CN112969974A - 将车辆控制从自动化车辆控制切换到手动车辆控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将对车辆(1)的车辆控制从由控制设备(2)进行自动化车辆控制切换到由车辆驾驶员借助于控制杆(3)进行手动车辆控制的方法，其中将可手动操纵的控制杆(3)设置成至少用于对车辆(1)进行加速、制动和转向，其中还设置至少一个第一显示设备(4a)以用于显示行驶信息，其中在第一显示设备(4a)上以图形方式展示至少车辆(1)的实际速度(5a)和实际轨迹(6a)以及基于控制杆(3)的实际位置的速度(5b)和基于控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)，并且其中当在第一显示设备(4a)上车辆(1)的实际速度(5a)与基于控制杆(3)的实际位置的速度(5b)在图形上一致并且车辆(1)的实际轨迹(6a)与基于控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)在图形上一致时，执行从自动化车辆控制切换到手动车辆控制。

Description

将车辆控制从自动化车辆控制切换到手动车辆控制的方法
本发明涉及一种用于将车辆的车辆控制从由控制设备进行自动化车辆控制切换到由车辆驾驶员借助于可手动操纵的控制杆进行手动车辆控制的方法，其中将该控制杆设置成至少用于对车辆进行加速、制动和转向。
DE 10 2012 219 924 A1例如公开了一种车辆辅助设备，该车辆辅助设备包括：用于控制信息显示的控制装置；用于显示信息的显示装置；用于获得车辆位置的位置确定装置；用于确定车辆状态的至少一个传感器装置；存储装置，该存储装置具有用于存储车辆状态的第一存储器以及用于存储位置的第二存储器。该控制装置被设计成使得该控制装置将所获得的车辆状态与存储在第一存储器中的车辆状态进行比较，并且将所获得的车辆位置与存储在第二存储器中的车辆位置进行比较。此外，该控制装置被设计成：当控制装置确定所获得的车辆状态与存储在第一存储器中的状态一致并且/或者所获得的车辆位置与存储在第二存储器中的位置一致时，该控制装置将信息显示在显示装置上。
本发明所基于的目的在于，提供一种用于将车辆控制从由控制设备进行自动化车辆控制切换到由车辆驾驶员借助于控制杆进行手动车辆控制的方法。该目的通过专利权利要求1的主题实现。其他有利的实施方式可以自从属权利要求获得。
根据本发明的用于将对车辆的车辆控制从由控制设备进行自动化车辆控制切换到由车辆驾驶员借助于控制杆进行手动车辆控制的方法，在所述第一显示设备上以图形方式展示至少所述车辆的实际速度和实际轨迹以及基于所述控制杆的实际位置的速度和基于所述控制杆的实际位置的轨迹。在此，将可手动操纵的控制杆设置成至少用于对车辆进行加速、制动和转向。此外，设置至少一个第一显示设备以用于显示行驶信息。当在所述第一显示设备上所述车辆的实际速度与基于所述控制杆的实际位置的速度在图形上一致并且所述车辆的实际轨迹与基于所述控制杆的实际位置的轨迹图形一致时，执行从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制。
车辆控制应被理解为至少在纵向方向和横向方向上对车辆进行控制。对车辆的加速和制动改变车辆在纵向方向上的速度。车辆转向调整在车辆的至少一个、优选两个、尤其四个车轮上的转向角。在三轮车的情况下例如可以仅将一个车轮设置成用于使车辆转向。通常，在具有两个车桥和四个车轮的车辆中将一个车桥的两个车轮设置成用于使车辆转向。替代性地，也可以将所有四个车轮设置成用于使车辆转向，例如在具有全轮转向或主动转向后桥的车辆中。
控制杆是操纵元件，该操纵元件用于车辆控制并且可由车辆驾驶员手动地操纵。车辆尤其是PKW(乘用车辆)、LKW(载重车辆)或NKW(商用车辆)。车辆藉由控制杆由车辆驾驶员进行加速、制动和转向。因此不用踏板和方向盘。此外，可以还借助于控制杆或必要时还借助于其他操纵元件来控制车辆的其他行驶功能，例如还选择行驶挡位级。其他操纵元件例如可以是按键、开关、触摸板、按钮等。
优选地，控制杆在空间上布置在车辆中的驾驶员位置与副驾驶员位置之间，并且可以从这两个位置等同地操纵。驾驶员位置和副驾驶员位置是车辆的乘客舱室的前部部分中的座椅位置，其中驾驶员位置和副驾驶员位置在车辆的横向方向上并排布置。通常，驾驶员位置是车辆的乘客舱室内朝向道路中心的那个位置。而副驾驶员位置朝向道路边缘。
