CN106904165A - 用于在交通堵塞情况中操作机动车辆的控制单元的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在交通堵塞情况(15)中操作机动车辆(1)的控制单元(2)的方法，在交通堵塞情况(15)中其它车辆(19、20、21)在相邻车道(17)上排列在交通堵塞队列(18)内。方法包括检测预定的触发准则(23)被满足，并检测队列(18)中两辆其它车辆(19、20)之间满足预定的适合准则(32)的空闲目标空间(31)，以及当触发准则(23)与适合准则(32)被满足时通过利用用于调整转向角及车辆速度的控制信号(10)控制机动车辆(1)的移动，来操纵(22)机动车辆(1)进入空闲目标空间(31)，直到预定的终止准则(30)被满足。

Description

用于在交通堵塞情况中操作机动车辆的控制单元的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在交通阻塞情况中操作机动车辆的控制单元的方法。控制单元自动地操纵机动车辆进入在交通堵塞队列中的两辆车辆之间的空闲空间，在交通堵塞队列中车辆彼此非常接近地以缓慢的速度行驶。本发明还涉及用于机动车辆的控制单元和包括控制单元的机动车辆。

背景技术

由US 2015/0161895 A1已知一种用于自动地控制机动车辆变道操纵的控制单元。已知的方法验证在机动车辆的前方行驶的车辆和在相邻车道上行驶的车辆关于机动车辆以一定的相对速度移动。当机动车辆和其它车辆之间的距离满足一定的安全准则时，如果满足上述条件，则可执行变道操纵。

这种方法只有在通畅的交通中可可靠地执行，其中在畅通的交通中车辆之间的距离足够的大以仅基于距离测量执行变道操纵。

在交通堵塞情况中，相邻车道(即，变道操纵的目标车道)可能被数个其它车辆的交通堵塞队列阻塞，数个其它车辆彼此以平均距离行驶，该平均距离对于立即开始变道操纵来说太小。当短时间内在交通堵塞队列中有空闲空间可利用时，最小安全间距算法可能阻止自动变道操纵，这是因为在交通堵塞中常常不给出最小安全距离。

发明内容

本发明的一个目的是自动地操纵机动车辆进入交通堵塞队列中的空闲空间。

该目的通过本发明的技术方案来实现。具有便利且重要的有利进步的本发明的进一步的实施例将通过权利要求书、下文描述及附图来详细说明。

根据本发明的方法用于在交通堵塞情况中操作机动车辆的控制单元。在本发明的上下文中，交通堵塞情况为下列情况：其它车辆在相邻车道上排列在交通堵塞队列内，使得其它车辆之间的平均距离小于预定的最大距离且队列作为整体的平均速度低于预定的最大速度。换句话说，机动车辆在行驶车道上行驶或者停止且相邻车道被其它车辆的队列阻挡。所述最大距离可以在二米到五十米之间的范围内。所述最大速度可以在8km/h到20km/h的范围内。最大速度值可为例如10km/h。所述最大距离为平均距离。换句话说，当交通堵塞队列移动时，其它车辆中的两辆之间的个别的或特定的距离可以改变。特别地，其它车辆中的两辆之间的距离可以足够大使得给出可被机动车辆利用以改换至相邻车道上的空闲空间。用于自动操纵机动车辆到相邻车道上的方法包括下列步骤：

-检测预定的触发准则被满足，

-检测队列中其它车辆中的两辆之间的满足预定的适合准则的空闲目标空间；

-如果触发准则与适合准则都被满足，则通过利用用于调整转向角及车辆速度的控制信号控制机动车辆的移动来操纵机动车辆进入空闲目标空间，直到预定的终止准则被满足。

现有技术的方法通过探测与其它车辆的相对距离控制变道操纵。相反地，本发明方法目的在于将机动车辆置于给定的目标区域或给定的目标空间中，其中给定的目标区域或给定的目标空间沿着相邻车道以所述的交通堵塞队列的平均速度移动。这可被看作用于将机动车辆停放在“移动停车空间”的“停车操纵”。换句话说，空闲目标空间可通过控制单元被建模成例如移动矩形，机动车辆必须被置于该空闲目标空间。

