CN116507542A - 用于控制行车道上的车辆的横向位置的方法 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于控制行车道上的车辆(1)的横向位置的方法，该方法包括：‑遵循第一参考轨迹(TR1)的第一控制步骤，以及‑在该车辆距该行车道的边缘的横向距离小于第一阈值时警示该驾驶员的步骤，然后是‑检测施加到该车辆的方向盘的命令的步骤，然后是‑遵循第二参考轨迹(TR2)的第二控制步骤，该第二轨迹是根据施加到该方向盘的命令来确定的，以及‑在该车辆距该行车道的边缘的横向距离小于第二阈值时警示该驾驶员的步骤，该第二阈值小于该第一阈值。

Description

用于控制行车道上的车辆的横向位置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制行车道上的车辆的横向位置的方法。本发明还涉及一种包括用于实施这种控制方法的装置的机动车辆。

背景技术

车道居中辅助(LCA)系统旨在使自主或半自主车辆驾驶和保持在其行驶的车道中心。

文件DE102011076418和EP 2248710描述了这种系统。

这些系统与检测装置协作，该检测装置能够识别行车道的横向界限，并且然后确定车辆在这两个横向界限之间的等距定位，即，使车辆位于行车道的中心。在某些驾驶配置下，使用这种系统可能显得不自然或不适宜，例如，当相邻车道中存在卡车或者当车辆在车道中偏移以为摩托车或紧急车辆创造通道时。在这些特殊情况期间，驾驶员可能希望其车辆在保持在同一行车道中的同时暂时偏移。

已知在“灵活”辅助系统中，驾驶员施加在方向盘上的扭矩总是影响车辆在车道中的位置。因此，驾驶员可以对方向盘施加扭矩，以使其车辆向车道的边缘偏移。在此操纵期间，辅助系统会对抗驾驶员的要求以使车辆返回车道中心。这种阻力令人不舒服，使人产生焦虑，并且可能导致定位错误和/或与周围车辆的安全距离不足。此外，车辆在行车道上的偏心定位会导致播放由管理驾驶辅助系统的标准强加的警示消息。这种警示消息也会使人产生焦虑而且是不恰当的。

申请WO 03091813也披露了一种用于机动车辆的引导系统，该引导系统与能够检测相邻行车道中的周围物体的传感器协作。然后根据这些物体的跟踪数据来调整车辆的横向位置。这种方法实施起来很复杂，并且不是在所有情况下都令人满意。例如，如果交通繁忙，则该系统会受到许多轨迹变化的影响，这可能造成令乘客不舒服的情况。

发明介绍

本发明的目的是提供一种横向位置控制方法，该横向位置控制方法克服了上述缺点并改进了现有技术中已知的控制方法。

更准确地说，本发明的一个主题是一种令人感到舒适、实施起来简单且令人安心的横向位置控制方法。

发明内容

本发明涉及一种用于控制行车道上的车辆的横向位置的方法，该控制方法包括：

-遵循第一参考轨迹自动调节该车辆的横向位置的第一步骤，以及

-监测该车辆距该行车道的边缘的横向距离的第一步骤，该第一监测步骤包括在该车辆距该行车道的边缘的横向距离小于或等于第一阈值时警示该驾驶员的子步骤，然后是

-检测由驾驶员施加到该车辆的方向盘以使该车辆向该行车道的边缘移动的命令的步骤，然后是

-停止该第一监测步骤，

-遵循第二参考轨迹自动控制该车辆的横向位置的第二步骤，该第二轨迹是根据由该驾驶员施加到该方向盘的命令来确定的，以及

-监测该车辆距该行车道的边缘的横向距离的第二步骤，该第二监测步骤包括在该车辆距该行车道的边缘的横向距离小于或等于第二阈值时警示该驾驶员的子步骤，该第二阈值严格小于该第一阈值。

该控制方法可以包括根据该行车道的宽度并根据该行车道上的该车辆的横向速度来计算该第一阈值的子步骤，和/或该控制方法可以包括根据该行车道的宽度并根据该行车道上的该车辆的横向速度来计算该第二阈值的子步骤。

