动地对抗该驾驶者扭矩和辅助电机2来强迫转向操控以便保持车辆的(手动)控制。
作为指示，容许最大驾驶者扭矩的值可选在2N.m和4N.m之间，例如在3N.m的范围内。
为此，可以例如使用如图3所示的将值CP＝1与低于或等于第一低阈值(在此为2N.m)的任何驾驶者扭矩Cdriver(被测)值关联、将值CP＝0与等于或高于大于第一低阈值的第二高阈值(在此为4N.m)的任何驾驶者扭矩Cdriver值关联的函数用作用于调整加权系数CP的法则，并且其中该函数在这两个特有的操作点(CP＝1,Cdriver＝2N.m)和(CP＝0,Cdriver＝4N.m)之间具有降低的转变，优选地，线性地降低的转变。
将注意到，在这个例子中，在故障趋向于引起调整设置点Cadjust的失控(这将导致辅助电机2失控(也就是说，所述辅助电机2递送的扭矩、因此由对驾驶者施加该电机扭矩而引起的驾驶者扭矩不需要地非常迅速地且高幅度地增大))的情况下，由制约子功能F2-3执行的、加权系数的调整法则的应用将导致加权调整设置点Cweighted_adjust、因此在适当的情况下、由该设置点引导的辅助电机2可在关闭状态(CP＝0)和开启状态(CP>0，特别是CP＝1)之间(以将在与对应于制约子功能F2-3的响应时间的频率相同范围内的频率)振荡，在关闭状态下，当驾驶者扭矩Cdriver达到4N.m的第二高阈值时，通过加权来放置所述调整设置点(以及可能地，因此在一些情况下，辅助电机)，在开启状态下，前一个关闭状态一使驾驶者扭矩Cdriver降至2N.m的第一低阈值以下，所述调整设置点(以及可能地，因此在一些情况下，辅助电机)就返回。
在实践中，如果调整设置点Cadjust(以及可能地，以辅助法则为约束条件，辅助电机2本身)以这种方式跟随与前述两个操作点之间的交替相对应的(高频的)连续关闭和引燃的周期(所述两个操作点即，一方面其中(加权)调整设置点作用并且电机被启动(CP＝1，由于Cdriver＝2N.m，因此Cweighted_adjust＝Cadjust)的第一操作点，以及另一方面，其中(加权)调整设置点通过加权被减小、甚至更具体地说是被抑制并且可能地电机被停用(CP＝0，由于Cdriver＝4N.m，因此Cweighted_adjust＝0))，则(加权)调整设置点的失控、因此由于应用该调整设置点而导致的辅助电机2的失控将有利地被包含在与高阈值和低阈值的平均值相对应的“枢轴”值周围，所述枢轴值即为3N.m(＝1/2x(2N.m+4N.m))。
有利地，将注意到，制约子功能F2-3还履行警告作用，因为当驾驶者当时将通过他握在手里的方向盘1感觉到驾驶者扭矩Cdriver、因此转向的相对(异常)较高的阻力时，所述子功能使得可触觉地感知故障，所述驾驶者扭矩不能超过容许最大危险性范围(在前述例子中为4N.m)。
根据优选的可能的实现，如图4所示，防护功能F2包括自适应滤波子功能F2-4，根据自适应滤波子功能F2-4，当所述控制参数θsteering wheel、Cdriver、在警报阈值左右预定义的值范围(其被称为“危急范围”CR)内时，低通滤波器24被启动并且被应用于控制参数θsteering wheel、Cdriver、或如图4中的情况那样 以便减小来自低通滤波器24的噪声，并且相反，当控制参数在所述临界范围CR之外、具体地说是超出所述临界范围CR时，所述低通滤波器24被停用。
实际上，发明人已经观察到，当控制参数θsteering wheel、Cdriver、在警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、左右(特别是在低值左右)时，影响控制参数的噪声可人为地引起越过所述警报阈值，因此可使比较分析(F2-1a)失真，这可导致错误地诊断危险情形的发生，因此不适当地中断路径控制功能F1。
这是为什么在此类情形下有用的是对噪声进行滤波以便降低诊断子功能F2-1对错误肯定的灵敏度、因此支持防护功能F2的准确度的原因。
相反，发明人还已经观察到，意图消除噪声(其频率一般很高)的低通滤波的实现使诊断单元21的输入处的(滤波的)控制参数的提供延迟，因此使诊断子功能F2-1的执行、更一般地说是防护功能F2的执行变慢。
如果此类变慢(其通常使防护功能的响应时间为100ms)是可接受的，则只要转向的操控被相对较慢地执行，当方向盘1的转速高(通常高于20度/s)时，也就是说，当情形需要迅速干预(通常响应时间在5ms的范围内)以便避免路径的大幅修改、特别是以便避免行车道的偶然改变或离开道路时，却可有害于车辆及其乘坐者的安全。
