CN116034065A - 自动化引导车辆的方法、行驶控制单元和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沿预定的目标轨迹自动化引导车辆(1)的方法,目标轨迹通过几何学轨迹参量表征出,方法至少具有如下步骤:‑获知车辆(1)与目标轨迹的实际偏差;‑依赖于获知的实际偏差生成调节参量,使得车辆(1)在自动化驱控时依赖于所生成的调节参量接近目标轨迹,‑获知当车辆(1)依赖于所生成的调节参量接近目标轨迹时在当前时间点和/或未来时间点是否存在不期望的行驶状态,其中,依赖于几何学轨迹参量从预定的目标轨迹获知不期望的行驶状态;和‑当确认在当前时间点和/或未来时间点存在不期望的行驶状态时,‑依赖于所生成的稳定性参量自动化驱控车辆,和/或‑调整目标轨迹。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于自动化引导车辆的方法、执行方法的行驶控制单元以及车辆。
背景技术
根据现有技术已知,自动化驱控车辆具有“虚拟驾驶员(虚拟司机)”,其通过电子VD单元实施并且在其中自动化规定目标轨迹,车辆应沿该目标轨迹自动化运动。在此,通过外部环境检测监控,车辆是否实际沿目标轨迹运动。当车辆的当前位置和目标轨迹之间有实际偏差时,基于此在第一运动调节单元内获知调节参量,借助其自动化驱控驱动系统和/或制动系统和/或转向系统的相应执行器,使得车辆位置又接近目标轨迹。为了完成该任务,第一运动调节单元提供车辆的模型、参数和测量参量以及调节技术的措施。
在这里问题是,执行器借助调节参量驱控时仅在车辆实际速度较低情况下以及在车道摩擦系数较高情况下可以确保车辆的稳定性。然而,自动化驱控车辆,例如商用车辆或公共汽车(其按照根据在SAE等级在3~5之间的自动化等级驱控),也在实际速度较高情况下以及在车道摩擦系数较低情况下运行。因而利用这种第一运动调节单元无法在每种自动化驾驶情况下确保稳定的行驶状态,从而可能出现不期望的行驶状态。
此外还已知稳定性调节系统,其通过在危急稳定性的驾驶情况下自动化干预驱动系统和/或制动系统和/或转向系统给手动驾驶员提供支持,其中,这例如在WO 2017/102682 A1或CN109017758A中说明。然而这种稳定性调节系统与手动驾驶员的行为协调一致,从而它们并非在所有驾驶情况都可用于具有自动化预定的目标轨迹的自动化驾驶情况。在此区别在于,驾驶员的反应无法预测,然而其可继续监控驾驶并且对系统反应做出响应。
此外在EP2261093A1中设置的是,依赖于驾驶员的行为监控车辆未来路径的横摆率。在此,结合当前状态参数和车道曲线获知驾驶员可能沿其手动引导车辆的模拟轨迹。依赖于此进行行驶状态的与横摆率有关的评估。在US2007185638A、CN109050658A和CN109552312A中,在辅助功能范围内依赖于横摆率控制手动控制的车辆,以便设定稳定的行驶状态。
在DE 102016005966A1、DE102014008199A1和US2015105990A中还设置有横摆率监控,其中,设定修正角,以保持车辆稳定。在US2007008090A中还设置有通过预测性获知驾驶员手动预定的轨迹来阻止倾覆。
在US2018297587A1中设置的是,在当前时间点和未来时间点,根据对驱动系统和/或制动系统和/或转向系统(同样当前时间点和/或未来时间点)的自动化预定的要求获知理想状态矢量。接着,根据该理想状态矢量获知目标横摆力矩并且将该横摆力矩提供给稳定性调节,其又自动化影响车辆动态,以避免不稳定性。因而行驶状态结合自动化预定的目标要求获知并且执行与横摆力矩有关的稳定性调节。
发明内容
本发明任务是说明一种用于自动化引导车辆的方法,其确保安全且可靠地运行车辆。任务还是说明一种行驶控制单元以及车辆。
该任务通过根据独立权利要求的方法、行驶控制单元以及车辆解决。从属权项说明优选改进方式。
相应地,根据本发明设置有一种用于以实际速度沿预定的目标轨迹自动化引导车辆的方法,其中,目标轨迹通过几何学或运动学轨迹参量表征出,所述方法至少具有如下步骤:
-优选在VD单元内,在当前时间点和/或确定的时间间隔之内的未来时间点获知车辆与目标轨迹的实际偏差;
-将获知的实际偏差输出至第一运动调节单元并且依赖于获知的实际偏差生成调节参量,使得在车辆偏离目标轨迹时,在自动化驱控车辆的驱动系统和/或制动系统和/或转向系统的情况下,使所述车辆依赖于所生成的调节参量在当前时间点和/或确定的时间间隔之内的未来时间点接近所述目标轨迹,
-(在第二运动调节单元内)获知当车辆依赖于所生成的调节参量接近目标轨迹时在当前时间点和/或未来时间点是否存在不期望的行驶状态,其中,依赖于几何学轨迹参量从预定的目标轨迹(其表征出目标轨迹)获知不期望的行驶状态;并且
当确认在当前时间点和/或未来时间点存在不期望的行驶状态时,
--依赖于所生成的稳定性参量自动化驱控车辆;和/或
--调整目标轨迹。
在此,当存在不期望的行驶状态时调节参量被稳定性参量覆盖,或者然而相应地依赖于稳定性参量调整调节参量,以便响应于不期望的行驶状态。车辆的自动化驱控可以根据获知的行驶状态来调整。代替依赖于稳定性参量的调整或者除了依赖于稳定性参量的调整之外,也可以直接调整目标轨迹,从而已经给运动调节器预定经调整的目标轨迹并且不再强制需要依赖于稳定性参量的调整。车辆自动沿预定路径运动,在其上不再出现或者仅经弱化地出现当前已知的不期望的行驶状态。该经调整的目标轨迹可以作为“预定轨迹”再次提供给根据本发明的方法。
按照有利方式由此实现:可以直接结合目标轨迹(也就是优选通过车辆的各个目标位置和配属于其的目标旋转在几何学方面说明的和通过自动化驱控车辆在未来应当驶过的路径)检查:车辆是否在当前或未来有不稳定或者说不期望的行驶状态的倾向。由此省略对所处理的和已经输出的要求的相应不准确的分析,从而将由虚拟驾驶员预定的路径直接考虑用于评估稳定性。这使得更准确地且与所应用的执行器或预先处理无关地在输出各个要求至驱动系统、制动系统或转向系统之前获知不期望的行驶状态。由此提高灵活性。总而言之,所述方法的目标是,例如在横向动态较高或摩擦系数较低时不再支持人类驾驶员,而是在驶过由“虚拟驾驶员”预定的目标轨迹(目标位置和目标旋转)时在完全相同状况下支持“虚拟驾驶员”。“虚拟驾驶员”在此在自动化控制的车辆中通过电子VD单元实现。在这里,在VD单元中规定车辆应当沿其自动化运动的目标轨迹。
优选设置的是,在根据本发明的方法中
-在VD单元中执行:获知车辆与目标轨迹的实际偏差;
-在第一运动调节单元中执行:依赖于获知的实际偏差生成调节参量;和
-在第二运动调节单元中执行:获知在当前时间点和/或未来时间点是否存在不期望的行驶状态,其中,
-在第一运动调节单元中生成调节参量与在第二运动调节单元中获知不期望的行驶状态无关地执行;和/或
-在VD单元中获知实际偏差与在第二运动调节单元中获知不期望的行驶状态无关地执行。
借此通过第二运动调节单元有利地在具有“虚拟驾驶员”(其自动化预定目标轨迹)且具有自动化实现沿目标轨迹的运动的第一运动调节单元的车辆内提供了简单地扩展现有的自动化调节系统的可能性,其中,利用该扩展可以附加避免危急稳定性的状态。由此,提供根据本发明的方法或根据本发明的设备在具有自动化调节系统的车辆(该车辆不具有自动化稳定性调节)中的简单的可改装性,这是因为第二运动调节单元仅通过相应接口与现有系统相连。
按照有利方式,为了避免危急稳定性的状态,在自动化行驶期间也可以提供独立解决方案,其可与车辆内的传统自动化系统(其装有虚拟驾驶员和第一运动调节单元)无关地设计。各车辆制造商可以与自动化驾驶期间负责稳定性的系统无关地设计和实现自动化系统。这简化了各车辆制造商的成本。然而如果无需改装或扩展现有系统,原则上也可以将用于稳定性的各个组件集成在自动化的总系统的组件中。
