CN1839066A - 用于半独立地支持汽车的停车过程的装置 - Google Patents

Abstract

用于半独立地支持汽车停车过程的装置，它具有用于求出适合的停车轨迹的单元和用于确定汽车实际位置的机构以及通信机构，借助于该通信机构可以根据汽车的实际位置相对于求出的适合的停车轨迹来说将行驶指令传送给司机。首先设有用于操纵转向器的伺服机构，它们在一个比较小的预先规定的角度范围内自动地实施转向运动或者转向校正。此外设有用于调节汽车速度的装置，如果汽车的实际位置与适合的停车轨迹(20)偏差在一个规定的尺寸内的话，借助于该装置来限制、降低汽车速度或者使车完全停下来。若使转向盘进入一个返回至所希望的停车轨迹(20)或者在围绕所希望的停车轨迹的一个规定的数值范围(21)内的位置，那么又允许汽车速度提高。

Description

用于半独立地支持汽车的停车过程的装置

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述用于半独立地支持汽车的停车过程的装置。

交通密度的加大和空地造房的增加都不断地限制了交通空间，尤其是在人口稠密区。可供使用的停车空间变窄，而且除了越来越大的交通密度之外寻找适合的停车位使司机也很累。这里一种停车位测量装置的功能首先可以帮助司机寻找一个足够大的停车场地。接着一个半独立的停车辅助装置可以提供支持以便顺利地驶入停车位。因而可以避免漫长和/或无效的停车过程。

一种半独立的停车系统在找到一个适合的停车位之后就根据停车位的长度计算一条适合的、必要时尽可能好的停车轨迹，以下也称为驶入轨迹或者理论轨迹。借助于适合的通信系统、所谓的HMI(人机接口)可以用例如光学的、声学的或者触觉的方式向司机传输信息，如他要转向和给气或者要制动，以便按照适合的驶入轨迹驶入停车位置。

但在一种半独立的停车辅助装置中原理上存在以下问题：要通告司机必需的行车信息，如转向回转、给气或制动，使司机不至于被过分要求。

由US 5,742,141已知一种半独立的停车系统，在该系统里求出实际的位置和一个所希望的驶入轨迹以及实际位置与理论轨迹的差。停车系统使伺服转向支持机构以如下方式改变，即当实际位置偏离希望轨迹时，需要的转向力就增大，而当汽车跟随理论驶入轨迹时，所需要转向力就减小。以这种方式司机通过费力的转向跟踪理论轨迹。然而留下的转向支持装置也使司机觉得不知所措。

另外也已知一些停车系统，在这些系统中司机并不进一步参与汽车转向，而是全自动地驶入停车位。但是这些系统比较而言费用较高。

本发明的任务是提供一种用于半独立地支持汽车的停车过程的装置，在该装置中司机在驶向理论轨迹时或者驶入理论轨迹范围内时与现有技术相比有较少不希望的、必要时受干扰影响的感觉。

该任务通过权利要求1和5的特征来解决。

在从属权利要求中则说明了本发明的有利和实用的改进方案。

本发明首先从一种用于半独立地支持汽车停车过程的装置出发，这种装置包括一个用于求出适合的停车轨迹的单元和用于测定汽车的实际位置的机构以及一个通信机构，借助于该通信机构可以根据汽车的实际位置相对于求出的适合的停车轨迹向司机传输行驶指令，例如特别是进行必要的转向运动。本发明的核心在于：设有伺服机构用于自动操作转向器以及设有一个控制机构用于调节和/或控制伺服机构，其中设计控制机构用来借助于伺服机构只是在一个规定的比较小的角度范围内自动地实施必要的转向运动用于进行转向角的校正，但必要时很大程度上必需的转向运动则依赖于司机。通过这种方法可以使司机获得一种类似于象当他完全独立自主地驶入停车位时的转向感觉。因为由于转向的叠加，其中都自动地进行小的转向运动，因此司机对于如前面所必需的“总的”转向运动来说就比在已知的系统时的情况明显少地通过行驶指令来进行校正，在这些已知的系统中也输出用于小的转向运动的行驶指令。对这种情况的认识在于：若司机不断从系统得到指令，即他应该进行什么样的转向回转而且司机试图对此正确和及时地作出反应，那就可能对司机有过高要求了。要是原理上放弃进行连续的小的校正的话，那么几乎就不可能使汽车在停车过程中基本上保持在“理论轨迹”上。通过本发明使半独立的停车过程对于司机来说更加均匀并且不太费事。伺服机构在一个比较来说小的角度范围内为自动转向工作，该角度范围例如为±10°，尤其为±5°。

