CN113968228A - 驶过前方弯道时为本车驾驶员提供支持的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在驶过一前方弯道时为本车驾驶员提供支持的方法(100)，所述方法包括以下步骤：确定前方弯道的弯道轮廓曲线和弯道进入点，其中，根据所确定的弯道轮廓曲线以及本车当前固有速度和/或本车的当前加速度确定弯道进入点(101)；沿着弯道轮廓曲线确定最大允许的极限速度曲线(102)；沿着弯道轮廓曲线将预期实际固有速度与最大允许的极限速度曲线进行比较(103)，其中，如果预期实际固有速度超过一预定速度阈值，则独立于驾驶员地从所确定的弯道进入点起进行向确定的本车额定固有速度的调控(104)。

Description

驶过前方弯道时为本车驾驶员提供支持的方法
技术领域
本发明涉及一种在驶过一前方弯道时为本车驾驶员提供支持的方法和设备。
背景技术
现代化机动车辆大量配置诸如ESC(电子稳定性控制)等行驶动力学调控系统，它可有的放矢地影响机动车辆的行驶行为。为保持行驶稳定性，即确保车辆遵循驾驶员的指令，在此，可为车轮自动生成个性化的制动力和/或降低驱动扭矩。调控干预直接由驾驶员的输入(转向、制动、加速等)启动并以一种响应方式出现，因此，只有当行驶行为与根据车辆模型计算的驾驶员需求偏离一可测量的数值的情况下，才进行行驶动力学调控装置的干预。例如，从EP 0 792 229 B1中已知一种主动型行驶动力学调控系统。
目前正在尝试针对潜在危险弯道情形提前向驾驶员提出警告的方法。根据数字地图，确定有关前方弯道的信息，例如几何特征等。在此，车辆自身位置(本车位置)单独根据卫星导航(GPS：全球定位系统)或结合惯性传感装置或惯性导航通过电子控制装置(IPC：惯性和定位集群)确定。如果驾驶员过快接近弯道，此类弯道速度警告系统(CSW)会向驾驶员发出警告。
尤其是，如果车速明显超过限速，则会导致驾驶员反应太迟和/或犹豫不决。在此背景下，大家都熟知诸如PreviewESC(ESC＝电子稳定性控制)等驾驶员辅助功能或稳定功能，这类功能独立于驾驶员实施制动干预和/或减小驱动扭矩以降低行驶速度。由此，例如从DE102012212616A1中已知一种用于提高机动车辆行驶稳定性的方法，其中，当根据车辆的当前位置数据和路段信息预期会出现危险行驶情形时，独立于驾驶员触发制动干预。通过对机动车辆两个或多个车轮进行制动干预和/或降低驱动扭矩，当前行驶速度被过渡到极限速度/速度限值。根据一实施方式，所施加的制动力根据当前行驶速度与极限速度之间的差值和/或到具有最小弯道半径的路段地点的距离进行选择。籍此可实现顺畅行驶和避免不适宜的强力制动干预。
这类根据绝对弯道半径调整匹配速度的系统在驶过弯道时具有静态调控不灵活的缺点，从而会导致过早或过迟实施干预。尤其是在制动干预延误的情况下，由于存在横向动力学特性，可实施的纵向力可能极其有限，从而导致车辆的不稳定。调控不灵活也会给驾驶员带来车辆操控不稳定的感觉。而驾驶员期望安全性高、并依然流畅和易于理解的车辆操控。
发明内容
因此，本发明的目的是，提出一种方法和设备，其在对驶过前方弯道提供支持时使车辆驾驶员具有一种改良的行驶感觉。
根据本发明，该目的通过一根据权利要求1所述的方法、通过一根据权利要求8所述的计算机程序产品、通过一根据权利要求9所述的设备以及通过一具有权利要求10所述特征的车辆加以实现。本发明优选或有益的实施方式在从属权利要求、后面的描述以及附图中加以说明。
这里提出的是一种驶过一前方弯道时为本车驾驶员提供支持的方法。在此，所述方法包括以下步骤：确定前方弯道的一弯道轮廓曲线，换句话说一曲率变化曲线，以及一弯道进入点。至少根据所确定的弯道轮廓曲线以及本车的当前固有速度和/或当前加速度进行弯道进入点的确定。在此，术语“加速度”还包括本车的负加速度。当前固有速度或当前加速度尤其是指例如在本车即将驶入前方弯道的确定时间点或规定时间范围内至少一个检测到的值。所述时间范围或时间点尤其可通过到前面弯道、例如到弯道的确定的弯道顶点的时间间隔或路径距离来确定。