按照有利方式还设置的是,还依赖于关于车辆的车辆信息和/或车辆的车辆实际动态和/或用于自动化驱控驱动系统和/或制动系统和/或转向系统的目标要求,获知在当前时间点和/或未来时间点是否存在不期望的行驶状态。由此可以有利地实施精确比较:车辆的实际特性与目标特性的偏差有多大以及可能导致多大程度的不稳定性。通过附加考虑车辆参数还可以考虑影响稳定性的其他系数。考虑目标要求还导致,当与当前目标轨迹有偏差时,也可以包括响应于此的当前要求的目标动态。由此尤其可以包括当前“要求的”目标横摆率。
优选在此设置的是,依赖于实际偏差获知目标要求,其中,通过纵向目标要求修正车辆在车辆的行驶方向上与目标轨迹(目标位置和目标旋转)偏差的位置和/或实际旋转,并且通过横向目标要求修正车辆在垂直于行驶方向上的与目标轨迹(目标位置和目标旋转)偏差的位置和/或实际旋转。由此可以有利地实现有针对性地划分成横向和纵向运动分量,这在不稳定性情况下简化了后续分析和调整调节信号。当仅横向运动分量涉及不稳定性时,可以简单方式对其进行调整,不必强制也明显改变纵向运动分量,反之亦然。
与此相关地,优选还设置的是,依赖于实际偏差获知驱动调节参量和/或制动调节参量和/或转向调节参量作为调节参量,其中,车辆的驱动系统能够依赖于驱动调节参量自动化驱控,并且车辆的制动系统能够依赖于制动调节参量自动化驱控,并且车辆的转向系统能够依赖于转向调节参量自动化驱控,以便使得车辆的位置和/或实际旋转接近目标轨迹(目标位置和目标旋转)。相应地可以针对每个系统获知彼此无关的调节参量,这些调节参量依赖于行驶状态也可以彼此无关地依赖于稳定性参量调整。由此可以得到较高的灵活性。
相应地优选设置的是,当依赖于几何学轨迹参量从预定的目标轨迹得到车辆在当前时间点是不稳定的和/或在未来时间点面临不稳定状态时,获知:存在不期望的行驶状态。根据一个实施方案,在此设置的是,当目标横摆率和实际横摆率之间的横摆率偏差在当前时间点和/或未来时间点超过偏差边界值时,获知:存在不期望的行驶状态,其中,在当前时间点和/或未来时间点依赖于几何学轨迹参量间接或直接从预定的目标轨迹得到目标横摆率。有利地可以结合车辆的、根据几何学目标轨迹推导出的横摆特性获知(面临)不稳定性。
从预定的目标轨迹直接确定目标横摆率在此理解为,在时间方面从目标位置和目标旋转获知目标横摆率。当从预定的目标轨迹间接确定目标横摆率时,例如可以动用直接从目标轨迹得到的目标要求。通过目标要求可以考虑基于与目标轨迹的偏差得到的实际的当前目标动态。
为此优选可以设置的是,当超过偏差边界值时,依赖于横摆率偏差生成和输出
-用于限制车辆的实际速度的第一驱动稳定性参量和/或
-用于降低车辆的实际速度的第一制动稳定性参量
作为稳定性参量,使得当依赖于第一驱动稳定性参量和/或第一制动稳定性参量自动化驱控车辆时,车辆的实际速度不超过预定的边界速度。可以依赖于横摆率偏差有针对性地调整用于驱动器或制动器的各自的调节参量,这在该情况下仅通过更改纵向运动(调整速度)实施,从而例如可以有效响应于转向不足或转向过度。
补充或替选地,也可以执行车辆的横向运动干预,具体而言,当超过偏差边界值时,依赖于横摆率偏差生成和输出
-用于使车辆因车轮而异地减速的第二制动稳定性参量和/或
-用于转向车辆的第一转向稳定性参量
作为稳定性参量,使得当依赖于第二制动稳定性参量和/或第一转向稳定性参量自动化驱控车辆时,实际横摆率接近目标横摆率。借此有针对性地反向作用于可能或也许可能导致不稳定性的横摆运动,而在此不会强制改变车辆的纵向运动。
在所有情况下优选还可以设置的是,除了依赖于横摆率偏差或代替依赖于横摆率偏差,依赖于横摆率偏差变化生成第一驱动稳定性参量和/或第一制动稳定性参量和/或第二制动稳定性参量和/或第一转向稳定性参量,其中,横摆率偏差变化说明了横摆率偏差自当前时间点开始如何变化。因而也可以包括在运动调节情况下的变化,以便可以对特殊行驶状态做出充分响应。
优选还可以设置的是,生成和输出第二转向稳定性参量,用以阻止不期望的行驶状态,其中,第二转向稳定性参量
-依赖于车辆的实际速度和/或由目标轨迹推导出的目标转弯半径来生成,和/或
-依赖于制动横摆力矩来生成,其中,制动横摆力矩依赖于车辆的车轮上的逐侧不同作用的车轮滑移来获知,和/或
-在考虑当前车辆质量的情况下依赖于车辆相对于车道的倾斜角来生成。
由此有利地还可以更精确监控当前车辆动态,尤其是关于车辆自转向特性、在地面的逐侧摩擦系数不同时的对开路面制动(μ-Split-Bremsung)以及车辆的倾斜特性,它们全都对车辆沿横向的运动产生影响。相应地也可以依赖于转向稳定性参量通过反向转向稳定干预,以使车辆稳定保持在预定的目标轨迹上。所需参数(目标转弯半径、车轮滑移、倾斜角)在此通过车辆内的接口提供给系统,这是因为它们在车辆的其他稳定性调节中已经被检测和输出。因而无需附加组件。
优选还设置的是,在车辆的横向加速度在当前时间点和/或未来时间点超过边界横向加速度时,获知:存在不期望的行驶状态,其中,在当前时间点测量横向加速度和/或未来时间点依赖于几何学轨迹参量从预定的目标轨迹估计横向加速度。由此可以在方法范围内也利用相应干预行驶动态响应于沿横向方向的这种危急稳定性的状态。
为此优选设置的是,当在当前时间点和/或未来时间点超过边界横向加速度时,生成和输出第二驱动稳定性参量和/或第三制动稳定性参量作为稳定性参量,使得当依赖于第三制动稳定性参量和/或第二驱动稳定性参量自动化驱控车辆的情况下,车辆的横向加速度下降至边界横向加速度或者低于边界横向加速度。由此有针对性地调整车辆的纵向运动,以避免较高的横向加速度。
优选还设置的是,依赖于稳定性指示器调整目标轨迹,其中,稳定性指示器依赖于当前车辆实际动态以及当前目标轨迹关于时间说明了在当前时间点和未来时间点之间的时间点不期望的行驶状态的概率如何。有利地,不期望的行驶状态通过特征参量定量评估,从而可以调整目标轨迹,使得在驶过经调整的目标轨迹时可以尽量避免所述不期望的行驶状态并且取消依赖于稳定性参量的其他修正干预或者将其至少减至最少。
为此优选设置的是,稳定性指示器依赖于从如下组中选出的至少一个特征来形成,所述组包括:
当前实际弯折角和目标弯折角之间的弯折角偏差、实际横摆率和目标横摆率之间的横摆率偏差、超过边界横向加速度、车辆的各个车轮的车轮滑移、存在ABS干预、存在ESC干预和/或装载信息。所有这些参数以及也许车辆内提供的其他参数在此可以考虑用于定量评估不期望的行驶状态。
根据本发明还设置行驶控制单元,其用于执行根据本发明的方法,其中,行驶控制单元至少具有:
-VD单元,VD单元用于确定目标轨迹,其中,目标轨迹通过几何学轨迹参量表征出,并且VD单元用于在车辆偏离目标轨迹时输出实际偏差,
-第一运动调节单元,其中,第一运动调节单元被构造成依赖于实际偏差生成调节参量,使得当车辆偏离目标轨迹时,在自动化驱控车辆的驱动系统和/或制动系统和/或转向系统的情况下,使车辆依赖于所生成的调节参量接近目标轨迹,
-第二运动调节单元,其中,第二运动调节单元被构造成获知当车辆依赖于所生成的调节参量接近目标轨迹时在当前时间点和/或未来时间点是否存在不期望的行驶状态,其中,能依赖于几何学轨迹参量从预定的目标轨迹获知不期望的行驶状态,其中,
-还设置至少一个运算单元,其中,至少一个运算单元被构造成生成和输出用于自动化驱控车辆的驱动系统和/或制动系统和/或转向系统的运算信号,其中,当存在不期望的行驶状态时,能够依赖于所生成的稳定性参量生成和输出运算信号,和/或
