CN111491843A - 用于自动调节车辆的纵向动态的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动调节车辆(2)的纵向动态的方法和设备，所述车辆具有传感装置(3)，借助该传感装置感测前方车辆(7,8)并且在识别到前方车辆(7,8)时降低本车辆速度(V0)，其方式是：用于识别交通拥堵(3)的器件识别交通拥堵并且输出信号，并且在识别到前方交通拥堵(7,8)时制动车辆(2)，直到达到在交通拥堵(7,8)末端后面的预先确定的间距(d1)。在达到距交通拥堵末端(7,8)的所述预先确定的间距(d1)时，受自动纵向动态调节的车辆(2)可以相对于交通拥堵末端的速度(V1)以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端(7,8)的预先确定的间距(d1)。只有当借助对跟随车辆(9)进行感测的一个另外的后置传感装置(5)识别到跟随车辆(9)时，受调节的车辆(2)才赶上交通拥堵末端(7,8)。

Description

用于自动调节车辆的纵向动态的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于自动调节车辆的纵向动态的方法和设备，所述车辆具有传感装置，借助该传感装置感测前方车辆并且在识别到前方车辆时降低本车辆速度，其方式是：用于识别交通拥堵的器件识别交通拥堵并且输出信号，并且在识别到前方交通拥堵时制动本车辆，直到达到在交通拥堵末端后面的预先确定的间距。在达到距交通拥堵末端的所述预先确定的间距时，受自动纵向动态调节的车辆可以相对于交通拥堵末端的速度以小的速度差赶上(aufschlieβen)保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距。只有当借助对跟随车辆进行感测的一个另外的后置传感装置识别到跟随车辆时，受调节的车辆才能够赶上交通拥堵末端。
背景技术
由DE 10 2007 022 589A1已知一种用于机动车的前瞻性安全设备，其具有用于定位车辆前方区域中的对象的前视传感装置和控制器，该控制器分析评估前视传感装置的信号以评价即将发生的碰撞危险并且在突发碰撞危险的情况下干预车辆的纵向引导以避免碰撞或者减轻其后果，其中，设置用于定位在车辆的其他环境中的对象的附加传感装置，并且控制器设置为用于借助附加传感装置的数据来计算纵向引导策略，该纵向引导策略在考虑其他环境中的对象的情况下使总的危险最小化。
发明内容
本发明的核心是，给出一种方法和设备，借助所述设备在识别到前方交通拥堵时及时制动车辆、尤其是自动或自主引导的车辆，并且不仅对于前方车辆而且对于跟随车辆明显减小碰撞危险。根据本发明，这通过独立权利要求的特征来解决。由从属权利要求得出有利的扩展和改进方案。
在此可以设置，车辆，尤其是接近拥堵末端的自动或自主引导的车辆，在到达拥堵末端之前明显这样降低本车辆速度，使得在本车辆到达拥堵末端之前跟随交通赶上并随着本车辆制动。通过提前制动，车辆之间的空间比在车辆尽可能晚才制动的情况下明显更大，由此明显减小碰撞危险和可能的碰撞后果。
有利地设置，受自动纵向动态调节的车辆在达到距交通拥堵末端的预先确定的间距时相对于交通拥堵末端的速度以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距。由此实现，受自动纵向动态调节的车辆不再以高速直接接近拥堵末端，而是在距交通拥堵末端的间距d1处已减小了其速度差的绝大部分，使得直到到达交通拥堵末端都能够以小的速度差并从而以低的碰撞概率走完保留的间距d1。