这是为什么本发明提出如下方案的原因，即，不永久地对控制参数进行滤波(更具体地说，在图4的例子中，不永久地对方向盘的转速进行滤波)，以便不影响防护功能F2的一般响应性，而是通过以下方式来改动滤波，即，选择性地启动低通滤波器24，因此仅当实际上有必要区分真实警报情形和仅仅是错误的肯定时才支持准确度，并且在所有其他的情况下，特别是在方向盘迅速旋转的情形下，当反应性应首先被支持时，停用所述滤波器24。
为此，可以例如将危急范围CR的高值CRsup设置为等于(或高于)警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、这些警报阈值增加了影响控制参数的信号的噪声BR的可预测的(或凭经验观察到的)值，即，在图4的例子中：
实际上，如果方向盘速度的被测值位于超出该高值CRsup，则我们将肯定的是，无论影响测量的噪声的水平如何，实际的方向盘速度实际上都将超过警报阈值
相反，可设置危急范围CR的低值CRinf，低于该低值CRinf，无论控制参数的(有噪声的)被测值如何，在此无论方向盘速度的(有噪声的)被测值如何，滤波都被认为是无用的，因为所述被测值就绝对项或考虑所述值在所考虑的时刻的演变来说低于警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、并且对于所述控制参数的已经达到所述警报阈值的实际值(在此为方向盘速度的实际值)，可将低值CRinf设置为相对于警报阈值较低。
为此，所述低值CRinf可特别对应于警报阈值：CRinf＝θsteering wheel_threshold,Cdriver_threshold,
在图4的例子中，因此可具有
在任何情况下，为了避免不稳定性，自适应滤波的启动和停用之间的切换可由滞后开关执行。
该滞后开关可使用如图5所示的危急范围CR的高值CRsup作为切换上限值，以便当控制参数(在此为方向盘的速度)就考虑绝对值来说超过所述切换值时，也就是说，当控制参数变为高于高值CRsup时，使滤波停用。
所述切换还可使用危急范围CR的低值CRinf作为切换下限值，以便当控制参数(在此为方向盘的速度)就考虑绝对值来说降至低于所述低值CRinf时，使滤波(重新)启动。
作为指示，特别是在图4中所表示的例子中，警报阈值可被设置为20度/s。
因为影响方向盘1的转速的测量信号的噪声BR有可能使该信号波动+/-2度至+/-3度，所以在不存在滤波时，例如错误的肯定可能在方向盘的实际转速为17度/s时发生(如果噪声以使测量增大的方式来使所述测量失真：由于测量噪声＝20度/s，因此对应于警报阈值，所以方向盘的实际转速为17度/s+3度/s)。
类似地，如果例如22度/s或甚至几乎23度/s的实际方向盘速度由于噪声而减小(由于测量噪声＝19度/s<警报阈值，所以实际方向盘速度为22度/s-3度/s)。
在这个例子中，因此，只要方向盘的转速保持低于或等于高值CRsup＝23度/s(＝与警报阈值相对应的20度/s+与原始噪声相对应的3度/s)，也就是说，只要原始噪声有可能引起错误的肯定或相反隐藏实际的危险情形，就可选择启动滤波(并且保持所述滤波作用)。
相反，当超过该高值(切换上限值)CRsup＝23度/s(或另一个预定的略高的值，例如25度/s)时，可停用所述滤波，超过该高值CRsup，即使噪声存在，我们也将肯定的是，实际方向盘速度无论如何都将一定达到或超过警报阈值(使得寻求高准确度是无用的，因此求助于滤波是无用的)。
作为指示(并且仍提到方向盘速度作为控制参数的使用，因此提到方向盘速度作为以滤波为约束条件的项)，滤波可使得可使噪声衰减低于1度，从而使诊断准确度为+/-1度/s。
有利地，自适应滤波F2-4的实现因此将使得可组合防护功能F2的可靠性和反应性。
而且，优选地，并且特别是如图2、图3和图4所示，防护功能F2的警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、根据车辆的线(纵向)速度Vvehic调整。
因此，有利地可改动所述方法的防护条件(具体地说是干预F2-2的触发条件)来适应车辆的速度，达到如下情况是完全可理解的程度，即，车辆的速度Vvehic越高，可用于做出反应的时间(特别是留给驾驶者做出反应的时间)缩短得越多，并且故障(特别是路径改变或离开道路)的后果可能更严重。
