CN108367754B - 用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶的方法和装置 - Google Patents

用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶的方法，借助于至少一个用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶的导航和轨迹规划的控制器(2)和多个子系统(3‑7)，其中，子系统(3‑7)实现控制器(2)的行驶动态的要求或提供环境数据，其中，至少一个子系统(3‑7)关联有监控功能，借助于该监控功能获得子系统(3‑7)的功能性，其中，监控功能将当前可能的有效功率传输给控制器(2)，其中，根据传输的有效功率，控制器(2)如此匹配导航和轨迹规划，使得尽管有效功率减小，可继续辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶，以及本发明涉及这种装置(1)。

Description

用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动 驾驶或无人驾驶的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的自动驾驶或无人驾驶的方法和装置。在此，以德国汽车工业联合会(Verband der deutschen Automobilindustire, VDA)对自动驾驶的分类为基础(1级-辅助驾驶，2级-部分自动驾驶，3级-高自动驾驶，4级-全自动驾驶和5级-无人驾驶)。自动化的所有上述级以下概括性地被称为“自动驾驶”。
背景技术
已经已知自动行驶的机动车。在此，机动车可为轿车(PKW)、载重车辆(LKW)或公交车。
对于大多数提出的实施方式共同的是，它们具有至少一个控制器，该控制器负责用于导航和轨迹规划。这可为中央控制器，但是或者功能性分配到多个控制器上。另外，这种类型的机动车具有子系统，其实现控制器的行驶动态的要求或者提供环境数据。在此，例如，一个子系统为运行制动系统，一个子系统为驻车制动系统，一个子系统为转向系统，一个子系统为驱动系统，并且一个子系统为用于获取车道、障碍和其它机动车的环境传感装置。然后，控制器根据规划的轨迹产生用于子系统的控制信号，该控制信号然后由子系统实现。该子系统如此构造，使得单个故障不可导致子系统的整体失效。这可经由冗余或返回平面(Rückfallebene，有时也称为回退级别、回落平面)实现。在后者中，在故障情况中常常提供不完全的有效功率(Leistungsfähigkeit)供使用，然而提供足够的用于使机动车还在可靠的位置处停止的有效功率。
从文件WO 2010/048611 A1中已知这种用于自动驾驶的装置，其中子系统冗余地构造并且在故障情况中执行紧急停止(Not-Stopp)。
发明内容
本发明以如下技术问题为基础，即，如此改善用于机动车的自动驾驶的方法，使得改善功能的可用性。另一问题是创造用于自动驾驶的装置，其同样改善了功能的可用性。
通过根据本发明的方法以及根据本发明的装置得到该技术问题的解决方案。
借助于至少一个用于机动车的自动驾驶的导航和轨迹规划的控制器和多个子系统，进行用于机动车的自动驾驶的方法，其中，子系统实现控制器的行驶动态的要求或提供环境数据。子系统例如为运行制动系统、驻车制动系统、转向系统或驱动系统以及用于获取车道、障碍和其它车辆的传感装置。在此，至少一个子系统关联有监控功能，借助于该监控功能获得子系统的功能性。在此，监控功能可为子系统的组成部分或者外部观测器。例如，在确定的情况中激活制动系统并且测量制动压力(例如在停止在红灯处时)。监控功能将当前可能的有效功率传输给控制器。可在质量上或数量上传输当前可能的有效功率。在质量上，消息例如仅仅由这样的信息组成，即，有效功率受限制，而在数量上的传输时，说明具体的数值或数值范围，例如最大可能的制动延迟(Bremsverzögerung)目前多大。当前可能的最大有效功率的说明也可包括这样的时间段，在该时间段之内还给出有效功率。然后，根据所传输的有效功率，控制器如此匹配导航和轨迹规划，使得尽管有效功率减小，可继续自动驾驶。在此，轨迹规划是在可能的车道之内机动车的短期的将来的运动轨迹，相反地，导航规划是长期的行驶路线(行驶高速公路从A向B)。在此，可在两种规划中进行匹配，但是可根据传输的有效功率限制到一种规划上。在此，可设置成，所有子系统具有监控功能并且将其有效功率传输到控制器处。在此可设置成，一些子系统在数量上并且其它的仅仅在质量上传输有效功率。