--VD单元被构造成用于当存在不期望的行驶状态时调整目标轨迹。
因而根据本发明说明一种可改装的行驶控制单元,其可简单接入车辆内的现有基础设施中,例如通过接驳至车辆内相应现有的接口,例如CAN数据总线。在此,行驶控制单元例如可以是电子制动系统的组成部分,其中已获知和应用各个参量。由此得到简单的可改装性。
在此,第一和/或第二运动调节单元也可以集成在其中预定目标轨迹的VD单元中。也可以设置有第一运动调节单元和第二运动调节单元的组合。为了获得充分的灵活性,然而有利的是,彼此分开地提供两个调节单元,从而车辆制造商例如也可仅将第二运动调节单元(利用其识别不期望的行驶状态和借助其帮助相应响应于不期望的行驶状态)添加至现有第一运动调节单元。在稳定驾驶中应用的第一运动调节单元的功能因而可以通过第二运动调节单元的简单改装来扩展。为此其可联接至车辆内相应已有的接口。
优选还设置的是,给驱动系统和/或制动系统和/或转向系统分别配属有运算单元,其中,利用驱动运算信号可以自动化驱控驱动系统,利用制动运算信号可以自动化驱控制动系统,利用转向运算信号可以自动化驱控转向系统。在此,各自的运算信号可以通过各自的运算单元中的系统逻辑获知,以便在不期望的行驶状态下相应依赖于稳定性参量驱控车辆,即,仅利用所生成的稳定性参量或者依赖于所生成的稳定性参量调整调节参量。由此可以获得较高的灵活性,这是因为针对每个横向或纵向调节组件可以单独通过系统逻辑判断:怎样响应于不稳定性或者车辆怎样相对于目标轨迹运动。
优选还设置的是,第二运动调节单元具有横摆率调节器,其中,横摆率调节器用于被构造成依赖于获知的横摆率偏差推断存在不期望的行驶状态并且利用获知和输出相应的稳定性参量响应于不期望的行驶状态。此外第二运动调节单元还可以具有RSC单元,其中,RSC单元用于依赖于超过边界横向加速度推断存在不期望的行驶状态并且借助获知和输出相应的稳定性参量响应于不期望的行驶状态。
此外,第二运动调节单元还可以具有稳定性监控器,其中,稳定性监控器被构造成依赖于当前车辆实际动态以及当前目标轨迹形成稳定性指示器,其中,稳定性指示器关于时间说明了在当前时间点和未来时间点之间的时间点不期望的行驶状态的概率如何。由此可以实施不期望的行驶状态的定量评估,VD单元可以结合其调整目标轨迹。
根据本发明还设置有具有根据本发明的行驶控制单元的车辆,其用于沿预定的目标轨迹或经调整的目标轨迹自动化引导车辆。
附图说明
以下结合实施例进一步阐述本发明。图中:
图1示出能自动化驱控的车辆的示意图;
图1a示出示例目标轨迹;
图2示出根据图1的车辆的细节图;
图3以另一实施方案示出根据图1的车辆的细节图;
图4、图5示出根据本发明的方法的流程图。
具体实施方案
图1示意性示出车辆1,其在车道2上运动。车辆1可以是一部分或多部分式的(即,由牵引车1a和挂车1b组成),例如是商用车辆或公共汽车。车辆1可以利用行驶控制装置3的帮助自动化驱控,其中,根据SAE等级3~5设置有自动化等级。图2和图3中示例性示出两个行驶控制装置3。
行驶控制装置3相应具有VD单元3a(虚拟司机),其中,结合例如探测到的道路走向或围绕车辆1的当前环境U的准则规定车辆1在未来应当沿其自动化运动的目标轨迹TS。在此,目标轨迹TS是未来路径,应当通过自动化驱控车辆1内的驱动系统6和/或制动系统7和/或转向系统8驶过该目标轨迹。目标轨迹TS在此通过运动学轨迹参量kG表征出,从而车辆1的规划运动或未来路径仅以几何学形式说明,也就是说,存在几何学说明的目标轨迹TS。
根据图1a例如通过优选笛卡尔坐标系的x坐标x和y坐标y说明的目标位置PSoll(请求位置)以及车辆1在相应时间点t0、t1、t2的目标旋转PhiSoll作为运动学轨迹参量kG。在此,目标旋转PhiSoll说明,车辆1在各自的目标位置PSoll如何定向。目标位置PSoll以及目标旋转PhiSoll在此可以相对说明(即,关于先前的状态)或者绝对说明(即关于起点)。
通过行驶控制装置3可以如下执行图4中示例示出的方法:
VD单元3a首先评估环境检测系统5的传感器4的传感器信号S4,以便在第一步骤ST1中获知:车辆1是否也实际沿几何学规定的目标轨迹TS运动。为此,车辆1和目标轨迹TS之间的实际偏差dTS,即,在车辆1的当前位置P1和实际旋转PhiIst与在目标轨迹TS中规定的几何轨迹参量kG(PSoll、PhiSoll)之间的偏差来确定。相应地,实际偏差dTS可以在几何学方面通过x方向上的x偏差dx、y方向上的y偏差dy(P1和PSoll之间的偏差)以及通过旋转偏差dPhi说明。根据实际偏差dTS可以推断出:哪种运动变化是必要的或者如何驱控车辆1,从而其在未来继续沿几何学目标轨迹TS运动。
不仅目标轨迹TS而且实际偏差dTS(或与其相关的参量)都由VD单元3a以轨迹信号S3a形式发送。轨迹信号S3a不仅发送至预定单元3b(运动控制)而且也发送至第二运动调节单元20,其功能随后进一步阐述。发送也可以按照同样方式以分开的信号形式实施。
基于实际偏差dTS在第二步骤ST2中在预定单元3b内例如获知目标速度vSoll和/或目标加速度aSoll(正或负)作为涉及车辆1的未来期望的纵向运动的纵向目标要求AS11以及获知目标转弯半径RSoll或目标转弯半径变化dRSoll作为涉及车辆1的未来期望的横向运动的横向目标要求AS12。该获知使得车辆1依赖于目标要求AS11、AS12在驱控驱动系统6和/或制动系统7和/或转向系统8的情况下再次接近规定的目标轨迹TS(即,目标位置PSoll和目标旋转PhiSoll)。目标要求AS11、AS12通过预定信号S3b输出。
接着,在第三步骤ST3,将表征出车辆1的未来期望运动的目标要求AS11、AS12传输至第一运动调节单元10以及第二运动调节单元20。根据图2中的实施情况,第一运动调节单元10和第二运动调节单元20彼此分开。第二运动调节单元20可以完全独立于第一运动调节单元10设计和运行,从而给出系统的可变改装性和可扩展性。根据图3的实施方案,这两个调节单元10、20也可以组合在总运动调节单元30内。
第一运动调节单元10分为纵向调节器11和横向调节器12。涉及车辆1的纵向运动的纵向目标要求AS11在纵向调节器11中处理,涉及车辆1的横向运动的横向目标要求AS12在横向调节器12中处理。效果相同地可以设置的是,预定单元3b集成在第一运动调节器10内,相应的目标要求AS11、AS12直接被发送至各自的调节器11、12并且以其他信号形式发送至第二运动调节单元20。
在第一子步骤ST3.1,纵向调节器11依赖于纵向目标要求AS11获知驱动调节参量GA10(例如驱动力或与此相关的参量)以及制动调节参量GB10(例如制动力或与此相关的参量)。驱动调节参量GA10或制动调节参量GB10在此说明借助其驱控车辆1中各相关执行器(优选驱动马达、行车制动器、缓行制动器等)的调节参量,以便实现纵向目标要求AS11。
此外,在第二子步骤ST3.2,依赖于横向目标要求AS12由横向调节器12获知转向调节参量GL10,例如转向角或与其相关的参量。在此,转向调节参量GL10说明借助其驱控车辆1的各相关执行器、优选转向系统8的伺服马达的调节参量,以便实现目标要求AS12的横向分量。
这样获知的调节参量GA10、GB10、GL10在第四步骤ST4通过第一驱动调节信号SA10或第一制动调节信号SB10或第一转向调节信号SL10输出。第一驱动调节信号SA10被传输至驱动运算单元13A的第一输入端13A1,第一制动调节信号SB10被传输至制动运算单元13B的第一输入端13B1,第一转向调节信号SL10被传输至转向运算单元13L的第一输入端13L1。