该控制方法可以包括在该车辆距该行车道的边缘的横向距离大于或等于第三阈值时停止给予该驾驶员的警示的子步骤，该第三阈值严格大于该第一阈值。

该第一控制步骤和/或该第二控制步骤可以包括：

-计算该车辆的转向车轮的第一转向扭矩的子步骤，

-计算增益的子步骤，该增益是由该驾驶员施加到该方向盘的扭矩的递减函数，

-通过将该第一扭矩和该增益相乘来计算该车辆的转向车轮的第二转向扭矩的子步骤。

该控制方法可以包括验证与所述命令相关的至少一个标准的步骤，当且仅当满足该至少一个标准时才实施所述遵循该第二参考轨迹自动控制该车辆的位置的步骤，该验证至少一个标准的步骤包括：

-将该车辆相对于该第一参考轨迹的横向偏差与最小横向偏差阈值进行比较的子步骤，和/或

-将该车辆相对于该第一参考轨迹的横向偏差与最大横向偏差阈值进行比较的子步骤，和/或

-将施加到该车辆的方向盘的扭矩与最小扭矩阈值进行比较的子步骤，和/或

-将施加到该车辆的方向盘的扭矩与最大扭矩阈值进行比较的子步骤。

该控制方法可以包括在该驾驶员向该方向盘施加该命令之后确定该车辆相对于该第一参考轨迹的横向偏移的步骤，该第二参考轨迹是根据该第一参考轨迹和该横向偏移定义的，该确定步骤包括检测由该驾驶员施加到该方向盘的扭矩的增加和随后的稳定和/或检测该车辆的状态参数的增加和随后的稳定。

该第二控制步骤可以包括：

-计算该车辆的参考状态向量的步骤，

-计算该车辆的观测状态向量的步骤，

-根据该参考状态向量与该观测状态向量之间的差来计算该车辆的转向车轮的转向角设定点的步骤，

-在该第二控制步骤开始时执行的过渡步骤，该过渡步骤包括用所计算的分量来替换该车辆的观测状态向量的分量，使得该车辆的转向车轮的转向角设定点等于这些转向车轮的转向角的当前值。

该控制方法可以包括：

-暂时保持该第二控制步骤，然后自动地，

-遵循该第一参考轨迹自动控制该车辆的位置的第三步骤。

本发明还涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括记录在计算机可读介质上的程序代码指令，这些程序代码指令用于当在计算机上运行所述程序时实施如上文所定义的控制方法的步骤。

最后，本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括连接到方向盘的转向车轮、用于检测车辆环境的装置、用于警示车辆驾驶员的装置以及被配置成实施如上文所定义的控制方法的至少一个计算机。

附图说明

本发明的这些主题、特征和优点将在以下参考附图以非限制性方式给出的特定实施例的描述中详细解释，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的机动车辆的示意图。

图2是行车道上的车辆的示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的用于控制行车道上的车辆的横向位置的方法的框图。

图4是在控制车辆的横向位置的步骤中采用的控制器的示意图。

图5是展示在车辆横向漂移的情况下警示驾驶员的方法的活动图。

图6是展示第一阈值的参数化的图。

图7是展示第二阈值的参数化的图。

具体实施方式

图1示意性地展示了根据本发明的一个实施例的机动车辆1。车辆1可以是任何类型的车辆，特别是客车、多用途车辆、卡车或公共汽车。车辆1包括两个转向前轮2f和两个后轮2r。转向车轮2f的取向可以由转向系统3控制。转向系统3包括与两个前轮2f机械连接的转向设备4和与转向设备4机械连接的方向盘5。转向系统3还可以包括辅助转向模块，其例如集成在转向设备4中。转向系统3进一步包括电子控制单元6。

车辆1还包括用于检测车辆1的环境的装置8，例如，雷达和/或激光雷达和/或相机。它还包括用于警示驾驶员的装置9。这些警示装置可以是旨在警示驾驶员的感官的任何装置：例如能够显示符号或消息的视觉警示装置，如指示灯或屏幕。这些警示装置还可以是听觉警示装置或者甚至是振动警示装置。

电子控制单元6电连接到转向设备4、检测装置8和警示装置9。它也可以直接或间接地连接到车辆的其他传感器，如方向盘角度传感器、速度传感器、车辆的偏航传感器、或由驾驶员施加在方向盘5上的扭矩的传感器。

