CN110382285B - 车辆以及用于辅助驾驶机动操纵的驾驶辅助方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于辅助本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助方法,本车辆通过由蓄能器馈电的电动机驱动,该方法包括:预测本车辆的功率密集的驾驶机动操纵;查明是否驾驶机动操纵准则对于预测的驾驶机动操纵是满足的,驾驶机动操纵准则包括能量准则和交通准则以及效率准则;能量准则的满足的查明包括:查明峰值功率曲线;确定本车辆的可供使用的驱动功率;评价是否该驱动功率足够用于峰值功率曲线,如果是,则满足能量准则;交通准则的满足的查明包括:获取在本车辆的周围环境中的交通情景,交通情景包括交通状况和/或路段拓扑结构;评价是否预测的驾驶机动操纵参考该交通情景能被完全执行,如果是,则满足交通准则;指示查明的结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于辅助本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助方法和一种用于本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助系统。
背景技术
由现有技术已经知道驾驶机动操纵助手例如超车助手或者车道变换助手,超车助手例如在DE102014211530A1或DE102013217434A1中说明,车道变换助手例如在DE4005444A1中说明。另外已知一种驾驶员辅助系统,其在控制消耗的驾驶中支持驾驶员,其例如在DE102010041544A1中说明。
然而由现有技术已知的辅助系统在以下方面不能给予驾驶员帮助,即判断计划的功率密集的驾驶机动操纵是否能根据当前的交通情景被可靠地执行,并且同时,是否车辆的足够的驱动功率对于计划的功率密集的驾驶机动操纵是可供使用的。恰恰在电动运行的车辆中,这个方面是关键的,因为不充足的能量储备通常导致驱动功率的限制并且从而导致安全风险。但是在电动运行的车辆的功率密集的驾驶机动操纵中重要的是,在功率密集的驾驶机动操纵的整个持续时间上保证以足够的驱动功率安全地执行。
发明内容
因此本发明的目的是,提供用于辅助本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的一种驾驶辅助方法和一种驾驶辅助系统,它们在功率密集的驾驶机动操纵的持续时间上给出关于驾驶机动操纵的安全性以及关于驱动功率的可供使用性的信息。
本发明的第一方面涉及一种用于辅助本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助方法,所述本车辆通过由蓄能器馈电的电动机驱动,所述驾驶辅助方法包括:
-预测本车辆的功率密集的驾驶机动操纵;
-查明,是否驾驶机动操纵准则对于预测的驾驶机动操纵是满足的,所述驾驶机动操纵准则包括能量准则和交通准则以及效率准则;
其中,所述能量准则的满足的查明包括:
·查明峰值功率曲线,所述峰值功率曲线对于完全地执行预测的驾驶机动操纵是需要的;
·确定本车辆的可供使用的驱动功率;
·评价,是否可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线,其中,如果可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线时,所述能量准则是满足的;
其中,所述交通准则的满足的查明包括:
·获取在本车辆的周围环境中的交通情景,所述交通情景包括交通状况和/或路段拓扑结构;
·评价,是否预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行,其中,如果预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行时,所述交通准则是满足的;
其中,所述效率准则的满足的查明包括:
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而节省的时间;
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而附加地消耗的驱动功率;
·评价,节省的时间与附加地消耗的驱动功率的商是否处于规定的值域之内,如果所述商处于规定的值域之内,那么效率准则是满足的;
-指示查明的结果。
在本文的范围内,蓄能器可以理解成一种系统,其包括一个或多个串联和/或并联的蓄能单元,这些蓄能单元分别具有至少两个蓄能单体。这种蓄能器的一个优选例子是蓄电器或者高电压电池,例如它们通常在电动车或混合动力车辆中被使用。
在这些实施方式的范围内,本车辆的功率密集的驾驶机动操纵理解成如下的驾驶机动操纵,在该驾驶机动操纵中,在确定的持续时间上,高驱动功率或者最大驱动功率是需要的。这样的驾驶机动操纵包括以下过程之中的至少一个过程:超车过程、车道变换、驶入或驶出、例如高速公路驶入或高速公路驶出、加速过程和助力过程。上述过程可以任意地组合,以便构成功率密集的驾驶机动操纵。在此,这些过程之中的仅一个也可以是功率密集的驾驶机动操纵。