在实践中，因此可能的是，当车辆的速度Vvehic增大及/或超过预定速度阈值时，降低警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、以便促使防护功能F2早期诊断和迅速干预，或相反，当车辆的速度Vvehic降低及/或保持低于所述预定速度阈值时，增大警报阈值。
如图2至图4所示，警报阈值的自动修改将由警报阈值调整单元25执行，警报阈值调整单元25将被放置在诊断单元21的输入处以便通过设置在所考虑的时刻适用的警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、来设置所述诊断单元的参数。
根据可独自构成本发明的可能的优选实现，特别是如图4所示，根据驾驶者对方向盘1施加的驾驶者扭矩Cdriver来调整防护功能F2的警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、
在实践中，存在高驾驶者扭矩Cdriver实际上表明方向盘1被驾驶者握住，然而，相反，如果方向盘1被释放并且可在其位移不会由于驾驶者的手动动作受到干扰的情况下根据辅助电机2的动作自由地移动，则驾驶者扭矩Cdriver将一定保持为低，或甚至基本上为零。
然而，在方向盘握住情形下，驾驶者将比在方向盘释放情形下更具有警惕性且更有能力迅速做出反应。
因此，当方向盘1被释放时，可降低警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、以便提高危险情形的检测的灵敏度，因此，在驾驶者不是非常警惕的情形下使防护功能F2的干预加速，以使防护功能F2可克服驾驶者的警惕性的所述缺乏。
相反，当方向盘1被握住时(只要方向盘1被握住)，也就是说，只要驾驶者扭矩高于预定阈值时，可容许增大警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、
实际上，只要驾驶者警惕并且握住方向盘，则通过增大警报阈值来使防护功能F2的灵敏度略微降低将不会使所述驾驶者暴露于失去对他的车辆的控制或使危险情形的后果变得更糟的增大风险之中，因为所述驾驶者可在任何时间通过重新获得转向的手动控制来有效地做出反应。
相反，在方向盘握住情形下增大警报阈值使得可通过以下方式来优化根据本发明的方法的操作，即，根据在方向盘握住情形下比在方向盘释放情形下更宽松的标准(防护功能F2于是更“宽容”)，触发防护功能F2的干预仅到良好使用，从而避免特别是在操控意图由驾驶者发起并且由驾驶者主控时使所述防护功能F2干预。
在图4的例子中，当驾驶者扭矩Cdriver高(高于预定阈值)时，将提高方向盘速度警报阈值以便当驾驶者稳固地握住方向盘1时，不会无用地触发防护功能F2。
因此，如果有必要，驾驶者可继续进行迅速的、但随意的转向操控(因此对方向盘1给予高转速)，例如以便在不触发防护功能F2的干预的情况下避免障碍。
相反，当驾驶者扭矩Cdriver将很低(低于预定阈值)时，将降低这个相同的方向盘速度警报阈值以便当在方向盘被释放的情形下检测到方向盘迅速旋转时，使得防护功能F2能够迅速地进行干预以用于抑制路径控制功能F1。
有利地，防护功能F2在方向盘被释放的情形下的早期干预将在指导将自动地执行不合需要的大幅度移动、从而使车辆危险地移置、例如使所述车辆离开行车道之前，使方向盘1停止“疯狂猛冲”并且给驾驶者留出做出反应并且重新获得方向盘1的控制的时间。
根据可独自构成本发明的在适当的情况下适用于任何用于管理动力转向的方法(其涉及检测或使用方向盘的握住或释放状态(及/或释放状态和握住状态之间的或反过来的转变的管理))的可能的优选实现，特别是如图4所示，防护功能F2包括意图实际上延长方向盘握住状态的延长子功能F2-5。
当驾驶者扭矩Cdriver的绝对值的增大被感知到时，该延长子功能F2-5被启动，并且当驾驶者扭矩Cdriver的绝对值的减小被感知到时，该延长子功能F2-5被停用。
根据该延长子功能F2-5，当所述延长子功能F2-5处于启动状态时，使考虑驾驶者扭矩Cdriver的被测值来调整防护功能F2的警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、延迟，以便在方向盘被释放之后的预定延长持续时间内延迟所述警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、的修改、更具体地说是减小所述警报阈值。