此外有利的是，车辆具有一个另外的传感装置，借助该另外的传感装置感测跟随车辆，并且在识别到前方交通拥堵时在距交通拥堵末端的预先确定的间距处制动车辆之后，只有当感测到跟随车辆时本车辆才相对于交通拥堵末端的速度以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距。由此实现，跟随车辆也提前减小其高的速度差，并且在可能与受纵向动态调节的车辆发生追尾的情况下不会使本车辆撞到已静止或非常缓慢行驶的前方车辆上，因为距交通拥堵末端处的前方车辆存在足够大的间距d1。由此进一步降低了所有车辆的总碰撞概率。
此外有利的是，在距交通拥堵末端的预先确定的间距d1处制动本车辆之后，只有当借助另外的传感装置感测到跟随车辆低于预先确定的第二间距d2时，本车辆相对于交通拥堵末端的速度才以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距d1。由此实现，跟随车辆已消除了其速度差的大部分并且然后本车辆才赶上保留的交通拥堵末端，使得在具有小间距的行驶状况下也仅以小的速度差行驶。
此外有利的是，受自动纵向动态调节的车辆在距交通拥堵末端的预先确定的间距d1处停车并且只有当识别到跟随车辆相对于本车辆速度的速度差v3已被最大程度减小时本车辆才相对于交通拥堵末端的速度以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距。通过该措施确保只有当跟随车辆实际接近时受纵向动态调节的本车辆才向着交通拥堵赶上。在具有很少车辆的交通状况下，这个过程可能比在交通密集的情况下持续更长时间，使得即使在交通少的情况下也只有当感测到跟随车辆时受纵向动态调节的本车辆才赶上。
在此特别有利的是，当相对速度为最大30km/h，尤其最大20km/h或最大10km/h的差值时，该速度差视为被最大程度地减小。
此外有利的是，借助传感装置，尤其借助第一传感装置和/或第二传感装置识别当前行驶的道路类型，并且根据当前行驶的道路类型激活本方法。由此确保仅当车辆行驶在高速公路、多车道联邦公路或建造为快速公路的交通道路上时才激活向着交通拥堵的靠拢，然而在市区交通或甚至在居民区不激活本方法。对道路类型的识别例如可以通过导航设备的地图数据中的附加信息、通过基础设施服务例如经由移动无线电连接提供的或借助传感装置识别到的数据来进行，其方式是：传感装置识别到在所行驶的行车道左侧旁和/或在当前行驶的行车道右侧旁有其他车辆行驶。作为传感装置例如可以使用雷达传感装置或视频传感装置或激光雷达传感装置或超声波传感装置。
此外有利的是，预先确定的第一间距d1和/或预先确定的第二间距d2和/或跟随车辆和本车辆之间的速度差v3的最大偏差与识别出的道路类型、交通密度、在开始制动过程之前的行驶速度、当前天气条件，道路上的弯道存在或它们的组合有关。因为车道数量与允许的最高速度之间通常存在相关性，所以使用于实现本方法的间距和速度差与道路状况相关联。此外，可以使间距和速度差与交通密度相关联。交通密度在此指的是在预先确定的时间单位内经过道路区段的车辆的数量或在一定时间单位内经过行车道上的点的车辆的数量。因为可以借助传感装置感测进行超车以及被超车的车辆的数量以及在相邻行驶的车辆的数量，所以例如还可以借助环境传感装置识别交通密度。此外，可以借助用于测量高速公路过桥处的交通密度的装置来识别交通密度并且经由无线电连接将这些数据传输给车辆。此外可能的是，移动无线电提供商提供关于移动无线电站占用的流量密度信息，并且例如经由无线电接口将该信息输送给车辆。可以例如借助车辆传感装置如雨刷传感器、视频摄像机、室外温度计识别当前的天气条件，或者可以通过基础设施服务经由无线电接口将当前天气条件输送给车辆。在此，所行驶的道路上的弯道存在意味着所行驶的弯道的数量以及半径，其中，在具有小弯道半径的弯道和常常出现的弯道中，应通过纵向调节来设定更小的间距和速度差。该信息可以由导航设备的地图数据的附加信息或正在行驶的行驶路段的历史来提供。
此外有利的是，在拥堵末端继续运动时，由于车辆在列队中向前靠拢而发生，受自动纵向调节的车辆在遵守相对速度值和间距值的情况下继续运动。如果交通拥堵并没有制动直至静止状态，而是以具有低速的“爬行”方式继续运动，那么希望本车辆也以这种“爬行”式的前进速度继续运动。