本发明提供了下列优势：当驾驶员在像例如接近主路的出口的情形下或由于前面的车道的尽头或由于前面的事故不得不在交通堵塞中改换队列时，驾驶员可被辅助。本发明的方法使机动车辆在拥挤的交通中自动改换队列，即使机动车辆刚好适合于空闲目标空间，以至于在速度高于给定的平均速度下属于有效的交通情况的给定的安全距离不被满足。

本发明还包括可选的实施例，其具有提供额外技术优势的特征。

在一个实施例中，所述触发准则包括下列条件中的至少一个。一个条件是指示器被驾驶员设置。这包括的优势为，在没有任何进一步检测的情况下，已知的是驾驶员为变道做准备。一个条件是控制单元检测在相邻车道上的交通堵塞队列。这确保选择了用于协调或控制变道操纵的正确的方法。一个条件是机动车辆和/或其它两辆车辆(在其它两辆车辆之间有空闲目标空间可利用)的行驶速度小于给定的最大速度，例如10km/h。这确保了操纵可在不考虑预定的安全距离的情况下被执行，否则可能触发自动紧急制动。一个条件是驾驶员确认控制单元可以执行操纵。为此目的，可在汽车中设置诸如按钮的控制元件。优势为在设置指示器之后驾驶员依旧装备有用于防止自动操纵的控制机制。检测交通堵塞队列可通过检测相邻车道上的其它车辆的位置和例如基于数字地图建模交通堵塞队列来执行，其中，在数字地图中控制单元映射或记录被检测到的位置。基于这种位置的记录，其它车辆的平均距离和平均速度可被确定且可分别与所述最大距离和所述最大速度进行对比。

在一个实施例中，控制单元通过将两辆其它车辆的位置标映射所述数字地图中来检测空闲目标空间，其中适合准则被满足。如果预定面积的边界适合在两辆其它车辆的位置之间，则边界可以作为空闲目标空间的边界框。这个边界框必须适合在两辆其它车辆之间以为了满足可以将机动车辆置于其它两辆车辆之间的条件。空闲目标空间的边界可在数字地图中移动，使得它保持在两辆其它车辆之间且它可用作目标区域，其中，机动车辆必须被操纵到或置于目标区域。这与当根据现有技术的方法执行自动变道操纵时的自动变道操纵相比是不同的概念。主要区别为边界界定了朝向两个方向即朝向在空闲目标空间的前面和后面移动的两辆其它车辆中的前面一辆和后面一辆被限定的有限的区域。

在一个实施例中，所述适合准则包括的条件为，空闲目标空间处于机动车辆的预定相对位置。这确保了机动车辆可以利用调节或保存的转向角的预定值从当前行驶车道移动或驾驶到相邻车道。

在一个实施例中，所述终止准则包括下列条件中的至少一个。一个条件是机动车辆到达空闲目标空间。换句话说，机动车辆成功地被置于空闲目标空间中使得方法可被终止。一个条件是机动车辆的至少一个预定操作装置被致动。这种操作装置可以是方向盘、制动踏板和/或油门踏板。这提供的优势为，驾驶员可以通过接管对机动车辆的控制中断自动操纵。一个条件是违背所述适合准则。换句话说，当适合准则不再被满足时，操纵被中断。这允许当这个空闲目标空间在操纵期间动态的变化时，跟随该空闲目标空间。如果机动车辆不再适合当前的空闲目标空间，则操纵被中断。这个实施例通过借助于机动车辆的传感器连续探测空闲目标空间来得到。

为了探测适合准则和/或终止准则的满足情况，一个实施例将检测数据用于检测其它车辆，其中检测数据通过结合下列传感器类型中的至少两种的传感器数据来产生：超声波传感器、相机传感器、雷达传感器、车辆间通信装置(例如基于WiFi-标准)。对于相机传感器，停车系统可设置俯视相机，俯视相机被设计为在停车操纵期间提供机动车辆的周围环境的模拟俯视图。雷达传感器可以是用于检测在50cm到20m的范围内的距离的车辆的中程雷达。所述传感器数据的结合可通过将传感器数据记录到所述数字地图中并基于记录的传感器数据推导或检测其它车辆的位置或轮廓来得到。通过将传感器数据映射到数字地图，传感器数据的来源变得不相干，使得所有被映射的传感器数据被结合用于其它车辆的检测。传感器数据的结合允许检测机动车辆的10m内特别是5m内的静止的和移动的对象。

