CN112384426B - 对驾驶员辅助系统的控制量目标值的限制 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个方面涉及一种用于控制机动车的驾驶员辅助系统,其中该驾驶员辅助系统被设置为:确定或接收机动车的控制量的目标值;确定或接收机动车的控制量的实际值;根据控制量的目标值和控制量的实际值之间的偏差,确定校正量以用于减小控制量的目标值和控制量的实际值之间的偏差;将校正量与第一阈值进行比较;并且根据校正量与第一阈值的比较,至少限制控制量目标值的使控制量目标值和控制量实际值之间的偏差增大的未来变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种驾驶员辅助系统和一种用于限制驾驶员辅助系统的控制量目标值的方法。
背景技术
在本文件的范畴中,术语“自动驾驶”可以理解为具有自动纵向或横向引导的驾驶,或具有自动纵向和横向引导的自主驾驶。术语“自动驾驶”包括具有任意自动化程度的自动驾驶。示例性的自动化程度有辅助驾驶、部分自动驾驶、高度自动驾驶或全自动驾驶。这些自动化程度由联邦公路研究所(BASt)定义(请参阅BASt出版物“研究报告”,版本11/2012)。在辅助驾驶中,驾驶员持续执行纵向或横向引导,而系统则在一定限制范围内接管相应的其他功能。在部分自动驾驶(TAF)中,系统在一定时间段内和/或在特定情况下接管纵向和横向引导,其中驾驶员必须如在辅助驾驶中一样持续监控系统。在高度自动驾驶(HAF)中,系统在一定时间段内接管纵向和横向引导,而无需驾驶员持续地监控系统,然而驾驶员必须能够在一定时间内接管车辆控制。在全自动驾驶(VAF)中,系统可对于特定应用场合在所有情况下自动管理驾驶,该应用场合不再需要驾驶员。上述四个根据BASt的定义的自动化程度相应于SAE J3016标准(SAE-美国汽车工程师协会)的SAE级别1至4。例如,根据BASt的高度自动驾驶(HAF)相应于SAE J3016标准的3级。此外,在SAE J3016中还规定了SAE 5级作为最高自动化程度,其未包含在BASt的定义中。SAE 5级对应于无人驾驶,其中系统可以在整个行驶期间如人类驾驶员一样自动处理所有情况,一般不再需要驾驶员。
在此,用于预设驾驶员辅助系统的控制量的目标值的已知方法容易受到车辆内部和/或车辆外部的干扰性影响。这些干扰性影响可能导致难以通过控制量目标值的预设来影响车辆的实际行为。
发明内容
本发明的目的在于提出一种驾驶员辅助系统和一种方法,其至少提高控制量的目标值对车辆实际行为的影响。
该目的通过根据本发明的用于控制机动车的驾驶员辅助系统和方法来实现。在下文中说明了有利的实施方式。应指出的是,从属于独立权利要求的权利要求的附加特征在没有独立权利要求的特征或者仅在与独立权利要求的特征子集相组合的情况下可形成独立于独立权利要求的所有特征组合的单独发明,其可成为独立权利要求、分案申请或后续申请的主题。这同样适用于说明书中所述的技术理论,其可形成独立于独立权利要求的特征的发明。
本发明的第一方面涉及一种用于控制机动车的驾驶员辅助系统。
在此,驾驶员辅助系统被设置为确定或接收机动车控制量的目标值。
该目标值特别是在轨迹规划中被确定,其中针对确定的未来时间范围来规划车辆的运动。在此,例如可以确定纵向控制/速度轨迹和/或横向控制/转向轨迹。
此外,驾驶员辅助系统被设置为确定或接收机动车控制量的实际值。为此例如可以评估机动车的传感器。
根据在控制量的目标值和控制量的实际值之间的偏差,驾驶员辅助系统确定校正量以减小在控制量的目标值和控制量的实际值之间的偏差。该偏差可以特别是车辆内部或车辆外部干扰影响的结果。例如,在上坡行驶时机动车的驱动部的性能极限会导致机动车的实际速度达不到机动车的目标速度。
另外,驾驶员辅助系统被设置为将校正量与第一阈值进行比较,并且根据校正量与第一阈值的比较至少限制控制量目标值的使控制量目标值和控制量实际值之间的偏差增大的未来变化。
驾驶员辅助系统特别是被设置为:当校正量大于或大于等于第一阈值时至少限制控制量目标值的变化。
在有利的实施方式中,驾驶员辅助系统被设置为:当控制量的目标值大于控制量的实际值并且校正量大于或大于等于第一阈值时,至少限制控制量的目标值的未来变化。
在此,本发明基于以下认知,即导致控制量目标值和控制量实际值之间的偏差的干扰影响仅存在于一个“方向”上。例如,如果控制量为车辆速度并且干扰影响为达到机动车驱动部的性能极限,当速度目标值被设置为等于或低于当前的速度实际值时,则驱动部不会阻碍机动车达到该速度目标值。
在另一有利的实施方式中,驾驶员辅助系统被设置为:在预定时间段内、例如在机动车轨迹规划的规划周期的预定时间段内,根据校正量的比较来至少限制控制量的目标值的未来变化。
在另一个有利的实施方式中,驾驶员辅助系统被设置为:将校正量与第二阈值进行比较,并且根据校正量与第二阈值的比较,至少部分地撤销对控制量目标值的未来变化的限制。