特别地，电子控制单元6包括存储器、微处理器和输入/输出接口，这些输入/输出接口用于从车辆1的其他设备接收数据或用于向车辆1的其他设备发射数据。电子控制单元的存储器是用于记录数据的介质，在该介质上记录有计算机程序，该计算机程序包括用于实施根据本发明的一个实施例的方法的程序代码指令。微处理器能够执行该方法。特别地，电子控制单元6能够经由其输入/输出接口向转向设备4发送控制命令，以便施加旨在定向转向车轮2f的扭矩。因此，车辆1是自主或半自动车辆，即，其可以在没有驾驶员干预的情况下被引导和保持在转向轨道上。车辆1也可以由驾驶员通过致动方向盘以常规方式控制。注意，在本文件中，施加到转向车轮的“扭矩”涉及用于定向转向车轮并因此引导车辆的有用扭矩。因此，该术语并不表示用于转动车轮以推进车辆的有用发动机扭矩。

图2展示了在行车道10上行驶的车辆1。行车道旨在跨其宽度容纳单个车辆。行车道10向左和向右由两个边缘BG和BD界定。这些边缘可以以分界线的形式具体化，例如，白色或黄色的连续线或虚线。在变型中，边缘BG和BD可以简单地对应于行车道的横向末端，并通过人行道、路堤或简单地通过道路路面的边缘具体化。车辆1行驶的道路可以包括位于行车道10左侧和/或右侧的多个行车道。

图2中还示出了虚线LS1G、LS2G、LS3G、LS1D、LS2D、LS3D和LM。这些线没有在行车道上具体化，而是为了清楚地理解本发明而简单地示出。线LS1G、LS2G和LS3G基本上平行于左边缘BG，并且分别与其相距阈值S1、S2和S3。同样地，线LS1D、LS2D和LS3D基本上平行于右边缘BD，并且分别与其相距阈值S1、S2和S3。线LM与边缘BG和BD等距地延伸。换句话说，线LM是行车道10的中线。注意，图2中所展示的行车道是直线。然而，本发明也可以在行车道描述曲线或弯道时实施。

检测装置8能够识别行车道10的边缘BG和BD，并确定车辆1在该行车道上的横向位置。车辆的横向位置可以例如通过量化车辆的左边缘与行车道的左边缘BG之间的横向距离D(或横向偏差D)来确定。

在本文件中，纵向轴线被定义为车辆1的高度处的行车道轴线。因此，纵向轴线可以基本平行于边缘BG和BD。假设边缘BG和BD不是严格平行的，纵向轴线可以表示这两条线在车辆1的高度处的平分线。纵向轴线也可以对应于仅平行于两个边缘BG或BD之一的轴线。横向轴线是垂直于纵向轴线的行车道轴线。形容词“横向”表征沿横向轴线的物体。因此，车辆的横向位置表示车辆沿横向轴线的位置。

现在将参考图3描述用于控制行车道10上的车辆1的横向位置的方法的一个实施例。

在第一步骤E1中，执行遵循第一参考轨迹TR1进行的车辆位置的自动控制。第一参考轨迹可以基本上被定义在行车道的中心。因此，它可以对应于中线LM。换句话说，控制车辆的横向位置以便遵循中线LM。

遵循参考轨迹TR1进行的车辆横向位置的自动控制可以通过如图4中示意性地示出的闭环算法来执行。因此，第一控制步骤E1包括：计算车辆的参考状态向量Xref的子步骤E11；计算车辆的观测状态向量Xobs的子步骤E12；以及根据参考状态向量Xref与观测状态向量Xobs之间的差来计算车辆的转向车轮的转向角设定点δc的子步骤E13。接下来，在第一步骤E1的后续迭代期间，使用转向角设定点δc计算观测状态向量Xobs。

参考状态向量Xref描述了车辆的期望位置和轨迹。特别地，该状态向量可以根据第一参考轨迹TR1(即中线LM)来计算。由于车辆1经受由车辆1内部或外部的因素引起的各种干扰，在给定时刻参考状态向量Xref可能不同于车辆的观测状态向量Xobs。这些内部或外部因素可以是例如车辆抓地力的变化、负载变化、道路变形、风的影响或检测装置8的精度。

