CN102639379B - 用于影响车辆横向动力的方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在避让操作中借助于车辆调节器（3）来影响车辆（F）的横向动力的方法，所述车辆调节器调节车辆（F）的浮动角和/或偏转率，并且在超过规定的阈值时起动自动调节作用。在这种情况中，对涉及障碍物（H）的行驶状况进行监控，并且按照所述状况的分级实施不同的干预作用。通过这一措施使涉及稳定性和舒适性的干预作用最佳化，这样在每个行驶状态中都可达到车辆（F）的最佳状态。

Description

用于影响车辆横向动力的方法及控制器

现有技术

本发明涉及一种用于影响车辆的车辆横向动力的方法。

背景技术

已公开的行驶动力调节器的任务是：能可靠并安全地执行机动车的避让操作或者换车道操作（Ausweich- oder Spurwechselmanöver）。在车辆例如转向过量或者转向不足的临界状态（kritische Situationen）中，对于单个的车轮进行制动，降低马达力矩，或者对其它的构件、例如主动的前轴转向或者主动的行驶机构进行控制，以稳定车辆。

已公开的行驶动力调节器通常调节车辆的偏转率和/或浮动角，并且当调节参数超过一定的阈值时，对行驶运行进行干预。通常如此地选择所述阈值，即为所有可能的行驶状态在高的行驶安全性（通过提早的调节作用）和高的舒适度（通过避免不合适的、或者过早的调节作用）之间达到合适的折衷。因此已公开的行驶动力调节器在某些行驶状态中介入地比较早，而在另一些行驶状态中介入地比较晚。然而在某些行驶情况中这种做法可能有问题，例如当车辆必须避让障碍物并且驾驶员很迟才开始转向时。在这种情况中，调节器过早的干预会致使由驾驶员所希望的避让转向运动受阻，并且车辆不能足够快速地沿横向方向加速，以避让障碍物。当相反地驾驶员很早并且强烈地转向，则在避让操作结束时车辆陷入左右摇晃之中。

发明内容

因此，本发明的任务是：在车辆避让障碍物的情况时使车辆调节系统的介入或者说干预（Eingriffe）得以最佳化。

根据本发明，这个任务通过用于在避让操作中借助于车辆调节器来影响车辆的横向动力的方法得以完成。所述车辆调节器调节车辆的浮动角和/或偏转率，并且在超过用于浮动角或者偏转率的、规定的阈值时触发一种自动的调节作用，其特征在于具有下述步骤：

- 对车辆的环境进行监控，涉及沿车辆的行驶方向可能存在的障碍物，

- 估计与障碍物碰撞的危险，并且

- 根据危险情况来调节所述调节器的一种确定的调节特性，其中在临界行驶状态时调节出调节器的与在标准模态中的不同的阈值和/或参数。

本发明还涉及其它方案。

根据本发明建议，对车辆的环境在存在障碍物的方面进行监控，通过判断至少一个测量参数来评估与障碍物碰撞的危险性，并且根据危险情况来调整行驶动力调节器的调节特性（Regelverhalten）。因此，所述行驶动力调节器可以按照危险的情况允许较小的或者较大的浮动角或者偏转率，并且因此允许车辆横向于行车道地较快地或者稍微较快地运动。在车辆快速接近障碍物的临界情况时，例如可调节出比在调节器的标准状态时更大的用于浮动角或者偏转率的阈值，以便允许车辆横向于行车道作更大的加速。当处于亚临界状态（wenige kritische Situationen）时，即车辆以较低的速度接近较远的障碍物时，则可相反地如此地调节所述行驶动力调节器，即这个调节器比在标准模态时更早地进行干预，为的是由此保证车辆更高的稳定性并且因此保证更高的行驶安全性。在这种情况中，车辆较慢的侧向运动就足以避让障碍物。

优选地，只是在作避让操作时才对车辆调节器的调节特性进行匹配。相反地，在通常的变换行驶车道或者转弯行驶时，调节器应按照标准模态运行。可借助于环境传感器、在必要时还借助于其它的传感器—例如转向角传感器来识别避让操作。在这种情况中，环境传感器、例如光学传感器或者雷达传感器识别障碍物、到障碍物的距离以及接近速度；从转向角传感器的信号可得出以哪种速度或者加速度来操作转向盘。在这种情况中，很高的转向速度或者加速度、结合近的障碍物和/或高的接近速度是有避让操作的指示。