在所述设备方面有利的是，在达到距交通拥堵末端的预先确定的间距时用于调节车辆纵向速度的控制装置这样继续控制本车辆，使得本车辆相对于交通拥堵末端的速度以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距。为此，受纵向调节的车辆需要了解该速度差以及有利地了解本车辆的绝对速度。为此有利的是，车辆具有呈雷达传感器、激光雷达传感器或立体视频摄像机形式的传感装置。借助单目摄像机或超声波传感装置实现的系统也是可能的。在此设置小的速度差，即当相对速度为最大30km/h，尤其最大20km/h或最大10km/h的差值时。
此外有利的是，车辆具有一个另外的传感装置，借助该传感装置感测跟随车辆，并且识别到前方交通拥堵时在制动车辆之后，控制装置将控制信号输出给车辆的驱动和减速装置用于调节纵向速度。由此实现，只有当借助另外的传感装置识别到跟随车辆时，在距交通拥堵末端的预先确定的间距处被制动的车辆才相对于交通拥堵末端的速度以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距。在此可以设置，在距交通拥堵末端的预先确定的间距处制动车辆之后，只有当所述另外的传感装置识别到跟随车辆并且该跟随车辆距本车辆的间距低于预先确定的第二间距时，本车辆才相对于交通拥堵末端的速度以小的速度差赶上保留的距交通拥堵末端的预先确定的间距。
此外有利的是，用于识别前方车辆的第一传感装置和/或用于识别跟随车辆的另外的传感装置分别是一个或多个基于雷达技术、视频技术、激光雷达技术和/或超声波技术的环境传感器，和/或由用于经由车对车通信(C2)进行数据传输的接口和/或由用于在车辆与云服务之间进行数据传输的接口组成。
特别重要的是，以控制元件的形式实现本发明的方法，该控制元件设置用于控制器，尤其是机动车的自动车辆引导功能或者说自主车辆引导功能的主单元。在此，在控制元件上存储有程序，该程序能在计算器上、尤其在微处理器或信号处理器上运行并且适合于执行本发明的方法。在这种情况下，本发明通过存储在控制元件上的程序来实现，使得设有该程序的该控制元件以与适合由所述程序执行的本方法相同的方式表示本发明。
附图说明
在附图中示出的本发明的其他特征、应用可能性和优点由对本发明的实施例的以下描述得出。在此，所有所描述或示出的特征单独地或以任意组合的形式构成本发明的主题，而与其在权利要求或其引用中的总结无关以及与其在说明书或附图中的表述或示出无关。
下面，根据附图阐述本发明的实施例。附图示出：
图1用于阐述本发明方法的示例性交通状况，
图2用于阐述本发明方法的示例性交通状况的三个局部图，
图3本发明设备的实施方式的示意性方框连接图，和
图4用于阐述本发明方法的示例性流程图。
具体实施方式
在高度自动化行驶的车辆中，通常优选实现对运动策略的舒适设计，这在例如由于交通拥堵而在前方出现堵塞状况的情况下导致例如3m/s2的减速度。与之相应地，在允许最高时速例如为60km/h的道路上，在前方出现堵塞状况的情况下，自大约60m的距离起开始制动过程。由此，本车辆连续且舒适被地减速。在此不利的是，自动化引导的车辆在该拥堵状况下是最后一个车辆，而一个另外的车辆可能几乎不被制动地接近该拥堵末端状况。如果所述另外的车辆未启动停车操作或者说紧急停车操作，则可能发生碰撞，该碰撞由于在受纵向动态调节的车辆前方的间距不足而可能导致严重损失。