为了操纵控制杆，车辆驾驶员用手抓握控制杆。尤其，控制杆被设计成操控杆，并且因此可以至少部分地由相应的手或相应的手的手指环握。优选地，控制杆符合人机工学而成型。通过使控制杆移动来引入对车辆的控制。控制杆的移动应被理解为控制杆的移位或旋转。尤其，控制杆与用于对车辆进行纵向引导和横向引导的控制设备处于操作连接，其中控制设备分析手动地引入到控制杆中的移动信号并且控制车辆。
本发明包括以下技术教导：控制杆具有至少一个操纵元件，该至少一个操纵元件被设置成用车辆驾驶员的相应的手指被操作。例如，在控制杆上或者在控制杆周围附近可以布置有一个或多个按键、小滚轮和/或开关，藉由它们可以控制对指示灯、刮水器、前照灯、喇叭、行驶挡位级的操作或者也可以控制音响设备的音量或导航系统。
第一显示设备用于显示行驶信息。优选地，车辆具有两个、优选三个显示设备。此外，在第一显示设备上也可以显示其他信息，例如TV功能、手机功能、多媒体内容、导航数据、地图信息、车辆信息以及天气预报。在引入将车辆控制从自动化车辆控制切换到手动车辆控制时，在第一显示设备上以图形方式展示至少车辆的实际速度和实际轨迹以及基于控制杆的实际位置的速度和基于控制杆的实际位置的轨迹。
车辆的实际速度是车辆的真实的并且当前的行驶速度，其中车辆的实际轨迹是车辆的真实的并且当前的轨迹。相比之下，如果控制杆的实际位置或当前位置与车辆的当前速度一致，则基于控制杆的实际位置的速度可以是车辆的真实的并且当前的行驶速度。同样地，如果控制杆的实际位置或当前位置与车辆的当前轨迹一致，则基于控制杆的实际位置的轨迹可以是车辆的真实的并且当前的轨迹。
对控制杆手动的(即并非自主的)操作方式的每次操作都改变车辆的行驶状态。如果不操作控制杆，则该控制杆位于空挡位置，该空挡位置对应于怠速运转的行驶状态并且转向角为0°。因此，在控制杆的空挡位置，车辆既不加速、也不制动，并且也不调节任何转向角，从而使得车辆的可转向的车轮布置在笔直驶出的方向上。
如果控制杆处于空挡位置，则导致的问题在于：车辆的实际轨迹和实际速度与基于控制杆的实际位置的速度和基于控制杆的实际位置的轨迹不一致。因此，车辆和控制杆的移动也可能不相互适配，由此由车辆驾驶员接管车辆控制可能会导致危险的行驶状况。例如，在弯道行驶下，将车辆控制从自动化车辆控制切换到手动车辆控制可能会导致危险的行驶状况，这是因为已转向的车轮和速度可能通过控制杆的空挡位置发生改变，使得车辆可能执行未经加速的直线行驶并且因此可能不再跟随弯道。
因此，根据本发明，当在所述第一显示设备在所述车辆的实际速度与基于所述控制杆的实际位置的速度在图形上一致并且所述车辆的实际轨迹与基于所述控制杆的实际位置的轨迹在图形上一致时，执行从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制。因此车辆驾驶员必须使控制杆移动或者从其空挡位置移位，使得车辆的实际轨迹和实际速度与基于控制杆的实际位置的速度和基于控制杆的实际位置的轨迹一致。因此，控制杆在其取向上发生变化。
车辆控制的切换应被理解为：迄今为止藉由控制设备自动化地或自主地控制的车辆经历车辆控制的变换，其中在车辆控制切换之后，车辆驾驶员借助于控制杆接管车辆控制并且因此手动地执行对车辆的加速、制动和转向。
车辆驾驶员的从第一显示设备的图形展示得出车辆的实际速度和实际轨迹以及基于控制杆的实际位置的速度和基于控制杆的实际位置的轨迹。优选地，车辆的实际轨迹以图形方式被展示为灰色面或其他颜色的面，其中基于控制杆的实际位置的轨迹包括两条黑色的或其他颜色的线或者可转向的车轮的曲线或行驶路线。优选地，车辆的实际速度与基于控制杆的实际位置的速度分别数字化地被显示并且因此被显示为数字。
优选地，通过车辆驾驶员的操作来执行从自动化车辆控制切换到手动车辆控制。即，在第一显示设备上提供车辆的实际速度与基于控制杆的实际位置的速度一致并且车辆的实际轨迹与基于控制杆的实际位置的轨迹一致。此外，还提供车辆驾驶员的操作。这两者都提供，以便引入从自动化车辆控制切换到手动车辆控制。
例如，首先可以执行车辆驾驶员的从自动化车辆控制切换到手动车辆控制的操作，并且随后可以操纵控制杆，使得车辆的实际速度与基于控制杆的实际位置的速度一致并且车辆的实际轨迹与基于控制杆的实际位置的轨迹一致。
替代性地或补充地也可以设想，首先使控制杆移动直至车辆的实际速度与基于控制杆的实际位置的速度一致并且车辆的实际轨迹与基于控制杆的实际位置的轨迹一致。由此执行车辆驾驶员的从自动化车辆控制切换到手动车辆控制的操作。
根据一个实施例，所述车辆驾驶员的从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制的操作通过操作在所述第一显示设备上所展示的图形元素来实现。尤其，在第一显示设备上展示了图形条状元素，其中借助于手指使图形条状元素移位展示了车辆驾驶员的从自动化车辆控制切换到手动车辆控制的操作。因此，第一显示设备被设计为触摸屏或触敏式屏幕，该触摸屏或触敏式屏幕可以通过触摸可视化图像的部分受到控制。