通过控制信号对机动车辆的移动的控制可通过控制用于设置车辆速度的机动车辆的制动器和/或引擎得到。转向角可由用于机动车辆的伺服转向单元或线控转向单元的控制信号控制。诸如所述传感器数据的输入数据可以通过诸如CAN总线(CAN控制器局域网络)的数字通信总线得到，数字通信总线还提供车辆数据如机动车辆的行驶速度和当前方向盘角度。

本发明的另一方面涉及机动车辆的控制单元。本发明的控制单元包括被设计为执行本发明方法的实施例的数字处理装置。处理装置可通过一个或者多个微控制器和/或微处理器来设置。控制单元可被设置为电子控制单元(ECU)。

本发明还提供了一种机动车辆。本发明的机动车辆以本发明控制单元的实施例为特征。本发明的机动车辆可被设计为客运车辆或货运车辆。

在下文中描述本发明的示例性的实施例。

附图说明

附图示出：

图1：本发明机动车辆的实施例的示意图；

图2：交通堵塞情况的示意图；以及

图3：示出当可由图1的机动车辆执行时的本发明方法的实施例的简图。

具体实施方式

在下文中说明的实施例为本发明的优选实施例。然而，在实施例中，被描述的实施例的组件各自代表本发明的单独特征，单独特征被认为彼此独立且分别彼此独立地组成本发明，并也以单独方式或以示出的组合之外的其它方式作为本发明的组件。此外，所述实施例也可由本发明已经描述的进一步的特征来补充。

在图中具有相同功能的元件用相同参考标记来标注。

图1示出了可以是客运车辆的机动车辆1的俯视图。机动车辆1可包括电子控制单元2，其可从超声波传感器4和/或相机5和/或雷达6接收传感器数据3。图1示出超声波传感器4可用的检测范围7，相机5可用范围8和雷达6可用的检测范围9。控制单元2可根据传感器数据3产生控制信号10。控制单元2还可被连接到诸如CAN总线的通信总线11。通过通信总线11，控制单元2可接收诸如当前车辆速度和/或当前转向角的进一步的车辆数据。

借助于控制信号10，控制单元2可控制用于设置转向角的电可控转向系统12、用于使机动车辆1减速的电可控制动系统13和/或用于使机动车辆1加速的电可控引擎14。控制信号10可通过通信总线11传送至系统12、13、14。

借助于控制单元2，机动车辆1可被自动地操纵或驾驶，使得驾驶员(未示出)不需要执行任何驾驶行为。

特别地，控制单元2被设计为在如在图2中所示的交通堵塞情况15中操纵或控制机动车辆1。图2描绘了正行驶在行驶车道16上的机动车辆1。在相邻车道17上，包括数个其它车辆19、20、21的交通堵塞队列18正在以与机动车辆1相同的方向移动。机动车辆1的驾驶员希望变道使得机动车辆1被操纵到相邻车道17。

控制单元2可自动地执行变道操纵22。为此，如图3中所示的方法可由控制单元2执行。控制单元2验证触发准则23被满足。触发准则23包括步骤S1，在步骤S1中驾驶员使用指示器24。在步骤S2中，控制单元2验证预定的功能场景25被满足。功能场景25可包括机动车辆1的行驶速度26(见图2)的范围为0-10km/h。功能场景25的另一条件可以是周围对象在队列中。特别地，相邻车道17上的交通堵塞队列18被检测到。交通堵塞队列18可基于传感器数据3被检测到。为此，传感器数据3可被记录或映射到数字地图27中，数字地图27可以数字形式表示交通堵塞情况15。如果在交通堵塞队列18中的其它车辆19、20、21的平均速度28在预定范围内，则交通堵塞队列18可被检测到。而且，队列18的其它车辆19、20、21之间的距离29的平均值在预定值范围内。

