CN110091870A - 用于调节车辆与在前方行驶的车辆的间距的方法和间距调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节车辆(200)与在前方行驶的车辆(202)的间距(204)的方法，其特征在于，在限制的步骤中将所述间距(204)限制在预先选择的间距目标值(118)上，并且，在调节的步骤中在使用驾驶踏板角(120)的变化的情况下调节所述间距目标值(118)。

Description

用于调节车辆与在前方行驶的车辆的间距的方法和间距调 节器

技术领域

本发明涉及一种用于调节车辆与在前方行驶的车辆的间距的方法和一种用于车辆的间距调节器。

背景技术

用于车辆的间距限制器通过制动干预和干预对车辆的驾驶踏板提出的加速度要求来使车辆与在前方行驶的车辆之间的间距保持在确定的最小间距上。如果限制器接通，则忽略将会适合于使间距减小到最小间距以下的加速度要求。

发明内容

在此背景下，借助在此提出的方案提出根据独立权利要求所述的一种用于调节车辆与在前方行驶的车辆的间距的方法和一种间距调节器以及相应的计算机程序产品。在此提出的方案的有利的扩展方案和改进方案由说明书得出并且在从属权利要求中来描述。

本发明的优点

本发明的实施方式可以以有利的方式实现：符合状况地匹配与在前方行驶的车辆的间距，而不低于安全间距。由此，当在前方行驶的车辆制动以便转弯时，可以实现自然的驾驶感觉并且例如获得车辆的摆动。

提出一种用于调节车辆与在前方行驶的车辆的间距的方法，其特征在于，在限制的步骤中将所述间距限制在预先选择的间距目标值上，并且，在调节的步骤中在使用关于驾驶踏板角的变化的信息的情况下调节所述间距目标值。

此外，关于本发明的实施方式的思想可以看作基于以下描述的构思和认知。

间距目标值可以是车辆与直接在前方行驶的车辆之间的间距，通常不应该低于该间距。间距目标值应该至少与安全间距一样大，以便在所有交通状况中——例如在前方行驶的车辆突然制动的情况下——不会危害两个彼此相继地行驶的车辆的安全性。然而，为了例如提高驾驶员的安全感，间距目标值也可以选得比安全间距更大。尤其可能有利的是，可以将距离目标值单独地调节到驾驶员需求上。间距目标值可以与车辆的速度相关。间距目标值在较高的速度的情况下可以比在低的速度的情况下更大。间距目标值可以最多减小直到速度相关的安全间距上。安全间距可以例如通过车辆的紧急制动系统的或驾驶员的反应时间来预给定。

在常规的间距限制器的情况下固定地预给定间距目标值，而借助在此提出的间距调节器应提供以下可能性：可以使间距目标值在一定界限内动态地匹配驾驶员的愿望。在调节间距调节器的情况下尤其应该考虑关于驾驶踏板角的变化的信息。在此，驾驶踏板角说明：车辆的驾驶踏板由驾驶员从静止位置出发下压多远。因此，驾驶踏板角的变化说明关于驾驶员的当前的加速度期望的指示。如果驾驶员例如增大驾驶踏板角，则这可以理解为给间距调节器的如下指示：暂时地减小待保持的间距目标值，也就是说，驶近在前方行驶的车辆。

在限制的步骤中，如果将间距限制在间距目标值上，则例如可以向驱动装置仅仅部分地传递关于驾驶踏板角的变化的信息。尤其可以向驱动装置仅仅部分地传递驾驶踏板角的增大。可以向驱动装置完全地传递驾驶踏板角的缩小。

该方法可以具有预先调节的步骤，在所述步骤中，在使用由所述车辆的操作元件读取的用于所述间距目标值的预给定值的情况下预先调节所述间距目标值。在车辆接近在前方行驶的车辆前，可以预先调节间距目标值。操作元件例如可以是在转向柱处的杆或车辆的方向盘。预给定值可以理解为用于待限制的间距的参考值。在操作元件上例如可以调节不同的预给定值。在此，每个预给定值代表不同的输出间距目标值。从输出间距目标值出发，然后在调节的步骤中在使用驾驶踏板角的变化的情况下调节间距目标值。

可以在使用与速度无关的时间间隙值作为预给定值的情况下预先调节所述间距目标值。时间间隙值表示直至车辆驶过与在前方行驶的车辆相同的点的持续时间。由此，在不改变预给定值的情况下，实际上待保持的间距在速度增大时变得更大并且在速度减小时变得更小。