实际上，发明人已经观察到，当驾驶者释放方向盘1时，控制参数可能出现峰值，特别是方向盘的转速出现峰值，例如因为驾驶者通过手动地动作将车辆拉离其参考路径，使得方向盘一被释放，路径控制功能F1就自动地且迅速地回推方向盘1，以便使车辆返回到所述路径上。
因此，如果我们从当方向盘的释放发生时的瞬间开始立即认为我们处于方向盘被释放的情形，并且如果我们因此降低防护功能F2的警报阈值，则如上面(也就是更具体地说是在图4的例子中)所记载的，如果由于驾驶者扭矩Cdriver降至低值而降低方向盘转速警报阈值则控制参数的峰值，在所述例子中更具体地说是方向盘速度峰值尽管对应于正常的无危险的情形(具体地说，因为驾驶者仍使他的手接近方向盘，因此如果有必要，可迅速地抓住所述方向盘)，也可被错误地解释为警报情形，从而可能无用地触发防护功能F2的干预。
因此，本发明有利地提出了在当方向盘1被释放时对驾驶者扭矩Cdriver的信号进行滤波，以便在所述信号的获取及/或处理中引入延迟，因此在方向盘1被释放之后的一段短时间段内(也就是说在前述延长持续时间期间)保持“方向盘握住”状态的推定。
在此情况下，这因此将使得可暂时维持与此类“方向盘握住”状态相对应的高警报阈值θsteering wheel_threshold、Cdriver_threshold、以便使得能够让控制参数的正常的且暂时的峰值被忽略，其中所述峰值是方向盘释放的正常后果，而不触发防护功能F2的干预。
换句话说，当释放方向盘1(从释放方向盘1开始)时，延长子功能F2-5使得可将警报阈值的从所述警报阈值的适用于方向盘握住情形的(高)值到适用于方向盘释放情形的(低，低于高值的)值的切换操作推迟预定延长持续时间(延迟)。
具体地说，延长持续时间(延迟)可取决于车辆在驾驶者的动作下偏离参考路径的程度，因此取决于返回到所述参考路径所必需的时间(通常是返回到行车道上所必需的时间)。
作为指示，所述延长持续时间可基本上包括在50ms和1s之间，更具体地说是在50ms和250ms之间。
具体地说，该延迟可由低通滤波器或任何等效的延缓(计时器)系统引入。
相反，当重新获得方向盘的控制时，情形改变应被立即考虑，特别是警报阈值的增大(也就是说，所述警报阈值返回到其高值)应被立即启用，以便不会延迟防护功能F2的设置的更新，因此避免在故意的手动操控的情况下对所述防护功能F2的任何无用触发。
在图4的例子中，它将在于使方向盘速度警报阈值几乎瞬间返回到其高值，以便不会在将被驾驶者随意参与的迅速手动转向操控(因此方向盘速度高)的影响下触发防护功能F2。
换句话说，延长功能F2-5因此将被设计为当驾驶者释放驱动轮1时、而不是当驾驶者在此抓住所述方向盘1时对驾驶者扭矩Cdriver进行过滤。
在实践中，该延长功能F2-5可借助于选择性延缓滤波单元26，比如是滞后开关来实现，，如果所述开关感知到驾驶者扭矩Cdriver(在绝对值上)处于减小阶段(表明方向盘释放)，则所述开关将延缓滤波设置(且保持)处于作用状态，相反，如果所述开关感知到驾驶者扭矩处于增大阶段(表明再次握住或抓住方向盘)，则所述开关停用所述延缓滤波。
为了更好地例示说明前面所描述的特征的一些可能的优选组合，现在将提供图2至图4的实施例及其操作的更详细的描述。
图2所示的第一个例子典型地对应于如下防护应用，在该防护应用中，危险可被关联到车辆的横向动力学太高(横向加速度或偏航速度太高)，典型地被关联到横向加速度高于或等于0.3G(重力加速度的0.3倍)。
实际上，将理解例如，公路上的车道保持类型的路径控制功能F1意图根据笔直的或几乎没有弯曲的路径以高线速度Vvehic引导车辆，以使相当大的横向加速度(其可对应于例如突然的且大幅度的转向操控)因此表明与所述路径控制功能不兼容的车辆行为异常。
还将理解，优选的是在角度加速度(或偏航速度)仍相对较低时进行干预，因为当车辆(仍)处于低横向动力学情形、而不是高角度加速度或高偏航速度情形(通常为例如打滑或转弯的情形)时，车辆更容易控制。
有利地，并且根据可独自构成本发明的特征，可使用方向盘的角位置θsteering wheel作为表示车辆的横向动力学的控制参数。
实际上，在方向盘的横向加速度和位置之间存在被称为Jeantaud-Ackermann关系的关系：
其中：
–θsteeringwheel是方向盘角度
–KJeantaud是轮角度和方向盘角度之间的转换增益
–L是车辆的轴距