可以从安装在车辆中的传感器、特别是从检测装置8以及从车辆的运动学模型(在图4中由11标识)和观测器(在图4中由12标识)计算观测状态向量Xobs。观测状态向量Xobs可以包括以下七个分量中的全部或一些分量：

-车辆的偏航速度，和/或

-车辆的航向角，和/或

-车辆的横向速度，和/或

-车辆相对于参考轨迹的横向偏差，和/或

-车辆的转向车轮的转向速度，和/或

-车辆的转向车轮的转向角，和/或

-车辆相对于参考轨迹的横向偏差的积分。

然后，第一控制步骤E1包括子步骤E14，在该子步骤期间计算第一扭矩C1。该第一扭矩C1是根据先前计算的转向角设定点δc并通过PID控制器13(即比例积分微分控制器)来计算的。

第一控制步骤E1还包括子步骤E15，在该子步骤期间计算0和1之间的增益K1。有利地，增益K1可以是由驾驶员施加到方向盘5的扭矩的递减函数。换句话说，驾驶员施加到方向盘5的扭矩越高，增益K1就越低。

最后，第一控制步骤E1包括子步骤E16，在该子步骤中，通过将扭矩C1与增益K1相乘来计算要施加到转向车轮2f的扭矩C2。然后，由此获得的扭矩C2可以被提供给转向设备4，以便定向转向车轮。

因此，可以根据几种操作模式来控制车辆1：在称为手动模式并且对应于等于0的增益K1值的第一模式中，转向车轮2f的取向仅由驾驶员控制。在对应于等于1的增益K1值的第二模式中，传输到转向车轮的扭矩C2足以遵循第一参考轨迹。最后，在增益K1介于0与1之间(不包括)的第三操作模式中，传输到转向车轮的扭矩C2不足以遵循第一参考轨迹。然而，驾驶员经由握住方向盘来感觉扭矩C2，并且该扭矩被解释为将方向盘定向成遵循第一参考轨迹TR1的提示。然后，实际施加到转向车轮2f的转向扭矩由扭矩C2和通过驾驶员在方向盘上的动作传输到转向车轮的扭矩相加产生。只要增益K1严格大于0，对车辆的横向位置的控制就被认为是自动的。

与第一控制步骤E1并行，该方法包括监测车辆距行车道的边缘BG和BD的横向距离的第一步骤E2。

第一监测步骤E2首先包括计算第一阈值S1的子步骤E21。特别地，第一阈值S1可以根据行车道10的宽度并根据行车道10上的车辆1的横向速度来计算。可以确定第一阈值，以便在车辆漂移的情况下观察强加驾驶员警示的标准。行车道的宽度可以是在车辆1的高度处或在车辆1的前方给定距离处的行车道的边缘BG距BD的距离。它可以通过检测装置8来计算。车辆1的横向速度表示车辆沿横向轴线Y的速度，即车辆接近边缘BG或BD的速度。图6展示了第一阈值S1的映射的一个示例。轴线X1表示车道宽度，例如，介于2.5m与4m之间。轴线Y1以绝对值表示车辆1的横向速度，例如，介于0与1.8m/s之间。轴线Z1表示所获得的阈值S1，该阈值可能介于例如大约10cm与30cm之间。阈值S1可以是横向速度的递增函数和车道宽度的递增函数。有利地，行车道左侧和右侧的阈值S1是相同的，但是在变型中，该阈值也可以是不同的。

第一监测步骤E2包括在车辆距行车道的边缘BD或BG的横向距离变得小于或等于先前计算的第一阈值S1时警示驾驶员的子步骤E22。通过激活警示装置9来警示驾驶员。因此，警告驾驶员，转向设备4对转向车轮2f的作用不足以遵循第一参考轨迹TR1。因此，驾驶员可以对方向盘5采取行动，以使车辆重新回到行车道的中心。因此，满足了在车辆太靠近行车道的边缘时警示驾驶员的法规要求。