本车辆的功率密集的驾驶机动操纵可以借助于以下数据或参数之中的至少一个来预测:周围环境数据(所述周围环境数据例如通过周围环境识别装置来获取)、踏板参数(例如经历的踏板行程)、转向数据(例如关于执行的转向运动的信息)和驾驶方向指示器的数据(例如方向指示灯的激活)。周围环境识别装置构造成用于,借助周围环境传感装置识别车辆周围环境并且提供和/或处理相应的周围环境数据。周围环境传感装置包括以下装置之中的至少一个:超声传感器、雷达传感器、激光雷达传感器和/或相机。周围环境数据可以来源于上述装置之一或者上述装置之中的多个的组合体(传感器数据融合)。因此,本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的预测通过获取和评价周围环境数据和/或踏板参数和/或转向数据和/或方向指示器数据来执行。
有利地,功率密集的驾驶机动操纵包括超车过程。优选地,功率密集的驾驶机动操纵是超车过程。
超车过程可以至少通过以下动作之一被探测,所述动作能通过上述数据或装置例如周围环境识别装置被获取:
-本车辆锁定前行车辆,已经接近前行车辆,可以被识别为用于超车意图的识别准则;
-确定可应用的速度差,所述速度差对于锁定车辆需要存在;
-本车辆跟随前行车辆并且激活方向改变指示器(例如方向指示器);
-本车辆跟随前行车辆并且快速踩下加速踏板;和
-转向运动并且错开地跟随前行车辆,即向外转动和/或错开地驾驶。
为了查明能量准则的满足,查明峰值功率曲线。为此查明峰值功率的时间过程。有利地,首先预测功率密集的驾驶机动操纵的时间过程和空间过程(例如通过轨迹规划)。在此,焦点是能被调用的峰值功率。为了功率密集的驾驶机动操纵的时间过程和空间过程的预测,查明和评价以下物体之中的至少一个的行驶动力学数据:本车辆、前行车辆、后行车辆和对向车辆。在此,行驶动力学数据包括以下信息之中的至少一个:路段走向、行程、时间、速度、加速度、与前行车辆和/或后行车辆和/或对向车辆的距离、能量消耗、发动机发热、驱动力、功率、运动阻力和车辆效率。
在当前实施方式的意义中,概念“峰值功率曲线”包括最大驱动功率的曲线。最大驱动功率可以理解成在短的载荷持续时间上能够通过驱动系统提供的驱动功率,而该电驱动系统的功率不中断。
有利地,峰值功率曲线的查明包括:为了完全执行预测的驾驶机动操纵而需要的持续时间的查明,和在预测的持续时间上最大驱动功率的时间过程的查明。这意味着,焦点是电驱动系统的最大驱动功率(峰值功率)。电驱动系统包括至少一个蓄能器、能量调节器(变流器)和至少一个牵引力调节总成。通常电驱动系统按照其持久载荷进行设计。但是,在此,电驱动系统的在短时间上可能的峰值载荷未被关心。电驱动系统可以以短暂的峰值载荷运行,其明显超过持久功率。但是,由于较高的热载荷和机械载荷以及各种损害机理,这种峰值载荷仅仅允许在时间上有限地施加,而持久载荷是持久地可供使用的。通常,电驱动系统的运行策略选择成,使得可供使用的驱动力矩根据通过相应地可供使用的峰值载荷或持久载荷而设置的时间界限值来限定。可供使用的驱动力矩的限制可能在执行功率密集的超车机动操纵期间导致行驶功率降低,并且因此是高度安全相关的。通过提前确定峰值功率曲线和可供使用的驱动功率、尤其是可供使用的最大驱动功率,可能的是,即使对于功率密集的驾驶机动操纵,也给驾驶员或车辆乘员保证安全驾驶。
有利地,驱动功率或最大驱动功率至少包括:蓄能器的电功率或最大电功率和电动机的功率或最大功率。附加地,驱动功率或最大驱动功率可以附加地包括电驱动系统的变流器的功率或最大功率。
按照本发明的第一方面,在查明峰值功率曲线之后,确定本车辆的可供使用的驱动功率。优选地,确定本车辆的可供使用的最大驱动功率(峰值功率)。换言之,执行估计(功率估计),所述估计查明,哪个最大驱动功率在定义的时间段上可供使用;在此,定义的时间段可以等于用于功率密集的驾驶机动操纵的预测的持续时间。
有利地,可供使用的驱动功率或最大驱动功率的确定以如下方式执行:执行以下动作之中的至少一个:
-查明蓄能器的电量状态;
-查明蓄能器的热状态;
-查明在确定的时间段上的电流消耗历史;和
-查明电动机的工作界限。
换言之,执行可供使用的驱动功率或可供使用的最大驱动功率的估计,其中,考虑电驱动系统即至少电动机和蓄能器的可供使用的功率或可供使用的最大功率、可选地也考虑电驱动系统的工作界限。蓄能器的可供使用的电功率例如以如下方式被查明:考察蓄能器的当前的电量状态,各个蓄能模块的热状态例如蓄能单体温度和模块温度,以及在定义的时间段上的电流消耗历史。
有利地,可供使用的驱动功率的确定包括:用于完全执行预测的驾驶机动操纵的可供使用的驱动功率的确定和在完全执行预测的驾驶机动操纵之后的可供使用的驱动功率的确定。
换言之,不仅在对于完全执行预测的驾驶机动操纵所需要的持续时间上执行可供使用的驱动功率或最大驱动功率的估计,而且在完全执行预测的驾驶机动操纵之后的时间段上执行可供使用的驱动功率或最大驱动功率的后续估计。也就是说,查明,电驱动系统的哪个功率能力还是可供使用的,如果为了完全执行预测的驾驶机动操纵所需要的驱动功率已经被调用的话。
