CN110087974A - 用于车辆的控制设备、制动控制系统及用于控制车辆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将车辆泊车系统的功能集成到车辆的另一控制系统中。尤其是，源于泊车系统超声波传感器的传感器信号的分析评估可由车辆中已有的控制系统一并承担。在此，超声波传感器的相应传感器数据被直接提供给相应的控制系统。诸如源于超声波传感器的传感器信号的分析评估例如可以集成到车辆的制动控制系统中。在此，承担传感器信号分析评估的相应控制系统也一并执行泊车系统的功能。

Description

用于车辆的控制设备、制动控制系统及用于控制车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的控制设备，一种制动控制系统以及一种用于控制车辆的方法。本发明尤其涉及将泊车过程的控制集成到车辆的另一控制系统中。

背景技术

如今，现代的机动车辆具有舒适性系统和辅助系统，它极大地方便了驾驶员对机动车辆的驾驶。这类辅助系统也包括泊车辅助系统。泊车辅助系统例如在机动车辆泊车到泊车位中时为驾驶员提供支持。该泊车位尤其可平行于车行道或与横向于车行道。泊车辅助系统包括一个或多个传感器，利用这些传感器对一机动车辆周围环境进行搜索，以寻找障碍和/或未占用空间。为了监测机动车辆的周围环境例如可使用超声波传感器、雷达传感器或光学传感器。

然后，泊车辅助系统例如可以向机动车辆的驾驶员发出信号，提请其注意周围环境中可能存在的障碍物。例如，可输出音频信号，该音频信号根据机动车辆与障碍物之间的距离具有不同的音调或音量。作为附加措施或替代选择，机动车辆周围环境中可能的障碍物也可以借助光学显示器来展现。

此外，现代的机动车辆越来越多地配备有泊车辅助系统，该类系统允许车辆全自动或至少半自动地完成到泊车位中的泊车。为此，在第一步骤中，首先必须借助适宜的传感器，例如借助超声波传感器、雷达传感器或光学传感器识别出合适的泊车位。

如果检测到泊车位，则泊车辅助系统为一驾驶员提供辅助指令，指出驾驶员必须怎样驾驶车辆以使车辆停泊在所知的泊车位中。尤其是，舒适系统能自主控制为此所需的单一或所有必要的车辆系统。这类系统例如可被称为泊车导向辅助系统或泊车导向辅助。

在此，泊车辅助系统拥有多个传感器，这些传感器用于检测机动车辆的周围环境，以识别可能存在的障碍物，并在可能情况下检测到适宜的泊车位。为了对机动车辆周遭的周围环境进行检测，尤其可使用超声波传感器。在此，传感器，尤其是超声波传感器连接到对传感器信号进行获取和分析评估的独立控制器。基于所评估的传感器信号，控制器可建立车辆周围环境的模型并与其他的单独的独立系统通信以执行适宜的转向、驾驶或制动操纵。

在此，周围环境传感器的分析评估使用独立的控制器。在泊车过程期间，该独立的控制器与其他控制器进行通信。

因此需要一种用于泊车辅助系统的有效、可靠且低成本的控制设备。

发明内容

本发明提供了一种具有权利要求1的特征的、用于车辆的控制设备，一种具有权利要求10的特征的制动控制系统以及一种具有权利要求11的特征的、用于控制车辆的方法。

据此提出：

一种用于车辆的控制设备，其带有控制装置和获取装置。该控制装置设置用于，在使用第一传感器数据的情况下控制车辆方的第一系统。获取装置设置用于，从距离传感器接收第二传感器数据。第二传感器数据可由一个或多个距离传感器提供。尤其是将一超声波传感器设置为距离传感器。在本发明的另一实施方式中，距离传感器设置为雷达传感器或激光雷达传感器系统。此外，控制装置还设置用于，在车辆的泊车过程期间对所接收的第二传感器数据进行处理。

由此，控制设备的控制装置不仅处理与车辆方的第一系统相关的传感器数据，还处理由距离传感器提供的、与车辆的泊车过程相关的其它传感器数据。因此，对来自距离传感器的其它传感器数据的处理在主要为车辆方的另一系统设计的控制装置中进行。

此外还提出：

一种具有根据本发明的控制设备的制动控制系统。

还提出：

一种用于控制车辆的方法，其包括在使用第一传感器数据的情况下借助控制装置对车辆方的第一系统进行操控的步骤。此外，所述方法包括以下步骤:从距离传感器接收第二传感器数据；以及借助控制装置在使用所接收的第二传感器数据的情况下对车辆的泊车过程加以控制。

