CN112141120A - 用于匹配车辆的行驶行为的方法，控制器和存储介质 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于借助车辆参数、尤其通过控制器匹配车辆或车辆拖车的行驶行为的方法，其中，优选在行驶开始之前接收静态车辆参数，在至少一个启用的行驶操作期间收集并且接收测量数据，对在所述至少一个启用的行驶操作期间求取的所述测量数据进行分析评估，用于求取至少一个动态车辆参数，将所述静态车辆参数和/或所求取的所述动态车辆参数发送给车辆控制装置，用于根据车辆特定地匹配行驶行为。此外，公开了一种控制器、一种计算机程序以及一种机器可读的存储介质。

Description

用于匹配车辆的行驶行为的方法，控制器和存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于根据车辆参数匹配车辆或车辆拖车(Fahrzeuggespann)的行驶行为的方法。此外，本发明涉及一种控制器、一种计算机程序以及一种机器可读的存储介质。
背景技术
在车辆领域中，可以观察到对自动化行驶功能加大研发的趋势。尤其，载重车将在未来自主地承担大量物流任务。
载重车可在多方面使用并且具有很高的可变性。例如，载重车可以作为具有或不具有鞍式挂车、具有平板结构或箱体结构、具有或不具有挂车的牵引机来运行。此外，装载的货物、装载程度以及装载分布可以彼此不同。
这种载重车的车辆引导者可通过经验和"感觉"估计变化的行驶行为，并且相应地在控制载重车时实施。
自动化运行的车辆通过车辆控制装置在其纵向引导和横向引导方面被调节。为此，车辆控制装置访问车辆侧环境传感器的测量数据并且分析评估这些测量数据。为了求取例如与车辆的行驶动态有关的可变车辆参数，车辆必须以限定的行驶操作执行大范围的参数辨识。然而，这种测试操纵在公共道路交通中是不允许的，而是必须在封闭的测试路段上执行。
发明内容
本发明所基于的任务可以视为，提出一种用于在车辆的日常运行中求取车辆参数的方法以及一种基于所求取的车辆参数对车辆控制装置的匹配。
该任务借助本发明的方法、控制器、计算机程序和机器可读的存储介质来解决。本发明的有利构型是各个优选实施方式的内容。
根据本发明的一个方面，提供一种用于根据车辆参数、尤其通过控制器匹配车辆或车辆拖车的行驶行为的方法。
在一个步骤中，接收静态车辆参数，其中，在行驶开始之前接收所述静态的参数。替代地或附加地，可以在行驶开始之前接收和分析评估环境传感装置和/或GNSS传感器的测量数据。
在至少一个启用的行驶操作期间，通过传感器求取测量数据并且由控制器接收这些测量数据。这种行驶操作可以优选通过车辆侧规划单元或者说轨迹规划来启用。在此，该行驶操作是在公共道路交通中在限定的条件下、例如在速度恒定的情况下执行的行驶操作。尤其，可以在正常行驶的范围内执行该行驶操作。在此，测量数据可以表示对所执行的行驶操作的反馈或者说反应。
在至少一个启用的行驶操作期间所求取的测量数据被分析评估，用于求取至少一个动态车辆参数。当不能精确地计算相应的车辆参数时，根据车辆参数而定可以基于测量数据执行估计。
随后，将静态车辆参数和/或所求取的动态车辆参数发送给车辆控制装置，用于根据车辆特定地使行驶行为匹配于车辆控制装置。除了通过车辆参数匹配的行驶行为之外，也可以通过所求取的车辆参数来匹配轨迹规划。例如，通过这种轨迹规划可以在高载重和行驶动态降低的情况下避免或限制在盘山道和较大坡度上行驶。
根据本发明的另一方面，提供一种控制器，其中，该控制器设置为用于实施所述方法。该控制器例如可以是车辆侧控制器或车辆外部的控制器。例如，该控制器可以与车辆控制装置连接以执行自动化行驶功能，或者集成到这种车辆控制装置中。在外部构型的控制器例如可以是车辆外部的基于云技术的服务器单元。
此外，根据本发明的一个方面，提供一种计算机程序，其包括指令，在通过计算机或控制器实施所述计算机程序时所述指令安排该计算机实施本发明的方法。根据本发明的另一方面，提供一种机器可读的存储介质，在其上存储有本发明的计算机程序。
在此，车辆可以按照BASt标准(BASt，联邦公路研究所)辅助地、部分自动化、高度自动化和/或全自动化或者说无驾驶员地来运行。
尤其，车辆可实施为乘用车、公共汽车、商用车、载重车等。在此，车辆可以构型为具有挂车或鞍式半挂车的车辆拖车。在此，车辆也可以实施为没有挂车或鞍式半挂车的牵引机。