在此,本发明基于以下认知,即校正量可以用作控制量目标值和控制量实际值之间的偏差程度的量度。由此特别是可以在低于第二阈值的情况下推断出在控制量目标值和控制量实际值之间的偏差是可容许的。在这种情况下,可以撤销对目标值的未来变化的限制。
由此,第一阈值的量特别是大于第二阈值的量。
在另一有利的实施方式中,控制量表征机动车的速度,并且校正量表征机动车的加速度。
在此,控制量例如可以是机动车的速度或由至少一个车轮转速形成的变量。校正量例如可以是机动车的加速度或机动车的驱动力矩。
在另一有利的实施方式中,控制量表征机动车的转向角,并且校正量表征转向角对时间的导数。
在另一有利的实施方式中,驾驶员辅助系统被设置为:限制目标值的未来变化,使得防止目标值的变化。
本发明的第二方面涉及一种用于控制机动车的方法。
该方法的一个步骤是确定或接收机动车的控制量的目标值。
该方法的另一步骤是确定或接收机动车的控制量的实际值。
该方法的另一步骤是根据在控制量目标值和控制量实际值之间的偏差确定校正量,其用于减小在控制量目标值和控制量实际值之间的偏差。
该方法的另一步骤是将校正量与第一阈值进行比较。
该方法的另一步骤是根据校正量与第一阈值的比较至少限制控制量目标值的使控制量目标值和控制量实际值之间的偏差增大的未来变化。
关于根据本发明第一方面的根据本发明的驾驶员辅助系统的以上陈述也以相应的方式适用于根据本发明第二方面的根据本发明的方法。在此处未明确说明的根据本发明的方法的有利实施例对应于上述说明的根据本发明的驾驶员辅助系统的有利实施例。
附图说明
下面根据实施例借助于附图说明本发明。其中:
图1示出了作为机动车控制量的目标值和实际值的目标速度vsoll和实际速度vist的示例性曲线的一个实施例,
图2示出了作为校正量的车辆加速度a的示例性曲线的一个实施例,并且
图3示出了作为本发明实施例的示意性控制器结构。
具体实施方式
图1示出了由驾驶员辅助系统FAS确定或接收的机动车KFZ的控制量目标值vsoll的时间曲线。
在此,控制量例如表征机动车KFZ的速度(例如机动车KFZ本身的速度),并且校正量表征机动车KFZ的加速度(例如机动车KFZ本身的加速度)。
此外,图1还示出了机动车KFZ的控制量的实际值vist的时间曲线,其同样由驾驶员辅助系统FAS确定或接收。
在此,驾驶员辅助系统FAS被设置为根据在控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间的偏差确定校正量a,其用于减小在控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间的偏差。
在此,为了清楚起见,在实施例开始时控制量的目标值vsoll和控制量的实际值vist是相同的。实际上,即使仅仅是因为通过使用控制器可能导致时间偏移,这两个值通常就已经是不同的。
在时间点t0,控制量的目标值vsoll开始上升,在此控制量的实际值vist在该时间点仍然可以跟随。
然而,在时间点t1,在控制量的目标值vsoll和控制量的实际值vist之间出现偏差。偏差量上升直到时间点t2,然后保持恒定。
图2示出了图1所示控制量目标值vsoll和控制量实际值vist的时间曲线的校正量a的时间曲线。
由于直到时间点t1控制量的目标值vsoll都等于控制量的实际值vist,因此直到时间点t1校正量a的值都为“零”。
然而,随着从时间点t1开始在控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间偏差的出现,校正量a也增大。
在此,驾驶员辅助系统FAS被设置为:将校正量a与第一阈值sw进行比较,并且根据校正量a与第一阈值sw的比较至少限制控制量目标值vsoll的使控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间的偏差增大的未来变化。
在本示例中,校正量a在时间点t2达到第一阈值sw。因此,从该时间点起限制控制量目标值vsoll的进一步上升,从而防止目标值vsoll的变化。
在此,驾驶员辅助系统FAS特别是被设置为:当控制量的目标值vsoll大于控制量的实际值vist并且校正量a大于或大于等于第一阈值sw时,至少限制控制量目标值vsoll的未来变化。
另外,驾驶员辅助系统FAS被设置为:将校正量a与第二阈值aw进行比较,并且根据校正量a与第二阈值aw的比较,至少部分地撤销对控制量目标值vsoll的未来变化的限制。
在当前情况下,校正量a在时刻点t3又开始下降,并且在时间点t4达到第二阈值aw。
在此,第一阈值sw的量大于第二阈值aw的量。在此基于以下思想,即虽然第二阈值的较低值始终仍表征在控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间的偏差,但其在此可以例如是可容许的偏差。
图3示出了作为本发明实施例的示意性控制器结构。
在此,由轨迹规划单元TP确定机动车KFZ的控制量的目标值vsoll并且将其传输给驾驶员辅助系统FAS。