本发明的优点

本发明基于以下的认知：现代的车辆除了拥有泊车辅助的单独系统外，还具有众多其它的控制系统。在此，为车辆内部的通信，而使各单一的控制装置——包括泊车辅助用的控制装置——相互连接。用于一泊车辅助的常规控制器在此情况下能与多个传感器，例如多个距离传感器相连接，以对车辆周围环境进行检测。这些传感器提供的信号由泊车辅助的控制器分析评估，然后将分析评估得出的结果传送给其他控制器。为此需要大量独立的控制器。

因此，本发明基于的理念是，考虑这一认知，并提供一种能减少所所需控制器数量，尤其减少泊车辅助系统所需控制器数量的系统。为此，本发明的一个理念是，不是由一独立的控制器对车辆周围环境检测的传感器信号进行分析评估，而是由每辆车中都有的制动控制系统对传感器信号进行分析评估。

通过将用于检测车辆环境的传感器信号的分析评估功能集成在已有控制器中，可由此节省用于传感器信号的获取和分析评估的单独控制器。并因此降低实现泊车辅助系统的成本。此外，制动控制系统已被设置为安全相关装置，因此不需要在安全方面花费更多的单独的额外措施。这尤其使得诸如远程控制或全自动停车(泊车和代客泊车)等功能的简单且成本有效的实现成为可能。

此外，在相应的控制单元中已经可以获得传感器信号的处理结果，并且因此可以获得与此相关而生成的周围环境模型，并可直接由相应的控制器进一步处理。因此，可省略在用于分析评估传感器信号的单独控制器与用于控制致动装置的另一控制器之间的传输。由此，可减少投入，尤其是用于通信连接的投入。由于控制指令不必通过接口传送到另一控制器，而是直接在控制器内对控制指令加以处理，可提升处理速度。此外，可避免由于通信连接错误而导致的错误。

根据一个实施方式，控制设备的控制装置按照车辆安全完整性等级D(ASIL D)设置。车辆安全完整性等级(ASIL)有四个从A到D的不同ASIL风险等级，其中，车辆安全完整性等级(ASIL)D表示可靠性最高，并因此表示系统故障概率最低。由此，车辆安全完整性等级(ASIL)D说明系统具有特别高的可靠性。

根据一实施方式，控制装置由制动控制系统所包含。通常，几乎每辆现代的车辆中都有制动控制系统。由此，如今例如在几乎所有车辆中都具有控制系统以用于防抱死制动系统(ABS)或电子稳定程序(ESP)的功能实施。在此，制动控制系统通常拥有足够的能力，使得在泊车过程期间在控制系统内实施传感器信号的分析评估，而不会造成制动控制系统的性能过载。这方面的优点还包括，制动控制系统通常具有高安全等级——即车安全完整性等级(ASIL)D。此外，通过将泊车辅助过程集成到制动控制系统中，需要时能极为迅速、可靠地引入制动过程，以避免潜在的危险情形。

根据一实施方式，控制装置设置用于，在应用所接收其它传感器数据的情况下，计算车辆周围环境的可视显示。这样的可视显示例如可包括车辆周围环境的示意图。尤其可以可视显示出泊车过程中车辆周围环境中的潜在障碍物。这样的可视显示例如可借助一适宜的显示装置向用户显示。在此，可能情况下还可以将这样的所计算的可视显示与其它摄像机图像进行叠加。以此方式，可以在泊车过程中为用户提供支持。

根据一实施方式，控制装置设置用于确定用于车辆的半自动或全自动的泊车过程的控制指令。控制装置还可设置成将所确定的控制指令传输到车辆的其他部件。作为附加功能或替代选择，控制指令还可在控制装置中直接进行进一步的处理，以控制例如连接在控制装置上的致动装置。以此方式，可实现车辆的全自动或半自动的泊车过程的安全有效的控制。

根据一实施方式，接收装置设置用于，从其他传感器接收第三传感器数据。此外，控制装置还可以在车辆泊车过程期间处理第二和第三传感器数据。第三传感器数据可以是例如来自其他传感器的传感器数据，尤其是例如来自雷达传感器和/或光学传感器的传感器数据。因此，可借助一个或多个摄像机检测并分析评估车辆的周围环境。在此，例如可从所检测的摄像机数据中提取特征，或探测到对象。随后，可将这样一种处理结果作为第三传感器数据提供给控制装置。由此，可进一步提高泊车过程的可靠性。

