專利名稱：機動車的橫向?qū)蝰{駛員輔助系統(tǒng)的運行方法和機動車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運行機動車的橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)的方法，其中，由機動車的環(huán)境數(shù)據(jù)和/或工作數(shù)據(jù)確定將來(待行駛/前方)的道路延伸走向并且由此得出至少一個決定轉(zhuǎn)向干涉的橫向?qū)騾?shù)。此外，本發(fā)明還涉及一種具有這種駕駛員輔助系統(tǒng)的機動車。
背景技術(shù)：
這種可實施自動的轉(zhuǎn)向干涉的、用于對機動車進行橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)已經(jīng)公知。作為示例可列舉輪轍保持輔助系統(tǒng)，其中，機動車例如在高速公路上自動地跟隨車道的延伸走向，在此期間無需為此進行過強的轉(zhuǎn)向干涉。通常，這種橫向?qū)蝰{駛員輔助系統(tǒng)分析處理由機動車的環(huán)境數(shù)據(jù)和/或工作數(shù)據(jù)確定的將來的道路延伸走向?？蔀樗龅缆费由熳呦蚺湓O(shè)附加的信息，例如道路類型等。在這種情況下，在已知的構(gòu)型中通過機動車的導(dǎo)航系統(tǒng)確定將來的道路延伸走向并且將其提供給駕駛員輔助系統(tǒng)的控制裝置，該控制裝置便由此導(dǎo)出橫向?qū)騾?shù)、尤其是待設(shè)定的轉(zhuǎn)向角。例如可以以形狀元素的形式來提供這種由導(dǎo)航系統(tǒng)提供的將來的道路延伸走向，所述形狀元素通常也被稱為回旋曲線(Klothoiden)。給所述形狀元素配設(shè)屬性， 所述屬性提供將來的道路延伸走向，具體地提供行駛車道的延伸走向。屬性例如包括沿行駛方向的水平曲率、道路類型、路面等。除了橫向?qū)蝰{駛員輔助系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)也可以在其它車輛系統(tǒng)中作為環(huán)境數(shù)據(jù)使用。通常，在相對于行駛方向的橫向方向上，不是與重力矢量垂直地、即不是絕對水平地建造道路，以例如允許雨水流走。車道表面的橫向延伸走向與水平面的這種偏差通常被稱為“路拱/路面隆起(Strassenueberhoehimg) ”。在此通常這樣構(gòu)造道路，使得在彎道中朝向彎道內(nèi)側(cè)傾斜，而在直行的道路延伸走向中道路或車道向右下傾斜，由此可排走液體。 相應(yīng)地可能是如果例如在道路表面向右下傾斜的情況下立即跟隨有應(yīng)朝向彎道內(nèi)側(cè)傾斜的左彎道，則在彎道前方使道路路拱變更。為了使道路完全或近似水平的區(qū)域保持盡可能小，這種路拱變更大多在相對短的變化區(qū)域中出現(xiàn)，例如在50m的路段上出現(xiàn)。如果這種路拱變更沒有被橫向?qū)蝰{駛員輔助系統(tǒng)得知，在路拱變更時例如在彎道前有時可能導(dǎo)致強烈的橫向線路偏差。雖然所述行駛偏差落入機動車的也用于確定轉(zhuǎn)向干涉的環(huán)境數(shù)據(jù)和/或工作數(shù)據(jù)中，但由于主要由于舒適性標準而必要的調(diào)節(jié)的慣性，不再能通過由系統(tǒng)界限描述的最大轉(zhuǎn)向力矩來補償?shù)膹娏业钠罾鄯e。結(jié)果是，駕駛員輔助系統(tǒng)不工作(功能中斷)并且需要手動干涉。例如由法規(guī)得到對所允許的轉(zhuǎn)向力矩的限制，由此，作為界限例如可規(guī)定3Nm的轉(zhuǎn)向力矩，在路拱變更的情況下所述界限大多不充分。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種用于橫向?qū)蝰{駛員輔助系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法即使在路拱變更的情況下也允許輔助功能按規(guī)定地工作。為了實現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明，在開頭所述類型的方法中提出，在確定道路延伸走向和/或橫向?qū)騾?shù)時考慮描述車道表面的橫向延伸走向相對水平面的偏差和/或描述該偏差的變化的道路路拱信息。