在第三子步骤E23中，在车辆距行车道的边缘BD或BG的横向距离大于或等于第三阈值S3时，停止给予驾驶员的警示。第三阈值S3严格大于第一阈值S1。可以被称为重置阈值的第三阈值S3可以根据行车道的宽度并根据其曲率来定义。因此避免了警示装置9的不合时宜的激活和去激活。

当车辆的位置被控制为遵循第一参考轨迹时，驾驶员可能希望将其车辆偏移到行车道的一侧以预见任何形式的风险。例如，如果驾驶员在左侧超过卡车，则他可能希望其车辆向行车道的左侧偏移以便增加其车辆距卡车的横向距离。如果摩托车或紧急车辆预备在左侧超过该车辆，则驾驶员可能希望其车辆向右偏移以留出足够的通道。驾驶员还可能希望使其车辆偏移，仅仅是为了相对于行车道上在其前方的车辆有所偏移，从而改善他对车辆前方道路的视野。为了使其车辆偏移，驾驶员因此以施加到方向盘5的扭矩的形式施加命令，以将其车辆引导到期望的方向。

然后，该控制方法包括检测由驾驶员施加到方向盘5的命令的步骤E3。然后观察车辆相对于第一参考轨迹的横向偏差以及施加到方向盘5的扭矩。如下文将看到的，相对于参考轨迹的横向偏差用作定义第二参考轨迹TR2的基础。在此之前，检测步骤E3可以包括验证与由驾驶员施加的所述命令相关的各种标准的子步骤E31。

验证步骤E31可以包括将车辆的横向偏差与最小横向偏差阈值进行比较的子步骤E311。该最小阈值(其值可以例如固定为10cm)使得可以过滤驾驶员相对于第一参考轨迹TR1的无意移动。因此，只要驾驶员在方向盘上的动作导致车辆相对于参考轨迹的偏差小于10cm，第一控制步骤E1将继续，并且车辆将继续遵循第一参考轨迹TR1。

验证步骤E31还可以包括将车辆的横向偏差与最大横向偏差阈值进行比较的子步骤E312。该最大阈值可以根据车辆的横向加速度、根据车辆的速度、根据行车道的宽度并根据车辆的宽度来定义。特别地，该最大阈值可以是车道宽度的递增函数和/或车辆宽度、车辆速度和横向加速度的递减函数。通过定义最大阈值，防止了第二参考轨迹相对于行车道的中心过度偏移。因此，如果驾驶员的命令导致了过度的横向偏差，则该命令将不会导致第二参考轨迹的定义。

验证步骤E31还可以包括将施加到方向盘的扭矩与最小扭矩阈值进行比较的子步骤E313。该最小阈值可以根据车辆的纵向速度并根据行车道的曲率来定义。因此，该最小阈值可以包括在例如0.8Nm与1.6Nm之间。在变型中，该最小扭矩阈值可以等于固定值，例如其定义为1.5Nm。该最小扭矩阈值使得可以过滤驾驶员在方向盘上的无意动作。例如，如果驾驶员的双手中的一只手暂时松开方向盘，则可以检测到传输到方向盘的扭矩的微小变化，然而，这并不对应于驾驶员使其车辆偏移的意图。然而，第一控制步骤E1将继续，并且车辆将继续遵循第一参考轨迹。

验证步骤E31还可以包括将施加到车辆的方向盘的扭矩与最大扭矩阈值进行比较的子步骤E314。该最大扭矩阈值可以例如被定义为4Nm。如果驾驶员在方向盘上施加这样的扭矩，这可以被解释为紧急命令，特别是回避操纵，则该控制方法可以被去激活，以便允许驾驶员完全控制车辆的方向。

可以对子步骤E311、E312、E313和E314中的每一个应用时间段，以确保在最小持续时间内验证该标准。例如，可以使用低频滤波器来过滤车辆的横向偏差测量值和/或施加到方向盘的扭矩值。也可以使用计数器，并验证在该方法的足够大量的迭代期间观察到这种情况。