环境传感装置的至少一个传感器可以优选地例如是激光雷达传感器、雷达传感器、超声波传感器、摄像机传感器、GNSS传感器等。
响应于至少一个所执行的行驶操作，可以收集并且分析评估悬架的加速度传感器、位移传感器的测量数据、横摆角速度传感器、俯仰角速度传感器、侧倾角速度传感器、主销倾角传感器等的测量数据。在此，车辆和/或挂车或半挂车的传感器的测量数据可以由控制器接收和分析评估。
车辆参数优选构造为影响因子，所述影响因子影响计算机程序和/或车辆控制装置和/或车辆控制装置的子程序。由此车辆控制装置可以获知对车辆动态的“感觉”并且尤其提高了在自动化行驶运行期间的安全性。
通过将用于参数辨识的行驶操作引入到车辆的正常运行中，例如可以特别可靠地运行具有在载重和载重分布方面高可变性的车辆。例如，高可变性可以通过乘客数量变化和乘客分布变化被影响。此外，固体或液体的装载物在载重车或挂车上可能持久或暂时不均匀地分布。液体装载物尤其可能产生溢出行为(Schwappverhalten)，所述溢出行为可以借助所求取的车辆参数通过车辆控制装置被考虑和补偿。
车辆控制装置可以产生用于操纵横向和纵向执行单元的控制指令，使得可以实现转向、加速和制动。车辆参数可以影响执行单元的操纵方式。因此，对于安全的自动化行驶运行而言，例如可以估计和考虑制动距离、最大转弯速度、加速行为等。此外，可以在制动期间通过所求取的车辆参数调整转向打轮速度和减速程度。
静态车辆参数，例如车辆类型、挂车类型、轴数量、传感器，可以优选在车辆的静止状态下或在挂车耦合期间或在激活车辆期间由控制器接收。
通过所述方法，车辆参数可以根据单独的行驶操作分离地或者说单个地作为模型的特征参量被确定。车辆参数的辨识优选可以通过总模型的所构成的子模型被分离并且以确定的顺序被辨识。
根据一个实施例，在行驶开始时未知的动态车辆参数被预先限定为最坏情况车辆参数(Worst-Case-Fahrzeugparameter)。由此可以以最坏情况值初始化未知的车辆参数。在行驶期间，最坏情况值可以不断地被更新或者被所测量或所估计的车辆参数代替。只要行驶安全性和交通允许，例如由于空闲的行车道，就可以将辨识行驶操作引入正常行驶运行中，以便求取车辆参数。
除了不定期更新的或求取的静态车辆参数、例如动力驱动系的行为之外，还存在大量用于车辆控制的动态车辆参数，以便可以安全且可靠地维持自动化行驶状态。例如，在更换鞍式半挂车时，以下车辆参数可以是重要的：
-存在牵引机或鞍式半挂车的载重
-装载的货物的可运动性，装载的货物的聚集状态
-鞍式半挂车和/或牵引机的载重程度
-装载的货物的分布
-轮胎
-双轮胎
-轴的数量
-升降轴的数量
-作为转向轴的前从动轴
-悬架和水平调节装置
-牵引机和挂车或半挂车的刚度
-挂车或半挂车的类型
-挂车或半挂车的自重
对车辆参数的列举仅仅用于阐明，而非穷举的。
根据另一实施例，为了在行驶开始时求取与安全相关的动态车辆参数，启用制动测试作为行驶操作。这种制动测试尤其在载重车的情况下被规定并且可以在缓慢行驶时被执行。在这种制动测试中，可以通过控制器估计质量、制动距离和溢出行为。由此，可以借助行驶操作求取多个与安全相关的车辆参数并且可以由车辆控制装置考虑这些车辆参数。
动态车辆参数可以以有规律的时间间隔或连续地执行，因为车辆参数可以沿着轨迹改变。例如，没有拖车的牵引车辆可以驶离车库。随后将空的鞍式半挂车挂上，会对牵引车辆的行驶行为产生重要影响。在走过另一道路区段之后，半挂车完全或部分地装载有运输货物，例如液体。根据鞍式半挂车的构型而定，可以在鞍式半挂车的运输容纳装置中设置防溅挡板或者不设置防溅挡板，由此产生不同的溢出行为。
根据另一实施例，在正常行驶运行的范围内启用至少一个辨识行驶行为，用于求取其他动态车辆参数。这种行驶操作可以在规划轨迹时已被考虑或者在行驶运行期间被启用。例如，如果交通可以实现该行驶操作并且不存在安全风险，则可以启用行驶操作。通过至少一个行驶操作可以在确定和可比较的条件下收集测量数据并且根据这些测量数据计算或估计车辆参数。示例性的行驶操作可以包括以限定的恒定速度在环形交通上行驶。
根据另一实施方式，对要求取的车辆参数进行管理并且在行驶开始或车辆对接之前根据车辆特定地对所述车辆参数初始化。例如，所述管理可以通过控制器或车辆控制装置中的规划模块来执行。规划模块优选可以确定对于行驶运行必须辨识的车辆参数。由此，可以对必需的车辆参数创建列表，这些车辆参数在行驶开始之前或在车辆对接时被初始化以及在进一步的行驶过程中被求取。在此，规划模块可以管理操作目录并且启用相应的行驶操作来求取静态车辆参数和动态车辆参数。