根据一实施方式，接收装置包括用于连接距离传感器，尤其是超声波传感器的插接式接触器。以此方式，距离传感器的输出信号可直接提供给控制设备。

根据一实施方式，接收装置包括到通信总线的接口。该通信总线例如可以是诸如以太网、FlexRay、控制器区域网络(CAN)、LIN等总线系统，或任何已知总线系统或新型总线系统。在此情况下，例如来自传感器，尤其是超声波传感器的数据也可通过这样的相应的总线系统提供给控制设备。由此，可省略距离传感器连接到控制设备的单独的连接装置。

只要有意义，上述实施方式以及其他结构形式相互之间可任意组合。其他实施方式、其他结构形式以及本发明的实施还包括先前或以下本发明实施例描述特征中没有明确列举的组合。尤其是，本领域技术人员还可以添加各个方面作为对本发明相应基本形式的改进或补充。

附图说明

下面，根据在示意图中所给出的实施例对本发明进行进一步的解释。其中：

图1以一示意图的方式示出了根据一实施方式的用于车辆的控制设备；

图2以一示意图的方式示出了根据另一实施方式的用于车辆的控制设备；以及

图3以一流程图的示意方式示出了基于一实施方式的车辆控制方法。

具体实施方式

除非另有说明，否则在所有附图中相同或功能相同的部件和设备具有相同的附图标记。

图1示出根据一实施方式的、用于车辆的控制设备1的示意图。控制设备1例如可以是制动控制系统。此外，原则上也可以是车辆的能一同执行下面所述的附加任务的任何其他控制器。因此，控制设备1例如也可以是用于车辆转向的控制设备或用于车辆变速器的控制设备或任意其他车辆控制设备。

为确保下面描述的操作具有足够的可靠性，对控制设备1可选择满足规定可靠性要求或预定安全要求的控制设备。因此，控制设备1例如可选择至少满足预定汽车安全完整性等级(ASIL)的控制设备。由此，控制设备1例如可选择满足根据汽车安全完整性等级(ASIL)D要求的控制设备。可能情况下，控制设备1满足根据例如汽车安全完整性等级(ASIL)C、汽车安全完整性等级(ASIL)B或汽车安全完整性等级(ASIL)A等较低的安全等级要求就够了。通过选择适宜的安全等级，能确保以足够的可靠性执行下面描述的操作。

如果控制设备1例如是用于制动系统的控制设备，则控制设备1可与制动系统的致动装置和/或传感器4-i相连接。通常，当前可供使用的各车辆上都有这样一种制动系统用的控制设备。凭借这样的制动系统的控制设备尤其可实现例如防抱死制动系统(ABS)和/或电子稳定程序(ESP)的功能。

如果控制设备1不是用于一制动系统的控制设备，而是用于其它系统的控制设备，诸如用于发动机管理系统的控制设备，或用于控制转向或变速器的其它控制设备，在此情况下，其它致动装置和/或传感器4-i也可连接到控制设备1上。

控制设备1例如可包括一控制装置11，它从一个或多个传感器4-i获取数据，并对其进行分析评估，由此生成用于一个或多个致动装置4-i的控制指令。例如，控制装置11可以以微处理器或一微处理器系统的形式来实现。

此外，控制设备1可与其他组件或其它控制装置3-i相耦合。以此方式，各控制装置可彼此交换数据。例如，控制设备1也可以此方式将控制指令发送到其它控制装置3-i或与其它控制装置3-i同步。由此，例如可进行制动控制系统、用于发动机管理的控制系统以及转向和/或变速器控制系统之间的数据交换。

此外，在控制设备1中设置有接收装置12。该接收装置12与一个或多个距离传感器2-i相耦合。距离传感器2-i例如可以是检测车辆周围环境的超声波传感器。这类超声波传感器2-i例如可被集成到车辆的保险杠中，以检测车辆后面、前面、以及在可能情况下侧面的物体和障碍物。在此，借助超声波传感器2-i也可确定车辆与物体或障碍物之间的距离。为此，超声波传感器2-i例如发送预定的超声波信号，随后检测由物体或障碍物反射的所发射超声波信号的反射部分。由于这类超声波传感器是众所周知的，因此这里省略了详细描述。距离传感器2-i也可为雷达传感器和/或激光雷达传感器。

例如，接收装置12可以针对每个距离传感器2-i都具有一个单独的连接装置。尤其是，可为每个超声波传感器2-i设置一个插接式接触器作为连接装置。此外，可能情况下多个距离传感器2-i也可共同连接到接收装置12的一个连接装置上。以此方式，任意数量的距离传感器2-i可连接到控制设备1的接收装置12上。由此，可将例如4个、6个、8个、12个或其它不同数量的距离传感器2-i连接到控制设备1的接收装置12上。在此，距离传感器2-i例如可向控制设备1的接收装置12提供模拟信号。此外，距离传感器的输出信号2-i也可以被预先转换成数字信号，随后将这些数字信号提供给控制设备1的接收装置12。在此情况下，可能情况下数字信号也可以通过合适的总线系统提供给控制设备1的接收装置12，结合下图，对此相关情形进行更为详细的说明。

