CN114667253A - 用于运行车辆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆（10）、尤其是机动车的方法，其中所述车辆（10）包括转向系统（12），所述转向系统具有至少一个转向把手（14）并且具有至少一个与所述转向把手（14）进行作用连接的转向传感器（16），所述转向传感器在自动化的行驶运行模式（18）中至少被设置用于检测驾驶员干预，并且其中在至少一种故障运行状态中——在所述故障运行状态中所述车辆（10）处于自动化的行驶运行模式（18）中并且查明所述转向传感器（16）的和/或所述转向传感器（16）的尤其与驾驶员干预相关联的转向传感器信号（20）的故障和/或干扰——开始用于离开所述自动化的行驶运行模式（18）的中断过程。在此提出，在所述中断过程中查明所述车辆（10）的至少一个车轮（24）的至少一个车轮转向角特征参量（22）并且在离开所述自动化的行驶运行模式（18）时对其加以考虑。

Description

用于运行车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于运行车辆的方法。此外，本发明涉及一种具有用于实施这样的方法的计算单元的控制设备以及一种具有用于实施这样的方法的计算单元的车辆。

背景技术

由现有技术已知以下车辆，对于所述车辆来说能够在人工的行驶运行模式与自动化的行驶运行模式之间进行变换。为了离开所述自动化的行驶运行模式，在此通常要对转向传感器的转向传感器信号进行监控。在识别出转向传感器信号中的故障的情况下，必须离开所述自动化的行驶运行模式并且驾驶员必须尤其通过对于车辆的转向把手的人工操纵来承担对于车辆的控制。在此，比如参照构成所述类型的EP 3 366 549 A1。

但是，尤其在车辆的转弯行驶的期间突然离开所述自动化的行驶运行模式的做法可能导致对由驾驶员能够注意到的转向感觉的不好的影响，因为由此产生在所述转向把手上能够注意到的手动力矩的突然的陡峭的升高。

发明内容

本发明的任务尤其在于，提供一种具有在转向感觉方面得到改进的特性的方法。所述任务通过权利要求1、8和9的特征来解决，而本发明的有利的设计方案和改进方案则能够由从属权利要求来获知。

本发明涉及一种用于运行车辆、尤其是机动车的方法，其中所述车辆包括转向系统，所述转向系统具有至少一个比如呈方向盘的形式的转向把手并且具有至少一个与所述转向把手进行作用连接的转向传感器，所述转向传感器在自动化的行驶运行模式中至少被设置用于检测驾驶员干预，并且其中在至少一种故障运行状态中——在所述故障运行状态中所述车辆处于自动化的行驶运行模式中并且查明所述转向传感器的和/或所述转向传感器的尤其与驾驶员干预相关联的转向传感器信号的故障和/或干扰——开始用于离开所述自动化的行驶运行模式的中断过程。

在此建议，在中断过程中查明所述车辆的至少一个车轮的至少一个车轮转向角特征参量并且在离开所述自动化的行驶运行模式时并且尤其在转变到人工的行驶运行模式中时对其加以考虑。尤其所述车辆在这种情况中包括至少一种自动化的、尤其是半自动化的或者有利地高度自动化的行驶运行模式以及至少一种人工的行驶运行模式。此外，有利地在至少一种尤其与故障运行状态不同的正常运行状态中（在所述正常运行状态中所述转向传感器尤其是能运转的）根据转向传感器信号并且尤其根据借助于所述转向传感器信号所检测到的驾驶员干预来离开所述自动化的行驶运行模式。通过这种设计方案，尤其能够尤其在突然离开所述自动化的行驶运行模式中改进转向感觉。尤其在此能够根据车轮转向角特征参量来调整比如由转向致动器提供的支持力矩和/或转向力矩并且/或者根据所述车轮转向角特征参量来至少短时间地延迟朝人工的行驶运行模式中的转变。

所述车辆以及有利地所述转向系统在此尤其包括至少一个计算单元，所述计算单元被设置用于实施所述用于运行车辆的方法。此外，所述车辆和/或转向系统能够包括另外的构件和/或结构组合件、像比如至少一个优选作为转向控制设备来构成的控制设备、至少一个与转向把手进行作用连接的转向致动器和/或至少一个用于检测车轮转向角特征参量的传感器单元。“设置”尤其应该是指专门地编程、设计和/或配备。“物体被设置用于特定的功能”尤其应该是指，所述物体在至少一种应用和/或运行状态中履行并且/或者执行这种特定的功能。