根据一个有利的构型，规划模块可以将用于求取车辆参数所需的行驶操作集成到车辆的正常轨迹或路线中。优选地，可以无缝地进行行驶操作的集成。由此，可以在正常行驶期间执行行驶操作并且实施必要的计算来求取车辆参数。所求取的车辆参数可以暂时或持久地存储并且被传输给车辆控制装置，以作用于车辆的促动器。
因此，尤其可以事先确定，确定哪些车辆参数并且以何种顺序确定这些参数。例如在行驶开始之前可以已知的是，没有挂车或半挂车被耦合，使得对针对车辆拖车的不同测试顺序或改变的参数列表进行检查。
根据另一实施方式，在行驶开始时一次性求取和/或更新第一组动态车辆参数，并且在行驶期间连续地求取和/或更新第二组动态车辆参数。在此，每组可以由一个或多个车辆参数组成。
例如，第一组车辆参数可以包含静态车辆参数。例如，属于这些车辆参数可以有车辆的空车重量、车辆的尺寸、挂车或半挂车的参数等。
第二组车辆参数优选可以具有动态车辆参数，所述动态车辆参数可以有规律地改变。为此，需要连续地监视来自第二组的车辆参数。第二组例如可以具有负载分布、溢出行为或所谓的溅出(sloshing)、旋转点、重心等等作为车辆参数。
根据另一实施方式，在第二组中的至少一个车辆参数与安全相关地改变的情况下，将用于启用安全停车的控制指令传输给车辆控制装置。通过连续地监视第二组车辆参数，可以辨识不一致性或者突然的偏差并且将所述不一致性或者偏差用于启用措施。例如，由此可以测量负载在一段时长上的滑动。作为可能的措施，例如可以启用安全停车。替代地或附加地，可以将车辆置于安全状态中，其中，通过控制器安排车辆驶向路肩、停车场或停车位。
根据另一实施例，在至少一个车辆参数与安全相关地改变的情况下，经由通信连接请求服务器单元。由此，可以在连续监视车辆参数期间在求取到不一致性时提供另外的措施。服务器单元可以是车辆外部的服务器单元，该车辆外部的服务器单元例如构型为所谓的“空中医生”(Flying Doctor)。
附图说明
下面，借助强烈简化的示意图详细阐述本发明的优选实施例。附图示出：
图1根据一个实施例的用于阐明本方法的示意性布置和
图2作为行驶操作反馈的可能的状态传感器的示意图。
具体实施方式
在图1中示出用于阐明根据一个实施例的方法1的示意性布置。尤其，示出了具有控制器4和车辆控制装置8的车辆2。在控制装置4中也集成有规划模块6。在此，车辆2实施为乘用车，然而也可以是商用车、公共汽车、运输车、载重车等。
控制器4、规划模块6和车辆调节装置或者说车辆控制装置8可以基于硬件和/或基于软件来构造。尤其，控制器4、规划模块6和车辆控制装置8可以构型为一个部件或构型为多个可相互连接的部件，其中，控制器4、规划模块6和车辆控制装置8的各自任务可以相互分开或彼此共担。
控制器4可与车辆2的环境传感装置10连接，以便接收和分析评估所收集的环境传感装置10的测量数据。
环境传感装置10例如具有摄像机传感器12、激光雷达传感器13、雷达传感器14、超声波传感器15和GPS传感器16。
定位单元18可以基于地图数据20和所接收的GPS传感器16的测量数据定位车辆2。相应的定位数据可以与环境传感装置10的测量数据并行地被传输给控制器4，优选传输给规划模块6。环境传感装置10的测量数据也可以彼此融合并且接下来被发送给控制器4。
静态车辆参数可以通过控制器4来接收或者已存储在机器可读的存储介质22中。优选，可以在行驶开始之前接收静态车辆参数。在机器可读的存储介质22中也可以存储所求取或者所估计的车辆参数。
控制器4具有所谓的PRIMER目录24，其具有由行驶操作组成的列表。该目录24可以根据车辆2和车辆拖车3而定地具有不同的顺序和不同类型的行驶操作。在规划模块6规划轨迹时考虑该目录24。由此，可以将行驶操作引入车辆2、3的正常行驶运行中。作为可能的行驶操作可以在车辆2，3转向运动以及减速时使用加速度测试、制动测试、缓慢的弯道行驶、转向角突变、频率响应。
在至少一个启用的行驶操作期间由其它传感器或者说状态传感器26、28求取测量数据并且将这些测量数据传输给控制器4。状态传感器26、28例如可以是加速度传感器26、悬架28的位移传感器、横摆角速度传感器、俯仰角速度传感器、侧倾角速度传感器、主销倾角传感器(
Figure BDA0002557259620000071