在此,各自的运算单元13A、13B、13L可以依赖于在它们的输入端13A1、13A2、13A3、13B1、13B2、13B3、13L1、13L2、13L3上存在的信号发送运算信号SVA、SVB、SVL。接着,依赖于各自的运算信号SVA、SVB、SVL驱控驱动系统6的驱动控制单元6a或制动系统7的制动控制单元7a或转向系统8的转向控制单元8a。在各自的运算单元13A、13B、13L内如何获知运算信号SVA、SVB、SVL在此依赖于存储在其中的控制逻辑。
当由各自的运算单元13A、13B、13L基于其中执行的控制逻辑在第五步骤ST5中将第一驱动调节信号SA10或第一制动调节信号SB10或第一转向调节信号SL10作为运算信号SVA、SVB、SVL传输至相应控制单元6a、7a、8a时,它们可以相应驱控驱动系统6的各自的执行器(即,例如车辆1的驱动马达),或制动系统7的各自的执行器(即,例如行车制动器和/或缓行制动器)或转向系统8的各自的执行器(即,伺服马达)。由此可以实现基于所确认的实际偏差dTS输出的目标要求AS11、AS12,以使车辆1的位置P1和实际旋转PhiIst在未来接近目标轨迹TS。
为了在车辆1的这种自动化控制情况下通过第一运动调节单元10也确保稳定驾驶,设置有第二运动调节单元20,其优选仅当在当前时间点t0已经存在不期望的行驶状态Z1u,例如危急稳定性行驶状态时,或在当前时间点t0和未来时间点tZ之间的预定时间范围内非常有可能发生不期望的行驶状态Z1u时,才进行干预。为了实现此目的,第二运动调节单元20被构造成结合通过轨迹信号S3a预定的目标轨迹TS以及通过预定信号S3b输出的目标要求AS11、AS12和附加地依赖于车辆信息IF(车型)以及车辆实际动态FDIst(自身运动),关于其稳定性评估车辆1的状态,并且依赖于此有针对性地影响车辆1的运动。
为此,由第二运动调节单元20在多个稳定性步骤中获知行驶状态Z1,依赖于此调整从目标要求AS11、AS12中得到的调节参量GA10、GB10、GL10。行驶状态Z1例如可以是不期望的行驶状态Z1u,其中,车辆1在当前时间点t0是不稳定的和/或在未来在规定的时间范围dt内面临不稳定性。
在此,第二运动调节单元20继续且与根据图4的通过第一运动调节单元10执行的方法步骤并行执行以下所述的方法步骤(参见图5)。由此,第二运动调节单元20可以在存在不期望行驶状态Z1u情况下通过第一运动调节单元10有针对性地调整车辆1的上述控制。在此,第二运动调节单元20已访问车辆1内的任意接口,从而第二运动调节单元20在第一稳定性步骤STS1中可以读取车辆信息IF和/或车辆实际动态FDIst。
在此,关于车辆1的不涉及行驶动态而是涉及车辆1自身的信息理解为车辆信息IF。其中包括配置的车辆参数,例如车辆1的轴距A、轮距W或允许的总质量zGM1等,也包括运行期间可能变化的车辆参数,例如车辆1的当前总质量M1,最大加速能力aMax(正或负)或制动摩擦片磨损BV等,它们在运行中被测量、估计或观察。另外,也可以处理车辆1是否具有已挂入的挂车1b的信息或车辆1的车辆高度FH的信息。
车辆1平行于行驶方向FR的纵向运动尤其理解为车辆实际动态FDIst,其例如可以通过实际速度vIst、实际加速度aIst、相对于对象在行驶方向FR上的实际间距DIst等说明。另外,车辆实际动态FDIst然而也通过说明车辆1的定向的参量给出,例如通过实际横摆率GIst、相对于车道2的倾斜角NIst或车辆1相对于行驶方向FR的相对取向ARel或牵引车1a和挂车1b之间的实际弯折角KWIst。因而车辆1的位置和定向(姿态,Pose)按照六个自由度可以根据车辆实际动态FDIst获知以及通过各自的导数获知其变化。
车辆实际动态FDIst在此可以根据传感器信号获知,它们测量或表征出车辆1的运动,例如通过车辆1内的车轮1f上的轮速传感器1c的轮速信号S1c、车辆1内的加速度传感器1d(横向和纵向测量)的加速度信号S1d和车辆1内的横摆率传感器1e的横摆率信号S1e。这些传感器1c、1d、1e在此是如下这样的传感器:它们在部分电动工作的制动系统7例如EBS(电子制动系统)中已经存在,从而可以通过相应接口1g,例如CAN接口访问它们。补充地也可以在车辆1内设置其他的传感器,通过它们例如可以获知低的实际速度vIst、行驶方向FR或牵引车1a和挂车1b之间的实际弯折角KWIst,以便也能访问关于车辆实际动态FDIst的信息。在此,各个传感器的传感器信号也可以融合,以获得更高精度和/或检测其可信度。
依赖于车辆信息IF和/或车辆实际动态FDIst,第二运动调节单元20可以在多个稳定性步骤中评估:当针对规定的目标轨迹TS存在实际偏差dTS时实现由预定单元3b输出的目标要求AS11、AS12是否将导致或已导致不稳定性,或者是否由此将得到或已得到不期望的行驶状态Z1u,以及相应对此作出响应。
为此,在第二运动调节单元20在第二稳定性步骤STS2中通过横摆率调节器21执行横摆率监控。在此,横摆率调节器21被构造成分析由VD单元3a输出的目标轨迹TS,以便由此计算在当前时间点t0的、在预定的直至未来时间点tZ(例如直至t0+10s)的时间范围dt之内的时间点t的目标行驶动态FDSoll。在这里,横摆率调节器21动用表示未来行驶路线或目标轨迹TS特性的几何学轨迹参量kG,以便估计目标行驶动态FDSoll。因而不评估对车辆1内的系统6、7、8的要求,而是直接评估由“虚拟司机”(VD单元3a)预定的目标轨迹TS。
为此可以从目标轨迹TS中的几何学信息(PSoll、PhiSoll)尤其在当前时间点t0例如通过单轨模型获知目标横摆率GSoll。该目标横摆率GSoll可以与当前存在的、从已传输的车辆实际动态FDIst得到的实际横摆率GIst进行比较,具体而言,例如确定实际横摆率GIst和目标横摆率GSoll之间的横摆率偏差dG。接着可以依赖于横摆率偏差dG推导行驶状态Z1。
在此可以设置的是,在任意的非零的横摆率偏差dG的情况下立即输出不期望的行驶状态Z1u(参见dGW=0)。然而也可以设置的是,允许与目标横摆率GSoll有一定的偏差并且仅当例如横摆率偏差dG超过规定的偏差边界值dGW才输出不期望的行驶状态Z1u。
补充或替选地也可以考虑由预定单元3b输出的目标要求AS11、AS12,它们依赖于几何学目标轨迹TS形成,以便在获知目标横摆率GSoll时考虑后续要求的车辆1的行驶状态。
依赖于推导出的行驶状态Z1以及进而横摆率偏差dG可以在第一子步骤STS2.1中将车辆实际速度vIst限制为边界速度vGrenz。为此可以由横摆率调节器21发送包含第一驱动稳定性参量GA21(例如驱动力极限)的第一驱动稳定性信号SA21至驱动运算单元13A的第二输入端13A2。基于其由驱动运算单元13A发送驱动运算信号SVA,利用其车辆1在驱控作为驱动系统6的执行器的驱动马达时不超过与驱动极限关联的预定的边界速度vGrenz。在存在不期望的行驶状态Z1u时调整驱动运算单元13A的第一输入端13A1上的驱动调节参量GA10。
当已经超过边界速度vGrenz时,由横摆率调节器21发送包含第一制动稳定性参量GB21(例如制动力)的第一制动稳定性信号SB21至制动运算单元13B的第二输入端13B2。基于其由制动运算单元13B发送制动运算信号SVB,借助其在驱控作为制动系统7的执行器的制动器和/或缓行制动器时使车辆1减速,使得车辆1达到或至少不超过预定的边界速度vGrenz。由此有针对性地依赖于行驶状态Z1或不期望的行驶状态Z1u调整由纵向目标要求AS11得到的制动调节参量GB10。