“转向传感器”尤其应该是指与所述转向把手进行作用连接的并且有利地布置在转向系统的转向轴上的传感器单元，该传感器单元被设置用于检测至少一个与对于转向把手的操纵相关联的转向信息并且提供与所述转向信息相关联的转向传感器信号。所述转向信息优选是尤其借助于转向把手来施加的手动力矩和/或转矩。在所述自动化的行驶运行模式中所述转向信息在此至少与尤其呈对于转向把手的操纵和/或握紧的形式的驾驶员干预相联系。为了检测转向信息，所述转向传感器单元此外尤其能够包括至少一个传感器元件。此外，“转向致动器”尤其应该是指尤其以电气的和/或电子的方式来构成的致动器单元，该致动器单元具有与车辆的至少一个车轮的作用连接并且尤其被设置用于提供转向力矩并且由此有利地影响车辆的行驶方向。优选所述转向致动器被设置用于在人工的行驶运行模式中提供用于支持在转向把手上所施加的手动力矩的转向力矩并且在自动化的行驶运行模式中提供用于自动地并且/或者自主地控制车辆的行驶方向的转向力矩。为此，所述转向致动器能够包括至少一个电马达。此外，“计算单元”尤其应该是指一种电气的和/或电子的单元，其具有信息输入端、信息处理机构和信息输出端。此外，所述计算单元有利地具有至少一个处理器、至少一个运行存储器、至少一个输入和/或输出器件、至少一个操作程序、至少一个控制程序、至少一个调节程序、至少一个计算程序和/或至少一个测评程序。尤其所述计算单元至少被设置用于查明转向传感器的和/或转向传感器的尤其与驾驶员干预相关联的转向传感器信号的故障和/或干扰并且根据所述故障和/或干扰来开始用于离开自动化的行驶运行模式的中断过程。此外，所述计算单元尤其被设置用于查明车轮转向角特征参量并且在离开所述自动化的行驶运行模式时对其加以考虑。优选所述计算单元此外被集成到车辆的控制设备和/或转向系统的控制设备、尤其是所述转向控制设备中。

此外，“车轮转向角特征参量”尤其应该是指与车辆的至少一个车轮的当前的车轮转向角相关联的特征参量。尤其至少能够借助于所述车轮转向角特征参量来推断出车轮的当前的车轮转向角并且/或者确定车轮的当前的车轮转向角。所述车轮转向角特征参量在此尤其能够借助于齿条位置、借助于转向致动器的转子位置信号、借助于转向把手的偏转、借助于转向把手上的转向角、借助于车辆的导航设备的线路走向数据并且/或者借助于车轮的尤其直接用传感器单元检测到的车轮转向角来查明。“中断过程”此外尤其应该是指一种过程，在故障运行状态的情况下在所述过程中离开所述自动化的行驶运行模式并且转变到人工的行驶运行模式中并且/或者转交给驾驶员。尤其所述中断过程在此也能够具有预先给定的和/或能预先给定的持续时间，在该持续时间之内必须转交给驾驶员。如果在所述预先给定的和/或能预先给定的持续时间之内没有由驾驶员来接管所述转向把手，则所述计算单元尤其能够被设置用于将车辆停在路边或者以降级的状态、比如以大为减小的车速来继续运行所述车辆。

所述车轮转向角特征参量能够在故障运行状态中并且尤其在离开自动化的行驶运行模式时比如如此得到考虑，使得尤其由所述转向致动器提供的支持力矩和/或转向力矩根据车轮转向角特征参量与当前的车轮转向角和/或车辆的线路走向相匹配，以便尤其降低在接管时在转向把手上能够注意到的手动力矩。但是，有利地建议，只有在所述车轮转向角特征参量按照量值低于预定义的极限值的情况下，才在所述故障运行状态中尤其与潜在的驾驶员干预无关地离开所述自动化的行驶运行模式。由此尤其在所述故障运行状态中一直持续所述自动化的行驶运行模式，直至所述车轮转向角特征参量按照量值处于预定义的极限值之下。因此，有利的是，能够在所述故障运行状态中根据所述车轮转向角特征参量至少短时间地延迟朝人工的行驶运行模式中的转变。特别有利的是，所述车轮转向角特征参量是当前的车轮转向角，其中所述极限值为至多20°、优选至多10°并且特别优选至多5°。由此，有利的是，能够避免在车辆的转弯行驶的期间离开自动化的行驶运行模式并且避免在所述转向把手上能够注意到的手动力矩的与此相关的陡峭的上升。