如果驾驶踏板角的梯度大于阈值，则可以使预给定值变化预先定义的等级(Stufe)。如果快速按压或释放驾驶踏板，则导致驾驶踏板角的高梯度。如果快速按压驾驶踏板，则可以相比在操作元件上调节更小的预给定值。在此，在不低于行驶速度的最小安全间距的情况下快速地减小车辆之间的间距。如果快速地释放驾驶踏板，则相比在操作元件上调节更大的预给定值。通过释放驾驶踏板使车辆减速并且增大间距。通过弱的制动干预可以支持减速。

如果增大驾驶踏板角，则可以减小间距目标值。如果以低的速度按压驾驶踏板，则可以向车辆的驱动装置部分地传递驾驶踏板角的变化。然后，车辆缓慢地靠拢在前方行驶的车辆并且保持该间距。

如果缩小驾驶踏板角，则可以增大间距目标值。如果以低的速度释放驾驶踏板或缓慢地减小对驾驶踏板的力，则可以将驾驶踏板角的变化部分地传递到车辆的驱动装置。然后，车辆缓慢地倒退到在前方行驶的车辆的后面。从通过预给定值预给定的间距目标值起，可以使间距再次保持恒定。

在使用当前的间距目标值的情况下可以预给定用于所述车辆的操控装置的干预限度(Eingriffsspielraum)。间距目标值越小，制动干预和/或加速度要求的变化可能越强烈。换句话说，车辆可以越强烈地制动，该车辆越接近在前方行驶的车辆。

所述方法可以例如按软件或硬件或按由软件和硬件组成的混合形式例如在控制设备中实施。

在此提出的方案还实现一种间距调节器，所述间距调节器被构造用于在相应的装置中实施、控制或者实现在此提出的方法的变型方案的步骤。

间距调节器可以是以下电设备：该电设备具有用于处理信号或数据的至少一个计算单元、用于存储信号或数据的至少一个存储器单元、用于读取或输出数据的至少一个接口和/或通信接口，其嵌入到通信协议中。计算单元例如可以是信号处理器、所谓的系统ASIC或微控制器，以便根据传感器信号处理传感器信号并且输出数据信号。存储器单元例如可以是闪存、EPROM或磁性的存储器单元。接口可以构造为用于读取传感器的传感器信号的传感器接口和/或构造为用于向执行器输出数据信号和/或控制信号的执行器接口。通信接口可以构造用于无线地和/或有线连接地读取或输出数据。接口也可以是软件模块，其例如与其他软件模块共存在微控制器上。

具有程序代码的计算机程序产品或者计算机程序也是有利的，所述程序代码可以存储在机器可读的载体或者存储介质，如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上并且尤其用于当在计算机、可编程的控制设备或类似的设备上执行程序产品时实施、实现和/或控制根据先前描述的实施方式之一的方法的步骤。

在此指出，本发明的可能的特征和优点中的一些在此参照不同的实施方式作为用于调节间距的方法和间距调节器来描述。本领域技术人员看出，可以以合适的方式组合、匹配或交换特征，以便实现本发明的另外的实施方式。

附图说明

以下参照附图描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书都不应设计为对本发明进行限制。

图1根据一个实施例示出一种具有间距调节器的间距调节系统的框图；以及

图2根据一个实施例示出一种具有间距调节器的车辆的示图。

附图仅是示意性的并且不按比例。相同的附图标记在附图中表示相同的或作用相同的特征。

具体实施方式

图1示出一种间距调节系统100的框图。间距调节系统100具有根据在此提出的方案的间距调节器102并且具有加速度调节器104。间距调节系统100设置用于车辆。在此，该车辆称为自身车辆(Egofahrzeug)。间距调节器102构造用于执行动态的、驾驶员期望相关的期望间距计算。为此，由自身车辆的操作元件106读取自身车辆与在前方行驶的车辆的间距的预给定值108。在此，在前方行驶的车辆称为目标车辆。通过自身车辆的间距传感器110测量实际上的当前间距并且以间距值112来描述。间距调节器102读取间距值112。由间距值112的变化过程可以获得另外的信息。在使用自身车辆的以速度值114描述的速度和/或自身车辆的以加速度值116描述的加速度的情况下，可以由所述变化过程推断出目标车辆的速度和/或目标车辆的加速度。