亦即提出，提供關(guān)于道路路拱的信息，從而能在車輛自主行駛或半自動行駛時實現(xiàn)轉(zhuǎn)向力矩預(yù)控制。通過配設(shè)給將來的道路延伸走向的道路路拱信息而預(yù)先獲知預(yù)期會出現(xiàn)怎樣的效果/作用，從而能夠通過預(yù)控制來補償該效果并且不必補償過強的、超過轉(zhuǎn)向時的系統(tǒng)界限的偏差。這樣便增強了通過駕駛員輔助系統(tǒng)、例如輪轍保持輔助系統(tǒng)提供的功能的可用性，而不必遭受調(diào)節(jié)舒適性方面的損失。此外在所出現(xiàn)的橫向偏差必要時能夠通過較強的干涉仍在系統(tǒng)界限的范圍內(nèi)得到校正的情況下，通過根據(jù)本發(fā)明的方法提高了橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)的可接受性，這是因為不再需要這種較強的轉(zhuǎn)向干涉，而是可所謂地“分配”該校正。所有的這些措施都通過配備給將來的道路延伸走向的道路路拱信息來實現(xiàn)。原則上可行的是，由至少一個傳感器——尤其是立體攝像機和/或距離傳感器——的傳感器數(shù)據(jù)來確定所述道路路拱信息。為此需要可檢測距離的傳感器，以便能由距離的變化推斷出道路路拱變更或道路路拱的其它變化。例如激光傳感器適于作為距離傳感器。但因為這種測量大多會具有測量誤差并且在可能情況下需要附加的傳感器，所以根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選由導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)確定道路路拱信息。在此，具體可提出，使用其中給每個路段區(qū)段配設(shè)有道路路拱的分布(變化曲線)和/或變化的導(dǎo)航系統(tǒng)。亦即提出，通過為導(dǎo)航系統(tǒng)的基本的地圖數(shù)據(jù)庫擴展道路路拱的參數(shù)及其變化，使機動車的導(dǎo)航系統(tǒng)提供道路路拱。這一點對于導(dǎo)航系統(tǒng)的大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是可簡單實現(xiàn)的，這是因為僅須給相應(yīng)的路段區(qū)段添加附加的屬性，所述屬性描述在所述路段區(qū)段上道路路拱的分布和/或道路路拱的變化。在本發(fā)明的另一構(gòu)型中可提出，在考慮道路路拱信息的情況下確定由道路路拱的變化引起的橫向輪轍偏差，并通過匹配橫向?qū)騾?shù)來校正該橫向輪轍偏差。因為除了將來的道路延伸走向外還已知道路路拱的分布或至少已知在路段區(qū)段上的整體變化，所以可以事先對于將來的道路延伸走向計算所引起的橫向輪轍偏差，必要時還逐段地計算該橫向輪轍偏差。由此可以這樣確定橫向?qū)騾?shù)或橫向?qū)騾?shù)的延伸走向，從而在駕駛員輔助系統(tǒng)的系統(tǒng)界限內(nèi)校正橫向輪轍偏差。在此，主要可以設(shè)想兩種處理方式。一方面可提出，對于道路路拱變化的路段區(qū)段的變化區(qū)域，在已知道路路拱的分布的情況下借助于道路路拱信息實時地校正橫向輪轍偏差。這意味著，最終是校正成，使得在將來的路段區(qū)段的實際行駛中甚至不再出現(xiàn)橫向輪轍偏差。該方案是這樣一種調(diào)節(jié)總是實時地需要很小地匹配橫向?qū)騾?shù)、例如理想轉(zhuǎn)向角。而另一方面也可以設(shè)想，對于路段區(qū)段的變化區(qū)域，由道路路拱信息確定整體的橫向輪轍偏差，并在該變化區(qū)域上校正該整個的橫向輪轍偏差。因此，在該構(gòu)型中主要涉及在一定的時間段上對在不考慮道路路拱信息的情況下會出現(xiàn)的橫向輪轍偏差進行校正，其中，例如可設(shè)想在道路路拱實際上變化之前就產(chǎn)生相反的橫向輪轍偏差，然后再補償該橫向輪轍偏差等。當然也可以允許產(chǎn)生一定的橫向輪轍偏差，在進一步的過程中再對該橫向輪轍偏差進行補償。因為道路路拱信息被配備給將來的道路延伸走向并且事先已知， 所以能夠事先考慮所有這些并將其納入到轉(zhuǎn)向干涉的構(gòu)型中。如上所述地可提出，使用當前的理想轉(zhuǎn)向角作為橫向?qū)騾?shù)。但也可考慮其它的、必要時附加的橫向?qū)騾?shù)，所述橫向?qū)騾?shù)最終描述駕駛員輔助系統(tǒng)根據(jù)橫向?qū)騾?shù)執(zhí)行的轉(zhuǎn)向干涉。為此控制相應(yīng)的車輛系統(tǒng)、尤其是轉(zhuǎn)向裝置。