如果功能场景25没有被满足(减号标记“-”)，则变道功能保持关闭(OFF)并且方法在步骤S3中结束。如果功能场景25被满足(加号标记“+”)，则控制单元2在步骤S4中指示驾驶员驾驶员必须确认用于自动变道的控制单元功能的激活。如果在步骤S5中控制单元2检测到驾驶员没有确认激活(减号标记)，则功能保持关闭且方法在步骤S6中结束。如果驾驶员确认自动变道操纵的激活(加号标记)，则控制单元2在步骤S7中自动地操纵进入队列18。当控制单元2操纵机动车辆1时，则控制单元2在步骤S8中确定终止准则30是否被满足。如果终止准则30没有被满足，则控制单元2继续步骤S7。如果终止准则30被满足(加号标记)，则方法在步骤S8中结束或关闭。终止准则30可包括驾驶员在其操纵期间转向、制动或加速机动车辆1。

在步骤S7中，控制单元2可观察在相邻车道17上的两辆其它车辆19、20之间的空闲目标空间31。空闲目标空间31以相当于其它车辆19、20的车辆速度的速度移动。如果空闲空间31满足给定适合准则32(见图1)，则控制单元2操纵机动车辆1进入空闲目标空间31。如果适合准则32没有被满足，则这自动意味着终止准则30被满足。目标空间31可由预定边界33限定，预定边界33必须适合在两辆邻近的车辆19、20之间，这属于适合准则32的一部分。

总体而言，控制单元2使机动车辆1能够在交通堵塞或在交通拥堵中自动地改变队列。因此总的来说，示例示出了本发明是如何提供驾驶队列改变的。

Claims (10)

1.一种用于在交通堵塞情况(15)中操作机动车辆(1)的控制单元(2)的方法，在所述交通堵塞情况(15)中其它车辆(19、20、21)在相邻车道(17)上排列在交通堵塞队列(18)内，

所述方法包括：

检测预定的触发准则(23)被满足，

检测所述队列(18)中两辆其它车辆(19、20)之间满足预定的适合准则(32)的空闲目标空间(31)，

如果所述触发准则(23)与所述适合准则(32)被满足，则通过利用用于调整转向角及车辆速度的控制信号(10)控制所述机动车辆(1)的移动，来操纵(22)所述机动车辆(1)进入所述空闲目标空间(31)，直到预定的终止准则(30)被满足。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述触发准则(23)包括下列条件中的至少一个：

指示器(24)被驾驶员设置(S1)，

所述控制单元(2)检测(S2)所述相邻车道(17)上的所述交通堵塞队列(18)，

所述机动车辆(1)和/或所述两辆其它车辆(19、20)的行驶速度(26)小于预定的最大速度，

所述驾驶员确认(S5)所述控制单元(2)可执行所述操纵(22)。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述控制单元(2)通过将所述两辆其它车辆(19、20)的位置映射到数字地图(27)中以检测所述空闲目标空间(31)，其中，如果预定尺寸的边界(33)适合在所述两辆其它车辆(19、20)之间，则适合准则(32)被满足。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述边界(33)限定有限的区域，所述有限的区域由所述两辆其它车辆(19、20)中的前面一辆(19)和后面一辆(20)划定。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中适合准则(32)包括所述空闲目标空间(31)处于所述机动车辆(1)的预定相对位置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中终止准则(30)包括下列条件中至少一个：

所述机动车辆(1)到达所述空闲目标空间(31),

所述机动车辆(1)的至少一个预定操作装置被致动，其中至少控制装置特别包括方向盘、制动踏板和/或油门踏板，

违背所述适合准则(32)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述控制单元(2)基于检测数据验证所述适合准则(32)和/或所述终止准则(30)，所述检测数据通过结合下列传感器类型中的至少两种的传感器数据(3)产生：超声波传感器(4)、相机传感器(5)、雷达传感器(6)、车辆间通信装置。

8.根据权利要求7所述的方法，其中传感器数据(3)的结合通过将所述传感器数据(3)映射到数字地图(27)中来实现。

9.一种用于机动车辆(1)的控制单元(2)，其中所述控制单元(2)包括数字处理装置，所述数字处理装置被设计为执行根据前述权利要求中的一项的方法。

10.一种机动车辆(1)，其包括根据权利要求9的控制单元(2)。