此外建议，在所述故障运行状态中尤其作为用于转向传感器信号的替代方案而查明备用信号。所述备用信号在此尤其能够用于检测驾驶员干预并且在离开自动化的行驶运行模式时得到考虑并且/或者在人工的行驶运行模式中用于提供紧急运行。此外，所述备用信号也能够在正常运行状态中得到考虑，以便比如用于对转向传感器信号进行核实。由此，尤其能够提高运行可靠性。

所述转向系统尤其能够包括另一冗余的用于提供备用信号的传感器单元。所述另一传感器单元在此比如能够被构造为电容式的传感器单元并且尤其能够被集成到转向把手中。但是，按照本发明的一种特别优选的设计方案来建议，所述备用信号是虚拟的转向传感器信号并且根据车轮转向角、齿条力、齿条位置、偏转比率和/或转向致动器、尤其是前面已经提到的转向致动器的转子位置信号来查明。由此，尤其能够改进效率、尤其是构件效率和/或成本效率，因为能够有利地在使用车辆的已知的和/或已经存在的运行信号的情况下来查明所述备用信号。

所述方法、控制设备和车辆在此不应该局限于上面所描述的应用和实施方式。尤其所述方法、控制设备和车辆为了履行在这点上所描述的功能性而能够具有与在这点上所提到的数目有差别的数目的各个元件、构件和单元。

附图说明

另外的优点从以下附图说明中得出。在附图中示出了本发明的一种实施例。其中：

图1a-b以简化的图示示出了具有转向系统的车辆；

图2示出了用于运行所述车辆的方法的示范性的信号流图表；并且

图3示出了具有用于运行所述车辆的方法的主要方法步骤的示范性的流程图。

具体实施方式

图1a和1b以简化的图示示出了示范性地作为轿车来构成的车辆10，该车辆具有多个车轮24和一个转向系统12。所述转向系统12具有与车轮24的作用连接并且被设置用于影响车辆10的行驶方向。在当前情况下，所述转向系统12被构造为具有机械的干预机构的常规的转向系统。此外，所述转向系统12被构造为以电气方式得到支持的转向系统并且在当前情况下尤其具有呈伺服转向机构的形式的电气的助力转向机构。此外，所述车辆10在当前情况下示范性地具有至少两种不同的行驶运行模式，尤其是人工的行驶运行模式26和自动化的、有利地高度自动化的行驶运行模式18（也参看图2）。作为替代方案，转向系统也能够被构造为线控转向系统。

所述转向系统12包括在当前情况下示范性地作为方向盘来构成的用于施加手动力矩的转向把手14、示范性地作为齿条转向传动机构来构成的转向传动机构32以及转向轴36，其中所述转向传动机构具有至少一个呈齿条的形式的转向调节元件34并且被设置用于将所述转向把手14上的转向预设转换为在当前情况下尤其作为前轮来构成的车轮24的转向运动，并且所述转向轴用于将转向把手14与转向传动机构32尤其机械地连接起来。作为替代方案，转向把手也能够被构造为转向杆和/或转向球等等。此外，转向轴也能够仅仅暂时地将转向把手与转向传动机构连接起来并且/或者具有像比如在线控转向系统中一样的机械的分离结构。

此外，所述转向系统12包括转向致动器38。所述转向致动器38至少部分地以电气的方式来构成。所述转向致动器38被设置用于提供转向力矩并且将其加入到转向传动机构32中。在当前情况下，所述转向致动器38至少被设置用于，在人工的行驶运行模式26中提供一种呈支持力矩的形式转向力矩（所述支持力矩对于由驾驶员施加的手动力矩进行支持）并且在自动化的行驶运行模式18中提供以下转向力矩，所述转向力矩用于直接调节尤其作为前轮来构成的车轮24并且由此尤其用于自动地并且/或者自主地控制车辆10的行驶方向。为此，所述转向致动器38包括至少一个电马达40。所述电马达40被构造为伺服马达、在当前情况下尤其被构造为永磁激励的同步马达。所述电马达40与转向传动机构32相耦合并且被设置用于产生转向力矩。原则上，转向致动器也能够具有多个电马达。

此外，所述转向系统12包括转向传感器16。所述转向传感器16布置在转向轴36上并且与转向把手14的作用连接。所述转向传感器16被构造为转矩传感器。所述转向传感器16被设置用于检测与转向把手14的操纵相关联的转向信息、尤其是在转向把手14上所施加的手动力矩和/转矩并且提供与所述转向信息相关联的转向传感器信号20。在自动化的行驶运行模式18中，所述转向信息在此至少与尤其呈对于转向把手14的操纵和/或握紧的形式的驾驶员干预相联系。所述转向传感器16因此至少在自动化的行驶运行模式18中被设置用于检测驾驶员干预。作为替代方案，转向传感器也能够被构造为与转矩传感器有别的传感器、像比如旋转角传感器和/或组合的转矩及旋转角传感器。