根据另一个实施例，所述车辆驾驶员的从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制的操作通过操作所述控制杆上的操纵元件来实现。因此，在控制杆上布置有按键、小滚轮或开关，其中通过操作按键、小滚轮或开关实现了从自动化车辆控制切换到手动车辆控制。
此外优选地，所述车辆驾驶员的从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制的操作通过所述车辆驾驶员的语音命令来实现。尤其，控制设备被设置成用于接收语音指令并且转换这些语音命令。
优选地，在车辆的实际速度与基于控制杆的实际位置的速度一致并且车辆的实际轨迹与基于控制杆的实际位置的轨迹一致持续至少一秒至最多十秒、优选地两秒至五秒、尤其三秒时，执行从自动化车辆控制切换到手动车辆控制。
优选地，在所述车辆的实际速度与基于所述控制杆的实际位置的速度一致并且所述车辆的实际轨迹与基于所述控制杆的实际位置的轨迹一致期间，在所述第一显示设备上展示计数器以显示从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制的时间点。计数器可以被设计为图形元素，例如被设计为填充圆或圆环。替代性地或补充地也可以设想：在第一显示设备上逐渐显示由数字展示的倒计时。
根据一个实施方式，在所述车辆的实际速度与基于所述控制杆的实际位置的速度一致并且所述车辆的实际轨迹与基于所述控制杆的实际位置的轨迹一致时，输出声学反馈。因此，给车辆驾驶员通知关于存在车辆的实际速度与基于控制杆的实际位置的速度一致并且存在车辆的实际轨迹与基于控制杆的实际位置的轨迹一致的声学反馈。
优选地，在所述车辆的实际速度与基于所述控制杆的实际位置的速度一致并且所述车辆的实际轨迹与基于所述控制杆的实际位置的轨迹一致时，在所述控制杆处输出触觉反馈。例如，在控制杆上布置有振动装置，该振动装置输出触觉反馈。
本发明包括以下技术教导：设置至少一个第二显示设备以用于信息展示，其中取决于所述第一显示设备上的信息展示来对所述第二显示设备上的所述信息展示进行适配。换言之，显示设备既彼此操作连接，也与控制设备操作连接，其中控制设备被设置成用于控制在相应的显示设备上的显示。尤其，在引入从自动化车辆控制切换到手动车辆控制时，第一显示设备上的显示发生变化。第二显示设备上的显示也同步地发生变化。
此外，本发明还涉及一种车辆，所述车辆包括控制设备、控制杆以及至少一个第一显示设备，其中所述车辆能够由所述控制设备自动化控制，其中所述车辆还能够由车辆驾驶员藉由所述控制杆手动控制，并且其中至少与控制相关的行驶信息能够被展示在所述第一显示设备上，其中能够根据本发明的方法来控制所述车辆。
下面借助附图详细地阐述本发明的优选实施例，其中相同或相似的元件设有相同的附图标记。在附图中：
图1示出了可以根据本发明的方法进行控制的车辆的示意性的并且局部透视地展示的俯视图，
图2示出了根据图1的车辆的配备有两个显示设备的驾驶室的示意图，其中车辆受到自动化控制，
图3示出了根据图2的配备有两个显示设备的驾驶室的示意图，其中车辆受到自动化控制，并且车辆驾驶员已经引入从自动化车辆控制切换到手动车辆控制，
图4示出了根据图2和图3的配备有两个显示设备的驾驶室的示意图，其中车辆受到自动化控制，并且即将从自动化车辆控制切换到手动车辆控制，以及
图5示出了根据图2至图4的配备有两个显示设备的驾驶室的示意图，其中车辆受到手动控制。
在图1中示出了车辆1，该车辆具有控制设备2、控制杆3以及第一显示设备4a和第二显示设备4b。车辆1可以由控制设备2自动化控制并且因此可以自主行驶。此外，车辆1可以由(在此未示出的)车辆驾驶员藉由控制杆3进行手动控制。
车辆1具有第一车桥10a和第二车桥10b，其中在每个车桥10a、10b上分别布置有两个车轮11a、11b和11c、11d。第一车桥10a上的第一车轮11a和第二车轮11b被设计成可转向并且因此可旋转。第二车桥10b上的第三车轮11c和第四车轮11d被设计成不可转向并且因此不可旋转。在车辆1的乘客舱室中在前部区域中布置有两个座椅12a、12b并且在后部区域中布置有长座椅13。在这两个座椅12a、12b之间在空间上、尤其居中地布置有控制杆3。在此，控制杆3布置在车辆1的纵向轴线14上。控制杆3可以从这两个座椅12a、12b同等地被操纵以控制车辆1。在此，从第一座椅12a用右手操纵控制杆3，而从第二座椅12b用左手操纵该控制杆。