如果在验证步骤E31期间验证的所有标准都得到满足，则车辆1与第一参考轨迹之间的横向偏差可以被存储并用作用于定义第二参考轨迹TR2的横向偏移OL。因此，第二参考轨迹TR2基本上平行于第一参考轨迹TR1，并从其偏移了横向偏移OL的值。因此，检测步骤E3可以包括确定横向偏移OL的子步骤E32。该确定步骤E32可以包括检测由驾驶员施加到方向盘的扭矩的增加和随后的稳定。横向偏移则对应于在施加到方向盘的扭矩稳定后获得的横向偏差。当扭矩变得小于或等于通过参数化定义的阈值(例如大约0.7Nm的值)时，可以认为扭矩是稳定的。如果扭矩在通过参数化确定的持续时间(例如大约10秒的持续时间)结束时不稳定，也可以提供控制方法的去激活。在变型中，横向偏移也可以通过观察车辆的另一个状态参数的增加和随后的稳定来确定。该状态参数可以例如是相对于第一参考轨迹TR1的横向偏差、车辆的航向角或车辆的横向速度。

最后，横向偏移OL由驾驶员在方向盘上的动作来定义。因此，它是驾驶员选择的结果，而不是自动定义的结果。因此，驾驶员可以根据自己的需求和交通状况自由定义其车辆的横向偏移值。

接下来，在第二控制步骤E4中，遵循第二参考轨迹TR2自动控制车辆的位置。当然，当且仅当满足在验证步骤E31期间测试的标准时才实施该步骤。

遵循第二参考轨迹TR2进行的对车辆的横向位置的控制可以以与遵循第一参考轨迹TR1进行的对车辆的横向位置的控制相同的方式来执行。因此，第二控制步骤E4可以包括子步骤E41、E42、E43、E44、E45、E46，这些子步骤与上述步骤E11、E12、E13、E14、E15、E16相同，不同之处在于第一参考轨迹TR1由第二参考轨迹TR2代替。因此，驾驶员可以遵循第二参考轨迹TR2，而不必在方向盘上施加扭矩来抵消由转向设备4产生的倾向于使车辆返回第一参考轨迹TR1的扭矩。因此，车辆1的引导更令人愉悦且更精确。

与第二控制步骤E4并行，该方法包括监测车辆距行车道的边缘BG和BD的横向距离的第二步骤E5。第二监测步骤E5也以类似于第一监测步骤E2的方式执行。因此，它包括与上述子步骤E21、E22和E23相对应的子步骤E51、E52和E53。然而，第二监测步骤E5与第一监测步骤E1的区别在于，第一阈值S1由严格小于第一阈值S1的第二阈值S2代替。换句话说，在第二控制步骤E4期间，允许车辆在触发驾驶员警示之前更靠近边缘BG或BD。这使得可以避免触发不适宜的驾驶员警报，因为车辆的偏移是有意的。然而，如果车辆太靠近横向边缘BG、BD，则保持报警装置。在步骤E52期间给予驾驶员的警示可以与在步骤E22期间给予驾驶员的警示相同。在变型中，考虑到与行车道的边缘BG或BD的接近度，该警示可以不同，例如更强烈。

一旦第二监测步骤E5被激活，第一监测步骤E2就停止。当满足在验证步骤E31期间测试的标准时，可以产生这两个监测步骤之间的这种过渡。因此，在任何时候都存在至少一个阈值S1或S2，当超过该阈值时会产生驾驶员警示。

图7展示了第二阈值S2的映射的示例。轴线X1表示车道宽度，例如介于2.5m与4m之间。轴线Y1表示接近所讨论边缘的车辆1的横向速度，例如介于0与1.8m/s之间。轴线Z1表示所获得的阈值S2，其可以例如介于大约0与20cm之间。阈值2可以是横向速度的递增函数和车道宽度的递增函数。有利地，行车道左侧和右侧的阈值S2是相同的，但是在变型中，该阈值也可以是不同的。注意，阈值S2与横向偏移OL无关。