为此，在图1中示出了道路1，受纵向动态调节的本车辆2行驶在该道路上。所述本车辆2具有第一传感装置3，尤其是前视环境传感装置，该前视环境传感装置具有第一传感装置3的感测范围4。此外，本车辆2具有一个另外的传感装置5，该另外的传感装置尤其实施为后视环境传感装置并具有第二传感装置5的感测范围6。由此，可以感测本车辆2前方的其他交通参与者7、8以及本车辆2后方的交通参与者9。本车辆2在道路1上以行驶速度v0运动。前方车辆7在车辆2前方行驶，该前方车辆例如静止或非常慢地行驶，因为它正接近交通拥堵。由于交通拥堵，在前方车辆7旁边和前方示出一个另外的车辆8。在此，该另外的车辆8以及该前方车辆7仅以低速运动，该低速由于交通拥塞被预给定并且示例性地以v1表示。以速度v0向前运动的本车辆2由于v0大于v1的情况而具有较高的速度，并且必须在拥堵末端之前制动并降低其自身速度v0。此外，跟随车辆9在本车辆2后方行驶，所述跟随车辆以速度v2运动并跟随本车辆2。由于存在有前方车辆7以及另外的车辆8的该拥堵状况，必须以尽可能小的碰撞风险制动本车辆2和跟随车辆9。
为此，在图2中示出了三个局部图a至c。在图2a中又示出了所行驶的道路1，本车辆2以速度v0在该道路上运动。在间距d＝d1处在本车辆2前方存在前方车辆7并且在相邻车道上存在另外的车辆8，所述前方车辆和所述另外的车辆由于拥堵状况要么处于静止状态要么仅以低速v1行驶。由此，必须制动本车辆2，其中，这样进行制动，使得在达到间距d＝d1时，本车辆2已被如此程度制动，使得v0约为v1。替代地，本车辆2可以在间距d＝d1处停车直至静止状态。
在接下来的图2b中，又示出道路1，在该道路上本车辆2在前方车辆7后面的间距d＝d1处已停车，或者以低速v0＝v1行驶。在本车辆2后面，以速度v2运动的跟随车辆9正在接近。通过本车辆2的后置传感装置5可以求取与跟随车辆9的间距，使得在与跟随车辆9的间距下降到d＝d2时，本车辆2又从静止状态开动或者将低速稍微提高，以便赶上在间距d＝dl处在前方行驶或停在前方的前方车辆7。
在最后的部分图2c中，又示出了具有另外的车辆8和前方车辆7的道路1。本车辆2以速度v0接近车辆7，并已低于最小间距d1，因为在此阶段，本车辆向着前方车辆7赶上。跟随车辆9以小于第二间距值d2的间距d跟随本车辆2。如果在这种停车操作中会发生碰撞，则车辆之间的间距应足够大以避免连环碰撞，并且速度差应尽可能小以便将碰撞损失保持很低。
在图3中示出了控制装置10的示意性方框连接图。在此，控制装置10可以实施为控制器，例如实施为自动化驾驶功能或自主驾驶状况的主单元。借助输入电路11将输入信号输送给控制装置10。因此，前置传感装置3以及后置传感装置5的输出信号设置为控制装置10的输入信号。前置传感装置3和/或后置传感装置5在此提供信号，控制装置10从所述信号识别出，是存在前方车辆7还是存在在后行驶车辆9，以及识别出它们与本车辆的相对位置和相对速度。此外，也可以存在输入信号12的其他来源，例如用于控制装置10的呈用于驾驶员操纵的操作杆和/或开关或无线电接收器的形式的操作装置，借助所述操作装置可以将外部感测和提供的数据和从而可天气信息、关于交通密度或当前行驶的道路类型的信息输送给车辆。输送给输入电路11的来自信息源3、5、12的输出信号通过可以实施为内部总线的数据交换装置14被输送给计算装置13。本发明的方法在计算装置13中以软件形式运行，该软件由输入数据求取并提供输出信号并且执行本发明的方法。通过数据交换装置14将由计算装置13提供的输出信号输送给控制装置10的输出电路15，借助该输出电路将输出信号输出给下游的执行装置16、17。用于驱动机的功率确定的执行元件16例如可以设置为下游的执行装置16、17，例如用于电动机的功率调节器，节流活门执行装置或内燃机的燃料计量装置。车辆2的减速装置17也可以设置为下游的执行元件16、17，借助该减速装置可以在驾驶员不进行操纵的情况下制动车辆2。通过操控功率确定的执行元件16和减速装置17，可以相应于本发明的方法来设定和调节车辆2的速度v0。