–γlateral是横向角速度
–Vvehic是车辆的线速度
此外，更容易地且更快地获取和处理直接表示方向盘的位置θsteering wheel的信号(通过将所述信号与相同性质的警报阈值进行比较)，而不是提供可从所述(被测)方向盘位置防护信号实时地计算横向加速度、然后将该计算的横向加速度与横向加速度警报阈值进行比较的防护算法(根据防护功能F2所需的等级，具有相同的ASIL等级)。
这是为什么防护功能F2将优选地通过以下方式来执行的原因，所述方式即，(直接)使用方向盘位置θsteering wheel作为控制参数，并且从对横向加速度γlateral设置的警报阈值(通常为0.3G)确定等效方向盘位置的形式的警报阈值θsteering wheel_threshold(在使得可执行转换的Jeantaud-Ackermann关系的意义内)。
在该方面，将注意到，因为Jeantaud-Ackermann公式有利地考虑了车辆的线速度，所以所述公式还将使得警报阈值调整单元25可内在地继续根据车辆的线速度Vvehic来改动警报阈值θsteering wheel_threshold。
随后，与方向盘位置同性质的该警报阈值θsteering wheel_threshold将用于执行诊断子功能F2-1，更具体地说是在所考虑的时刻测量的有效方向盘位置θsteering wheel与该警报阈值θsteering wheel_threshold的直接比较的步骤(F2-1a)。
在超过警报阈值、因此检测到危险情形的情况下，计数器23被渐进地递增。
如果所述计数器23超过预定持续时间阈值tthreshold，从而确认(验证)危险警报情形存在，则将停用信号发送到干预单元22，干预单元22通过中断所述路径控制功能向电机设置点计算单元14发出的调整设置点信号Cadjust来抑制路径控制功能F1。
换句话说，受到防护功能F2保护的路径控制功能F1因此在危险情形的情况下被断开。
在自动调整设置点Cadjust丧失(由于断开而被取消)的情况下，电机扭矩设置点计算单元14将改动电机设置点Cmot，以使辅助电机2的动作遵循(因此辅助)方向盘1的手动操控，该手动操控相当于将动力转向的手动引导的控制返回给驾驶者(暂时地，只要警报情形持续)。
在该方面，将注意到，在优选变型中，辅助法则被设计为通过驾驶者扭矩来执行控制，也就是说，被设计为考虑到车辆的动力学情形以及方向盘的有效角位置(在所考虑的时刻)来启动辅助电机2以使由驾驶者有效地施加的且感觉到的驾驶者扭矩Cdriver对应于将被正常感觉到的理论驾驶者扭矩。
作为例子，在不存在来自于路径控制功能F1的任何调整设置点Cadjust时，并且如果车辆按直线前进，则如果方向盘在居中位置上，感觉到的驾驶者扭矩Cdriver将基本上为零。在这些条件下，辅助电机2因此将趋向于做出动作以便使所述驾驶者扭矩朝向零收敛。
相反，如果车辆正在按弯线行进，并且方向盘被定向在基本上与拐角情形相对应的非居中(非零)角位置上，则感觉到的驾驶者扭矩Cdriver应为非零，并且对应于被转向的轮在转弯时(由于卷入或保持转弯情形)的“正常”转向力(通常在3N.m至5N.m的范围内)。在这些条件下，辅助电机2因此将趋向于做出动作以便使所述驾驶者扭矩朝向所述非零“正常”转向力收敛。
图3所示的第二实施例典型地对应于“方向盘握住”使用期情形的防护，在该情形下，驾驶者握住方向盘1，并且危险可能来自于过大的驾驶者扭矩Cdriver，该过大的驾驶者扭矩Cdriver将是由太高的电机设置点Cmot引起的，并且将有可能违背驾驶者的意愿推动驾驶者的手臂以使所述驾驶者释放方向盘，或甚至对驾驶者引起伤害(比如手腕扭伤)。
与第一个例子相反，由于前述原因，现在是驾驶者扭矩Cdriver用作控制参数，并且在诊断F2-1期间被与扭矩警报阈值Cdriver_threshold进行比较。
尽管如此，与第一个例子的那些元件类似的使得能够实现根据相同原理的方法的过程的元件可见于这个第二个例子中，即：警报阈值调整单元25，其根据车辆的线速度Vvehic来调整驾驶者扭矩警报阈值Cdriver_threshold；诊断单元21，其执行有效驾驶者扭矩Cdriver的瞬时值与驾驶者扭矩警报阈值Cdriver_threshold的比较；以及增量计数器23，其意图对越过警报阈值的握住持续时间talert进行计时以便验证警报情形的存在。