此外,驾驶员辅助系统FAS还接收机动车KFZ的控制量的实际值vist。
根据由干扰影响s引起的在控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间的偏差,驾驶员辅助系统FAS确定校正量a以用于减小在控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间的偏差。校正量a例如是控制器的调节变量。
另外,驾驶员辅助系统被设置为:将校正量a与第一阈值sw进行比较,并且根据校正量a与第一阈值sw的比较,通过将相应的限制信号b传输给轨迹规划单元,至少限制控制量目标值vsoll的使控制量目标值vsoll和控制量实际值vist之间的偏差增大的未来变化。
Claims (6)
1.一种用于控制机动车(KFZ)的驾驶员辅助系统(FAS),其中所述驾驶员辅助系统(FAS)被设置为:
·确定或接收所述机动车(KFZ)的控制量的目标值(vsoll),
·确定或接收所述机动车(KFZ)的所述控制量的实际值(vist),
·根据所述控制量的目标值(vsoll)和所述控制量的实际值(vist)之间的偏差,确定校正量(a)以用于减小所述控制量的目标值(vsoll)和所述控制量的实际值(vist)之间的偏差,其中所述控制量表征所述机动车(KFZ)的速度并且所述校正量表征所述机动车(KFZ)的加速度,或者所述控制量表征所述机动车(KFZ)的转向角并且所述校正量表征所述转向角对时间的导数,
·将所述校正量(a)与第一阈值(sw)进行比较,
·根据所述校正量(a)与所述第一阈值(sw)的比较,至少限制所述控制量的目标值(vsoll)的、使所述控制量的目标值(vsoll)和所述控制量的实际值(vist)之间的偏差增大的未来变化,
·将所述校正量(a)与第二阈值(aw)进行比较,
·根据所述校正量(a)与所述第二阈值(aw)的比较,至少部分地撤销对所述控制量的目标值(vsoll)的未来变化的限制,
·根据所述控制量控制所述机动车(KFZ)的速度或所述机动车(KFZ)的转向角,并且
·根据所述校正量控制所述机动车(KFZ)的加速度或所述机动车(KFZ)的转向角对时间的导数。
2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统(FAS),其中所述驾驶员辅助系统(FAS)被设置为:
·如果所述控制量的目标值(vsoll)大于所述控制量的实际值(vist),并且
·如果所述校正量(a)大于或等于所述第一阈值(sw),
则至少限制所述控制量的目标值(vsoll)的未来变化。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统(FAS),其中所述驾驶员辅助系统(FAS)被设置为:在预定时间段内根据所述校正量(a)的所述比较,至少限制所述控制量的目标值(vsoll)的未来变化。
4.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统(FAS),其中所述第一阈值(sw)的量大于所述第二阈值(aw)的量。
5.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统(FAS),其中所述驾驶员辅助系统(FAS)被设置为:限制所述目标值(vsoll)的未来变化,使得防止所述目标值(vsoll)的变化。
6.一种用于控制机动车(KFZ)的方法,其中所述方法包括以下步骤:
·确定或接收所述机动车(KFZ)的控制量的目标值(vsoll),
·确定或接收所述机动车(KFZ)的所述控制量的实际值(vist),
·根据所述控制量的目标值(vsoll)和所述控制量的实际值(vist)之间的偏差,确定校正量(a)以用于减小所述控制量的目标值(vsoll)和所述控制量的实际值(vist)之间的偏差,其中所述控制量表征所述机动车(KFZ)的速度并且所述校正量表征所述机动车(KFZ)的加速度,或者所述控制量表征所述机动车(KFZ)的转向角并且所述校正量表征所述转向角对时间的导数,
·将所述校正量(a)与第一阈值(sw)进行比较,
·根据所述校正量(a)与所述第一阈值(sw)的比较,至少限制所述控制量的目标值(vsoll)的、使所述控制量的目标值(vsoll)和所述控制量的实际值(vist)之间的偏差增大的未来变化,
·将所述校正量(a)与第二阈值(aw)进行比较,
·根据所述校正量(a)与所述第二阈值(aw)的比较,至少部分地撤销对所述控制量的目标值(vsoll)的未来变化的限制,
·根据所述控制量控制所述机动车(KFZ)的速度或所述机动车(KFZ)的转向角,并且
·根据所述校正量控制所述机动车(KFZ)的加速度或所述机动车(KFZ)的转向角对时间的导数。
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