为了确定在完全执行预测的驾驶机动操纵之后可供使用的驱动功率或可供使用的最大驱动功率,对于预测的驾驶机动操纵所需要的驱动功率或最大驱动功率以及可选的在过去的定义的时间段上的电流消耗历史和/或电驱动系统的当前工作状态被利用。
按照本发明的第一方面,于是评价,是否可供使用的驱动功率或者可供使用的最大驱动功率足够用于峰值功率曲线。为此,通过估计或者通过估计和后续估计而确定的可供使用的驱动功率或可供使用的最大驱动功率与在预测的持续时间上的驱动功率的查明的时间过程进行比较。如果可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线时,那么能量准则是满足的。
有利地,如果预测的驾驶机动操纵的持续时间和/或在预测的持续时间上的驱动功率的时间过程不能被查明,那么可以查明代替值,所述代替值用于预测的驾驶机动操纵的持续时间,和/或用于可供使用的驱动功率或者可供使用的最大驱动功率的高度,和/或用于驱动功率或者可供使用的最大驱动功率的时间过程。
按照本发明的第一方面,交通准则的满足的查明包括在本车辆的周围环境中的交通情景的获取。在本车辆的周围环境中的交通情景理解成围绕本车辆的和直接在本车辆的前面、旁边和后面的线路区段的情景。本车辆的周围环境例如也包括一个或多个在本车辆旁边的车道。交通情景可以理解成所有外部的因素,所述因素涉及本车辆的驾驶、尤其是预测的驾驶机动操纵。例如交通状况、路段拓扑结构、天气状况、道路状态、限速、关于其他的交通参与者的干扰和/或事故的警报等都属于外部因素。交通情景包括在本车辆的周围环境中交通状况和/或路段拓扑结构。交通状况可以理解成关于车辆密度和交通阻塞的当前状态并且至少涉及对向交通、前行车辆和驶出原车道的车辆。交通状况例如是缓慢的交通、限速、事故或堵车。路段拓扑结构可以理解成关于路段状态和关于从直的水平路段偏离的路段走向和路段曲线,并且例如包括弯道、波浪路、高度差、突起、驶入点、环岛交通、拐弯处、驶入和驶出、斜坡等等沿着路段的状况。
路段可以至少理解成预测的驾驶机动操纵的线路区段和在该线路区段之前的、即在驾驶方向上位于本车辆之前的线路区段。交通情景的获取能通过周围环境数据的获取实现,所述周围环境数据例如通过周围环境识别装置进行查明。周围环境识别装置构造成用于,借助于周围环境传感装置识别车辆周围环境并且提供和/或处理相应的周围环境数据。周围环境传感装置包括至少一个如下的装置:超声传感器、雷达传感器、激光雷达传感器和/或相机。周围环境数据可以来自前述装置之一或者来自前述装置之中的多个的组合(传感器数据融合)。交通情景的获取也可以通过来自地图的数据实现,所述地图包含关于交通情景的信息。地图数据例如可以来自导航数据。地图数据例如为此处于服务器上,本车辆能访问该服务器;或者处于本车辆中的存储单元上。交通情景的获取也可以通过车对车通信实现,其中,关于交通情景的信息从一个车辆传输至本车辆。如果驾驶机动操纵是超车过程,那么交通情景的获取可以包括一个前行的车辆的超车过程的通报。
在本车辆的控制单元中执行评价:参考获取的交通情景,预测的驾驶机动操纵是否能完全执行。在此,涉及交通情景的不同参数被评价,方式为,这些参数与确定的最小值或额定值进行比较。这样的参数例如包括本车辆与处于本车辆的周围环境中的其他交通参与者的距离、与其他交通参与者的速度差和/或与其他交通参与者的加速度差。如果评价的参数处于确定的最小值界限或额定值界限内,那么预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能完全执行并且因此满足交通准则。如果评价的参数处于确定的最小值界限或额定值界限之外,那么预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景不能完全执行并且因此不满足交通准则。
另外,驾驶机动操纵准则可以包括效率准则。效率准则用作为判定助手:预测的功率密集的驾驶机动操纵在旅行效率方面是否可以视为有意义的。
按照一种实施方式,对于效率准则的满足的查明,计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而节省的时间。节省的时间例如以如下方式计算:对于功率密集的驾驶机动操纵的预测以及对于能量准则和交通准则的查明而言已被查明的和/或评价的数据至少部分地用来查明,在执行功率密集的驾驶机动操纵时,与不执行功率密集的驾驶机动操纵相比,节省多少时间。在节省的时间的计算中也考虑在本车辆的周围环境中的交通情景。如果例如发现,在超车过程之后不久存在堵车、缓慢的交通、限速或者障碍物,那么节省的时间相应地降低。
另外,为了查明效率准则的满足,计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而附加地消耗的驱动功率。附加地消耗的驱动功率例如以如下方式计算:对于预测功率密集的驾驶机动操纵和对于查明能量准则以及交通准则而已被查明的和/或评价的数据至少部分地用来查明,在执行功率密集的驾驶机动操纵时,与不执行功率密集的驾驶机动操纵相比,附加地消耗多少驱动功率。
最后,为了查明效率准则的满足而评价,节省的时间与附加地消耗的驱动功率的商是否处于规定的值域之内,如果所述商处于规定的值域之内,那么效率准则是满足的。