此外，沿着弯道轮廓曲线确定一允许的最大极限速度曲线。所述允许的最大极限速度曲线尤其说明沿弯道轮廓曲线行驶时，本车可能的最大速度或如下速度：在超过该速度时会由于过度转向或转向不足而造成本车滑出车道。
沿着弯道轮廓曲线，尤其是至少在弯道顶点，将一预期实际固有速度与允许的最大极限速度曲线加以比较。例如，借助对在即将驶入的时间点检测到的本车固有速度进行插值，确定预期实际固有速度。
此外，如果预期实际固有速度超过至少一个或恰好一个预定的速度阈值，则从所确定的弯道进入点起独立于驾驶员地调控到、尤其是制动干预到本车的确定的额定固有速度/理想固有速度。额定固有速度尤其是指沿着弯道轮廓曲线确定的一个或多个借助其可安全驶过弯道的速度值，从而低于允许的最大极限速度曲线，并因此确保能保持可转向性和方向稳定性。至少一个或恰好一个预定的速度阈值例如可指所确定的、允许的最大速度曲线的最小值。额定固有速度例如借助弯道轮廓曲线和一车辆模型来确定。
通过根据所确定的弯道轮廓曲线以及当前固有速度或加速度确定弯道进入点，不存在静态的弯道进入点，即没有固定地预给定的弯道进入点，而是需通过在驶入弯道前本车的车辆动力学特性一起确定。以此方式，在车辆缓慢行驶情况下，弯道进入点可在路径区段上向后推移，而在车辆相对较快行驶情况下，弯道进入点在相同弯道中向前推移。作为一重要优点，由此使车辆受到一均匀的调控，这种调控给予车辆乘员一种舒适、动态和易于理解的感觉。同时，通过使固有速度与弯道轮廓曲线相关联而确定弯道驶入点，能根据当前交通情形实施制动干预，并由此造成相对于过高速度时的紧急制动改善许多的行驶稳定性。
为确定弯道进入点，根据一优选实施方式，对于驶过弯道轮廓曲线时的时间范围，确定本车的一参考固有速度。参考固有速度尤其借助一经验系数来确定，该系数与沿弯道轮廓曲线的预期实际固定速度相乘。极限速度曲线优选根据前方弯道的所确定的弯道轮廓曲线来确定。此外，尤其规定，极限速度曲线中的低点被评估为临界弯道点。临界弯道点例如可指弯道的顶点和/或最高曲率处。尤其是，在弯道起始处到临界弯道点之间出现首次低于参考固有速度的情况的极限速度曲线路径点被确定为弯道进入点。由此实现了对弯道进入点的有效和可靠的确定。
根据另一优选实施方式，对截至检测到的临界弯道点为止的最大可能减速进行确定，其中，弯道进入点被确定为如下路径点：该路径点基本上对应于所确定的、截至检测到的临界弯道点为止的最大可能减速的路径区段。在本发明的意义上，术语“基本上”是指与各相应准确值的偏差为+/-10％，优选为+/-5％和/或该偏差呈使功能微不足道地变化的形式。作为可选项，用于确定弯道进入点的最大可能减速的路径区段可用一路段加以补充，该路段提供附加的鲁棒性，以便即使在出现例如不可预见的偏差或不准确性的情况下，也能确保使驾驶员感到舒适的调控行为。该实施方式也同样是尽可能精确地匹配于当前交通条件和车辆动力学条件地确定弯道进入点的一种良好可能性。
用于驶过弯道的极限速度曲线优选基于一预定横向加速度和所确定的前方弯道的弯道轮廓曲线来确定。例如，借助一数学模型确定预定横向加速度。
为确定预定横向加速度，尤其要确定本车轮胎和车道之间的摩擦系数。例如，借助本车的一摩擦系数估量装置，即以车载方式确定摩擦系数，作为替代选择或可选的附加措施，可通过一车对X通信装置确定摩擦系数，尤其可通过例如提供一摩擦系数图的云服务器确定摩擦系数。
作为一种替代选择的范例，摩擦系数用一种一次性确定的值预定，这种值即使在恶劣天气条件下也能确保安全驶过弯道。一优选实施方式规定，摩擦系数例如由本车驾驶员通过已知为HMI的人机界面的输入加以确定。摩擦系数尤其优选通过一由车辆驾驶员进行的行驶模式选择加以确定。根据行驶模式，会产生不同的横向加速度，从而产生不同的摩擦系数。由此例如在选择一舒适模式时，期望比选择一运动模式时更低的横向加速度。此外还可设想的是，本车的一分析评估装置对确定的道路条件和天气条件进行分析评估，并为其分配一相应的摩擦系数。例如，分析评估装置设置用于，借助一车内摄像机装置的摄像机图像、借助一所操控的挡风玻璃刮水器或通过车辆驾驶员其他的直接或间接输入，对当前车道条件进行分析评估，并与此相关地确定摩擦系数。以此方式，可使预定横向加速度与当前的车道条件相匹配。
