CN109195848B - 用于在机动车中在自主的行驶过程中进行纵向动力调节的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在机动车中在自主的行驶过程中进行纵向动力调节的方法，其中，借助于环境传感装置来获取在所述机动车前面行驶的前行车辆的存在，借助于所述环境传感装置来获取至少一个对所述前行车辆的车辆纵向动力进行描述的前行车辆纵向动力参量，并且根据所述前行车辆纵向动力参量来获取至少一个进入到所述机动车的制动调节系统中的参量。

Description

用于在机动车中在自主的行驶过程中进行纵向动力调节的方 法和装置

背景技术

DE 10 2014 209 015 A1公开了一种用于为车辆进行间距调节的方法，其中所述车辆具有图像采集机构和环境传感装置，其中所述环境传感装置提供环境信号，所述环境信号代表着用于至少一部前行的车辆的位置信息和/或速度信息，其中所述方法包括读入所述图像采集机构的图像信息的步骤、在使用所述图像信息的基础上获取至少一条环境信息的步骤以及在使用所述环境信号的情况下并且在使用所述环境信息的情况下确定间距调节信号的步骤，以用于为所述车辆实现间距调节。

发明内容

本发明涉及一种用于在机动车中在自主的行驶过程中进行纵向动力调节（Längsdynamikregelung）的方法，其中，

-借助于环境传感装置来获取在所述机动车前面行驶的前行车辆的存在，

-借助于所述环境传感装置来获取至少一个对所述前行车辆的车辆纵向动力进行描述的前行车辆纵向动力参量，并且

-根据所述前行车辆纵向动力参量来获取至少一个进入到所述机动车的制动调节系统中的参量。

通过对于前行的车辆的行驶动力的测评，向制动调节系统提供用于对其的制动干预进行优化的数据。这些附加数据尤其重要，如果所述制动调节系统是次级的系统，所述次级的系统仅仅在初级系统及其传感器信号失灵或者有缺陷时使用并且而后至少必须保证安全的紧急制动。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述前行车辆纵向动力参量是所述前行车辆的纵向减速度。这个参量之所以特别重要，是因为它涉及所述车辆的对制动过程来说决定性的纵向动力。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述至少一个进入到所述机动车的制动调节系统中的参量是用于所述机动车的、在没有车轮的抱死的情况下能够实现的纵向减速的纵向减速极限值，并且借助于所述制动调节系统如此对所述机动车的纵向动力实施不取决于驾驶员的干预，从而不超过所述纵向减速极限值。这种设计方案基于以下假设：能够使所述机动车至少和前行的车辆一样程度地减速。由此，能够实施安全的紧急制动。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，用第一形成速率一直形成作用于所述机动车的车轮的制动力矩，直至所述机动车的减速度达到所获取的纵向减速极限值并且随后用第二形成速率进一步提高所述制动力矩，其中所述第二形成速率小于所述第一形成速率。在不知道车行道摩擦系数的情况下，比前行车辆的减速更剧烈的减速与抱死的车轮的提高的危险相关联，因此，在达到所述纵向减速极限值时还只应该进行缓慢的制动力形成。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，借助于所述制动调节系统来实施的不取决于驾驶员的干预是引起车辆停车状态的制动。由此，对于自主地或者自动化地行驶的车辆来说驾驶员赢得承担对于所述车辆的控制的时间。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述机动车的制动调节系统是为紧急运行而设置的次级的制动调节系统，在为所述机动车的正常运行而设置的制动调节系统失灵时，激活所述次级的制动调节系统。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述次级的制动调节系统是单通道的系统。由此，以较低的成本已经保证了最重要的功能。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述环境传感装置是视频或者雷达传感装置。这样的传感器系统已经在大量现代的车辆中得到普及。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述环境传感装置是下述传感装置，该传感装置以无线的方法从前行的车辆处接收关于其当前的车辆减速度或者其当前的位置的信息。所述车辆位置在此尤其能够通过GPS系统来获取。前行的车辆的GPS位置在此能够进入到对于其车辆减速度的获取之中。与前行的车辆的通信在此尤其能够构造为车-对-车通信，但是也能够通过中心的计算机来进行。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述环境传感装置是用于确定相对于前行的车辆的间距的时间上的变化的传感装置。