在这个第二个例子中，制约子功能F2-3被添加到防护功能F2，其中如上所述，所述制约子功能使得可将加权(0％和100％之间，也就是说包括在0和1之间的加权系数)应用于信号来进行很好的防护，即，在此情况下，将加权应用于驾驶者扭矩设置点Cdriver_ref，以便避免调整设置点Cadjust、因此驾驶者有效地经受的驾驶者扭矩Cdriver的失控(更具体地说是辅助电机2的失控)。
图4所示的第三实施例典型地对应于“方向盘释放”使用期情形的防护，在该情形下，驾驶者释放方向盘，并且危险被关联到将太快以至于不能使得驾驶者及时重新获得方向盘1的考虑到控制车辆的行为的控制的方向盘转速
因此，防护功能F2的目的是确保，在危险情形的情况下，(释放的)方向盘将以足够低的速度移动，以便给驾驶者留出做出反应、因此重新获得所述方向盘的控制以便手动地校正车辆的行为的时间。
此情况下所用的控制参数是方向盘的转速该转速是从辅助电机2的解析器传感器或任何其他等效的传感器计算得到的。
在此再次，与第一个例子和第二个例子的那些元件类似的元件是出于与前面相同的目的而创设的，这些元件使得可实现根据相同原理的方法的过程，即：警报阈值调整单元25，其根据车辆的线速度Vvehic来调整方向盘速度警报阈值诊断单元21，其执行方向盘的转速的瞬时值与方向盘速度警报阈值的比较；以及增量计数器23，其意图对越过警报阈值的握住持续时间talert进行计时以便验证警报情形的存在。
这个第三个例子提供，警报阈值，在此情况下为方向盘速度警报阈值 也根据驾驶者扭矩Cdriver调整。
实际上，在方向盘释放情形下以高速防护路径控制功能施加了低警报阈值，该低警报阈值支持反应性以便防止大幅度路径偏离的迅速的、因此不可控的发生。
相反，在方向盘握住情形下，驾驶者可通过他的手动转向操控来产生大于该低警报阈值的方向盘速度，这些操控不会真正地危险。因此，在方向盘握住情形下，方向盘速度警报阈值应被提高到高(更高)值，以使通过低警报阈值的保护最终仅应用于方向盘释放情形。
此外，第三实施例包括延长子功能F2-5，延长子功能F2-5通过在将滤波的驾驶者扭矩应用于警报阈值调整单元24之前选择性地对被测驾驶者扭矩Cdriver进行滤波来使得可有效地管理方向盘握住情形和方向盘释放情形之间的转变。
如上文所详述的，该选择性延缓滤波使得当方向盘被释放时可虚构地延长方向盘握住情形，以便不使警报阈值过早朝向所述警报阈值的低值切换(因此避免方向盘握住/方向盘释放转变期间通过防护功能F2确保的监视操作的超敏性)，而当驾驶者重新获得方向盘的控制时，相反地使得警报阈值能够立即朝向其高值切换，以便不会妨碍方向盘握住情形下的防护功能的反应性。
在实践中，如图4所示，警报阈值调整单元25因此将使得可根据车辆的速度和滤波的驾驶者扭矩来调整方向盘速度警报阈值
而且，这个第三实施例添加了用于改动增量步长的单元27，该单元使得可根据方向盘的转速来改动计数器23所用的以每毫秒单位数为单位表达的增量步长，更具体地说，随着方向盘的转速增大(可能成比例地增大)所述增量步长，以便获得反应，更具体地说，当方向盘高速自由转动时，比当所述方向盘低速自由转动时，防护功能F2的检测和干预更快，这是为了在有故障的路径控制具有严重后果之前，给驾驶者留出通过迅速地抑制有故障的路径控制来重新获得方向盘的控制的更多时间。
最后，这个第三个例子添加了意图通过以下方式来改进控制参数(在此为方向盘的转速)的测量的准确度的自适应滤波子功能F2-4，即，当所述测量在警报阈值左右时，以及当它与改善所述测量的准确度以便在不危害所述方法的安全性的情况下避免诊断错误有关时，使所述测量至少部分从其背景噪声中解除出来。
有利地，当控制参数(方向盘速度)具有大于警报阈值的值、因此意味着一方面所述警报阈值显然被越过、因此不需要关于测量准确度的任何特定保证来获得安全的且确证的诊断、另一方面方向盘的转速的程度施加支持防护功能的反应性(因此停用滤波)以便避免让危险情形明显恶化时，该相同的自适应滤波子功能F2-4自动地抑制滤波，以便不延迟防护功能F2的执行。
最后，从噪声滤波单元24(是否被启动，根据情形)推导的被称为“滤波方向盘速度信号”的方向盘速度信号将一方面在诊断单元21的输入处被用来检测警报阈值的越过，另一方面，在增量步长改动单元27的输入处被使用，增量步长改动单元27将使得可优化(在此再次)性能(方向盘高速情形下的反应性)和准确度(当方向盘转速较低时，以及当可具有更多时间来更肯定地诊断危险情形时)之间的选择。