根据本发明的一种优选的实施形式，为了评估危险状态，测量下述参数中的一个或者多个参数，并且在调整所述调节特性时考虑这些参数：到障碍物的距离、车辆本身的速度、障碍物的速度、车辆和障碍物的相对速度、和/或到预期的碰撞的持续时间。距离和速度可以借助于已公开的传感器易于测得，并且从中推导出直到有可能碰撞的持续时间。

在临界状态时，优选地如此地调整所述调节器，即浮动角和/或偏转率可以比在标准模态时的更大。通过这一措施，车辆可更快地沿着横向方向向车道运动，并且更好地避让所述障碍物。相反地，在亚临界状态时调节出小于在标准模态时的阈值。通过这一措施，车辆更早地得到稳定。

调节作用的强度也可随危险状况而变化。在临界状态时，制动作用—所述制动作用反作用于车辆的偏转特性—可比标准模态时更弱，或者完全不发生。通过这一措施，在临界状态时不阻碍车辆的偏转运动，或者阻碍程度不那么强烈，并且车辆可更快地向侧边运动，并且避开障碍物。相反地，在亚临界状态时，调节作用优选地比在标准模态时更强烈。通过这一措施使车辆更快地稳定下来。

根据本发明的一种专门的实施形式，在临界行驶状态时对于驾驶员的开始的避让转向运动予以支持。在临界状态时，所述调节器例如可如此地控制所述车轮制动器，即通过制动作用产生一种围绕车辆垂直轴线的偏转力矩，这个偏转力矩支持驾驶员的转向运动。也可减小弯道外车轮上的制动力，或者至少加速弯道外车轮，以支持驾驶员的避让-转向运动。代替地，转向调节器也可自动地介入到所述转向中。在亚临界状态中，可以取消用于支持转向的调节作用，或者可在转向盘上施加反作用于驾驶员太强烈的转向运动的转向力矩。

原则上讲，可通过改变调节器参数、阈值或者调节器额定参数来使调节器特性与相应的危险情况相适配。

附图说明

下面借助于附图示范性地对本发明进行更加详细的说明。这些附图示出：

图1a：距障碍物的距离小时并且相对速度高时的避让操作的典型曲线图；

图1b：距障碍物H的距离大时并且相对速度低时的避让操作的典型曲线图；

图2：行驶动力调节系统的方框图。

具体实施方式

图1a和图1b示出了避让操作(Ausweichmanöver)的两种典型的情况，在所述避让操作中，车辆F接近障碍物H，并且要避开它。在这种情况中，车辆F的行车道用w1和w2表示。为了简化起见，设定这个障碍物H是静止的。

在这两种情况中，驾驶员首先将车辆F向左偏转（避让转向运动），并且然后大体按照障碍物H的高度将车辆控制到相反方向（转向反向运动），为的是不离开行车道1。在反向转向之后，车辆F进入晃动状态，又恢复常态，并且最终继续笔直地行驶。

因为在图1a的情况中在车辆F和障碍物H之间的距离d1比较小，所以车辆必须向横向方向激烈地加速，以便能避开障碍物H。但是这只有当车辆F以大的偏转率转向、并且行驶动力调节器不妨碍车辆的偏转运动时才有可能。因此，在避让转向阶段中是如此地调节所述行驶动力调节器的调节特性的，即只很小地、或者根本就不阻碍车辆F的偏转运动。此外还规定，例如通过施加附加的转向力矩或者实施了给予车辆F的转向运动提供支持的自动的制动作用，那么就对于驾驶员的避让转向运动提供主动支持。在这种操纵期间，车辆F向侧边运动一段距离x1。在反向转向阶段期间也如此地调节这个调节器，即与标准模态时相比允许更大的偏转角或者浮动角。虽然这么一来车辆F尾部的颠簸更为强烈，但是与和障碍物H相撞相比这个缺陷还是宁可接受的。