第一显示设备4a布置在第一座椅12a的前方，并且第二显示设备4b布置在控制杆3的前方并且因此也布置在车辆1的纵向轴线14上。补充地、然而在此未展示地，在第二座椅12b的前方可以布置有第三显示设备。这两个显示设备4a、4b在此被设计为触摸屏或触敏式屏幕并且被设置成用于向车辆驾驶员显示行驶信息，例如车辆速度、车辆提示、导航信息、天气数据以及多媒体内容。在相应的显示设备4a、4b上进行内容展示取决于相应激活的车辆控制来实现。
在图2至图5中以抽象的方式展示了根据图1的车辆1的驾驶室，其中仅这两个显示设备4a、4b是相关的并且因此被展示。
根据图2，车辆1处于自主行驶运行。因此，车辆1藉由控制设备2由自动化车辆控制进行控制。换言之，控制设备2被设置成用于对车辆1进行纵向控制和横向控制并且因此用于对车辆1进行加速、制动和转向。位于第一座椅12a上的车辆驾驶员具有在第一显示设备4a上的各种信息区8以供选择。在第二显示设备4b上示出了道路地图15、以抽象方式展示的车辆1的立体的相机图像16以及车辆1的实际速度5a、即当前的行驶速度。车辆的实际速度5a在这个示例中是130km/h。此外，在第一显示设备4a的底部区域中显示了图形元素7，使得在由车辆驾驶员操作(在此通过向左移位)时引入从自动化车辆控制切换到手动车辆控制。
在图3中，车辆驾驶员已经引入从自动化车辆控制切换到手动车辆控制，其中车辆1继续由控制装置2自动化控制。由于引入手动车辆控制，在第一显示设备4a上以图形方式展示车辆1的实际速度5a和实际轨迹6a以及基于控制杆3的实际位置的速度5b和基于控制杆3的实际位置的轨迹6b。车辆的实际速度5a是130km/h，其中控制杆3在此已经由车辆驾驶员偏转，从而使得基于控制杆3的实际位置的速度5b是96km/h。车辆1的实际轨迹6a在此由灰色面展示，并且基于控制杆3的实际位置的轨迹6b由两条曲线展示。此外，在第一显示设备4a的底部区域中显示图形元素7，使得在由车辆驾驶员操作(在此通过向右移位)时中断从自动化车辆控制切换到手动车辆控制，并且因此再次向第二显示设备4b引入根据图2的展示。第二显示设备4b上的展示相比于图2未发生变化。
根据图4，车辆驾驶员已移动控制杆3，其方式为使得已实现了车辆1的实际速度5a与基于控制杆3的实际位置的速度5b在图形上一致并且车辆1的实际轨迹6a与基于控制杆3的实际位置的轨迹6b在图形上一致。基于此一致性，由车辆驾驶员在三秒内引入从自动化车辆控制切换到手动车辆控制。为此，在第一显示设备4a的上部区域中逐渐显示出计数器9以显示从自动化车辆控制切换到手动车辆控制的时间点。此外，在第一显示设备4a的底部区域中显示图形元素7，使得在由车辆驾驶员操作(在此通过向右移位)时中断从自动化车辆控制切换到手动车辆控制，并且因此再次向第二显示设备4b引入根据图2的展示。第二显示设备4b上的展示相比于图2未发生变化。
根据图5，车辆驾驶员已经接管车辆控制并且藉由控制杆3手动地控制车辆1。在第一显示设备4a上居中地显示车辆的实际速度5a，该实际速度基于由车辆驾驶员进行手动车辆控制而与基于控制杆3的实际位置的速度5b相同。在第一显示设备4a的右侧区域中逐渐显示出道路地图15。此外，在第一显示设备4a的底部区域中显示图形元素7，使得在由车辆驾驶员操作(在此通过向右移位)时引入从手动车辆控制切换到由控制设备进行自动化车辆控制，并且因此再次向第二显示设备4b逐渐显示出根据图2的展示。已取决于第一显示设备4a上的信息展示对第二显示设备4b上的信息展示进行了适配。在第二显示设备4b上以抽象方式展示车辆1连同基于控制杆3的实际位置的轨迹6b，该轨迹与车辆1的实际轨迹5b一致。
附图标记清单
1 车辆
2 控制设备
3 控制杆
4a 第一显示设备
4b 第二显示设备
5a 车辆的实际速度
5b 基于控制杆的实际位置的速度
6a 车辆的实际轨迹
6b 基于控制杆的实际位置的轨迹
7 图形元素
8 信息区
9 计数器
10a 第一车桥
10b 第二车桥
11a 第一车轮
11b 第二车轮
11c 第三车轮
11d 第四车轮
12a 第一座椅
12b 第二座椅
13 长座椅
14 车辆的纵向轴线
15 道路地图
16 相机图像

Claims (11)

1.一种用于将对车辆(1)的车辆控制从由控制设备(2)进行自动化车辆控制切换到由车辆驾驶员借助于控制杆(3)进行手动车辆控制的方法，其中
-将可手动操纵的所述控制杆(3)设置成至少用于对所述车辆(1)进行加速、制动和转向，
-设置至少一个第一显示设备(4a)以用于显示行驶信息，