当然，本发明涉及像这样的使得可实现根据本发明的方法的用于管理动力转向的模块10，更具体地说是如上所述的管理模块10。
所述管理模块10，更具体地说是所述管理模块10的诊断单元21、干预单元22、增量计数(计时)单元23、噪声自适应滤波单元24、警报阈值调整单元25、选择性延缓滤波单元26或增量步长改动单元27中的全部或部分中的每个，可由电子电路、电子板、计算器(计算机)、可编程逻辑控制器或任何其他等同的装置形成。
所述模块或单元中的每个可具有由其电子组件的布线限定的物理控制结构，及/或优选地，由计算机程序设计限定的虚拟控制结构。
此外，本发明当然还涉及一种动力转向系统，该动力转向系统包括由前述管理模块引导的动力转向机构，因此能够实现根据本发明的方法的全部或部分。
本发明还涉及一种特别是配备有此类动力转向系统的具有被转向的、可能是驱动轮的机动车。
最后，本发明涉及一种可被计算机读取的且包含计算机程序代码的数据介质，所述计算机程序代码确保当所述介质被计算机读取时根据前面所描述的特征中的任何一个的方法被执行。
当然，本发明绝不限于前面所描述的唯一的变型，本领域技术人员特别是能够自由地分离前述特征中的一个或将前述特征组合在一起，或用等同物替换它们。
具体地说，可考虑几个不同的驾驶辅助功能(路径控制功能)(包括例如“车道保持”辅助及/或主动“城市公园”辅助)的实现，每个功能均由根据本发明的防护功能(根据图1所示的整体原理)控制，或全都由同一个防护功能控制。

Claims (11)

1.一种用于管理包括至少一个路径控制功能(F1)的车辆的动力转向的方法，根据所述路径控制功能(F1)，电机设置点(Cmot)被自动地调整并且被应用于所述动力转向的辅助电机(2)，以使所述车辆自动地跟随实际路径，所述实际路径接近期望所述车辆跟随的参考路径或与所述参考路径一致，所述方法的特征在于，它包括防护功能(F2)，所述防护功能(F2)不同于所述路径控制功能(F1)，并且根据安全标准ISO-26262满足比所述路径控制功能高的ASIL安全等级，所述防护功能(F2)包括诊断子功能(F2-1)，根据所述诊断子功能(F2-1)，监视表示所述车辆的行为的控制参数比如方向盘的角位置(θsteering wheel)的测量或估计、驾驶者对方向盘(Cdriver)施加的驾驶者扭矩的测量或估计、或方向盘的旋转角速度的测量或估计，以便通过所述控制参数与预定警报阈值 的比较来检测被认为危险的预定义警报情形的发生，所述防护功能(F2)随后包括干预子功能(F2-2)，根据所述干预子功能(F2-2)，在检测到警报情形的情况下，强制节制和/或抑制所述路径控制功能(F1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述诊断子功能包括比较分析步骤(F2-1a)、然后验证步骤(F2-1b)，在所述比较分析步骤(F2-1a)期间，将所述控制参数的瞬时值与所述预定警报阈值进行比较，在所述验证步骤(F2-1b)期间，在越过所述警报阈值的情况下，对握住持续时间(talert)进行评估，在所述握住持续时间(talert)期间，所述控制参数保持高于所述警报阈值，并且如果所述握住持续时间超过预定持续时间阈值(tthreshold)，则推断警报情形发生。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述验证步骤(F2-1b)使用增量计数器(23)，所述增量计数器(23)的增量步长根据所述方向盘(1)的转速而改动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述干预子功能(F2-2)构成抑制子功能，根据所述抑制子功能，如果所述诊断子功能(F2-1)检测到警报情形，则抑制所述路径控制功能(F1)，以便使所述路径控制功能(F1)对所述电机设置点(Cmot)的确定的任何影响丧失。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述防护功能(F2)包括驾驶者扭矩永久制约子功能(F2-3)，所述驾驶者扭矩永久制约子功能(F2-3)不同于所述诊断子功能(F2-1)和所述干预子功能(F2-2)、并且通过动态地调整它应用于所述路径控制功能(F1)的加权系数(CP)以便永久地使驾驶者在方向盘处有效地感觉到的驾驶者扭矩(Cdriver)保持低于容许最大驾驶者扭矩来与所述诊断子功能和干预子功能并行作用。