本发明的一种有利的设计方案的特征在于，所述至少一个进入到所述机动车的制动调节系统中的参量是用于在获取摩擦系数的时刻由前行车辆驶过的车行道区段的摩擦系数的最小值。

此外，本发明包括一种装置，该装置包括构造用于实施所述按本发明的方法的器件。在此，尤其涉及一种控制器，在该控制器中保存了用于实施所述按本发明的方法的程序代码。

附图说明

附图包括图1到5，其中：

图1示出了在存在高的摩擦系数时在存在以及不存在前行的车辆的情况下时间上的制动压力形成；

图2示出了在存在以及不存在前行的车辆的情况下时间上的制动压力形成，其中所述前行的车辆制动的程度比在图1中小；

图3根据前行的车辆的借助于环境传感装置所获取的减速度示出了所估计的或者所假设的摩擦系数；

图4示出了具有用于所述车辆的纵向稳定的输入及输出参量的方框图；并且

图5示出了所述按本发明的方法的基础的流程。

具体实施方式

在机动车的自动化的、高度自动化的以及部分自动化的行驶的领域内，在正常运行中可以通过用于进行车轮个别的主动的和被动的制动压力调制的机构、像比如行驶动力调节机构连同所属的致动机构来实施车辆稳定。这种为正常情况所设置的系统被称为初级致动机构。

在所述初级致动机构失灵的情况下，必需的是，次级的稳定致动机构或者次级致动机构可供使用，所述次级的稳定致动机构或者次级致动机构至少允许对所述机动车进行纵向稳定。在此，向所述次级致动机构提出以下要求：

-必须保证遵守抱死顺序，也就是说，只有在前轴的车轮已经抱死时才允许后轴车轮抱死，

-车轮的抱死持续时间不得超过预先确定的持续时间，以用于保证所述机动车的可转向性，并且

-必须提供主动的或者不取决于驾驶员的压力形成的可行方案，以用于实施自动化的车辆减速。

在用有功能能力的初级致动机构进行行驶运行的期间，在有些行驶情况中存在关于所述车行道表面的摩擦系数的信息。所述摩擦系数在这些行驶情况中从车轮转速数据和另外的配属于所述初级致动机构的传感器信息中获取。

出于安全原因，值得推荐的是，没有将所述初级致动机构的传感器数据用于所述次级致动机构，因为在所述初级致动机构失灵时其传感器数据可能要么缺少要么有缺陷。但是这引起以下结果，即：在所述初级致动机构失灵并且转交给所述次级致动机构时首先没有所获取的、用于车行道表面的摩擦系数可用。

但是，在这种情况下有限制：因为所述次级致动机构至少必须保证对所述车辆进行纵向稳定，所以对于所述次级致动机构来说比如未被集成到所述初级致动机构中的纵向加速度传感器的输出信号必须可供使用。为此，所述次级致动机构比如能够动用在安全气囊控制的范围内所使用的纵向加速度传感器或者动用与所述初级致动机构一起的纵向加速度传感器，但是所述纵向加速度传感器的信号处理不是在所述初级致动机构中进行，因而这个传感器在所述初级致动机构失灵时也可供使用。作为替代方案，如果对于车轮转速传感器的信号检测和测评没有被集成到所述初级致动机构中，也就是说如果在所述初级致动机构失灵时可靠的车轮转速信息可用，那就能够将车轮转速传感器信息用在所述次级致动机构中。

除了缺少的摩擦系数之外，在转交到所述次级致动机构上时，对车轮状态进行描述的参量、像比如所述车轮转速也不可用。但是，能够借助于环境传感装置来估计用于通过所述次级致动机构的制动干预能够产生的车辆减速的最小值，而不必动用当前的车轮转速。

在使用前行的车辆的、借助于所述环境传感装置所获取的纵向减速度的情况下，可以估计用于自身的车辆的、能够实现的减速的最小值或者极限值，并且据此通过所述次级致动机构来进行制动压力形成或者车辆减速度形成。尤其借助于所述次级致动机构能够很快地提高制动力，直至达到了所获取的用于减速的最小值。这具有以下额外的优点，即：通过快速的主动的减速度形成尽可能少地缩短相对于前行的车辆的间距。

在图1中为液压的制动系统的情况沿着横坐标方向示出了时间t并且沿着纵坐标方向示出了制动压力p。但是，本发明自然也适用于气动的或者电动的制动系统。在时刻t0，向所述车辆提出减速要求，所述车辆的初级致动机构已失灵。这种减速要求不仅能够由驾驶员通过行驶踏板而且能够在不取决于驾驶员的情况下比如通过自动的紧急制动功能产生。如果借助于所述环境传感装置没有探测到前行的车辆，那么由于车轮转速信息的缺少而进行倒不如说是缓慢的制动压力形成，以用于无论如何避免车轮的抱死。因此，减速度形成用缓慢的速度来进行，因为对于用所述次级致动机构进行的单通道的纵向稳定来说车辆性能反馈参量、像比如纵向加速度在不太精细分辨的情况下可供使用，像比如车轮转速传感器信息。此外，对于车辆中的比如通过数据总线系统进行的信号传输来说出现延迟时间。为了避免车轮的较长时间的不稳定性和无意的车轮打滑，而后仅仅比较缓慢地提高制动力。

