CN110997457B - 用于在行驶期间控制机动车的至少一个车辆系统的方法以及装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在行驶期间控制机动车(10)的至少一个车辆系统(12)的方法，其中，每个车辆系统(12)分别设计成执行机动车(10)的行驶操纵，并且通过引导职责为每个车辆系统(12)确定：机动车(10)的驾驶员和驾驶员辅助系统(22)分别以怎样的比重控制车辆系统(12)，其中，该方法包括以下步骤：提供分配规则，通过分配规则针对不同的行驶情况分别为每个车辆系统(12)分配引导职责；在行驶期间识别当前行驶情况，并根据分配规则确定在每个车辆系统(12)中相应被分配的引导职责；对于每个车辆系统(12)接收驾驶员的和驾驶员辅助系统(22)的引导指令；以及·根据引导责任为每个车辆系统(12)叠加为车辆系统(12)确定的、驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统(22)的引导指令。

Description

用于在行驶期间控制机动车的至少一个车辆系统的方法以及 装置和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于在行驶期间控制机动车的至少一个车辆系统的方法，其中，每个车辆系统分别设立用于进行机动车的行驶操纵，并且通过引导职责/控制职责为每个车辆系统确定：机动车的驾驶员或驾驶员辅助系统分别以多大的比重控制该车辆系统。
背景技术
当前的车辆、尤其是机动车可具有驾驶员辅助系统，驾驶员辅助系统越来越多地承担驾驶员的行驶任务，直至完全承担所有行驶任务。在此，行驶任务例如可包括以下活动中的一个：预设转向角、预设加速度和/或速度、预设减速度(也就是说负的加速度)、调整底盘减振。在传统的车辆中，至今为止，驾驶员为驾驶员愿望负责，也就是说驾驶员决定：应——尤其是借助于行驶操纵——控制车辆驶向何处，并由此自身具有引导职责。驾驶员将其驾驶员愿望作为引导指令/控制指令借助于人机接口(例如方向盘、加速踏板和/或制动踏板)传输给车辆的车辆系统中的至少一个。紧接着，该至少一个车辆系统对通过人机接口获得的用于引导指令的信息做出反应并且评估该信息，以从中生成或导出自身的性能、功能和/或辅助。这种车辆系统例如可为转向系统、底盘、制动系统或照明系统。
例如，机动车的驾驶员可通过操作转向把手传输其引导指令，紧接着，转向系统根据该引导指令匹配其性能，使得例如提高转向把手的手力矩。对于相同的驾驶员输入，照明系统可使前大灯向通过驾驶员运动的转向把手的运动方向摆动。在制动的情况中，例如在机动车爆缸时，可通过交互的制动干预稳定机动车。在传统的机动车、尤其是乘用车中，引导职责始终在驾驶员身上。
随着半自动和/或自动的驾驶员辅助系统的应用，驾驶员不再有对提供引导指令的明确责任，由此，可能出现驾驶员和驾驶员辅助系统的引导指令重叠。
换句话说，引导职责不再单属于驾驶员，而是驾驶员辅助系统可至少为至少一个车辆系统承担引导职责。也可得到分割的、同时的或按比例分摊的引导职责。这可导致，车辆系统不再能明确地分配，在确定的行驶情况中驾驶员的引导指令是什么或者驾驶员辅助系统的引导指令是什么，或者说，是驾驶员还是驾驶员辅助系统控制车辆。这导致不可信的行驶状态并且限制了车辆系统的功能性。
如果车辆系统例如是动态转向器(其可将主动的角度叠加例如传递给车辆的前桥)，则需要为转向性能预设转向角。对于引导职责在驾驶员处并且由此驾驶员使机动车转向的情况，驾驶员预设转向把手的调整角度，该调整角度被动态转向器的驱控逻辑读取并且与尤其是计算出的叠加角度相叠加。随后，通过转向力辅助器(EPS)调整出由驾驶员输入的方向盘角度(相应于转向把手的调整角度)和叠加角度的角度和，也就是说传递到前桥的车轮上。
在驾驶员辅助系统引导车辆的情况中，驾驶员辅助系统进行轨迹愿望或引导指令的预设，并且直接通过转向力辅助器调整该预设。在转向力辅助角度(也就是说前桥车轮的角度)由此发生变化时，转向把手、尤其是方向盘通过机械的耦联随着一起转动。动态转向器再次以叠加一叠加角度对其进行反应。但是现在，不能通过转向力辅助器调整出由此得到的理论角度，这是因为转向力辅助器被驾驶员辅助系统锁死。动态转向器不能检测到转向力辅助器的锁死，并由此也不能检测到不能达到理论角度，并且方向盘被转向力辅助器再调整以为执行了的车轮位置，由此可能导致不期望的反馈。现在，动态转向器重新检测转向把手的调整角度的变化并且据此改变叠加角度。