在图4中示出本发明方法的示例性流程图，所述方法始于步骤20。该开始步骤20例如可以在车辆2起动时在车辆2驶上具有多车道的道路或高速公路上或者车辆2的驾驶员通过操纵操作元件激活本发明的功能时进行。在接下来的步骤21中检查，借助安装在车辆前侧的第一传感装置3是否识别到在前对象7。如果所行驶的道路空闲并且第一传感器3没有识别到前方车辆7，则步骤21分支返回并且在此期间检查，是否存在前方车辆7，直到肯定地识别到前方车辆。在步骤21中识别到前方车辆7的情况下，步骤21向着“是”进一步分支，并在步骤22中继续执行。在步骤22中检查，是否已识别到交通拥堵。这例如可以通过以下方式进行：车辆2通过无线电接口获得指明前方交通拥堵的信息，或者借助安装在车辆2前侧的第一传感器3识别到在所有可行驶的车道上静止或仅缓慢行驶的车辆7、8。只要没有识别到交通拥堵，则步骤22向着“否”分支，并且在步骤21中继续执行，其方式是：再次检查，是否根本识别到前方车辆7。如果在步骤22中识别到，在前方存在交通拥堵，则该方法向着“是”分支，并且在步骤23中继续执行，其方式是：这样制动车辆2，使得其在距前方车辆7的间距d＝dl处停车，该前方车辆代表交通拥堵末端。替代地，代替使车辆2停车，也可以将该车辆制动到非常低的目标速度。如果达到了静止状态或目标速度，则借助位于后部的另外的传感器5来检查，是否已识别到跟随车辆。只要在车辆后部通过第二传感器5没有探测到跟随车辆9，则步骤24分支返回并在步骤24中继续执行，使得该方法等待直到识别到跟随车辆9。如果借助所述另外的传感器5识别到跟随车辆9，则步骤24向着“是”分支并且在步骤25中继续执行，在那里检查，跟随车辆9的间距是否低于间距d＝d2和/或其速度v2是否小于最大速度vmax。只要不是这种情况，则车辆2的制动器保持激活，并且车辆保持在静止状态中或以低速继续行驶。如果跟随车辆9低于间距值d＝d2和/或跟随车辆的速度v2低于最大速度vmax，则步骤25向着“是”进一步分支，并且本车辆2在步骤26中赶上呈前方车辆7形式的拥堵末端，其方式是：车辆2以仅略高于前方车辆7、8的速度v1的低速v0继续行驶。如果到达交通拥堵末端并且达到最小间距，则该方法结束于接下来的步骤27，其中，拥堵状况如此改变，使得本车辆2不再构成交通拥堵末端，而是在交通拥堵中以相对于对象7、8、9的很低的相对速度继续行驶。

Claims (13)

1.一种用于自动调节车辆(2)的纵向动态的方法，所述车辆具有传感装置(3)，借助所述传感装置感测前方车辆(7,8)并且在识别到所述前方车辆(7,8)时降低本车辆速度(V0)，其特征在于，
用于识别交通拥堵的器件(3)识别交通拥堵并且输出信号，并且
在识别到前方交通拥堵时制动所述车辆(2)，直到达到在交通拥堵末端(7)后面的预先确定的间距(d1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，受自动纵向动态调节的所述车辆(2)在达到距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)时相对于所述交通拥堵末端的速度(V1)以小的速度差赶上保留的、距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述车辆(2)具有另外的传感装置(8)，借助所述另外的传感装置感测跟随车辆(9)，并且在识别到前方交通拥堵(7,8)时在距所述交通拥堵末端(7)的预先确定的间距(d1)处制动所述车辆(2)之后，只有当感测到跟随车辆(9)时所述车辆(2)才相对于所述交通拥堵末端(7)的速度以小的速度差赶上保留的距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)处制动所述车辆(2)之后，只有当借助另外的传感装置(5)感测到跟随车辆(9)低于预先确定的第二间距(d2)时，所述车辆(2)才相对于所述交通拥堵末端(7)的速度以小的速度差赶上保留的距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，受自动纵向动态调节的所述车辆(2)在距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)处停车并且只有当识别到跟随车辆(9)相对于本车辆速度(V0)的速度差(V3)已被最大程度制动时才相对于所述交通拥堵末端(7)的速度(V1)以小的速度差赶上保留的距所述交通拥堵末端的所述预先确定的间距(d1)。