查明的结果的指示可以包括如下指示:查明的驾驶机动操纵准则是否满足。作为替换,查明的结果的指示可以包括相应的准则的相应的查明的任意单个结果的指示。在这种情况下,例如能量准则的满足的查明的结果和交通准则的满足的查明的结果被分开地指示。
按照另一实施方式,查明的结果仅在规定的持续时间上指示,其中,规定的持续时间至少与如下因素之一相关:本车辆的当前的速度、交通情景的变化、可供使用的驱动功率的变化、节省的时间的变化以及附加地消耗的驱动功率的变化。
按照另一实施方式,查明的结果的指示包括:如果能量准则和交通准则是满足的,那么指示推荐预测的驾驶机动操纵;并且如果能量准则和/或交通准则是不满足的,那么指示不推荐预测的驾驶机动操纵。换言之,如果能量准则或者交通准则是不满足的,或者不仅能量准则而且交通准则是不满足的,那么劝阻预测的驾驶机动操纵。对于指示推荐预测的驾驶机动操纵,效率准则不必满足。不满足效率准则虽然可能引起驱动功率的不必要的消耗,但是对于本车辆或者车辆乘员不是安全风险。
有利的是,查明是否满足用于预测的驾驶机动操纵的驾驶机动操纵准则的结果的指示通过指示装置执行。指示装置包括声学的指示器和/或视觉的指示器和/或触觉的指示器。例如推荐执行预测的驾驶机动操纵,通过一定颜色例如绿色或黄色的发亮或者闪烁来表达。
优选地,指示装置包括以显示器形式的视觉的指示器。查明的结果的指示,尤其是推荐执行或不执行预测的驾驶机动操纵的指示,例如通过在显示器上指示消息而实现。
优选地,查明的结果的指示包括驱动功率的预测的时间曲线的指示。例如基于可供使用的驱动功率的确定而在速度指示器(例如车速表)上指示,从哪个速度起需要考虑驱动功率的下降,和/或在转速的指示器上指示,从哪个转速起需要考虑驱动功率的下降。在此,取代驱动功率,也可以仅仅采用(可供使用的)最大驱动功率。于是焦点在于短暂的峰值载荷的采用,而不是在于持久载荷的设计。指示可以是视觉、触觉和/或声学的。
优选地,查明的结果的指示还包括预测的驾驶机动操纵的预测的持续时间的指示。指示可以是视觉、触觉和/或声学的。
优选地,上述驾驶辅助方法的一些步骤在执行功率密集的驾驶机动操纵期间被重新执行。因此,驾驶辅助方法的若干步骤可以在执行功率密集的驾驶机动操纵的过程中被改变。优选地,在功率密集的驾驶机动操纵期间连续地查明,是否满足驾驶机动操纵准则。这意味着,用于查明各个驾驶机动操纵准则的满足的上述步骤在执行功率密集的驾驶机动操纵期间以规定的时间间隔执行。如果驾驶机动操纵准则的满足的查明的结果在功率密集的驾驶机动操纵的过程中应发生改变,那么查明的结果的指示也被改变。
按照一种实施方式,例如在执行功率密集的驾驶机动操纵期间可能发生,原始指示的执行预测的驾驶机动操纵的推荐被反对执行预测的驾驶机动操纵的推荐更新。换言之,指示功率密集的驾驶机动操纵的中断请求。
如果查明的结果的指示在功率密集的驾驶机动操纵的过程中被改变,那么附加地可以指示中断请求。中断请求的指示可以包括附加的元件,例如在重返初始车道时进行辅助的指示。另外,中断请求可以时间有限地被指示。时间限制例如通过变小的时间条可视化。
上述用于辅助本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助方法可以是自动化的驾驶机动操纵的组成部分。概念“自动化驾驶”或者“自动化的驾驶机动操纵”在本文的范围内可以理解成具有自动化的纵向导向或横向导向的驾驶,或者具有自动化的纵向导向和横向导向的自主驾驶。概念“自动化驾驶”包括具有任意的自动化程度的自动化驾驶。示例的自动化程度是被辅助的、部分自动化的、高度自动化的或者全自动化的驾驶。这些自动化程度已由德国公路局(BASt)定义(见2012年11月发布的BASt出版物“ForschungKompakt”)。在被辅助的驾驶中,驾驶员持久地执行纵向导向或横向导向,而系统在一定的界限内承担相应其他的功能。在部分自动化的驾驶(TAF)中,系统在一定的时间段上和/或在具体的情景中承担纵向导向和横向导向,其中,驾驶员需要与在被辅助的驾驶中一样持久地监控该系统。在高度自动化的驾驶(HAF)中,系统在一定的时间段上承担纵向导向和横向导向,而驾驶员不需要持久地监控该系统,但是驾驶员需要在一定的时间能够承担车辆控制。在全自动化驾驶(VAF)中,系统对于具体的应用情况能够在所有情形中自动地胜任驾驶,对于该应用情况不需要驾驶员。按照BASt定义的上述四种自动化程度对应于标准SAEJ3016的SAE-Level 1~4(SAE为汽车工程学会的缩写)。例如按照BASt的高度自动化驾驶(HAF)对应于标准SAE J3016的Level3。另外在SAE J3016中还设置SAE Level 5作为最高的自动化程度,其在BASt的定义中不包含。SAE Level 5对应于无驾驶员的驾驶,其中,系统在整个驾驶期间能够与人类驾驶员一样自动地胜任所有情景,驾驶员总体上不再是需要的。
如果上述驾驶辅助方法是自动化的驾驶机动操纵的组成部分,那么驾驶辅助方法主要用于,向本车辆的乘员发出关于自动化地进行的驾驶过程的反馈。但是驾驶辅助方法也可以用于,向本车辆的驾驶员提供如下可能性:控制确定的功率密集的驾驶机动操纵的选择,或者基于向驾驶员指示的信息主动地干预功率密集的驾驶机动操纵的执行。