根据一优选实施方式，前方弯道的弯道轮廓曲线借助数字地图材料和/或借助本车的车内摄像机装置的摄像机数据加以确定。
本发明的另一主题涉及一种用于导引/控制本车的计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括指令，当在本车一控制装置或一计算机上执行所述指令时，将执行前面所述的方法。
本发明的另一主题涉及一种设备，尤其是一种用于在驶过一前方弯道时对本车驾驶员提供支持的驾驶员辅助设备或稳定设备，所述设备包括用于确定前方弯道的弯道轮廓曲线和弯道进入点的一处理装置，其中，所述处理装置设置用于，根据所确定的弯道轮廓曲线以及本车当前固有速度和/或本车当前加速度确定弯道进入点，其中，所述处理装置设置用于，确定沿着弯道轮廓曲线的允许的最大极限速度曲线，其中，所述处理装置设置用于，将一预期实际固有速度与沿着弯道轮廓曲线的允许的最大极限速度进行比较。所述设备包括一控制装置，控制装置设置用于，如果预期实际固有速度超过一预定速度阈值，则独立于驾驶员地从所确定的弯道进入点起进行调控到本车额定固有速度。由此，所述设备尤其设置用于，在本车由于过高速度而可能进入一临界行驶稳定情形前，优选通过一制动干预对车辆驾驶员提供支持。
本发明的另一主题涉及带有上面所述设备的一车辆。
附图说明
下面根据适宜的实施例对本发明进行更详细的描述。其中：
图1示出根据本发明的方法的一简化示意流程图；
图2在上图示出一弯道轮廓曲线范例，与之对应，下图示出确定弯道进入点的第一实施例；
图3到图5在上图示出一弯道轮廓曲线范例，与之对应，下图示出确定弯道进入点的第二实施例。
具体实施方式
图1展示根据本发明的方法100的一简化流程图，所述方法用于在驶过前方弯道时对本车驾驶员提供支持，所述方法具有以下步骤：确定前方弯道的弯道轮廓曲线和弯道进入点，其中，根据所确定的弯道轮廓曲线和本车的当前固有速度和/或当前加速度确定101弯道进入点。沿弯道轮廓曲线确定102最大允许的极限速度曲线。在下一步骤中，沿弯道轮廓曲线将一预期实际固有速度与最大允许的极限速度曲线进行比较103，其中，如果预期实际固有速度超过一预定速度阈值，则独立于驾驶员地从所确定的弯道进入点起向确定的本车额定固有速度进行调控104。
借助图2中一简化图解释用于确定弯道进入点的第一实施例。图2展示的第一图中示出了本车驶过的弯道的一示例性弯道轮廓曲线。临界点是指弯道的最高曲率处。在下面的第二图中纯示例性地展示沿弯道轮廓曲线的极限速度曲线和预期实际固有速度。极限速度曲线例如根据前方弯道的所确定的弯道轮廓曲线来确定，其中，极限速度曲线中的低点被评估为临界弯道点。为确定弯道进入点，对于用于驶过弯道轮廓曲线的时间范围，确定本车的参考固有速度。所述参考固有速度借助一经验获得的系数k来确定，该系数与沿弯道轮廓曲线的预期实际固有速度相乘。通过将预期实际固有速度与经验获得的系数k相乘，尤其确保本车在弯道轮廓曲线的交点中是稳定的。极限速度曲线的如下路径点被确定为弯道进入点：在该路径点处，从弯道起始处到临界弯道点之间首次低于参考固有速度(在此通过极限速度和参考速度的线性曲线的交点来绘出)。在驶过弯道时，根据本发明的方法促进一均匀、受控的制动干预强度。
用于确定弯道进入点的第二实施例也借助图3到图5中的简化图加以说明。与图2中相似，在第一图中展示一示例性的弯道轮廓曲线。在图3到图5中位于下方的图中，展示沿弯道轮廓曲线的极限速度曲线、预期实际固有速度和在一最大可实施的自动减速情况下的固有速度曲线。由此，例如可借助一数学模型确定截至检测到的临界弯道点为止的最大可能的减速。尤其是，弯道进入点被确定为如下路径点：该路径点基本上与所确定的、截至检测到的临界弯道点为止的最大可能的减速的路径区段相对应。作为可选项，如果期望更温和的调控，作为补充，还可在该路径区段处考虑其他的安全路径。