此外，所述转向系统12包括至少一个传感器单元42。所述传感器单元42被分配给车轮24中的至少其中之一并且被设置用于检测车轮24的至少一个车轮转向角特征参量22。在当前情况下，所述传感器单元42在此被设置用于直接检测车轮24的车轮转向角。但是原则上，传感器单元也能够被设置用于检测齿条位置、转子位置信号和/或转向角等等。此外能够设想，完全放弃传感器单元并且比如借助于控制设备的内部的运行信号并且/或者借助于车辆的导航设备的路线走向数据来查明车轮转向角特征参量。

此外，所述车辆10具有控制设备28。所述控制设备28在当前情况下示范性地被构造为转向控制设备并且因此是转向系统12的一部分。所述控制设备28具有与转向传感器16、传感器单元42和转向致动器38的作用连接。所述控制设备28被设置用于接收转向传感器信号20和车轮转向角特征参量22并且至少根据所述转向传感器信号20来操控转向致动器38。

为此，所述控制设备28包括计算单元30。所述计算单元30包括至少一个比如呈微处理器的形式的处理器（未示出）以及至少一个运行存储器（未示出）。此外，所述计算单元30包括至少一个被存储在运行存储器中的操作程序连同至少一个控制程序、至少一个调节程序、至少一个计算程序和至少一个测评程序。作为替代方案，控制设备也能够不同于转向控制设备并且比如被构造为车辆的中央控制设备。

现在，下面参照图2和3对一种用于运行车辆10的示范性的方法进行解释。在当前情况下，尤其所述计算单元30被设置用于执行所述方法并且为此尤其具有一个带有相应的程序代码段的计算机程序。

在正常运行状态下，所述计算单元30被设置用于，为了离开自动化的行驶运行模式18而监控转向传感器16的转向传感器信号20。由此，根据所述转向传感器信号20并且尤其根据借助于所述转向传感器信号20所检测到的驾驶员干预来进行从所述自动化的行驶运行模式18到人工的行驶运行模式26中的转变。

但是，如果出现所述转向传感器16的干扰和/或所述转向传感器信号22中的错误，则不再能够借助于所述转向传感器信号20来可靠地确定驾驶员干预，因而必须离开所述自动化的行驶运行模式18并且驾驶员必须承担对于车辆10的控制。

但是，在这种情况下、尤其在车辆10的转弯行驶的期间，突然离开所述自动化的行驶运行模式18的做法可能导致对于由驾驶员能够注意到的转向感觉的不好的影响，因为由此产生在所述转向把手14上能够注意到的手动力矩的突然的陡峭的升高。

出于这个原因而建议，在至少一种故障运行状态中——在所述故障运行状态中所述车辆10处于自动化的行驶运行模式18中并且查明所述转向传感器16和/或转向传感器信号20的故障和/或干扰——开始用于离开所述自动化的行驶运行模式18的中断过程。按照本发明，在所述中断过程中查明所述车轮转向角特征参量22并且在离开所述自动化的行驶运行模式18时并且尤其在转变到人工的行驶运行模式26中时对其加以考虑。所述车轮转向角特征参量22在此示范性地相应于所述车轮24中的至少其中之一的当前的车轮转向角。

在当前情况下，只有在所述车轮转向角特征参量22按照量值低于尤其至多为5°的预定义的极限值的情况下，才在故障运行状态中尤其与潜在的驾驶员干预无关地离开所述自动化的行驶运行模式18。因此，在所述故障运行状态中，能够根据所述车轮转向角特征参量22至少短时间地延迟从自动化的行驶运行模式18朝人工的行驶运行模式26中的转变。但是，作为替代方案，所述极限值也能够具有其他的数值、像比如至多10°或至多3°。此外，也能够在故障运行状态中并且尤其在离开自动化的行驶运行模式时如此考虑到车轮转向角特征参量，从而根据所述车轮转向角特征参量来使尤其由转向致动器提供的支持力矩和/或转向力矩与当前的车轮转向角和/或车辆的路线走向相匹配。