本发明的第二方面涉及一种用于本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助系统,本车辆通过由蓄能器馈电的电动机驱动,所述驾驶辅助系统具有:
-获取单元,所述获取单元具有用于预测本车辆的功率密集的驾驶机动操纵的预测获取单元和用于获取在本车辆的周围环境中的交通情景的交通情景获取单元;
-与获取单元和蓄能器耦合的控制单元;和
-与控制单元耦合的指示装置;
其中,控制单元构造成用于查明,是否驾驶机动操纵准则对于预测的驾驶机动操纵是满足的,所述驾驶机动操纵准则包括能量准则和交通准则以及效率准则;
其中,所述能量准则的满足的查明包括:
·查明峰值功率曲线,所述峰值功率曲线对于完全地执行预测的驾驶机动操纵是需要的;
·确定本车辆的可供使用的驱动功率;
·评价,是否可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线,其中,如果可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线时,所述能量准则是满足的;
其中,所述交通准则的满足的查明包括:
·获取在本车辆的周围环境中的交通情景,所述交通情景包括交通状况和/或路段拓扑结构;
·评价,是否预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行,其中,如果预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行时,所述交通准则是满足的;
其中,所述效率准则的满足的查明包括:
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而节省的时间;
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而附加地消耗的驱动功率;
·评价,节省的时间与附加地消耗的驱动功率的商是否处于规定的值域之内,如果所述商处于规定的值域之内,那么效率准则是满足的;
并且所述指示装置构造成用于指示查明的结果。
在本文意义中的驾驶辅助系统尤其是表示电子装置,该电子装置能够至少部分自动化地或者自主地执行对车辆控制的干预,例如对车辆的纵向导向和/或车辆的横向导向的干预。对于表述“自动化地或自主地干预车辆控制”,参考前面定义的概念“自动化驾驶”或“自动化的驾驶机动操纵”,它们同样可适用于驾驶辅助系统。
按照驾驶辅助系统的一种实施方式,驾驶机动操纵准则还包括效率准则,其中,效率准则的满足的查明包括:
-计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而节省的时间;
-计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而附加地消耗的驱动功率;
-评价,是否节省的时间与附加地消耗的驱动功率的商处于规定的值域之内,其中,如果所述商处于规定的值域之内,那么效率准则是满足的。
优选地,效率准则的满足的查明通过控制单元执行。
按照驾驶辅助系统的另一实施方式,指示装置还构造成用于,仅在规定的持续时间上指示查明的结果,其中,规定的持续时间至少与如下因素之一相关:本车辆的当前的速度、交通情景的变化、可供使用的驱动功率的变化、节省的时间的变化以及附加地消耗的驱动功率的变化。
按照驾驶辅助系统的另一实施方式,查明的结果的指示包括:
a)如果能量准则和交通准则是满足的,那么指示推荐预测的驾驶机动操纵;并且
b)如果能量准则和/或交通准则是不满足的,那么指示不推荐预测的驾驶机动操纵。
本发明的第三方面涉及一种车辆,其具有按照上述实施方式之一的驾驶辅助系统。
针对按本发明第一方面的按本发明的驾驶辅助方法的上述的阐述以相应的方式也适用于按本发明第二方面的按本发明的驾驶辅助系统;按本发明的驾驶辅助系统的优选的实施例对应于按本发明的驾驶辅助方法的已说明的有利的实施例。按本发明的驾驶辅助系统的在此未明确地说明的有利的实施例对应于按本发明的驾驶辅助方法的已说明的有利的实施例。
对于判断计划的功率密集的驾驶机动操纵的安全性,所说明的驾驶辅助方法或驾驶辅助系统给驾驶员提供合适的接口,以便查明,计划的功率密集的驾驶机动操纵能安全地执行,而不会预期(最大)驱动功率的短缺。
附图说明
下面借助于实施例参照附图说明本发明。其中:
图1示意地显示用于辅助功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助方法。
图2示意性显示用于功率密集的驾驶机动操纵的辅助系统。
图3~8示例性显示驾驶机动操纵准则的满足的查明结果的指示。
具体实施方式
图1显示用于辅助功率密集的驾驶机动操纵的按本发明的驾驶辅助方法的过程,以通过由蓄能器馈电的电动机驱动的本车辆的超车过程为例。
在第一步骤中,该步骤用P表示,预测本车辆1的超车过程,例如由于与前行车辆的距离减小并且同时本车辆加速。
在第二步骤中,该步骤用E表示,查明,对于预测的超车过程,驾驶机动操纵准则,即能量准则EK和交通准则VK,是否满足。