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当相对速度为最大30km/h、尤其最大20km/h或最大10km/h的差值时，所述速度差被最大程度地减小。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助传感装置(3,5)，尤其借助第一传感装置和/或第二传感装置(3,5)识别当前行驶的道路类型(1)，并且根据所述当前行驶的道路类型(1)激活所述方法。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，预先确定的第一间距(d1)和/或预先确定的第二间距(d2)和/或跟随车辆(9)和本车辆(2)之间的速度差(V3)的最大偏差与
识别出的道路类型，
交通密度，
在开始制动过程之前的行驶速度，
当前天气条件，
所行驶的道路上的弯道的存在或
由它们构成的组合有关。
9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在拥堵末端(7)继续运动(V1)时，受自动纵向调节的所述车辆(2)在遵守相对速度值(V1–V0)和间距值(d1)的情况下继续运动。
10.一种用于自动调节车辆(2)的纵向动态的设备，所述车辆具有用于调节纵向速度(V0)的控制装置(10)，借助所述控制装置能将控制信号输出给所述车辆(2)的驱动和减速装置(16,17)以调节所述纵向动态，所述设备具有至少一个传感装置(3,5)，借助所述传感装置识别前方车辆(7)，其特征在于，借助由所述传感装置(3)提供的数据识别交通拥堵，并且在识别到前方交通拥堵时所述车辆(2)通过操控所述驱动和减速装置(16,17)被制动，直至达到在交通拥堵末端(7)后面的预先确定的间距(d1)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，在达到距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)时，用于调节所述车辆(2)纵向速度(V0)的所述控制装置(10)这样继续控制所述车辆(2)，使得所述车辆相对于所述交通拥堵末端的速度(V1)以小的速度差(V1-V0)赶上保留的距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述车辆(2)具有另外的传感装置(5)，借助所述另外的传感装置感测跟随车辆(9)，并且在识别到前方交通拥堵(7)时在制动所述车辆(2)之后，用于调节纵向速度(V0)的所述控制装置(10)将控制信号输出给所述车辆(2)的驱动和减速装置(16,17)，使得只有当借助所述另外的传感装置(5)识别到跟随车辆(9)时在距所述交通拥堵末端(7)的预先确定的间距(d1)处被制动的所述车辆(2)才相对于所述交通拥堵末端的速度(V1)以小的速度差赶上保留的距所述交通拥堵末端(7)的所述预先确定的间距(d1)。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，用于识别前方车辆(7,8)的第一传感装置(3)和/或用于识别跟随车辆(9)的所述另外的传感装置(5)分别是基于雷达技术、视频技术、激光雷达技术或超声波技术的环境传感器(3,5)和/或由用于经由车对车(C2C)通信进行数据传输的接口组成和/或是用于在所述车辆与云服务之间进行数据传输的接口。
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