间距调节器102读取自身车辆的驾驶踏板122的驾驶踏板角120，以便确定间距目标值118。在使用所读取的值的情况下确定间距目标值118。将间距目标值118传送给加速度调节器104。在加速度调节器104的计算装置124中，在使用间距目标值118和驾驶踏板角120的情况下计算加速度期望值126。由加速度调节器104的操控装置128读取加速度期望值126。在操控装置128中，将加速度期望值126转化成用于车辆的驱动装置132的驱动控制信号130和/或用于车辆的制动系统136的制动信号134。

此外，操控装置128读取加速度调节器104的停用装置140的停用信号138。停用装置140监视驾驶踏板角120。当驾驶踏板122处的驾驶踏板角120以大于阈值的角速度变化或者驾驶踏板角超出确定的值时，停用装置140输出停用信号138。响应于停用信号138地，停用间距112的影响。如果驾驶员进行减档，则该驾驶员例如越过驾驶踏板角，以便取得自身车辆的尽可能大的加速度。在此，该驾驶员接管对自身车辆的完全控制。

在一个实施例中，操作元件106的间距调节器还读取最大速度值142。在使用最大速度值142和所读取的其他参量的情况下确定用于加速度调节器104的速度目标值144。在计算装置124中，在使用速度目标值144的情况下计算加速度期望值126。

在一个实施例中，由操控装置128还输出用于驾驶踏板122处的执行器148的执行器信号146。执行器148与驾驶踏板122的操纵方向相反地发生作用。如果操控装置128通过制动信号134激活车辆的制动系统136，则通过执行器148例如可以向车辆的驾驶员发送触觉信号。

图2根据一个实施例示出一种具有间距调节器的车辆200。在此，间距调节器基本上相应于图1中的间距调节器。在此，车辆200标记为自身车辆200并且在在前方行驶的车辆(其标记为目标车辆202)的后面行驶。自身车辆200在上面的图中与目标车辆202远离并且相比目标车辆202以更高的速度行驶。自身车辆200的速度通过自身车辆200的驱动装置的当前的功率输出来确定。对于驱动装置的功率要求由自身车辆200的驾驶员通过在自身车辆200的驾驶踏板122处的驾驶踏板角120来预给定。由于差速度，车辆200、202之间的间距204减小。间距204通过自身车辆200的至少一个间距传感器来测量并且通过间距调节器来调节。为了使自身车辆200不超出与目标车辆202的、速度相关的间距目标值118，间距调节器从与目标车辆202的、速度相关的阻尼间距206起与驾驶踏板角120无关地减小功率需求，直至间距205相应于间距目标值118并且两个车辆200、202以相同的速度行驶。因此，自身车辆200调节到间距目标值118上。

自身车辆200的驾驶员已经通过操作元件106调节用于间距目标值118的预给定值108。预给定值108将间距目标值118表示为车辆200、202之间的时间间隙。时间间隙相应于直至自身车辆200驶过目标车辆202先前已经驶过的点所流逝的持续时间。因为自身车辆随着增加的速度对于每个时间单位驶过更大的路段，所以尽管预给定的时间间隙保持不变，间距目标值118在速度增加时变得更大。

如果驾驶员在当前交通状况中认为间距目标值118过大，则他可以在在此提出的方案中缩短间距204。为此，驾驶员可以在经调节的间距目标值118的情况下进一步按压驾驶踏板122。间距调节器记录已改变的驾驶踏板角120并且使间距目标值118例如成比例地匹配于驾驶踏板角120的变化，只要更强烈地按压驾驶踏板122。在此，使间距目标值118最小减小到最小间距上。如果驾驶员减小对驾驶踏板122的压力，则间距调节器也记录驾驶踏板角120的变化并且例如与驾驶踏板角120的变化成比例地再次增大间距目标值118，直至再次达到最初通过操作元件106调节的间距目标值118。

换句话说，图2根据一个实施例示出一种具有间距调节器的车辆200的图。间距调节器构造用于根据车辆200的驾驶踏板122的驾驶踏板角120预给定车辆200与在前方行驶的车辆202之间的间距204的间距目标值118。

通过车辆200的间距调节器在使用车辆200的驱动装置的制动干预和/或功率匹配的情况下将间距调节到间距目标值118上。为了可以调节间距，间距调节器读取车辆200的间距传感器的表示间距204的间距值。