换句话说，在动态转向器的情况中，方向盘的制导/跟随(Nachführen)因此导致不稳定的反馈。通过转向力辅助器的干预，方向盘角度(转向把手的调整角度)发生变化，其中，动态转向器对方向盘角度的变化做出反应，其方式为：动态转向器改变其叠加角度并且附加地将叠加角度施加到方向盘角度上。现在，通过该叠加角度，方向盘进一步转动，这是因为方向盘应被制导，其中，现在车辆系统再次检测到方向盘的变化并且重新做出反应，由此方向盘可能不期望地又进一步转动。
专利文献DE 10 2015 004 745 A1公开了一种用于使机动车运行的方法，机动车包括方向盘和横向引导装置，横向引导装置控制机动车的车轮的转向角，其中，在自主运行模式中方向盘是解耦的，其中，在自主运行模式中，在横向引导装置干预时，借助于激活方向盘的转动运动的执行器指示出车轮的转向角。
专利文献DE 10 2010 053 156 A1公开了一种用于使机动车运行的方法，其中，借助于环境检测装置检测在机动车的环境中的对象。评估机动车与检测到的对象的碰撞风险。根据对碰撞风险的评估，可借助于转向角调整装置调整出机动车的转向角，其中，借助于解耦装置实现机动车的方向盘的解耦，从而由于转向角的调整，与在方向盘未解耦时相同的调整相比，方向盘的转动运动更小。
此外，专利文献EP 3 141 443 A1公开了一种自动行驶的车辆，该车辆可在自动的和手动的行驶状态之间切换，其中，由此可断开方向盘的耦联。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供如下可能性，即，借助于其可使机动车的至少一个车辆系统如此运行，使得可排除由于引导指令的不可分配性引起的车辆系统的反馈。
通过以下的描述以及附图，描述了本发明的其它有利改进方案。
本发明提供一种用于在行驶期间控制机动车的至少一个车辆系统的方法，其中，每个车辆系统分别设置成，执行机动车的行驶操纵并且为每个车辆系统确定引导职责。
行驶操纵例如理解为转向、制动和/或加速和/或对底盘减振施加影响。引导职责可以是一度量，即：机动车的驾驶员和驾驶员辅助系统各自以怎样的比重控制车辆系统。在此，这两方的比重原则上可在0至100％之间，其中，所述比重加起来一共优选为100％。该方法的特征在于以下步骤：
为了现在尤其有利地且例如无反馈地控制车辆系统，在第一步骤中，提供分配规则，通过该分配规则针对不同的行驶情况分别为每个车辆系统分配引导职责。在第二步骤中，识别在行驶期间的当前行驶情况，并且根据分配规则确定在每个车辆系统中分别被分配的引导职责。在另一步骤中，接收用于每个车辆系统的、驾驶员的和驾驶员辅助系统的引导指令。在另一步骤中，为每个车辆系统根据引导职责叠加为相应的车辆系统确定的、驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统的引导指令。
换句话说，在机动车中必须确定，驾驶员为哪些行驶任务负责并且驾驶员辅助系统为哪些行驶任务负责，以及进而哪个车辆系统由谁控制。通过根据本发明的方法，实现引导职责的分配，为此，在第一步骤中提供分配规则。通过该分配规则确定：驾驶员和/或驾驶员辅助系统分别在怎样的行驶情况中具有对车辆系统的引导责任/控制责任。
分配规则的简单的示例可以是，从某个特定的速度起驾驶员辅助系统被切断或是切断的，从而引导职责随着以安全为界的概率性属于驾驶员。另一示例可为，行驶情况要求自动保持距离，由此由驾驶员辅助系统引导/控制制动器和油门。
在根据本发明的方法的第二步骤中，借助于例如传感器系统识别：在行驶期间机动车处于哪种当前行驶情况中，并且相应于之前提供的分配规则为每个车辆系统分配一分别被分配的引导职责。
借助于最后两个方法步骤，机动车、确切的说相应的车辆系统“知道”：由谁、也就是说由驾驶员和/或由驾驶员辅助系统对其进行控制。在方法的另一步骤中，引导指令被分别具有引导职责的驾驶员或驾驶员辅助系统接收，从而例如可明确地分配引导指令。对于每一个车辆系统，使所接收的引导指令相叠加，从而车辆系统遵循正确的引导指令。