由于横向动力学特性占主导，所以只能一定程度地实施减速，这示例性地通过图3到图5中不同展示的、在最大可实施的自动减速时的固有速度曲线来示出。
最大可实施的自动减速可通过两个不同因素来限制。一方面，如图3和图4所示，通过功能设计，例如通过小于2.5米/秒2的一预定减速加以限制。另一方面，如图5中所示，通过行驶动力学特性中的物理极限加以限制。后者意味着，预期实际固有速度与极限速度之间的差值越小，表示车辆轮子上的纵向导引力和侧向导引力之间的理想化关系的合力圆利用得越充分，因此能实施的减速就越少。

Claims (10)

1.驶过一前方弯道时为本车驾驶员提供支持的方法(100)，所述方法包括下列步骤：
-确定前方弯道的弯道轮廓曲线和弯道进入点，其中，根据所确定的弯道轮廓曲线以及本车当前固有速度和/或本车当前加速度确定弯道进入点(101)；
-沿着弯道轮廓曲线确定最大允许的极限速度曲线(102)；
-沿着弯道轮廓曲线将预期实际固有速度与最大允许的极限速度曲线进行比较(103)，其中，如果预期实际固有速度超过一预定速度阈值，则从所确定的弯道进入点起独立于驾驶员地进行向本车的确定的额定固有速度的调控(104)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定在驶过弯道轮廓曲线时的时间范围内本车的参考固有速度，其中，极限速度曲线根据前方弯道的所确定的弯道轮廓曲线来确定，其中，极限速度曲线中的一低点被评估为临界弯道点，其中，极限速度曲线的从弯道起始处到临界弯道点之间首次低于参考固有速度的路径点被确定为弯道进入点。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定截至一检测到的临界弯道点的最大可能的减速，其中，弯道进入点被确定为如下路径点：该路径点基本上与所确定的、截至检测到的临界弯道点的最大可能的减速的路径区段相对应。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于驶过弯道的极限速度曲线基于一预定横向加速度和前方弯道的所确定的弯道轮廓曲线来确定。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，为确定预定横向加速度，确定一摩擦系数，其中，摩擦系数借助一摩擦系数估量装置或由车辆驾驶员通过人机界面的输入进行确定。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，摩擦系数由一通过车辆驾驶员进行的行驶模式选择来确定。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，前方弯道的弯道轮廓曲线借助数字地图材料和/或摄像机数据来确定。
8.用于导引本车的计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括指令，在本车的控制装置或计算机上执行所述指令时，执行根据上述权利要求中任一项所述的方法(100)。
9.驶过一前方弯道时为本车驾驶员提供支持的设备，
所述设备包括用于确定前方弯道的弯道轮廓曲线和弯道进入点的处理装置，其中，所述处理装置设置用于，根据所确定的弯道轮廓曲线以及本车的当前固有速度和/或当前加速度确定弯道进入点；
其中，所述处理装置设置用于，沿着弯道轮廓曲线确定最大允许的极限速度曲线；
其中，所述处理装置设置用于，沿着弯道轮廓曲线将预期实际固有速度与最大允许的极限速度进行比较，
所述设备包括一控制装置，该控制装置设置用于，如果预期实际固有速度超过一预定速度阈值，则独立于驾驶员地从所确定的弯道进入点起进行向本车额定固有速度的调控。
10.带有根据权利要求9所述的设备的车辆。
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