对于能量准则EK,首先查明峰值功率曲线,其对于完全执行预测的超车机动操纵是需要的。峰值功率曲线对应于所需的最大驱动功率的时间过程。为此首先借助于获取的周围环境数据来执行用于超车过程的轨迹规划,以便由此查明用于完全执行超车过程的持续时间。接着查明,在预测的超车过程的哪些时刻需要提供最大驱动功率,并且在预测的超车过程的哪些时刻较少的驱动功率可供使用。换言之,计算,何时以及多久,电驱动系统在超车过程期间需要在峰值载荷或者持久载荷下运行,以便完全执行超车过程。该步骤在图1中用ES表示。在确定可供使用的驱动功率(在图1中用AL表示)之后,评价,是否可供使用的驱动功率对于峰值功率曲线是足够的;该步骤在图1中用AA表示。可供使用的驱动功率尤其是以如下方式确定:确定电池(高压电池、蓄能器)的电量状态。峰值功率曲线尤其是涉及电池的需要的电量的时间过程。如果在评价时发现,可供使用的驱动功率,尤其是电池的电量状态,对于峰值功率曲线,尤其是对于电池的所需的电量的时间过程,是足够的,那么能量准则EK是满足的。
对于交通准则,首先获取交通情景;该步骤用EV表示。交通情景通过安装在本车辆中或者安装在本车辆上的周围环境传感装置并且借助于在后台运行的更新的和存储的地图数据获取。换言之,获取,在本车辆的周围环境中在一个车道/多个车道上的交通密度以及在本车辆之前的路段的路段走向是怎样的。在下一个用AV表示的步骤中,评价,基于获取的交通密度和获取的路段走向,预测的超车过程是否能安全地执行。如果例如通过周围环境传感装置和/或地图数据识别,驶入狭道、剧烈弯道、看不清的弯道组合、突起和/或障碍物处于前方的线路区段上,这可能导致,预测的超车过程被归入不安全并且因此不能完全执行的。如果预测的超车过程参考获取的交通情景不能完全执行,那么交通准则VK不满足。在用A表示的最后的步骤中,指示查明的结果。这种指示的例子在图3~8中可见。
在图2中示意性地显示用于功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助系统,该驾驶机动操纵以超车过程为例进行解释。图2显示驾驶辅助系统10作为本车辆1的组成部分,其中,本车辆不是驾驶辅助系统的组成部分。本车辆1具有蓄能器2、例如电池(高压电池)和由该蓄能器馈电的电动机(未图示)。电动机驱动本车辆1。
驾驶辅助系统10具有获取单元3。获取单元3具有用于预测本车辆1的功率密集的驾驶机动操纵的预测获取单元31和用于获取在本车辆1的周围环境中的交通情景的交通情景获取单元32。预测获取单元31构造成用于,获取、评价和提供本车辆1的周围环境数据、踏板参数和转向参数。如果例如通过预测获取单元31获取,本车辆1的加速踏板在预定的时间之内迅速地被踩下,即整个踏板行程在非常短的时间内被充分利用,并且同时通过周围环境数据识别,与前行车辆的距离减小,那么预测获取单元31预测超车过程。交通情景获取单元32构造成用于,获取、评价和提供与在本车辆1的周围环境中的交通状况相关和/或与在本车辆1的周围环境中的路段拓扑结构相关的数据。如果本车辆1例如处于双车道的道路上,那么交通情景获取单元32可以获取在逆向车道上的对向交通或者从逆向车道或者在逆向车道上驶离的交通。
另外,驾驶辅助系统10具有与获取单元3和蓄能器2耦合的控制单元4。如果通过获取单元3预测超车过程并且获取交通情景,那么相应的信息传递到控制单元4。接着控制单元4查明,是否驾驶机动操纵准则,如在前面示例性地说明的,对于预测的驾驶机动操纵是满足的。例如控制单元4为了查明能量准则EK的满足而查明峰值功率曲线,该峰值功率曲线对于完全执行超车过程是需要的。此外,控制单元4确定本车辆1的可供使用的驱动功率,并且查明,是否可供使用的驱动功率对于事先确定的峰值功率曲线是足够的。换言之,控制单元4检验,是否可供使用的驱动功率足够用来在峰值载荷或持久载荷下在相应地确定的时间段上运行电的驱动系统。
另外,驾驶辅助系统10具有仪表显示器5,其构造成用于,指示查明的结果。此外,仪表显示器5构造成用于,指示不同的信息,例如速度、转速、油位、变速器挡位、机油温度、限速信息、导航提示、通信数据和/或当前燃料消耗。在此,指示可以视觉地、声学地和/或触觉地实现。仪表显示器5为此可以具有一个或多个显示器。在概念“显示器”之下例如有抬头显示器、全息摄影显示器、仪表板或者传统显示器。
如果例如发现,能量准则EK以及交通准则VK是满足的,那么控制单元4将该信息传输到仪表显示器5上。
在图3~8中显示用于指示查明结果的不同例子,是否驾驶机动操纵准则对于预测的超车过程是满足的。在此,驾驶机动操纵准则包括能量准则、交通准则和效率准则。为了查明效率准则,对于预测的超车过程节省的时间和通过完全执行预测的超车过程而附加地消耗的驱动功率被计算。最后评价,节省的时间与附加地消耗的驱动功率的商是否处于规定的值域之内。该值域是已经规定的,或者可以由驾驶员自身确定。如果所述商处于规定的值域之内,那么效率准则是满足的。
图3~7显示以辅助菜单50形式的用于指示驾驶机动操纵准则的满足的查明的指示的例子。一旦功率密集的驾驶机动操纵被预测,该辅助菜单50就被激活。下面应借助于超车过程进行解释。然而做出的阐述不仅适用于超车过程,而且适用于任何功率密集的驾驶机动操纵。如果例如通过评价周围环境数据、踏板参数和/或转向数据来预测超车过程,那么辅助菜单50在抬头显示器中被指示,所述抬头显示器是仪表显示器5的组成部分。辅助菜单50在评价驾驶机动操纵准则时支持驾驶员,所述驾驶机动操纵准则在驾驶员决定支持或反对超车过程中支持驾驶员。