间距目标值118由间距调节器在值范围内预给定。未受影响的间距目标值118尤其是值范围的最高值。值范围可以是速度无关的时间间隙范围。同样，值范围可以是速度相关的。那么，值范围在较大的速度时比在低速时包括更高的值。

值范围由车辆200的驾驶员通过操作元件106调节。在此，操作元件106例如实施为在车辆200的方向盘上的操作杆。操作元件106也可以实施为旋转开关或车辆控制装置的菜单。

如果车辆200接近在前方行驶的车辆202，则间距204减小。如果间距204接近间距目标值118，则间距调节器以功率校正值减小分配给驾驶踏板122的当前驾驶踏板角120的功率要求，以便使车辆200减速，直至车辆200的速度与在前方行驶的车辆202的速度几乎一致并且间距204几乎相应于间距目标值118。如果车辆200、202之间的差速度过大以致于不可以通过功率要求进行平衡，则通过制动干预值向车辆200的制动系统输出制动要求。

如果驾驶员认为经调节的间距204过大或不匹配于当前的交通状况，则驾驶员增大驾驶踏板122的驾驶踏板角120或者提高对驾驶踏板122的压力。该变化通过间距调节器来记录，并且，间距目标值118与值范围内的变化成比例地减小。由于减小的间距目标值118，向车辆200的驱动装置至少部分地传递伴随所述变化的、功率要求的增大。车辆200缩短间距204并且靠拢在前方行驶的车辆202，直至新的间距204再次相应于间距目标值118。

在驾驶踏板角120小幅增大的情况下，间距目标值118仅仅略微减小。在驾驶踏板角120大幅增大的情况下，间距目标值118大幅减小。然而，间距目标值118在此保持在所选择的值范围内。如果驾驶员再次减小驾驶踏板角120、即在驾驶踏板122上施加较小的压力，则在值范围内与驾驶踏板角120的变化成比例地提高间距目标值118。

在一个实施例中，响应于驾驶踏板角120的增大地切换到较窄的值范围。较窄的值范围包括更接近在前方行驶的车辆202的距离值。由此，较窄的值范围的最大的间距目标值118相比另外的值范围的最大的间距目标值118也表示更小的与在前方行驶的车辆202的间距。总体上，车辆200更接近在前方行驶的车辆202地行驶。

为了相应于间距目标值118地保持间距204，间距调节器操纵车辆200的制动系统。值范围越窄，间距调节器的可能的制动干预越大，以便可靠地制动车辆200，而不撞上在前方行驶的车辆202。

示出如下图：在所述图中，根据在此提出的方案影响与在前方行驶的车辆202的间距204。车辆200具有间距调节器，如其在图1中示出的那样。

如果间距204大于通过预先选择的值范围定义的最大的间距目标值118，则车辆200可以比在前方行驶的车辆202更快地行驶并且靠拢在前方行驶的车辆202。

如果车辆200已经靠拢在前方行驶的车辆202只剩相应于间距目标值118的相应的间距204并且驾驶员不更强烈地按压驾驶踏板122，则间距调节器在保持不变的速度的情况下保持间距204恒定。如果速度减小，则车辆200可以更贴近地驶近。如果速度增大，则间距调节器增大间距204。

如果驾驶员认为经调节的间距204过大并且适度地增大对驾驶踏板122的压力，则间距调节器相应地在值范围内减小间距目标值118。

换句话说，提出一种动态的距离调节或距离计算(动态距离控制/计算)。

目前，在车辆中存在不同的驾驶员辅助系统。此外，巡航控制(CrCtl)、纵向限制器(LLim)、ALLiM(高级LLim)和自适应巡航控制(ACC)提高驾驶员的舒适性和安全性。此外，另外的辅助系统通过间距警告和紧急制动干预来提供安全收益。

在在此提出的方案中，计算动态的期望间距。根据不同的影响参量不同地计算最小间距。类似于间距调节巡航控制地，基于时间间隙的最小间距用作基础。然而，该最小间距可以在当前间距204接近最小间距的情况下或者在达到最小间距的情况下被减小，尤其当驾驶员要求这时。

如果使驾驶员以其车辆限制在与在前方行驶的车辆的最小间距上并且该驾驶员想要有意识地进一步地驶近，因为在前方行驶的车辆例如预计转弯(交通流需要或出于主观的原因)，则该驾驶员通过提高驾驶踏板角120可以减小最小间距。例如可以选择下一个更小的时间间隙或最小的时间间隙。