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述防护功能包括自适应滤波子功能(F2-4)，根据所述自适应滤波子功能(F2-4)，当所述控制参数在所述警报阈值左右预定义的值范围内时，低通滤波器(24)被启动并且被应用于所述控制参数以便减小来自所述低通滤波器(24)的噪声，所述值范围被称为“临界范围”(CR)，并且相反，当所述控制参数在所述临界范围(CR)之外、具体地说是超出所述临界范围(CR)时，所述低通滤波器(24)被停用。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述车辆的线速度(Vvehic)来调整所述防护功能(F2)的警报阈值
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据驾驶者对方向盘(1)施加的驾驶者扭矩(Cdriver)来调整所述防护功能(F2)的警报阈值
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述防护功能包括延长子功能(F2-5)，所述延长子功能(F2-5)意图实际上延长方向盘握住状态，其中所述延长子功能(F2-5)在所述驾驶者扭矩(Cdriver)的绝对值增大被感知到时被启用，在所述驾驶者扭矩(Cdriver)的绝对值减小被感知到时被停用，并且根据此，当所述延长子功能处于其启动状态时，使考虑所述驾驶者扭矩(Cdriver)的测量值来调整所述防护功能(F2)的警报阈值 被延迟，以便在所述方向盘(1)被释放之后的预定延迟持续时间内延迟所述警报阈值的修改、更具体地说是减小。
10.一种用于管理包括路径控制分支(11)的动力转向的模块(10)，所述路径控制分支(11)包括位置设置点确定单元(12)、跟随器单元(13)，所述位置设置点确定单元(12)用于限定期望所述车辆跟随的参考路径，所述跟随器单元(13)计算所述车辆的实际路径和所述参考路径之间的偏差(Δθ)以便输出调整设置点(Cadjust)，以使所述调整设置点(Cadjust)可被考虑用来调整应用于辅助电机(2)的电机设置点(Cmot)以便减小所述车辆的实际路径和所述参考路径之间的偏差(Δθ)，所述调整设置点(Cadjust)在电机设置点计算单元(14)的输入处被使用，所述电机设置点计算单元(14)继而向辅助电机(2)发出电机设置点(Cmot)，所述管理模块(10)的特征在于，它包括防护分支(20)，所述防护分支(20)形成不同于所述路径控制分支(11)的支线，并且根据安全标准ISO-26262，所述防护分支(20)的ASIL安全等级高于所述路径控制分支(11)的ASIL安全等级，所述防护分支(20)包括诊断单元(21)，所述诊断单元(21)在输入处接收表示车辆行为的控制参数比如方向盘的角位置(θsteering wheel)的测量或估计、驾驶者对方向盘施加的驾驶者扭矩(Cdriver)的测量或估计、或方向盘的旋转角速度的测量或估计，并且所述诊断单元(21)将所述控制参数与预定警报阈值Cdriver_threshold或)进行比较，以便检测被认为危险的预定义警报情形，并且在检测到警报情形的情况下，将触发信号发送到干预单元(22)，以便强制减小或甚至取消所述调整设置点(Cadjust)，优选地通过实质地或虚拟地断开将所述跟随器单元(13)的输出连结到所述电机设置点计算单元(14)的输入的连接分支，所述干预单元(22)插入在所述连接分支上。
11.根据权利要求10所述的动力转向管理模块(10)，其特征在于，所述路径控制分支(11)包括位置设置点确定单元(12)、跟随器单元(13)，所述位置设置点确定单元(12)用于限定从期望所述车辆跟随的参考路径起的动力转向的位置设置点(θref)，所述跟随器单元(13)计算所述转向的有效位置(θmes)和所述位置设置点(θref)之间的偏差(Δθ)以便输出调整设置点(Cadjust)，以使所述调整设置点(Cadjust)可被考虑用来调整应用于所述辅助电机(2)的电机设置点(Cmot)以便减小所述动力转向的有效位置和所述位置设置点之间的偏差(Δθ)，所述调整设置点(Cadjust)在电机设置点计算单元(14)的输入处被使用，所述电机设置点计算单元(14)继而向辅助电机(2)发出电机设置点(Cmot)。
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