-在所述第一显示设备(4a)上以图形方式展示至少所述车辆(1)的实际速度(5a)和实际轨迹(6a)以及基于所述控制杆(3)的实际位置的速度(5b)和基于所述控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)，并且
-当在所述第一显示设备(4a)上所述车辆(1)的实际速度(5a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的速度(5b)在图形上一致并且所述车辆(1)的实际轨迹(6a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)在图形上一致时，执行从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述车辆驾驶员的操作来执行从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车辆驾驶员的从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制的操作通过操作在所述第一显示设备(4a)上所展示的图形元素(7)来实现。
4.根据权利要求2至3之一所述的方法，其特征在于，所述车辆驾驶员的从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制的操作通过操作所述控制杆(3)上的操纵元件来实现。
5.根据权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述车辆驾驶员的从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制的操作通过所述车辆驾驶员的语音命令来实现。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述车辆(1)的实际速度(5a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的速度(5b)一致并且所述车辆(1)的实际轨迹(6a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)一致持续至少一秒直至最多十秒时，执行从所述自动化车辆控制切换到所述手动车辆控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述车辆(1)的实际速度(5a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的速度(5b)一致并且所述车辆(1)的实际轨迹(6a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)一致期间，在所述第一显示设备(4a)上展示计数器(9)以显示从所述自动化车辆控制到所述手动车辆控制的切换时间点。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述车辆(1)的实际速度(5a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的速度(5b)一致并且所述车辆(1)的实际轨迹(6a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)一致时，输出声学反馈。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述车辆(1)的实际速度(5a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的速度(5b)一致并且所述车辆(1)的实际轨迹(6a)与基于所述控制杆(3)的实际位置的轨迹(6b)一致时，在所述控制杆(3)处输出触觉反馈。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，设置至少一个第二显示设备(4b)以用于信息展示，其中取决于所述第一显示设备(4a)上的信息展示来对所述第二显示设备(4b)上的所述信息展示进行适配。
11.一种车辆(1)，所述车辆包括控制设备(2)、控制杆(3)以及至少一个第一显示设备(4a)，其中所述车辆(1)能够由所述控制设备(2)自动化控制，其中所述车辆(1)还能够由车辆驾驶员藉由所述控制杆(3)手动控制，并且其中至少与控制相关的行驶信息能够被展示在所述第一显示设备(4a)上，其特征在于，能够根据权利要求1至10之一所述的方法来控制所述车辆(1)。
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