限制功能本身保持激活，仅仅最小距离和因此释放的加速度发生变化。为了使最小间距保持在安全的范围内，通过缓慢地增大驾驶踏板角120仅仅可以减小至确定的最小的最小间距(最后的时间间隙)。

为了进一步的接近，类似于用于停用系统的减档地，需要高的驾驶踏板梯度或驾驶踏板122的偏转。

除了考虑参量如驾驶踏板角120、差速度和至最小间距的间距，也可以考虑地理特征，例如斜坡或弯道。

同样，在前方行驶的车辆202的加速可能导致不同的愿望间距，因为靠拢并且跟随进行加速的车辆202是有意义的，而与进行制动的车辆202保持间距(主观的愿望间距)是有意义的。

关于影响因素——例如目标车辆的加速度或所行驶的路段的半径，在减小预先选择的间距目标值的情况下同样得出变化的可能性。在一个实施例中，在在笔直的高速公路上相同地增大驾驶踏板角的情况下，与在弯曲的公路的情况下或在城市中相比，预先选择的间距目标值的下降更小。

产生提高的灵活性。通过在计算最小间距的情况下使用附加的输入参量——如尤其驾驶踏板122，除了间距限制器的安全性和舒适性之外，驾驶员具有以下可能性：使间距204匹配于其当前的、个人的方位、其要求和交通状况。这可以通过考虑驾驶踏板行为来实现。

通过在此提出的方案，产生提高的运动性和安全性。通过考虑驾驶踏板位置，动态的间距计算向驾驶员提供尽可能高的反馈。如速度限制器的在当前已知的实现那样，不存在明显的死区，因为驾驶踏板角120的增大也导致车辆加速度。虽然减小车辆加速度以便保持安全性和舒适性，但该车辆加速度给驾驶员带来始终预给定车辆行为的感觉。

此外，如果驾驶员不想要限制，则该驾驶员可以通过高的驾驶踏板梯度或高的驾驶踏板值(有意识的加速请求)来暂时停用该功能。

这产生对于驾驶员易于理解的行为，因为该驾驶员自身一直负责加速度和间距204(在一定界限内)并且这可以匹配于该驾驶员的驾驶风格和驾驶状况。该驾驶员通过有意识地改变驾驶踏板122来获得车辆200的反应。由此，明显地减小与操作杆106的相互作用的必要性。

在此提出的方案可以特别简单地通过车辆中的电动机控制装置的或雷达控制设备的软件变化来实现，在所述车辆中安装间距调节巡航控制或类似的系统。

最后应指出，概念如“具有”、“包括”等不排除其他的元件或步骤，并且，概念如“一个”不排除多个。权利要求中的附图标记不应看作限制。

Claims (10)

1.一种用于调节车辆(200)与在前方行驶的车辆(202)的间距(204)的方法，其特征在于，在限制的步骤中将所述间距(204)限制在预先选择的间距目标值(118)上，并且，在调节的步骤中在使用关于驾驶踏板角(120)的变化的信息的情况下调节所述间距目标值(118)。

2.根据权利要求1所述的方法，其具有预先调节的步骤，在所述步骤中在使用由所述车辆(200)的操作元件(106)读取的用于所述间距目标值(118)的预给定值(108)的情况下预先调节所述间距目标值(118)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述预先调节的步骤中，在使用与速度无关的时间间隙值作为预给定值(108)的情况下预先调节所述间距目标值(118)。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中，在所述预先调节的步骤中，如果所述驾驶踏板角(120)的梯度大于阈值，则使所述预给定值(108)变化预先定义的等级。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述调节的步骤中，如果增大所述驾驶踏板角(120)，则减小所述间距目标值(118)的调节。

6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述读取的步骤中，如果减小所述驾驶踏板角(120)，则增大所述间距目标值(118)的调节。

7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述读取的步骤中，在使用当前的间距目标值(118)的情况下预给定用于所述车辆(200)的操控装置(128)的干预限度。

8.一种间距调节器(102)，其构造用于在相应的装置中实施、实现和/或操控根据以上权利要求中任一项所述的方法。

9.一种计算机程序产品，其构造用于实施、实现和/或操控根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种机器可读取的存储介质，在其上存储根据权利要求9所述的计算机程序产品。