伺服机构可以包括例如一个电动机，它设置于转向柱上。同样也可以考虑一种液压机构形式的伺服机构，它尤其定位于转向横拉杆铰链范围内或者直接定位在该铰链上。

为了能够确定实际的汽车位置，最好设有用来检测转向回转并因此检测车轮角或者说偏转角的机构。

在本发明的另一个重要方面则由用于半独立地支持汽车的停车过程的装置出发，这种装置包括一个用于求出适合的停车轨迹的单元和用于确定汽车的实际位置的机构以及一个通信机构，借助于该通信机构可以根据汽车的实际位置相对于求出的适合的停车轨迹将行驶指令传送给司机，设有用于调节行驶速度的机构以及用于控制调节机构的一个控制单元。设计控制单元用来当汽车的实际位置与适合的停车轨迹的偏差在一个规定的尺寸里时，借助于调节机构限制、降低汽车速度或者使汽车完全停下，并且当转向盘到达一个返回适合的停车轨迹或者到一个围绕该适合的停车轨迹的规定的数值范围内的位置时，那就允许重新提高速度。这种方法也可以与上面所述的具有用于转向器的伺服机构的方案结合起来，通过该方法就可以让司机在停车到一个停车位里时进行转向过程、给气和制动，并且使之在所计算的停车轨迹上或者在停车轨迹的公差范围内驶入到停车位置。这归因于：由于在一个错误位置上限制或降低了汽车速度或者完全使汽车停车，因此使司机所谓直觉地引导，将汽车保持在所希望的停车轨迹上或者在一个围绕该轨迹的范围内。因为司机没有光学的或声学的信息而感觉到了与规定值的偏差，这种信息当然也可以附带地通过汽车的行驶性能的改变来实现。

汽车速度的限制或降低可以通过一种用于操纵制动器的机构和/或通过一种用于降低发动机功率的机构，例如通过节流气体来进行。

所述的用于半独立地支持停车过程的装置与全自动的停车系统相比其优点在于：司机很大程度上自主地进行转向和/或给气，但汽车跟着一条所希望的轨迹。与已知的半独立系统不同，其优点在于：汽车司机并不由于系统的过多的指令而受到过分要求，而是得到一种平和的几乎觉察不到的直观的导引，但它允许在所希望的轨迹上或者在围绕驶入轨迹的一个公差范围内实现可靠的驶入。所述的装置比较来说是成本经济的，尤其是与全自动系统相比。

制动功能或者节气门踏板的调节可由司机来决定，例如通过用开关来切断或者通过更强烈的给气，以便能够尤其对强制情况或者紧急情况有反应。

本发明的多个实施例以下就在附图中加以说明，还说明了其它优点和细部情况。附图所示为：

图1a：具有主动转向器的一种半独立停车系统的调节回路的方块图；

图1b：在一个理论轨迹的、由司机所进行的转向角调节的以及一种叠加的自动的校正转向的驶入轨迹上，行程与转向角的函数曲线；

图2：具有公差带的一个理论轨迹图和实际行驶的轨迹图，用于表示出具有汽车速度的调节机构的一种半独立的停车系统的作用原理；

图3a至3j：标有距离传感器检测范围的一个示意表示的停车过程俯视图。

图1a表示了用于具有主动转向器的一种半独立停车系统的调节回路1。矩形2表示司机，矩形3表示汽车。司机可以通过箭头4和分支箭头5明确规定速度v和转向角δ_司机。矩形3指向矩形6的箭头3a和4b代表汽车位置X和Y，箭头3c代表汽车的偏转角ψ。矩形6表示一个单元，它由一个理论轨迹(具有箭头7a的矩形7)的数据为汽车位置XY以及偏转角ψ产生出差值信号Δψ和d(箭头8和9)，这些信号被输给调节器10。Δψ是偏转角差值，d是至理论轨迹的距离。调节器10在这种输入时就输出一个转向角δ_调节器(分支箭头11)，该转向角输送到一个HMI(代表人机接口，也就是一种通信机构)，(矩形12)以及一个主动转向器(矩形13)。用该通信机构12例如以光学的、声学的或触觉的方式给司机传输理论转向角δ_理论(见虚线的指向矩形2的箭头14)。司机所调节的转向角δ_司机(见分支箭头5)则被继续传送至主动转向器13和一个相加点18。主动转向器13必要时输出一个转向角δ_转向器(见箭头15)，它在相加点18处与司机的转向角δ_司机叠加。由δ_司机和δ_转向器构成的相加信号(箭头16)形成了汽车的实际偏转角ψ。