除了在超过阈值S1或S2的情况下给予驾驶员的警示之外，还可以提供使车辆自动重新回到中心以重新建立分别严格大于阈值S1或S2的距边缘BG或BD的横向距离的步骤。

图5展示了用于在车辆横向漂移的情况下警示驾驶员的方法。状态P1对应于用于控制车辆的横向位置的方法的激活状态。根据状态P1，执行第一测试V1，其在于确定车辆是否已经达到第一阈值S1，或者换句话说，其边缘之一是否已经达到线LS1G或LS1D之一。如果车辆距边缘BD或BG的横向距离保持严格大于阈值S1，则车辆保持在不给予警示的状态P2。另一方面，如果横向距离变得小于或等于阈值S1，则执行第二测试V2，其在于确定是否在车辆的方向盘5上施加扭矩。如果在车辆的方向盘5上施加扭矩，则车辆保持在不给予警示的状态P2。相比之下，如果不在车辆的方向盘5上施加扭矩，则车辆进入触发驾驶员警示的状态P3。根据状态P2，执行第三测试V3，其在于确定车辆是否已经达到第二阈值S2，或者换句话说，其边缘之一是否已经达到线LS2G或LS2D之一。如果车辆距边缘BD或BG的横向距离保持严格大于阈值S2，则车辆保持在不给予警示的状态P2。另一方面，如果该横向距离变得小于或等于阈值S2，则车辆进入触发驾驶员警示的状态P3。

换句话说，如果达到阈值S1，则仅在方向盘上没有施加扭矩的情况下警示驾驶员。如果达到阈值S2，则在所有情况下都警示驾驶员。

根据状态P3，执行第四测试V4，其在于确定车辆是否已经达到第三阈值S3，或者换句话说，车辆是否已经返回到线LS3G或LS3D之间限定的空间中。只要不是这种情况，就保持驾驶员警示。如果确实是这种情况，则停止驾驶员警示。

根据本发明的原始方面，第二控制步骤E4包括在第二控制步骤E4开始时执行的过渡步骤E40。过渡步骤E40旨在提供两个参考轨迹TR1、TR2之间的平滑过渡，没有过冲，也没有急动。过渡步骤E40包括由所计算的分量代替车辆的观测状态向量Xobs的分量，使得车辆的转向车轮的转向角设定点δc等于转向角δm的当前值，即在执行过渡步骤E40时测量的转向车轮的转向角的值。特别地，与车辆相对于参考轨迹的横向偏差的积分相对应的状态向量的分量可以由以这样的方式计算的值代替，即使得车辆的转向车轮的转向角设定点δc等于转向角δm的当前值。

借助于本发明，驾驶员可以毫不费力地使其车辆在行车道中偏移，并且不会不合时宜地触发定位警示。

根据本发明的另一个特定特征，该控制方法包括暂时保持第二控制步骤E4，然后自动地，保持遵循第一参考轨迹TR1自动控制车辆的位置的第三步骤E6。第二控制步骤R4可以保持通过校准预定义的持续时间。该持续时间可以对应于超车操纵的平均持续时间，例如大约最少十秒。在变型中，在检测到超车操纵结束之后，可以自动触发返回到第一参考轨迹。因此，在该预定义持续时间结束时，车辆可以遵循第一参考轨迹自动恢复到行车道上的中心位置。有利地，可以提供类似于上述过渡步骤E40的过渡步骤，以便获得参考轨迹的变化而没有急动。

在控制期间，车辆的横向位置可能会遵循参考轨迹波动。这些波动可以为大约10cm，其可能是由于如上提及的车辆内部或外部的各种因素造成的。可以定义参数化为车辆速度的函数的安全裕度。有利地，通过考虑该安全裕度来定义第二参考轨迹TR2。因此，第二参考轨迹可以被定义在距线LS2G或LS2D至少大于或等于安全裕度的距离处。

Claims (10)

1.一种用于控制行车道(10)上的车辆(1)的横向位置的方法，其特征在于，该方法包括：

-遵循第一参考轨迹(TR1)自动控制该车辆的横向位置的第一步骤(E1)，以及

-监测该车辆距该行车道的边缘(BD，BG)的横向距离的第一步骤(E2)，该第一监测步骤包括在该车辆距该行车道的边缘的横向距离小于或等于第一阈值(S1)时警示该驾驶员的子步骤(E22)，然后是