在第二子步骤STS2.2中可以依赖于行驶状态Z1替选地或补充地预定补偿横摆率偏差dG的目标横摆力矩JSoll。目标横摆力矩JSoll例如可以通过制动系统7的因车轮而异地驱控来实现,以便获得转向制动。为此可以由横摆率调节器21发送包含第二制动稳定性参量GBL(例如因车轮而异的制动力)的第二制动稳定性信号SBL至承担对制动器进行因车轮而异驱控的制动系统7的制动控制装置7a,以便借此补偿横摆率偏差dG。由此也有针对性地依赖于行驶状态Z1或不期望的行驶状态Z1u调整根据纵向目标要求AS11得到的制动调节参量GB10,这是因为各个车轮上的制动力分布不同,如有必要,也调整总制动力。
替选或补充地,目标横摆力矩JSoll也可以通过驱控转向系统8来实现,以便促使反向转向。由此可以考虑的是,通过第二制动稳定性信号SBL或者第二制动稳定性参量GBL,用于转向制动的制动力可以一方面不能不受限地在各个车轮上增加,另一方面在每次降低各个车轮上的制动力时导致总制动力的整体降低以及进而导致制动距离的增加。为了通过转向系统8获得这种独立的或至少得到支持的反向转向,由横摆率调节器21生成包含第一转向稳定性参量GL21(例如转向角)的第一转向稳定性信号SL21,利用其可以完全或至少部分(与转向制动结合时)实现目标横摆力矩JSoll。
接着,将该第一转向稳定性信号SL21发送至转向运算单元13L的第二输入端13L2。基于此由转向运算单元13L发送转向运算信号SVL,当例如通过作为转向系统8的执行器的伺服电机对转向系统8进行驱控时,车辆1利用该转向运算信号SVL转向,使得完全或至少部分实现目标横摆力矩JSoll。视行驶状态而定,通过转向运算单元13L可以将第一转向稳定性信号SL21至少部分叠加给已存在的转向(转向调节信号SL10)。由此有针对性地依赖于行驶状态Z1或不期望的行驶状态Z1u也调整根据横向目标要求AS11得到的转向调节参量GL10。
横摆率偏差dG的所述监控也可以扩大至t0和dt之间的规定的时间范围之内的其他时间点t。在此可以结合几何学所述的目标轨迹TS预先估计:实际横摆率GIst在未来相对于由目标轨迹TS推导出的目标横摆率GSoll如何表现,或者横摆率偏差dG在时间方面怎么变化。这样通过分析横摆率偏差变化dGC,仅借助明显增大的转向角就可以例如识别出起初的转向不足或转向过度或遵循目标轨迹TS。结合几何学目标轨迹TS可以预先判断:当例如目标轨迹TS的目标转弯半径RSoll进一步缩小时,关于车辆1的横摆特性是否存在不期望的行驶状态Z1u的较高概率,或者当目标转弯半径RSoll进一步增大时,是否可以避免不期望的行驶状态Z1u。通过稳定性步骤STS2、STS2.1、STS2.2也可以对此充分响应。
在第三稳定性步骤STS3中可以执行转向角修正,这在修正单元22中执行。当车辆1的实际速度vIst较低并且当在摩擦系数较高的车道2上稳定行驶时,通过横向目标要求AS12说明的转向调节参量GL10在考虑较小修正情况下主要遵循车辆几何形状,即,例如轴距A、轮距W、实际弯折角KWIst等。然而当存在更复杂动态或更高实际速度vIst和/或摩擦系数较小的车道2时,需要进一步的修正。没有这种进一步修正的行驶状态Z1可能被评估为不期望的行驶状态Z1u,从而通过修正单元22执行如下修正:
在一个变形方案中(STS3.1)可以根据“线性自行车模型”考虑车辆1的自身转向特性,其中,修正单元22通过第二转向稳定性信号SLK输出第二转向稳定性参量GLK,例如转向角,其被传输至转向运算单元13L的第三输入端13L3上。在此,依赖于当前车辆实际动态FDIst以及也依赖于车辆信息IF获知第二转向稳定性参量GLK,借助它们通过“线性自行车模型”可以获知:怎样依赖于车辆1的实际速度vIst和/或由目标轨迹TS推导出的目标转弯半径调整转向角或转向调节参量GL10,以便避免或停止不期望的行驶状态Z1u。在此,目标转弯半径RSoll优选根据由预定单元3b获知的、同样传输至第二运动调节单元20的横向目标要求AS12得到。通过转向运算单元13L可以按照相应方式通过在其内执行的控制逻辑依赖于第二转向稳定性参量GLK调整横向目标要求AS12或转向调节参量GL10,于是发送相应转向运算信号SVL。
此外可以在修正单元22内依赖于车辆实际动态FDIst通过动态模型获知车辆1在摩擦系数对开的车道2(μ-split)上的特性(STS3.2),基于作用的制动横摆力矩JB可能导致不期望的行驶状态Z1u。为此例如可以动用车辆1的车轮1f的车轮滑移s1f,它们通过轮速传感器1c的轮速信号S1c获知。根据它们可以获知车辆1的实际横摆率GIst并且将它们与从目标轨迹TS或横向目标要求AS12得到的目标横摆率GSoll比较。根据由此得到的横摆率偏差dG可以由修正单元22同样获知第二转向稳定性参量GLK,它们说明了哪种制动横摆力矩JB基于在摩擦系数对开的车道2上的制动通过转向来补偿,以便也继续确保稳定的行驶并消除不期望的行驶状态Z1u。当借助第二转向稳定性参量GLK在转向运算单元13L内修正或调整转向调节参量GL10时,当利用相应转向运算信号SVL驱控转向系统8时,可以补偿这种制动横摆力矩JB。
在修正单元22中还可以考虑,车辆1相对于车道2具有哪种倾斜角NIst(STS3.3)。较高的倾斜角NIst在此通过转向来补偿,以便维持稳定的行驶状态或避免不期望的行驶状态Z1u。为此可以在修正单元22中假设一种模式,其中,应用车辆1的倾斜或倾斜角NIst以及当前车辆质量M1,以便获知第二转向稳定性参量GLK。当转向调节参量GL10利用该第二转向稳定性参量GLK在转向运算单元13L内修正时,当利用相应转向运算信号SVL驱控转向系统8时,可以进行倾斜修正。
除了所述修正之外也可以通过修正单元22实现其他修正,以便响应不期望的行驶状态Z1u。
除了横摆率调节器21和修正单元22之外,在第二运动调节单元20内还设置RSC单元23(RSC,侧倾稳定性控制),利用其在第四稳定性步骤STS4可以避免作为不期望的行驶状态Z1u的车辆1的倾覆。在此,RSC单元23尤其监控车辆1在当前时间点t0的横向加速度aq,其例如根据加速度传感器1d的加速度信号S1d得到。
当横向加速度aq超过边界横向加速度aqG时,由RSC单元23推断出不期望的行驶状态Z1u,于是输出第二驱动稳定性参量GA23(例如制动力极限),和/或第三制动稳定性参量GB23(例如制动力),其通过驱动运算单元13A或制动运算单元13B的第三输入端13A3、13B3上的相应信号SA23、SB23输出。在运算单元13A、13B中生成相应的运算信号SVA、SVB,以便相应驱控驱动系统6或制动系统7和使车辆1减速,从而横向加速度aq回落至边界横向加速度aqG或其下并且克服不期望的行驶状态Z1u。
此外,RSC单元23可以通过目标轨迹TS也动用车辆1的未来运动的几何学或运动学轨迹参量kG,以便评估:当车辆1例如以当前实际速度vIst继续运动时,横向加速度aq在当前时间点t0和未来时间点tZ之间是否超过边界横向加速度aqG。RSC单元23可以将第三制动稳定性参量GB23和/或第二驱动稳定性参量GA23也已经预先输出至制动运算单元13B或驱动运算单元13A,以便不允许超过边界横向加速度aqG。由此可以获知未来存在的不期望的行驶状态Z1u并预先对此作出响应。
在第五稳定性步骤STS5中可以设置的是,在稳定性监控器24中生成返回信号SR并且将其传输至VD单元3a。在此,返回信号SR依赖于车辆1的当前和/或未来行驶特性或者在相应单元21、22、23中持续获知的当前和/或未来行驶状态Z1。当前或未来行驶状态Z1因而例如可以从如下特征得到:
-横摆率偏差dG,例如第二稳定性步骤STS2所述,和/或