从距离传感器2-i所接收的数据由接收装置12转发到控制设备1的控制装置11上。随后，控制装置11对距离传感器2-i的数据进行分析评估。尤其是，在控制装置11中可附加地实施用于泊车系统的控制，它对距离传感器2-i的数据进行分析评估。例如，控制装置11在应用从距离传感器2-i接收的数据的情况下计算车辆周围环境的模型。这种周围环境的模型例如可包括车辆周围环境中物体或障碍的二维或三维模型。此外，可能情况下该模型还可顾及由其他传感器检测到的其他对象。

基于距离传感器2-i的数据以及可能情况下根据距离传感器2-i的数据建立的周围环境模型，控制装置11可为车辆提供泊车系统的功能。例如可检测车辆周围环境中的对象或障碍物。尤其可例如根据车辆和所检测到的对象或障碍物之间的距离，输出光学和/或声学信号。由此可提请车辆驾驶员在泊车时对可能的危险引起重视。例如可计算车辆周围环境中所检测到的对象或障碍物的可视显示。这样的可视显示例如可在显示装置上为用户显示。

此外，在控制设备1的控制装置11中还可生成控制指令，以全自动或半自地进行车辆的泊车过程。为此，例如由控制设备1的控制装置11生成控制指令，其被传送到车辆的一个或多个致动装置4-i或车辆的其他控制装置3-i。例如，借助这类控制指令可对车辆转向加以控制，或影响车辆的发动机管理，以使车辆例如运动。在此，车辆的其它致动装置或其它控制装置3-i可通过任意连接装置与控制设备1相连接。尤其是，也可借助任意的总线系统进行连接。

图2以示意图方式示出了根据另一实施方式的车辆用控制设备1。在此需明确的是，前面结合图1所述控制设备1的各个特征与后面结合图2所述控制设备1的特征彼此之间可任意组合。前面所述控制设备1的特征以及连接在控制设备1上的部件只要与前面所述实施例没有区别，则不在此重新说明。

在根据图2的控制设备1中，例如设置有显示装置5，其上例如显示了在控制设备1的控制装置11中所计算的可视显示。在此，例如可以是一简单的条形图，它可视显示出车辆周围环境中车辆和对象或障碍物之间的距离。此外，也可以二维或三维示意图的方式显示车辆周围环境中的对象或障碍物。尤其是，例如在控制设备1的控制装置11中所计算的可视显示可与由一个或多个其他车载摄像机的图像相互叠加，以便突出显示车辆周围环境中的对象或障碍物。

如图2进一步所示，距离传感器2-i还可借助任意适宜的总线系统将其数据传输到控制设备1上。该总线系统例如可是控制器区域网络(CAN)，LIN，PSI3，DSI3，可能情况下也可是Flexray，以太网或任意其它适宜的总线系统。在此情况下，由距离传感器2-i所检测的数据可被数字化并作为数字式数据通过相应的总线系统传输到控制设备1的接收装置12。

此外，可能情况下数据、尤其是传感器数据也可由其它传感器6检测并传输到控制设备1。这些其它的传感器6例如可以是一个或多个雷达传感器，或也可是光学传感器。例如，还可借助一个或多个摄像机(这里未示出)对车辆的周围环境进行光学检测，并将所检测到的摄像机数据首先在外部分析评估装置(也未示出)中加以分析评估。在此，例如可在所检测的摄像机数据中识别出诸如对象、线条或图案等元素。有关所识别的元素的信息可以被传输到控制设备1。例如，外部分析评估装置可通过控制器区域网络(CAN)、Flexray、以太网或其它适宜的总线系统连接。

因此，控制设备1的控制装置11可一同分析评估有关另外识别出的元素的这些信息。所识别的元素例如可包括车辆周围环境中，例如显示可能泊车位标记的线条。此外，还可检测其他标记，例如对可能泊车位的限制或禁止泊车标记。例如，还可检测和/或识别表示禁止或允许泊车位置指示的标志牌。由所检测的图像数据提取的这些信息以及可能情况下的其他信息同样可以被提供给控制设备1的控制装置11，并纳入进一步的处理中。