Knickwinkel-Sensor)、胎压传感器等。
为了借助状态传感器26、28的测量数据求取车辆参数，控制器4可以具有所谓的PRIMER模块30。PRIMER模块30例如是车辆参数的计算模块并且可以自主地或者由规划模块6安排地计算或估计车辆参数。计算出的车辆参数可以存储在机器可读的存储介质22中。
静态车辆参数也可以由控制器4的PRIMER模块30求取或接收并且存储在机器可读的存储介质22中。
静态和/或动态车辆参数被传输给车辆控制装置8用以根据车辆特定地匹配车辆2、3的行驶行为。
车辆控制装置8可以借助所接收的车辆参数生成用于车辆2、3横向调节和纵向调节的促动器32的经匹配的操控。
图2示出用于收集测量数据作为对限定的行驶操作的反馈的可能状态传感器26、28、34、36的示意图。根据所示实施例，车辆实施为车辆拖车3。车辆拖车3由牵引车辆38和挂车39组成。替代地，牵引车辆38可以构型为鞍式牵引车，而挂车39可以构型为鞍式半挂车。此外，车辆拖车3可以具有多个挂车39。
响应于用于求取车辆参数的限定的行驶操作，牵引车辆38的状态传感器26、28、34的测量数据和挂车39的状态传感器36的测量数据由控制器4接收和分析评估。
优选，多个状态传感器可以布置在牵引车辆38和挂车39中。例如，除了牵引车辆38的悬架28的加速度传感器26和位移传感器之外，还可以在牵引车辆侧的装载面的区域中或箱体结构的区域中装入其它传感器34。这些状态传感器34例如可以是后车轮的胎压传感器。
挂车39例如可以具有加速度传感器或倾翻和倾斜传感器作为状态传感器36。此外，可以设置用于求取相对于牵引车辆38的倾斜角或旋转角的状态传感器。此外，状态传感器也可以定位在挂车39的多个位置上并且可与控制器4连接。

Claims (11)

1.一种用于借助车辆参数、尤其通过控制器(2)匹配车辆(2)的或车辆拖车(3)的行驶行为的方法(1)，其中，
-接收静态车辆参数，其中，在行驶开始之前接收所述静态车辆参数，
-在至少一个启用的行驶操作期间求取并且接收测量数据，
-对在所述至少一个启用的行驶操作期间求取的所述测量数据进行分析评估，用于求取至少一个动态车辆参数，
-将所述静态车辆参数和/或所求取的所述动态车辆参数发送给车辆控制装置(8)，用于根据车辆特定地匹配行驶行为。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在行驶开始时未知的动态车辆参数被预先限定为最坏情况车辆参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了求取与安全相关的动态车辆参数，在行驶开始时启用制动测试作为行驶操作。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，在正常行驶运行的范围内启用至少一个辨识行驶操作，用于求取其它动态车辆参数。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，对要求取的车辆参数进行管理，并且在行驶开始或车辆对接之前根据车辆特定地对所述要求取的车辆参数初始化。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中，在行驶开始时一次性求取和/或更新动态车辆参数的第一组，并且在行驶期间连续地求取和/或更新动态车辆参数的第二组。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第二组中的至少一个车辆参数与安全相关地改变时将用于启用安全停车的控制指令传输给所述车辆控制装置(8)。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其中，在至少一个车辆参数与安全相关地改变时，经由通信连接请求服务器单元。
9.一种控制器(4，30)，其设置为用于实施根据上述权利要求之一所述的方法(1)中的至少一个。
10.一种计算机程序，其包括指令，在由计算机或控制器(4)执行所述计算机程序时所述指令安排所述计算机实施根据权利要求1至8之一所述方法(1)。
11.一种机器可读的存储介质(22)，在其上存储有根据权利要求10所述的计算机程序。
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