-车辆1超过横向加速度aq而面临倾覆,例如第四稳定性步骤STS4所述,和/或
-当前实际弯折角KWIst和目标弯折角KWSoll之间的弯折角偏差dKW,其可从目标轨迹TS估计,和/或
-车辆1的各个车轮1f的的车轮滑移s1f,和/或
-存在ABS干预EABS或ESC干预EESC,和/或
-装载信息BI,例如轴载荷信息或重心信息或负载的晃动信息等。各个上述参量关于时间的变化也可以在返回信号SR中加以考虑。
返回信号SR例如可以包含与时间有关的稳定性指示器SI,其通过稳定性监控器24结合当前车辆实际动态FDIst以及目标轨迹TS来获知,并且其因而利用经枚举的参量评估当前和/或未来行驶状态Z1。稳定性指示器SI例如可以是0%~100%或0~1之间的数值,其说明在当前时间点t0和未来时间点tZ之间的确定时间点t,不稳定性或不期望的行驶状态Z1u的与时间相关的概率。
VD单元3a可以将该返回信号SR或稳定性指示器SI用于调整当前目标轨迹TS或轨迹参量kG(PSoll(x,y)、PhiSoll)。VD单元3a可以基于同样仅通过几何学参量(PSoll(x,y)、PhiSoll)说明的经调整的目标轨迹TSa获知和输出在当前时间点t0的经调整的实际偏差dTSa,其已经考虑获知的当前和/或未来行驶状态Z1。关于经调整的目标轨迹TSa,稳定性指示器SI相应也变化。基于经调整的实际偏差dTSa获知和输出预定单元3b的目标要求AS11、AS12,它们考虑当前和/或未来行驶状态Z1。由此几乎已经预先依赖于所获知的行驶状态Z1进行了调节参量GA10、GB10、GL10的调整。
因而通过如下方式阻止了第二运动调节单元20的稳定性干预,即,第二运动调节单元20依赖于几何学预定的目标轨迹TS预先判断:在维持目标轨迹TS时是否会导致不稳定或不期望的行驶状态Z1u。通过VD单元3a实现的虚拟驾驶员可以相应调整其规划的行驶特性,具体而言,选择和输出经调整的目标轨迹TSa。由此可以针对未来行驶调整自其起可能保持不稳定的边界值,这是因为预先执行了判断。此外可以考虑其他参数。
相应地,在稳定性步骤STS2、STS3、STS4、STS5中,就地或预先依赖于行驶状态Z1调整最初由第一运动调节单元10预定的车辆1的运动(调节参量GA10、GB10、GL10),用以阻止或避免不期望的行驶状态Z1u,例如已知或即将到来的不稳定性。在此,各个稳定性步骤STS2、STS3、STS4、STS5彼此并行执行。
附图标记列表(说明书部分)
1 车辆
1a 牵引车
1b 挂车
1c 轮速传感器
1d 加速度传感器
1e 横摆率传感器
1f 车辆1的车轮
1g 接口、例如CAN接口
2 车道
3 行驶控制装置
3a VD单元(虚拟司机)
3b 预定单元(运动控制)
4 传感器
5 环境检测系统
6 驱动系统
6a 驱动控制单元
7 制动系统
7a 制动控制单元
8 转向系统
8a 转向控制单元
10 第一运动调节单元
11 纵向调节器
12 横向调节器
13A 驱动运算单元
13A1、13A2、13A3 驱动运算单元的输入端
13B 制动运算单元
13B1、13B2、13B3 制动运算单元的输入端
13L 转向运算单元
13L1、13L2、13L3 转向运算单元的输入端
20 第二运动调节单元
21 横摆率调节器
22 修正单元
23 RSC单元
24 稳定性监控器
aIst 实际加速度
aMax 最大加速性能
aq 横向加速度
aqG 边界横向加速度
aSoll 目标加速度
A 轴距
ARel 车辆1的相对取向
AS11 纵向目标要求
AS12 横向目标要求
BI 装载信息
BV 制动磨损
dt 时间范围
dG 横摆率偏差
dGC 横摆率偏差变化
dGW 偏差边界值
dPhi 旋转偏差
dKW 弯折角偏差
dRSoll 目标转弯半径变化
dTS 实际偏差
dTSa 经调整的实际偏差
DIst 实际间距
EABS ABS干预
EESC ESC干预
FDIst 车辆实际动态
FDSoll 车辆目标动态
FR 行驶方向
GA10 驱动调节参量
GA21 第一驱动稳定性参量
GA23 第二驱动稳定性参量
GB10 制动调节参量
GB21 第一制动稳定性参量
GB23 第三制动稳定性参量
GBL 第二制动稳定性参量
GIst 实际横摆率
GSoll 目标横摆率
GL10 转向调节参量
GL21 第一转向稳定性参量
GLK 第二转向稳定性参量
IF 车辆信息
JB 制动横摆力矩
JSoll 目标横摆力矩
kG 轨迹参量
KWIst 实际弯折角
KWSoll 目标弯折角
M1 车辆1的当前总质量
NIst 倾斜角
P1 车辆1的位置
PhiIst 车辆1的实际旋转
PhiSoll 车辆1的目标旋转
PSoll 车辆1的目标位置
RSoll 目标转弯半径
s1f 车轮滑移
S1c 轮速信号
S1d 加速度信号
S1e 横摆率信号
S3a 轨迹信号
S3b 预定信号
S4 传感器信号
SA10 驱动调节信号
SA21 第一驱动稳定性信号
SA23 第二驱动稳定性信号
SB10 制动调节信号
SB21 第一制动稳定性信号
SB23 第三制动稳定性信号
SBL 第二制动稳定性信号
SL10 转向调节信号
SL21 第一转向稳定性信号
SLK 第二转向稳定性信号
SI 稳定性指示器
SR 返回信号
SVA 驱动运算信号
SVB 制动运算信号
SVL 转向运算信号
t 时间点
t0 当前时间点
tZ 未来时间点
TS 目标轨迹
TSa 经调整的目标轨迹
U 环境
vIst 实际速度
vSoll 目标速度
W 轮距
x x坐标
y y坐标
zGM1 车辆1的允许总质量
Z1 行驶状态
Z1u 不期望的行驶状态
Claims (26)
1.用于以实际速度(vIst)沿预定的目标轨迹(TS)自动化引导车辆(1)的方法,其中,所述目标轨迹(TS)通过几何学轨迹参量(kG)表征出,所述方法至少具有如下步骤:
-获知所述车辆(1)与所述目标轨迹(TS)的实际偏差(dTS)(ST1);
-输出获知的实际偏差(dTS)并且依赖于获知的实际偏差(dTS)生成调节参量(GA10、GB10、GL10)(ST3),使得当所述车辆(1)偏离所述目标轨迹(TS)时,在自动化驱控所述车辆(1)的驱动系统(7)和/或制动系统(8)和/或转向系统(9)的情况下,使所述车辆(1)依赖于所生成的调节参量(GA10、GB10、GL10)接近所述目标轨迹(TS),
-获知当所述车辆(1)依赖于所生成的调节参量(GA10、GB10、GL10)接近所述目标轨迹(TS)时在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)是否存在不期望的行驶状态(Z1u),其中,依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)获知所述不期望的行驶状态(Z1u)(STS2、STS3、STS4、STS5);和
-当确认在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)存在不期望的行驶状态(Z1u)时,
--依赖于生成的稳定性参量(GA21、GA23、GB21、GB23、GBL、GL21、GLK)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)和/或