-检测由驾驶员施加到该车辆的方向盘(5)以使该车辆向该行车道的边缘移动的命令的步骤(E3)，然后是

-停止该第一监测步骤(E2)，

-遵循第二参考轨迹(TR2)自动控制该车辆的横向位置的第二步骤(E4)，该第二轨迹是根据由该驾驶员施加到该方向盘的命令来确定的，以及

-监测该车辆距该行车道的边缘的横向距离的第二步骤(E5)，该第二监测步骤包括在该车辆距该行车道的边缘的横向距离小于或等于第二阈值(S2)时警示该驾驶员的子步骤(E52)，该第二阈值(S2)严格小于该第一阈值(S1)。

2.如前一权利要求所述的控制方法，其特征在于，该方法包括根据该行车道的宽度并根据该行车道上的该车辆的横向速度来计算该第一阈值(S1)的子步骤(E21)，和/或其特征在于，该方法包括根据该行车道的宽度并根据该行车道上的该车辆的横向速度来计算该第二阈值(S2)的子步骤(E51)。

3.如前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，该方法包括在该车辆距该行车道的边缘的横向距离大于或等于第三阈值(S3)时停止给予该驾驶员的警示的子步骤(E23，E53)，该第三阈值(S3)严格大于该第一阈值(S1)。

4.如前述权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，该第一控制步骤(E1)和/或该第二控制步骤(E4)包括：

-计算该车辆的转向车轮(2f)的第一转向扭矩(C1)的子步骤(E14，E44)，

-计算增益(K1)的子步骤(E15，E45)，该增益是由该驾驶员施加到该方向盘的扭矩的递减函数，

-通过将该第一扭矩(C1)和该增益(K1)相乘来计算该车辆的转向车轮的第二转向扭矩(C2)的子步骤(E16，E46)。

5.如前述权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，该方法包括验证与所述命令相关的至少一个标准的步骤(E31)，当且仅当满足该至少一个标准时才实施所述遵循该第二参考轨迹(TR2)自动控制该车辆的位置的步骤，该验证至少一个标准的步骤包括：

-将该车辆相对于该第一参考轨迹(TR1)的横向偏差与最小横向偏差阈值进行比较的子步骤(E311)，和/或

-将车辆相对于该第一参考轨迹(TR1)的横向偏差与最大横向偏差阈值进行比较的子步骤(E312)，和/或

-将施加到该车辆的方向盘的扭矩与最小扭矩阈值进行比较的子步骤(E313)，和/或

-将施加到该车辆的方向盘的扭矩与最大扭矩阈值进行比较的子步骤(E314)。

6.如前述权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，该方法包括在该驾驶员向该方向盘施加该命令之后确定该车辆相对于该第一参考轨迹(TR1)的横向偏移(OL)的步骤(E32)，该第二参考轨迹(TR2)是根据该第一参考轨迹(TR1)和该横向偏移(OL)定义的，该确定步骤包括检测由该驾驶员施加到该方向盘的扭矩的增加和随后的稳定和/或检测该车辆的状态参数的增加和随后的稳定。

7.如前述权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，该第二控制步骤(E4)包括：

-计算该车辆(1)的参考状态向量(Xref)的步骤(E41)，

-计算该车辆(1)的观测状态向量(Xobs)的步骤(E42)，-根据该参考状态向量(Xref)与该观测状态向量(Xobs)之间的差(Xerr)来计算该车辆(1)的转向车轮(2f)的转向角设定点(δc)的步骤(E43)，

-在该第二控制步骤(E4)开始时执行的过渡步骤(E40)，该过渡步骤包括用所计算的分量来替换该车辆的观测状态向量(Xobs)的分量，使得该车辆的转向车轮(2f)的转向角设定点(δc)等于这些转向车轮的转向角(δm)的当前值。

8.如前述权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，该方法包括：

-暂时保持该第二控制步骤(E4)，然后自动地，

-遵循该第一参考轨迹(TR1)自动控制该车辆的位置的第三步骤(E7)。

9.一种计算机程序产品，包括记录在计算机可读介质上的程序代码指令，这些程序代码指令用于当所述程序在计算机上运行时实施如前述权利要求中任一项所述的控制方法的步骤。

10.一种机动车辆(1)，其特征在于，该机动车辆包括连接到方向盘(5)的转向车轮(2f)、用于检测该车辆的环境的装置(8)、用于警示该车辆的驾驶员的装置(9)以及被配置成实施如权利要求1至8之一所述的控制方法的至少一个计算机(6)。