如上所述，这种类型的半独立的停车辅助装置的优点在于：司机可以很大程度上自主地控制停车过程，但还是实现了平稳地驶入。

图1b中用三条曲线101，102以及103表示了进入停车位的一个停车过程的行程与相应转向角的关系曲线。曲线101表示了停车过程中行程S(随机的单位)与理论转向角δ_理论(度)的关系。曲线102表示了由司机所调节的转向角δ_司机与行程S的关系曲线。由于由司机所调节的转向角δ_司机曲线与理论转向角δ_理论曲线有偏差，因此“主动转向器”通过一个校正转向角δ_转向器的调节而起作用并对应于曲线103来校正由司机调节的转向角，从而得出理论转向角曲线101。“主动转向器”的作用在一个相对较小的角度范围里，此处例如±10°里运动。

图2中表示了一个理论轨迹20以及属于此的具有偏差边线21a和21b的公差带21。此外还示出由司机实际所行驶的轨迹22。可以看出，该轨迹在点23和24处离开了公差带21，但在点23a和24b之后又返回至公差带21里。

一种这样的转向性能用于一种半独立的停车系统，在该系统中汽车超出公差带21时一直自动地限制或者制动汽车的速度，一直到司机匹配转向角，从而使它能够又返回到预先计算出的理论轨迹20上。这就是说，在点23和24处例如通过汽车的制动为司机给出了信号：他必须改变转向角，以便能够跟踪所希望的驶入轨迹。

除了通过汽车行驶性能的改变向司机反馈之外当然也给司机视觉上表示出：他应该改变转向角并且尤其如他应该改变转向角那样。

在图3a至3j中表示了一种停车状况。汽车30a移近至两个轿车之间的停车位30并完全越过该停车位(见图3a至3c)。在此由一个具有距离传感器的相应机构(用作用范围31表示)检测停车位30的大小并计算进入该停车位30的适合的驶入轨迹。距离传感器在汽车30a驶入时求出至停放在停车位前、后的汽车32和33的距离。转向角传感器测得车轮的位置。一个机构就由此确定出停入汽车30a的实际位置。这些数据与理论位置相比较，司机就可以得到相应的行驶指令，尤其用于转向回转。除此之外司机还通过主动转向器和/或汽车速度的调节机构(其余细部情况见上面所述)而保持在所希望的驶入轨迹上或者在许可的驶入轨迹带里或者虽然离开该轨迹带但总是退回到该轨迹带上。

Claims (8)

1.用于半独立地支持汽车(30a)的停车过程的装置，其具有一个用于求出适合的停车轨迹的单元和用于确定汽车的实际位置的机构以及一个通信机构(12)，借助于该通信机构可以根据汽车的实际位置相对于求出的适合的停车轨迹将行驶指令传送给司机，其特征在于，设有用于自动操纵转向器的伺服机构(13)以及用于调节和/或控制伺服机构的控制机构(10)，其中设计控制机构，使借助于伺服机构只是在一个规定的比较小的角度范围内自动地进行必要的转向运动或转向校正，但必要时很大程度上汽车司机来实施必需的转向运动。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，伺服机构包括一个设置于转向柱上的电动机。

3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，伺服机构具有一个液压机构。

4.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，伺服机构布置在转向横拉杆铰链部位里。

5.按权利要求1的前序部分所述的装置，尤其是按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，设有用于调节汽车速度的机构以及用来控制调节机构的一个控制单元，其中设计控制单元，使当汽车的实际位置与一个适合的驶入轨迹(20)的偏差在一个规定的尺寸里时，借助于调节机构来限制、降低汽车的速度或者使汽车停下来，而且当转向轮进入一个返回至适合的驶入轨迹或者在一个围绕该适合的驶入轨迹(20)的规定的数值范围(21)里的位置上时，允许重新提高速度。

6.按权利要求5所述的装置，其特征在于，调节机构包括一个用于操纵制动器的机构。

7.按权利要求5或6所述的装置，其特征在于，调节机构具有一个机构用来降低发动机功率，例如用来节流气体。

8.按权利要求5至7中之一所述的装置，其特征在于，控制机构可以通过嵌接机构由汽车司机来操作。

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