在一种实施方式中，控制器附加地计算稳定功能(例如ESP干预)，其中，在至少一个子系统的有效功率减小时，如此匹配导航和轨迹规划，即，不必执行稳定功能。这例如可通过有意识的防卫性的行驶方式实现。
在一种实施方式中，在至少一个子系统的有效功率减小时，在导航规划时不再考虑具有预定特性的道路区段。由此，例如在运行制动系统的有效功率减小时，可设置成，不再行驶带有比用于坡度的极限值更大的坡度的道路。如果在导航规划中已经包含了这种道路，则控制器在排除这种类型的道路的情况下计算备选路线。在转向系统的有效功率减小时，例如可排除弯曲的道路。在此，基本想法是，在导航规划时使用有针对性的道路区段，即，可安全地以减小的有效功率行驶该道路区段，从而尽管有效功率减小，可继续自动行驶。
在另一实施方式中，提高机动车的速度和/或与前面行驶的机动车需保持的安全距离。两种措施促使，尽管运行制动设备的有效功率减小，可继续行驶。在此，两种措施是轨迹规划的变化。
在另一实施方式中，处于机动车的环境中的另外的机动车通过车对车接口(Car2Car-Schnittstelle)获知减小的有效功率和/或匹配的行驶方式。由此，环境可关于匹配的行驶方式进行调节，并且例如也可在速度和安全距离方面进行匹配或通常匹配轨迹规划。
在另一实施方式中，在子系统的传输的有效功率减小时，控制器如此准备至少一个另外的系统或子系统，使得其至少部分地辅助带有减小的有效功率的子系统。因此，例如通过将档位和/或速度改变到用于该系统的更好的效率范围中，可准备使用例如减速器或废气制动器。尤其，在现代的载重车辆中使用这种类型的制动系统。另一系统例如是混合驱动系统，其在有效功率减小时调节到提高的再生制动上。在转向系统的有效功率减小时，也可通过非对称的制动干预实现转向干预，为此，如有必要可如此事先匹配速度，使得为此提供运行制动器供使用。
在另一实施方式中，导航规划根据减小的有效功率获得用于机动车的合适的停车点，例如还可到达的工厂、合适的停车场或下一个紧急停车点。
附图说明
以下根据优选的实施例更详细解释本发明。唯一的附图即图1示出了用于机动车的自动驾驶的装置的示意性框图。
具体实施方式
在图1中示出了用于机动车的自动驾驶的装置1。装置1包括控制器2、不同的子系统3-7、车对车接口8以及另外的系统9-11。控制器2负责自动驾驶的导航和轨迹规划以及稳定功能。在此，控制器2可为单个的中央控制器，但是或者可划分成多个控制器。控制器2双向地与子系统3-7相连接。子系统3-7在此是传感装置(例如摄影机、雷达、超声波、激光雷达等)以及装置1的执行器。因此，例如子系统3为至少一个用于获取机动车的环境的传感器单元，子系统4为运行制动系统，子系统4a为驻车制动系统，子系统5为转向系统，子系统6为驱动系统，并且子系统7为传动装置系统。子系统3-7在此实现控制器2由于导航和轨迹规划以及稳定功能预设的理论预设。在准备阶段中，在此子系统3-7将其有效功率传输到控制器2处。为此，子系统3-7具有监控功能，借助于该监控功能可在质量上或数量上获得可用的有效功率。在此，该说明例如可在于，子系统3-7可完全实现哪个最大理论预设。在运行制动系统中，这例如可为用于最大延迟(Verzögerung)的值。但是，该说明也可在于，不提供部分功能供使用(例如当前4档不可用)或者仅仅时间上受限地和/或对于受限数量的行为提供确定的理论预设供使用。由此，控制器2可使对子系统3-7的理论预设与子系统3-7的可用有效功率相匹配。在此，经由车对车接口8，控制器2可向在环境中的其它机动车告知其相匹配的行驶方式。此外，经由车对车接口8也可接收其它车辆的信息(例如其也由于减小的有效功率匹配了其行驶行为)并且在控制器2中的导航和路线规划的情形中进行考虑。在此，控制器2经由总线系统12与车对车接口8相连接，经由其控制器2可获得其它控制器和传感装置的另外的信息。其它的系统9-11例如为减速器、废气制动器和电机或混合控制器。最终，控制器2也事先给出用于另外的系统、例如行驶方向指示器(Fahrtrichtungsanzeiger)的操控信号S。
应简要根据场景阐释装置1的作用方式。在此假设，运行制动系统将减小的有效功率报告给控制器2，相反地，所有其它子系统具有全部有效功率。通过减小作为对子系统6的理论预设的速度，控制器2对减小的有效功率做出反应。附加地，在其轨迹规划时，控制器2匹配与前面行驶的机动车的安全距离。如此借助于匹配的理论预设调节传动装置系统，使得系统9-11中的至少一个在需求情况中可在工作点(Arbeitspunkt)中以良好的效率运行，以提供附加的制动功率供使用。由此，尽管减小的有效功率或甚至子系统3-7的部分失效，可继续自动驾驶至少直至到达安全的停车场。