以此方式，例如可生成一适宜的，在显示装置5上显示给用户的可视显示。由此，除了车辆周围环境中可能存在的对象和障碍物外,该信息指示可能情况下还可以包括关于车辆周围环境中潜在泊车位置或可能的禁止泊车位置的指示。此外，即使在全自动或半自动的泊车过程中，也可以对有关禁止泊车位置或潜在泊车位置的信息加以考虑。以此方式，可确保车辆尽可能停泊在适宜的泊车位置上。在全自动或半自动的泊车过程中，控制设备1的控制装置11故意地为其它控制装置3-i或其它致动装置4-i生成的相应控制指令，以使车辆全自动驶入适宜的泊车位置，或至少在导航到适宜的泊车位置方面为车辆驾驶员提供支持。在此，如图2所示，可能情况下制动系统的其它控制装置3-i和其它部件4-i也通过一共同的总线系统与控制设备1相耦合。当然，制动系统的其它控制装置3-i和其它部件4-i也可通过单独的总线系统与控制设备1相耦合。

图3以一示意图的方式示出了根据一实施方式用于车辆控制方法的流程图。在步骤S1中，在应用第一传感器数据的情况下借助控制装置11实施车辆方的第一系统的控制。这类第一传感器数据例如可源于一个或多个第一传感器4-i。尤其是，例如可在使用适宜的传感器数据，例如车轮传感器等的传感器数据情况下，借助制动控制系统对车辆的制动系统加以控制。

此外，在步骤S2中，还接收源于距离传感器2-i的第二传感器数据。在此，第二传感器尤其可以为用于车辆泊车系统的超声波传感器。这类超声波传感器2-i例如可以集成在车辆的保险杠中。

随后，在步骤S3中，在使用所接收的第二传感器数据情况下，借助控制装置11对车辆的泊车过程加以控制。换句话说，在此，泊车系统的传感器数据分析评估功能被集成到制动系统的控制系统中。因此，不需要用于分析评估传感器数据——尤其是泊车系统用超声波传感器2-i的传感器数据——的单独控制器。在此，原则上一方面是诸如轮速传感器的分析评估等的制动控制的处理步骤，另一方面是诸如对超声波传感器的信号进行分析评估等的、泊车功能用的传感器信号处理都可相互独立，但在一共同硬件上加以实现。尽管泊车功能、以及为此所要求的泊车功能用硬件在此情况下集成在制动控制系统中，但其运行完全独立于制动控制功能。换句话说，它实现了一种“虚拟控制器”，其中，制动器的控制就像制动器被单独控制一样。

总之，本发明涉及将车辆泊车系统的功能集成到车辆的另一控制系统中。尤其是，源于泊车系统超声波传感器的传感器信号的分析评估可由车辆中已有的控制系统一并承担。在此，超声波传感器的相应传感器数据被直接提供到相应控制系统中。诸如源于超声波传感器的传感器信号的分析评估例如可以集成在车辆的制动控制系统中。在此，承担传感器信号分析评估的相应控制系统也一并执行泊车系统的功能。

Claims (11)

1.用于车辆的控制设备(1)，具有：

控制装置(11)，该控制装置设置用于，在使用第一传感器数据的情况下对车辆方的第一系统进行操控；

获取装置(12)，该获取装置设置用于，接收距离传感器(2-i)的第二传感器数据；

其中，控制装置(11)还设置用于，在车辆的泊车过程期间对所接收的第二传感器数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其中，控制装置按照车辆安全完整性等级D，即ASIL D设置。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备(1)，其中，控制装置(11)包括制动控制系统。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的控制设备(1)，其中，控制装置(11)设置用于，在使用所接收的其他传感器数据的情况下计算出车辆周围环境的可视显示。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的控制设备(1)，其中，控制装置(11)设置用于，确定用于车辆的半自动或全自动的泊车过程的控制指令，并将所确定的控制指令传输给车辆的其它部件(3-i)。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的控制设备(1)，其中，接收装置(12)设置用于，从其它传感器(6)接收第三传感器数据，其中，控制装置(11)在车辆的泊车过程期间对第二传感器数据和第三传感器数据进行处理。

7.根据权利要求6所述的控制装置(1)，其中，第三传感器数据包括雷达传感器和/或光学传感器的数据。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的控制设备(1)，其中，接收装置(12)包括用于连接距离传感器(2-i)的插接式接触器。

9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的控制设备(1)，其中，接收装置(12)包括用于通信总线的接口。

10.具有根据权利要求1至9中任一权利要求所述的控制设备(1)的制动控制系统。

11.用于控制车辆的方法，其包括下列步骤：

在使用第一传感器数据的情况下，借助控制装置(11)操控(S1)车辆方的第一系统；

从距离传感器(2-i)接收(S2)第二传感器数据；以及

在使用所接收的第二传感器数据的情况下，借助控制装置(11)控制(S3)车辆的泊车过程。