图3显示辅助菜单50,该辅助菜单具有能量准则指示器51、交通准则指示器52和效率准则指示器53。一旦这些准则之一是满足的,那么这通过着色的边框/背景(例如通过绿色边缘)、通过相应的准则指示器的闪烁或者明暗对比度变化而被描述。在图3中能量准则和交通准则的满足用能量准则指示器51和交通准则指示器52的实线描述。效率准则指示器53的虚线对应于效率准则的不满足。通过辅助菜单50的这种配置,向驾驶员描述,对于预测的超车过程,能量准则和交通准则是满足的,但是效率准则是不满足的。因为效率准则不是安全相关的,在这种配置中向驾驶员指示推荐预测的超车过程。这例如可以通过辅助菜单在绿色中发亮或者闪烁来实现。作为替换,相应的信息在显示器中渐显或者相应的语音提示被播放。
在图4中显示辅助菜单50,其与在图3中显示的辅助菜单50类似。区别在于驾驶机动操纵准则的满足的描述。如也在图3所示的实施例中那样,辅助菜单50划分成能量准则指示器51、交通准则指示器52和效率准则指示器53。是否满足一个确定的驾驶机动操纵准则51、52和53,通过符号510和520描述,该符号配设于驾驶机动操纵准则51、52和53。符号510例如包括勾,表示相应的驾驶机动操纵准则51、52和53的满足;符号520例如包括叉,表示相应的驾驶机动操纵准则51、52和53的不满足。
图5显示辅助菜单50的另一种配置。在该配置中,能量准则指示器51配有符号510并且交通准则指示器520以及效率准则指示器53配有符号520。换言之,向驾驶员描述,能量准则是满足的,而交通准则和效率准则是不满足的。另外,在辅助菜单50的该配置中通过着色的(例如红色的)沿着辅助菜单50边缘的突显530来表示,不推荐预测的超车过程。仅当至少能量准则和交通准则满足时才指示推荐预测的超车过程。
图6和7显示辅助菜单50的配置的另一个例子。在辅助菜单50内的各个驾驶机动操纵准则51、52和53的视觉描述或布置可以如在图3~5中描述地构造。在图6和7中的辅助菜单50与在图5中显示的类似,配有沿着辅助菜单50边缘的着色的(例如绿色的)突显540。着色的突显540表示推荐预测的超车过程(例如通过绿色)或者不推荐预测的超车过程(例如通过红色)。附加地在图6和7中描述推荐的时间限制,方式为:沿着辅助菜单50边缘的着色的突显540随着时间变短。因此图6在时间上观察处于图7之前。换言之,应通过推荐的时间限制来描述,预测的超车过程仅在一定的持续时间上估计为能安全地执行的。一旦框架条件例如交通状况、路段拓扑结构或者可供使用的驱动功率发生变化,那么用于推荐的时间限制也改变。
图8显示驾驶机动操纵准则的查明结果的指示的上述形式之一的扩展指示功能54的例子。该扩展的指示功能54可以优选地集成到辅助菜单50的所示的描述之一中。扩展的指示功能54在执行预测的驾驶机动操纵期间、例如在执行超车过程期间给出如下信息:多少驱动功率对于安全地执行预测的驾驶机动操纵是需要的。通过改变踏板行程,即通过弱地或强地踩踏加速踏板,可以确定在预测的驾驶机动操纵期间的驱动功率的高度。通过扩展的指示功能54,指示附加的推荐,其例如给予车辆驾驶员反馈,是否驾驶员已足够强地踩下加速踏板,或者是否驾驶员能够以较小地踩下的加速踏板(并且从而较小的驱动功率消耗)安全地执行预测的驾驶机动操纵。
为此,在图8中显示的扩展的指示功能54具有踏板参数指示器541和超车持续时间指示器542。踏板参数指示器541包括踏板行程范围指示器545和踏板行程指示器546,踏板行程范围指示器指示踏板行程的范围,在该范围中能够执行预测的超车过程,踏板行程指示器指示当前的踏板行程。这意味着,踏板参数指示器541给出关于为了执行预测的超车过程而是否能够或者需要更强或更弱地加速的讯息。另外,踏板参数指示器541通知,是否当前的踏板行程,即当前的加速度,处于一个能够安全地执行预测的超车过程的范围中。例如向驾驶员表达,驾驶员用最小的驱动功率消耗来超车,只要踏板行程指示器546保持在踏板行程范围指示器545的低阈上(图8中的阴影面积)。
超车持续时间指示器542描述超车过程的可能的持续时间,其基于预测的驾驶机动操纵而被预测。为此,超车持续时间指示器542具有时间条543,该时间条说明超车过程的预测的尚且剩下的持续时间。
在此,通过扩展的指示功能54的该例子,驾驶员被支持,仅仅调用对于预测的超车过程所需的那样多的驱动功率。如果驾驶员调用的驱动功率超过所需的或者超过可能的,那么踏板参数指示器541和超车持续时间指示器542相应地改变。
作为在图8中显示的踏板参数指示器541的替换或补充,一旦辅助菜单50被指示,则一个条在本车辆的速度指示器(车速表)上可以显现。所述条沿着一定的速度范围延伸,该速度范围向驾驶员表示,直至哪个速度,(最大的)驱动功率可供使用。
所描述的辅助菜单50的例子的目的在于,使得可供使用的驱动功率和也许紧接着的驱动功率短缺变得能被理解和能被预计。
Claims (7)