Claims (12)

1.一种用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶的方法，借助于至少一个用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶的导航规划和轨迹规划的控制器(2)和多个子系统(3-7)，其中，所述多个子系统(3-7)包括用于实现所述控制器(2)的行驶动态的要求的第一子系统(4-7)和用于提供环境数据的第二子系统(3)，其中，所述第一子系统(4-7)中的至少一个子系统关联有监控功能，借助于所述监控功能获得所述至少一个子系统的功能性，
其特征在于，
所述监控功能将当前可能的有效功率传输给所述控制器(2)，其中，根据所述传输的有效功率，所述控制器(2)如此匹配所述导航规划和轨迹规划，使得尽管有效功率减小，可继续所述辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二子系统(3)同样关联有监控功能，借助于所述监控功能获得所述第二子系统(3)的功能性。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制器(2)附加地计算稳定功能，其中，在至少一个子系统(3-7)的有效功率减小时，如此匹配所述导航规划和轨迹规划，使得不必执行稳定功能。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述导航规划的情形中不再考虑具有预定特性的道路区段。
5.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，减小所述机动车的速度和/或提高相对前面行驶的机动车需保持的安全距离。
6.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，处于所述机动车的环境中的另外的机动车经由车对车接口(8)获知所述减小的有效功率和/或所述匹配的行驶方式。
7.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，在子系统(3-7)的传输的有效功率减小时，所述控制器(2)如此准备至少一个另外的系统(9-11)，使得其至少部分地辅助所述子系统(3-7)。
8.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述导航规划根据所述减小的有效功率获得合适的停车点。
9.一种用于机动车的辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶的装置(1)，其包括至少一个用于导航规划和轨迹规划的控制器(2)和多个子系统(3-7)，其中，所述多个子系统(3-7)包括用于实现所述控制器(2)的行驶动态的要求的第一子系统(4-7)和用于提供环境数据的第二子系统(3)，其中，所述第一子系统(4-7)中的至少一个子系统关联有监控功能，所述监控功能如此构造，使得获得所述至少一个子系统的功能性，
其特征在于，
所述监控功能如此构造，将当前可能的有效功率传输给所述控制器(2)，其中，所述控制器(2)如此构造，使得根据所述传输的有效功率，如此匹配所述导航规划和轨迹规划，使得尽管有效功率减小，可继续所述辅助驾驶、部分自动驾驶、高自动驾驶、全自动驾驶或无人驾驶。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二子系统(3)同样关联有监控功能，借助于所述监控功能获得所述第二子系统(3)的功能性。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述控制器(2)如此构造，使得在所述子系统(3-7)的传输的有效功率减小时，如此准备至少一个另外的系统(9-11)，使得其至少部分地辅助所述子系统(3-7)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一子系统(4-7)中的一个子系统(4)是运行制动器，其中，所述至少一个另外的系统(9-11)构造成减速器和/或废气制动器和/或构造成电机的再生制动器。
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