--调整所述目标轨迹(TS)(STS5)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还依赖于关于所述车辆(1)的车辆信息(IF)和/或所述车辆(1)的车辆实际动态(FDIst)和/或用于驱控所述驱动系统(7)和/或所述制动系统(8)和/或所述转向系统(9)的目标要求(AS11、AS12),来获知在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)是否存在不期望的行驶状态(Z1u)。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,依赖于所述实际偏差(dTS)获知所述目标要求(AS11、AS12),其中,
-通过纵向目标要求(AS11)修正所述车辆(1)在所述车辆(1)的行驶方向(FR)上与所述目标轨迹(TS)偏差的位置(P1)和/或实际旋转(PhiIst),并且
-通过横向目标要求(AS12)修正所述车辆(1)在垂直于行驶方向(FR)上与所述目标轨迹(TS)偏差的位置(P1)和/或实际旋转(PhiIst)。
4.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,依赖于所述实际偏差(dTS)获知驱动调节参量(GA10)和/或制动调节参量(GB10)和/或转向调节参量(GL10)作为调节参量(GA10、GB10、GL10),其中,
-所述车辆(1)的驱动系统(6)能够依赖于所述驱动调节参量(GA10)自动化驱控,
-所述车辆(1)的制动系统(7)能够依赖于所述制动调节参量(GB10)自动化驱控,
-所述车辆(1)的转向系统(8)能够依赖于所述转向调节参量(GL10)自动化驱控,
以便使所述车辆(1)的位置(P1)和/或实际旋转(PhiIst)接近所述目标轨迹(TS)。
5.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,当依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)得到所述车辆(1)在当前时间点(t0)是不稳定的和/或在未来时间点(tZ)面临不稳定状态时,获知:存在不期望的行驶状态(Z1u)。
6.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,当目标横摆率(GSoll)和实际横摆率(GIst)之间的横摆率偏差(dG)在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过偏差边界值(dGW)时,获知:存在不期望的行驶状态(Z1u),其中,在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)依赖于所述几何学轨迹参量(kG)间接或直接从预定的目标轨迹(TS)得到所述目标横摆率(GSoll)。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,当超过所述偏差边界值(dGW)时,依赖于所述横摆率偏差(dG)生成和输出
-用于限制所述车辆(1)的实际速度(vIst)的第一驱动稳定性参量(GA21)和/或
-用于降低所述车辆(1)的实际速度(vIst)的第一制动稳定性参量(GB21)
作为稳定性参量(GA21、GB21),使得在依赖于所述第一驱动稳定性参量(GA21)和/或所述第一制动稳定性参量(GB21)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)的情况下,所述车辆(1)的实际速度(vIst)不超过预定的边界速度(vGrenz)(STS2.1)。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,当超过所述偏差边界值(dGW)时,依赖于所述横摆率偏差(dG)生成和输出
-用于使所述车辆(1)因车轮而异地减速的第二制动稳定性参量(GBL)和/或
-用于转向所述车辆(1)的第一转向稳定性参量(GL21)
作为稳定性参量(GBL、GL21),使得在依赖于所述第二制动稳定性参量(GBL)和/或所述第一转向稳定性参量(GL21)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)的情况下,所述实际横摆率(GIst)接近所述目标横摆率(GSoll)(STS2.2)。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述第一驱动稳定性参量(GA21)和/或所述第一制动稳定性参量(GB21)和/或所述第二制动稳定性参量(GBL)和/或所述第一转向稳定性参量(GL21)依赖于横摆率偏差变化(dGC)来生成,其中,所述横摆率偏差变化(dGC)说明了所述横摆率偏差(dG)自当前时间点(t0)开始如何变化。
10.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,生成和输出第二转向稳定性参量(GLK),用以阻止不期望的行驶状态(Z1u),其中,所述第二转向稳定性参量(GLK)
-依赖于所述车辆(1)的实际速度(vIst)和/或由所述目标轨迹(TS)推导出的目标转弯半径(RSoll)来生成(STS3.1),和/或
-依赖于制动横摆力矩(JB)来生成(STS3.2),其中,所述制动横摆力矩(JB)依赖于所述车辆(1)的车轮(1f)上的逐侧不同作用的车轮滑移(s1f)来获知,和/或
-在考虑当前车辆质量(M1)的情况下依赖于所述车辆(1)相对于车道(2)的倾斜角(NIst)来生成(ST3.3)。
11.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,当所述车辆(1)的横向加速度(aq)在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过边界横向加速度(aqG)时,获知:存在不期望的行驶状态(Z1u)(STS4)。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,在当前时间点(t0)测量所述横向加速度(aq)和/或针对未来时间点(tZ)依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)估计所述横向加速度(aq)。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,当在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过所述边界横向加速度(aqG)时,生成和输出第二驱动稳定性参量(GA23)和/或第三制动稳定性参量(GB23)作为稳定性参量(GA23、GB23),使得在依赖于所述第三制动稳定性参量(GB23)和/或所述第二驱动稳定性参量(GA23)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)的情况下,所述车辆(1)的横向加速度(aq)下降至所述边界横向加速度(aqG)或者低于所述边界横向加速度。
14.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,依赖于稳定性指示器(SI)调整所述目标轨迹(TS),其中,所述稳定性指示器(SI)依赖于当前车辆实际动态(FDIst)以及当前目标轨迹(TS)关于时间说明了在当前时间点(t0)和未来时间点(tZ)之间的时间点(t)不期望的行驶状态(Z1u)的概率如何。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述稳定性指示器(SI)依赖于从如下组中选出的至少一个特征来形成,所述组包括:
当前实际弯折角(KWIst)和目标弯折角(KWSoll)之间的弯折角偏差(dKW)、实际横摆率(GIst)和目标横摆率(GSoll)之间的横摆率偏差(dG)、超过边界横向加速度(aqG)、所述车辆(1)的各个车轮(1f)的车轮滑移(s1f)、存在ABS干预(EABS)、存在ESC干预(EESC)和/或装载信息(BI)。
16.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,所述车辆(1)的自动化驱控(ST5)依赖于所生成的稳定性参量(GA21、GA23、GB21、GB23、GBL、GL21、GLK)来实施,使得所述车辆(1)的驱动系统(7)和/或制动系统(8)和/或转向系统(9)
-仅借助所生成的稳定性参量(GA21、GA23、GB21、GB23、GBL、GL21、GLK)来驱控,或
-所述调节参量(GA10、GB10、GL10)依赖于所生成的稳定性参量(GA21、GA23、GB21、GB23、GBL、GL21、GLK)来调整。
17.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,所述目标轨迹(TS)通过作为几何学轨迹参量(kG)的目标位置(PSoll)和目标旋转(PhiSoll)表征出。
18.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,
-在VD单元(3a)中执行:获知所述车辆(1)与所述目标轨迹(TS)的实际偏差(dTS)(ST1);
-在第一运动调节单元(10)中执行:依赖于获知的实际偏差(dTS)生成调节参量(GA10、GB10、GL10)(ST3);和
-在第二运动调节单元(20)中执行:获知在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)是否存在不期望的行驶状态(Z1u)(STS2、STS3、STS4、STS5),其中,
-在所述第一运动调节单元(10)中生成调节参量(GA10、GB10、GL10)与在所述第二运动调节单元(20)中获知不期望的行驶状态(Z1u)无关地执行,和/或
-在所述VD单元(3a)中获知实际偏差(dTS)与在所述第二运动调节单元(20)中获知不期望的行驶状态(Z1u)无关地执行。
19.行驶控制单元(3),所述行驶控制单元尤其用于执行根据前述权利要求之一所述的方法,其中,所述行驶控制单元(3)至少具有:
-VD单元(3a),所述VD单元用于规定目标轨迹(TS),其中,所述目标轨迹(TS)通过几何学轨迹参量(kG)表征出,并且所述VD单元用于在所述车辆(1)偏离目标轨迹(TS)时输出实际偏差(dTS),
-第一运动调节单元(10),其中,所述第一运动调节单元被构造成依赖于所述实际偏差(dTS)生成调节参量(GA10、GB10、GL10),使得当所述车辆(1)偏离目标轨迹(TS)时,在自动化驱控所述车辆(1)的驱动系统(7)和/或制动系统(8)和/或转向系统(9)的情况下,使所述车辆(1)依赖于所生成的调节参量(GA10、GB10、GL10)接近所述目标轨迹(TS),
-第二运动调节单元(20),其中,所述第二运动调节单元(20)被构造成获知当所述车辆(1)依赖于所生成的调节参量(GA10、GB10、GL10)接近所述目标轨迹(TS)时在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)是否存在不期望的行驶状态(Z1u),其中,能依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)获知所述不期望的行驶状态(Z1u),其中,
--还设置至少一个运算单元(13A、13B、13L),其中,所述至少一个运算单元(13A、13B、13L)被构造成生成和输出用于自动化驱控所述车辆(1)的驱动系统(7)和/或制动系统(8)和/或转向系统(9)的运算信号(SVA、SVB、SVL),其中,当存在不期望的行驶状态(Z1u)时,能够依赖于所生成的稳定性参量(GA21、GA23、GB21、GB23、GBL、GL21、GLK)生成和输出所述运算信号(SVA、SVB、SVL),和/或
--所述VD单元(3a)还被构造成当存在不期望的行驶状态(Z1u)时调整所述目标轨迹(TS)。
20.根据权利要求19所述的行驶控制装置(3),其特征在于,给所述驱动系统(6)和/或所述制动系统(7)和/或所述转向系统(8)分别配属有运算单元(13A、13B、13L),其中,利用驱动运算信号(SVA)能够自动化驱控所述驱动系统(6),利用制动运算信号(SVB)能够自动化驱控所述制动系统(7),并且利用转向运算信号(SVL)能够自动化驱控所述转向系统(8)。
21.根据权利要求19或20所述的行驶控制装置(3),其特征在于,
-所述第一运动调节单元(10)和/或第二运动调节单元(20)集成在所述VD单元(3a)内;和/或
-所述第一运动调节单元(10)和第二运动调节单元(20)组合;或
-至少所述第二运动调节单元(20)与所述VD单元(3a)且与所述第一运动调节单元(10)分开实施。
22.根据权利要求19至21之一所述的行驶控制装置(3),其特征在于,所述第二运动调节单元(20)具有横摆率调节器(21),其中,所述横摆率调节器(21)被构造成
-当目标横摆率(GSoll)和实际横摆率(GIst)之间的横摆率偏差(dG)在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过偏差边界值(dGW)时,推断存在不期望的行驶状态(Z1u),其中,在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)得到所述目标横摆率(GSoll),以及
-依赖于所述横摆率偏差(dG)在超过所述偏差边界值(dGW)时获知和输出稳定性参量(GA21、GB21、GBL、GL21)。
23.根据权利要求19至22之一所述的行驶控制装置(3),其特征在于,所述第二运动调节单元(20)具有RSC单元(23),其中,所述RSC单元(23)被构造成
-当所述车辆(1)的横向加速度(aq)在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过边界横向加速度(aqG)时,推断存在不期望的行驶状态(Z1u),以及
-当超过所述边界横向加速度(aqG)时获知和输出稳定性参量(GA23、GB23)。
24.根据权利要求19至23之一所述的行驶控制装置(3),其特征在于,所述第二运动调节单元(20)包括稳定性监控器(24),其中,所述稳定性监控器(24)依赖于当前车辆实际动态(FDIst)以及当前目标轨迹(TS)形成稳定性指示器(SI),其中,所述稳定性指示器(SI)关于时间说明了在当前时间点(t0)和未来时间点(tZ)之间的时间点(t)不期望的行驶状态(Z1u)的概率如何。
25.根据权利要求24所述的行驶控制装置(3),其特征在于,所述VD单元(3a)被构造成依赖于形成的稳定性指示器(SI)调整目标轨迹(TS)。
26.车辆(1),所述车辆具有根据权利要求19至25之一所述的行驶控制单元(3),用于沿预定的目标轨迹(TS)或经调整的目标轨迹(TSa)自动化引导所述车辆(1)。
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