1.一种用于辅助本车辆(1)的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助方法,所述本车辆通过由蓄能器(2)馈电的电动机驱动,所述驾驶辅助方法包括:
-预测本车辆(1)的功率密集的驾驶机动操纵;
-查明,是否驾驶机动操纵准则对于预测的驾驶机动操纵是满足的,所述驾驶机动操纵准则包括能量准则和交通准则以及效率准则;
其中,所述能量准则的满足的查明包括:
·查明峰值功率曲线,所述峰值功率曲线对于完全地执行预测的驾驶机动操纵是需要的;
·确定本车辆(1)的可供使用的驱动功率;
·评价,是否可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线,其中,如果可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线时,那么所述能量准则是满足的;
其中,所述交通准则的满足的查明包括:
·获取在本车辆(1)的周围环境中的交通情景,所述交通情景包括交通状况和/或路段拓扑结构;
·评价,是否预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行,其中,如果预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行时,那么所述交通准则是满足的;
其中,所述效率准则的满足的查明包括:
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而节省的时间;
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而附加地消耗的驱动功率;
·评价,节省的时间与附加地消耗的驱动功率的商是否处于规定的值域之内,如果所述商处于规定的值域之内,那么效率准则是满足的;
-指示查明的结果。
2.根据权利要求1所述的驾驶辅助方法,其中,仅在规定的持续时间上指示查明的结果,其中,规定的持续时间至少与如下因素之一相关:本车辆(1)的当前的速度、交通情景的变化、可供使用的驱动功率的变化、节省的时间的变化以及附加地消耗的驱动功率的变化。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶辅助方法,其中,查明的结果的指示包括:
如果能量准则和交通准则是满足的,那么指示推荐预测的驾驶机动操纵;并且
如果能量准则和/或交通准则是不满足的,那么指示不推荐预测的驾驶机动操纵。
4.一种用于本车辆(1)的功率密集的驾驶机动操纵的驾驶辅助系统(10),本车辆通过由蓄能器(2)馈电的电动机驱动,所述驾驶辅助系统(10)具有:
-获取单元(3),所述获取单元具有用于预测本车辆(1)的功率密集的驾驶机动操纵的预测获取单元(31)和用于获取在本车辆(1)的周围环境中的交通情景的交通情景获取单元(32);
-与获取单元(3)和蓄能器(2)耦合的控制单元(4);和
-与控制单元(4)耦合的指示装置(5);
其中,控制单元(4)构造成用于查明,是否驾驶机动操纵准则对于预测的驾驶机动操纵是满足的,所述驾驶机动操纵准则包括能量准则和交通准则以及效率准则;
其中,所述能量准则的满足的查明包括:
·查明峰值功率曲线,所述峰值功率曲线对于完全地执行预测的驾驶机动操纵是需要的;
·确定本车辆(1)的可供使用的驱动功率;
·评价,是否可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线,其中,如果可供使用的驱动功率足够用于峰值功率曲线时,那么所述能量准则是满足的;
其中,所述交通准则的满足的查明包括:
·获取在本车辆(1)的周围环境中的交通情景,所述交通情景包括交通状况和/或路段拓扑结构;
·评价,是否预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行,其中,如果预测的驾驶机动操纵参考获取的交通情景能被完全执行时,那么所述交通准则是满足的;
其中,所述效率准则的满足的查明包括:
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而节省的时间;
·计算通过完全执行预测的驾驶机动操纵而附加地消耗的驱动功率;
·评价,节省的时间与附加地消耗的驱动功率的商是否处于规定的值域之内,如果所述商处于规定的值域之内,那么效率准则是满足的;
并且所述指示装置(5)构造成用于指示查明的结果。
5.根据权利要求4所述的驾驶辅助系统(10),其中,所述指示装置(5)还构造成用于,仅在规定的持续时间上指示查明的结果,其中,规定的持续时间至少与如下因素之一相关:本车辆(1)的当前的速度、交通情景的变化、可供使用的驱动功率的变化、节省的时间的变化以及附加地消耗的驱动功率的变化。
6.根据权利要求4或5所述的驾驶辅助系统(10),其中,查明的结果的指示包括:
如果能量准则和交通准则是满足的,那么指示推荐预测的驾驶机动操纵;并且
如果能量准则和/或交通准则是不满足的,那么指示不推荐预测的驾驶机动操纵。
7.一种车辆,其具有根据权利要求4至6中任一项所述的驾驶辅助系统(10)。
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