这借助于曲线101来示出。但是，如果探测到具有高的车辆减速度的前行的车辆，则能够推断，也能够剧烈地将自身的车辆制动。因此，能够按照曲线102进行快速的制动压力形成。

在图2中，与图1相类似，同样沿着横坐标方向绘示出时间t并且沿着纵坐标方向绘示出制动压力p。在时刻t0，又向所述车辆提出减速要求，所述车辆的初级致动机构已失灵。与图1相类似，201又表示在不存在前行的车辆时通过所述次级致动机构进行的小心的制动压力形成。202表示在存在前行的车辆时的制动压力形成。所述前行的车辆相对于在图1中所研究的情况具有较小的减速度，因而开始的制动压力形成进行得比在图1中慢。在用203表示的点上，所述车辆的减速度达到前行的车辆的减速度。现在必须更加慢地进行进一步的制动压力形成，以用于防止车轮的抱死。

在图3中，沿着横坐标方向示出了前行的车辆的车辆纵向减速度ax并且沿着纵坐标方向示出了用于车行道表面的摩擦系数的最小值。这种简单的特性曲线比如能够用于：从前行的车辆的借助于所述环境传感装置所获取的减速度ax中推断出车行道表面的摩擦系数。

在图4中形象地示出了本发明的输入和输出参量。方框401表示所述次级致动机构的控制器，所述次级致动机构在所述初级致动机构失灵时使用。对于所述输入参量来说，402表示尤其由纵向加速度传感器所获取的车辆纵向信息并且403表示前行的车辆的借助于环境传感装置所获取的减速信息。据此，在方框中获取所述目标压力404，将该目标压力用于压力调制。在此尤其涉及单通道的压力调制，因为所述次级致动机构仅仅被设计用于所述车辆的纵向稳定而不是用于其横向稳定。

所述按本发明的方法的基础的流程在图5中示出。在方框500中开始所述方法之后，在方框501中借助于环境传感器来检查，在所述车辆的前面是否存在前行的车辆。如果不是这种情况，那就返回到方框500。但是，如果是这种情况，那就随后在方框502中获取至少一个对前行车辆的纵向动力进行描述的前行车辆纵向动力参量。随后，在方框503中，根据所述前行车辆纵向动力参量来获取至少一个进入到所述机动车的制动调节系统中的参量。在方框504中结束所述方法。

Claims (10)

1.用于在机动车中在自主的行驶过程中进行纵向动力调节的方法，其中，

-借助于环境传感装置来获取在所述机动车前面行驶的前行车辆的存在（501），

-借助于所述环境传感装置来获取至少一个对所述前行车辆的车辆纵向动力进行描述的前行车辆纵向动力参量（502），并且

-根据所述前行车辆纵向动力参量来获取至少一个进入到所述机动车的制动调节系统中的参量（503），所述前行车辆纵向动力参量是所述前行车辆的纵向减速度，所述至少一个进入到机动车的制动调节系统中的参量是用于所述机动车的、在没有车轮的抱死的情况下能够实现的纵向减速的纵向减速极限值，并且借助于所述制动调节系统如此对所述机动车的纵向动力实施不取决于驾驶员的干预，从而不超过所述纵向减速极限值。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，用第一形成速率来一直形成作用于所述机动车的车轮的制动力矩，直至所述机动车的减速度达到所获取的纵向减速极限值并且随后用第二形成速率来进一步提高所述制动力矩，其中所述第二形成速率小于所述第一形成速率。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述借助于制动调节系统来实施的不取决于驾驶员的干预是引起车辆停车状态的制动。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机动车的制动调节系统是为紧急运行而设置的次级的制动调节系统，在为所述机动车的正常运行而设置的制动调节系统失灵时，激活所述次级的制动调节系统。

5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述次级的制动调节系统是单通道的系统。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境传感装置是视频或者雷达传感装置。

7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境传感装置是下述传感装置，所述传感装置以无线的方法从前行的车辆处接收关于其当前的车辆减速度或者其当前的位置的信息。

8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境传感装置是用于确定相对于前行的车辆的间距的时间上的变化的传感装置。

9.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个进入到机动车的制动调节系统中的参量是用于在获取摩擦系数的时刻由前行车辆驶过的车行道区段的摩擦系数（μ）的最小值。

10.用于在机动车中在自主的行驶过程中进行纵向动力调节的装置，所述装置包括构造用于实施按权利要求1到9中任一项所述的方法的器件。

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