在此，叠加意味着，至少一个车辆系统可处于不仅驾驶员而且驾驶员辅助系统都具有对车辆系统的引导职责的状态中。这一点例如在从自动行驶转换成手动行驶时实现，此时，转向例如缓慢地被转交，并且因此用于驾驶员的驾驶比重从0逐渐变化到100％，而用于驾驶员辅助系统的驾驶比重从100％返回到0。叠加的其它示例是驾驶员辅助系统的紧急避让，或者在例如高速公路上的自动超车，在其中，尽管驾驶员使机动车转向，但车道变换自动地由自动的驾驶员辅助来实行。
在本发明的一种改进方案中规定，分散地确定分别被分配的引导职责，从而由车辆系统仅实施驾驶员的引导指令或者驾驶员辅助系统的引导指令。换句话说，引导职责例如不由中央的电子计算装置传输，而是例如在各个车辆系统自身中确定。由此得到的优点是，可省去各个车辆系统相互间的和/或与中央的计算装置的交联，由此例如可故障安全地执行该方法。
在本发明的另一设计方案中规定，中央地确定分别被分配的引导职责，从而将驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统的引导指令传输给车辆系统作为叠加的引导指令。也就是说，如此执行该方法，使得中央的机构、例如电子计算装置中央地将相应的引导职责分配给相应的车辆系统。由此，例如可特别简单地实现驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统的引导指令的叠加。由此，从驾驶愿望，或者说驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统的引导指令，得到任意的混合结果、也就是说叠加状态。
在本发明的另一设计方案中，本发明的特征在于，至少一个车辆系统与引导职责无关地实现其功能。换句话说，车辆系统与引导职责无关地、也就是说与驾驶员和/或驾驶员辅助系统是否给予该车辆系统引导指令无关地，满足其被分配的功能、例如调整车轮的转向角。由此可排除车辆系统不对引导指令做出反应。
在一种改进方案中规定，车辆系统中的至少一个是主动转向系统。换句话说，车辆系统中的一个被构造成承担横向引导任务，在其中，车辆系统例如可在转向系统中施加附加的转向力矩。通过也称为动态转向器的主动转向系统，实现了至少一个驾驶员辅助系统在机动车中的特别高的集成度。
在一种改进方案中规定，在所述叠加的控制过程中，计算转向系统的至少一个理论转向角。在叠加时，尤其是在叠加转向时，为方向盘角度叠加例如驾驶员辅助系统的角度，也就是说在转向传动装置的输入部上的旋转角不等于方向盘角度。当例如驾驶员辅助系统的目的是控制机动车使其沿着道路的中间车道运动时，通过至少一个计算出的理论转向角，可使机动车根据例如确定的轨迹转向。
在一种改进方案中规定，驾驶员辅助系统产生自动的和/或部分自动的行驶指令。换句话说，通过至少部分自动的行驶指令，机动车能够例如自动泊车入位。通过机动车能够产生至少部分自动的行驶指令，至少对于特定的行驶情况(在其中机动车能部分自动地运行)为驾驶员减负。由此，驾驶员例如可更长时间地保持精神集中，这可导致减少由于驾驶员的疏忽引起的危险行驶情况。
在一种改进方案中规定，在将用于车辆系统的引导职责传递给驾驶员时，匹配车辆系统的人机接口。例如在转向的情况中，相应地制导转向把手、也就是说方向盘，从而相应的人机接口即方向盘处于如下位置：如果引导职责已在驾驶员这方，方向盘就会处于该位置中。这具有的优点是，在转换成其中驾驶员驾驶机动车的手动运行时，人机接口的所有操作元件都处于驾驶员期望的位置中，并且由此例如可避免突变式交接等等。
本发明也包括根据本发明的装置和根据本发明的机动车的改进方案，其具有已经结合根据本发明的方法的改进方案描述过的特征。出于这一原因，在此不再描述根据本发明的装置和根据本发明的机动车的相应的改进方案。
附图说明
下文描述本发明的实施例。其中：
图1示出了用于根据本发明的方法的流程图；以及
图2示出了汽车的示意性的俯视图，汽车具有用于执行该方法的装置。
具体实施方式