在图1b中在避让操作开始时在车辆F和障碍物H之间的距离d2明显地大于在图1a中所示出的。驾驶员有更多的时间向侧边避让所述障碍物H。也就是说，车辆F的横向加速可以更小一些。因此，行驶动力调节器的调节特性更加稳定地进行调节。因此，所述调节器已在避让转向运动期间例如通过制动作用介入到行驶运行中，并且反作用于车辆F的偏转运动。在必要时，在转向盘上施加阻止驾驶员的转向运动的转向力矩。因此车辆F的运动要比图1a中所示的情况更为稳定。在反向转向阶段中，也是通过调节器的相应的调节使车辆F提早、且更加稳定。总之，车辆F向侧边运动一段距离x2。这段距离足以避开障碍物H。

图2示出了相应的行驶动力调节系统的简化方框线路图。真正的调节器作为软件存储在控制器3中。

该系统包括用于识别避让操作的传感器机构1。这个传感器机构包括一个或者多个用于识别障碍物H的传感器，例如光学传感器或者雷达传感器。此外还设置转向角传感器或者另一种用以测量转向运动的传感器。包含在控制器中的算法对于这些传感器信号进行处理，并且判断是否有避让操作。

此外，本系统还包括这样一种传感器2，采用所述传感器测量一个或者多个参数，例如本身车辆F的速度、障碍物H的速度、相对速度、和/或车辆F到达障碍物H所需的持续时间。从传感器2的这些信号可从质上估计出碰撞危险。然后根据这种危险情况对调节器的调节特性进行调节。

可将实际的危险状况例如分成不同的级别，并且将调节器的调节特性按照级别进行调节。在所示的实施例中分成两个危险级（临界和亚临界），并且选择相应的调节策略4或5。在这种情况中，调节策略4涉及的是临界状况，在这种状况中车辆F以高的相对速度接近障碍物H，并且所述障碍物以小的距离d1位于车辆F的前面（相当于图1a）；并且调节策略5涉及的是亚临界状况，在这种状况中，车辆F以低的相对速度接近障碍物H，所述障碍物以较大的距离d2位于车辆F的前面（相当于图1b）。然后用如前面所述的相应的调节作用6和7来转换所选择的调节策略4或5。

当然也可有选择地在两个以上的危险级别之间加以区分，并且相应地调节两个以上的调节策略。

Claims (12)

1.用于在避让操作中借助于车辆调节器（3）来影响车辆（F）的横向动力的方法，所述车辆调节器调节车辆（F）的浮动角和/或偏转率，并且在超过用于浮动角或者偏转率的、规定的阈值时触发一种自动的调节作用，其特征在于具有下述步骤：

- 对车辆的环境进行监控，涉及沿车辆（F）的行驶方向可能存在的障碍物（H），

- 估计与障碍物（H）碰撞的危险，并且

- 根据危险情况来调节所述调节器（3）的一种确定的调节特性，其中在临界行驶状态时调节出调节器（3）的与在标准模态中的不同的阈值和/或参数。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，为了对危险状况进行评估，测定距障碍物（H）的距离、本身车辆（F）和障碍物（H）的速度、相对速度、和/或车辆（F）直到到达障碍物（H）所需的持续时间，并且根据这些参数中的一个或者多个参数对于调节器的调节特性进行调节。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如此地调节所述调节器的阈值、放大系数或者另一参数，即在临界行驶状态时调节器（3）允许浮动角和/或偏转角比标准模态时更大。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如此地调节所述调节器的阈值、放大系数或者另一参数，即在亚临界行驶状态时所述调节器（3）比在标准模态时更早地进行干预。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在临界行驶状态时反作用于车辆（F）偏转运动的调节作用的强度要比在标准模态时的弱，或者不进行这种调节作用。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在亚临界行驶状态时反作用于车辆偏转运动的调节作用的强度要比在标准模态时的更强。

7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在临界行驶状态时调节器（3）支持驾驶员的避让转向运动。

8.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据危险状况测定调节器-额定参数。

9.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于传感器（1）来识别避让操作，并且只有在识别肯定有避让操作时才根据危险状态使调节器（3）的调节特性适配。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数是放大系数。

11.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述调节器-额定参数是额定压力、额定压力梯度、转向角、或者转向角梯度。

12.控制器，包括用于影响车辆（F）横向动力的调节器以及用于执行按照权利要求1至11中任一项所述的方法的装置。