优选至少在所述故障运行状态中此外查明用于所述转向传感器信号20的备用信号。所述备用信号在当前情况下是虚拟的（virtuell）转向传感器信号并且根据车轮24中的至少其中之一的车轮转向角、与转向调节元件34相关联的齿条力、与转向调节元件34相关联的齿条位置、车辆10的偏转比率和/或转向致动器38的转子位置信号来查明。由此，能够有利地在使用所述车辆10的已经存在的运行信号的情况下查明所述备用信号。所述备用信号在此一方面能够用于检测驾驶员干预并且在离开自动化的行驶运行模式18时得到考虑并且另一方面在人工的行驶运行模式中能够用于提供紧急运行、尤其是所述车辆10的、在降级的状态中尤其以减小的车速进行的运行。关于另外的用于查明虚拟的转向传感器信号的解释，尤其参照WO 2004/022414 A1。作为替代方案，原则上也能够借助于冗余的另外的传感器单元、像比如被集成到转向把手中的电容式的传感器单元来查明备用信号。

最后，图3示出了具有所述用于运行车辆10的方法的主要方法步骤的示范性的流程图。

方法步骤50相应于正常运行模式，在该正常运行模式中为了离开自动化的行驶运行模式18而监控所述转向传感器16的转向传感器信号20，并且由此根据转向传感器信号20并且尤其根据借助于所述转向传感器信号20所检测到的驾驶员干预来进行从自动化的行驶运行模式18到人工的行驶运行模式26中的转变。

在方法步骤52中，所述车辆10处于自动化的行驶运行模式18中。如果在这种情况下出现所述转向传感器16的干扰和/或所述转向传感器信号22中的故障，则借助于所述转向传感器信号20不再能够可靠地确定驾驶员干预，因而必须离开所述自动化的行驶运行模式18。

方法步骤54相应于中断过程，当所述车辆10处于自动化的行驶运行模式18中并且查明所述转向传感器16和/或尤其与驾驶员干预相关联的转向传感器信号20的故障和/或干扰时，开始所述中断过程。在此，查明所述车轮转向角特征参量22并且在离开所述自动化的行驶运行模式18时并且尤其在转变到所述人工的行驶运行模式26中时尤其如此对其加以考虑，从而只有在所述车轮转向角特征参量22按照量值低于预定义的极限值的情况下才在所述故障运行状态中尤其与潜在的驾驶员干预无关地离开所述自动化的行驶运行模式18。

方法步骤56在当前情况下相应于紧急运行。在从所述自动化的行驶运行模式18转变到所述人工的行驶运行模式26中之后，在此在降级的状态中在使用所述备用信号的情况下继续运行所述车辆10。

图3中的示范性的流程图在此尤其只应该示范性地描述一种用于运行车辆10的方法。尤其各个方法步骤也能够有变化。在此，比如也能够设想，放弃方法步骤56。

Claims (9)

1.用于运行车辆（10）、尤其是机动车的方法，其中所述车辆（10）包括转向系统（12），所述转向系统具有至少一个转向把手（14）并且具有至少一个与所述转向把手（14）进行作用连接的转向传感器（16），所述转向传感器在自动化的行驶运行模式（18）中至少被设置用于检测驾驶员干预，并且其中在至少一种故障运行状态中——在所述故障运行状态中所述车辆（10）处于自动化的行驶运行模式（18）中并且查明所述转向传感器（16）的和/或所述转向传感器（16）的尤其与驾驶员干预相关联的转向传感器信号（20）的故障和/或干扰——开始用于离开所述自动化的行驶运行模式（18）的中断过程，其特征在于，在所述中断过程中查明所述车辆（10）的至少一个车轮（24）的至少一个车轮转向角特征参量（22）并且在离开所述自动化的行驶运行模式（18）时对所述车轮转向角特征参量加以考虑。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，只有在所述车轮转向角特征参量（22）按照量值低于预定义的极限值的情况下，才在所述故障运行状态中离开所述自动化的行驶运行模式（18）。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车轮转向角特征参量（22）是当前的车轮转向角并且所述极限值为至多10°、尤其是至多5°。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述故障运行状态中查明用于所述转向传感器信号（20）的备用信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述备用信号用于检测驾驶员干预并且在离开所述自动化的行驶运行模式（18）时对所述备用信号加以考虑。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在人工的行驶运行模式（26）中将所述备用信号用于提供紧急运行。

7.根据权利要求4到6中任一项所述的方法，其特征在于，所述备用信号是虚拟的转向传感器信号并且根据车轮转向角、齿条力、齿条位置、偏转比率和/或转向致动器的转子位置信号来查明。

8.控制设备（28）、尤其是转向控制设备，其具有用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的计算单元（30）。

9.具有转向系统（12）和计算单元（30）的车辆（10），其中所述转向系统包括至少一个转向把手（14）和至少一个与所述转向把手（14）进行作用连接的转向传感器（16），并且所述计算单元用于实施根据权利要求1到7中任一项所述的方法。

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