以下解释的实施例为本发明的优选的实施方式。在这些实施例中实施方式的所描述的组件分别表示单个的、可彼此独立看待的本发明特征，这些特征也可分别彼此独立地改进本发明并且由此也单独地或者以与所示出的组合不同的组合被视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式也可通过已经描述的本发明特征中的其它特征来补充。
在图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
图1示出了用于在行驶期间控制机动车10的至少一个车辆系统12的方法的流程图，其中，至少一个车辆系统12设立成，执行机动车10的行驶操纵。附加地，通过该方法为至少一个车辆系统12确定引导职责，即：机动车10的驾驶员和驾驶员辅助系统22分别以怎样的比重控制车辆系统12。
在此，该方法包括步骤S1至S4。在第一步骤S1中，通过该方法提供分配规则，通过该分配规则针对不同行驶情况分别为每个车辆系统12分配引导职责。在第二步骤S2中，通过该方法在机动车10的行驶期间识别当前行驶情况，并且据此根据分配规则为相应的车辆系统12分配或确定相应的引导职责。
通过该确定弄清楚，是驾驶员还是驾驶员辅助系统22为相应的车辆系统12负责或者说允许其控制相应的车辆系统12。在第三步骤S3中，接收用于每个车辆系统12的、驾驶员和驾驶员辅助系统22的引导指令。也就是说，借助于该方法接收驾驶员在其对车辆系统12具有引导职责期间在合适的人机接口上实行的控制输入，以便随后作为引导指令传输给车辆系统12并且由该车辆系统转换成行驶操纵。如果驾驶员辅助系统至少部分地获得用于相应的车辆系统12的引导职责，则相同的内容也适用于驾驶员辅助系统22的引导指令的接收和传递。在第四步骤S4中，对于每个车辆系统12，根据引导职责将所接收的驾驶员的和驾驶员辅助系统22的引导指令相叠加。这种叠加是需要的，因为例如不仅驾驶员而且驾驶员辅助系统22分别按比例分摊对车辆系统12、例如制动器的引导职责。
在图2示出的机动车10上，示例性地在主动转向系统11(其为一个车辆系统12)上解释刚刚描述的方法。主动转向系统11也可被称为动态转向器。
主动转向系统11具有横向引导装置14，该横向引导装置可调整出一个前轮18或多个前轮18的车轮角度16。为此，横向引导装置14接收引导指令，该引导指令由构造成方向盘20的人机接口或驾驶员辅助系统22提供。此外，机动车10还具有用于执行该方法的装置24。
在驾驶员承担车辆系统12、也就是说主动转向系统11的引导职责的情况中，驾驶员借助于方向盘20预设方向盘角度。该方向盘角度可被传输给横向引导装置14，该横向引导装置可至少部分地构造成转向力辅助器。
在驾驶员辅助系统22具有对主动转向系统11以及进而车辆系统12的引导职责的情况中，驾驶员辅助系统22预设行驶指令，其中，然后通过横向引导装置14在车轮18上调整出车轮角度16。
在一种情况中，可分散地确定相应被分配的引导职责，从而仅仅将驾驶员的引导指令或驾驶员辅助系统22的引导指令传输给车辆系统12、也就是说主动转向系统11。在第二种情况中，可中央地/集中地确定相应被分配的引导职责，例如借助于驱控装置26来确定，从而可将驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统22的引导指令作为叠加的引导指令传输给车辆系统12。
在此，例如由装置24执行步骤S1至S4。在此，例如通过以下方式给出分配规则，即，从确定的速度开始驾驶员辅助系统22不再负责和/或在硬踩下制动踏板时驾驶员辅助系统22自动地接管。为此，可例如通过监控例如制动器来识别行驶情况并且由此分配引导职责。
此外，为了例如避开障碍，机动车10例如可具有传感器28形式的环境检测装置。如果装置24从驾驶员和驾驶员辅助系统22处接收了用于车辆系统12的引导指令，可例如借助于驱控装置26在引导参数、也就是说状态“驾驶员驾驶”和状态“驾驶员辅助系统22驾驶”之间切换。主动转向系统11的驱控装置26可计算用于驾驶员的理论方向盘角度和用于驾驶员辅助系统22的理论方向盘角度。根据状态“驾驶员驾驶”或“驾驶员辅助系统驾驶”的分类，使用这个理论方向盘角度或另一个理论方向盘角度。对于中央的情况，计算综合的理论角度，该综合的理论角度相当于在两个状态“驾驶员驾驶”和“驾驶员辅助系统驾驶”之间的转交或渐次交替，或可对其进行调节。在中央的方案中，可避免或减少相应的引导职责的切换。因此，车辆系统12可与驾驶员的或驾驶员辅助系统的引导责任无关地实现其功能，在所示例子中为车轮18的转向，并且避免负面作用、例如主动转向系统11或动态转向器的反馈。
此外，在该方法中在将用于车辆系统12的引导职责从驾驶员辅助系统22传递到驾驶员时，对人机接口(在此为方向盘20)制导，这例如在无人驾驶时是必要的。如果机动车10自主行驶，方向盘20可通过主动转向系统11保持在静止位置中，这相当于0°的方向盘角度，以便驾驶员能看报纸。在由驾驶员承担引导职责时，方向盘20必须重新运动到理论位置上，也就是说必须制导方向盘。通过所提出的方法，附加地可实现刚才所述的应用情况。
总地来说，示例表明，通过本发明如何实现至少一个车辆系统12的可靠运行，因为所示出的方法提供了区分驾驶员的和驾驶员辅助系统22的相应的引导职责的可能性。

Claims (10)

1.一种用于在行驶期间控制机动车(10)的至少一个车辆系统(12)的方法，其中，每个车辆系统(12)分别被设计成执行机动车(10)的行驶操纵，并且通过引导职责为每个车辆系统(12)确定：机动车(10)的驾驶员或驾驶员辅助系统(22)各自以怎样的份额控制该车辆系统(12)，其特征在于，
所述方法包括以下步骤：
·提供分配规则，通过所述分配规则针对不同的行驶情况分别为每个车辆系统(12)分配引导职责，其中：通过该分配规则确定：驾驶员和驾驶员辅助系统分别在怎样的行驶情况中具有对车辆系统的引导责任；
·在行驶期间识别当前行驶情况，并且根据所述分配规则确定对于每个车辆系统(12)相应被分配的引导职责；
·对于每个车辆系统(12)接收驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统(22)的引导指令；以及
·对于每个车辆系统(12)根据引导职责将为车辆系统(12)确定的、驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统(22)的引导指令相叠加。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分散地在相应的车辆系统(12)处确定相应被分配的引导职责，从而由所述至少一个车辆系统(12)仅实施驾驶员的引导指令或者驾驶员辅助系统(22)的引导指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，中央地确定相应被分配的引导职责，从而将驾驶员的引导指令和驾驶员辅助系统(22)的引导指令作为叠加的引导指令传输给所述至少一个车辆系统。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个车辆系统(12)与引导职责无关地实现车辆系统的功能，从而与引导指令的来源无关地进行相同的反应。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个车辆系统(12)中一个车辆系统(12)是主动转向系统(11)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在控制所述叠加时，计算主动转向系统(11)的至少一个理论转向角。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述驾驶员辅助系统(22)产生全自动的和/或部分自动的行驶指令。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在将用于所述至少一个车辆系统(12)的引导职责传递给驾驶员时，匹配车辆系统(12)的人机接口。
9.一种用于在行驶期间控制机动车(10)的至少一个车辆系统(12)的装置(24)，其特征在于，所述装置(24)被构造成执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
10.一种机动车(10)，其特征在于，所述机动车具有根据权利要求9所述的装置(24)。
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