其它可考慮的橫向?qū)騾?shù)例如是理想轉(zhuǎn)向力矩。另外可提出，在一導(dǎo)航系統(tǒng)或所述導(dǎo)航系統(tǒng)中確定將來的路段延伸走向并且將該路段延伸走向——尤其是通過車輛總線——提供給駕駛員輔助系統(tǒng)。亦即駕駛員輔助系統(tǒng)或駕駛員輔助系統(tǒng)的控制裝置可通過車輛總線、例如CAN總線與導(dǎo)航系統(tǒng)或其控制裝置相連接，以便由導(dǎo)航系統(tǒng)或其控制裝置獲得預(yù)測性的路段數(shù)據(jù)、即將來的道路延伸走向。導(dǎo)航系統(tǒng)在此可考慮傳感器數(shù)據(jù)，例如GPS傳感器、測程傳感器和/或慣性傳感器的數(shù)據(jù)，以便確定機動車的當前位置并且使所述傳感器數(shù)據(jù)與從地圖數(shù)據(jù)庫調(diào)用的地圖數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián) (地圖匹配)。由所有這些數(shù)據(jù)的匯總便產(chǎn)生通常也被稱為預(yù)測性路段數(shù)據(jù)的、將來的道路延伸走向并且通過接口將其提供給駕駛員輔助系統(tǒng)，所述駕駛員輔助系統(tǒng)由此總是當獲得當前的將來的道路延伸走向時預(yù)先計算出橫向?qū)騾?shù)。在駕駛員輔助系統(tǒng)的控制裝置與導(dǎo)航系統(tǒng)之間的接口在此可以如上所述地是CAN總線。除了所述方法，本發(fā)明還涉及一種機動車，所述機動車包括橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)，所述駕駛員輔助系統(tǒng)被構(gòu)造用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法的全部實施形式可類似地轉(zhuǎn)用于根據(jù)本發(fā)明的機動車，由此也可獲得所述的優(yōu)點。尤其是機動車也可以附加地包括導(dǎo)航系統(tǒng)，所述導(dǎo)航系統(tǒng)提供將來的道路延伸走向并且在所述導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖庫中除了現(xiàn)在技術(shù)中已知的地圖數(shù)據(jù)外還可儲存有道路路拱信息。另外，為了在導(dǎo)航系統(tǒng)與橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)的控制裝置之間進行通信，機動車可以還包括車輛總線、尤其是CAN總線。根據(jù)本發(fā)明的方法于是部分地由導(dǎo)航系統(tǒng)通過確定和提供將來的道路延伸走向來執(zhí)行，并且部分地尤其是在確定橫向?qū)騾?shù)方面通過導(dǎo)航系統(tǒng)的控制裝置來執(zhí)行，在此當然也可以考慮其它構(gòu)型。


由下文所述的實施例以及借助于附圖得到本發(fā)明的其它優(yōu)點和細節(jié)。附圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的機動車，圖2表示道路路拱的分布，圖3表示根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖，以及圖4表示用于解釋本發(fā)明方法的另一圖。
具體實施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明的機動車1。所述機動車包括被構(gòu)造用于對機動車1進行半自動和/或自動地橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)2，即橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)，所述駕駛員輔助系統(tǒng)配設(shè)有控制裝置3。
另外，機動車1具有導(dǎo)航系統(tǒng)4，所述導(dǎo)航系統(tǒng)被構(gòu)造用于分析處理不同傳感器的數(shù)據(jù)，其中，在當前情況下示出了 GPS傳感器5、測程傳感器6和慣性傳感器7。另外，圖1 中示出了配設(shè)給機動車1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)8的控制裝置9。機動車1的不同部件、尤其是控制裝置3和控制裝置9以及導(dǎo)航系統(tǒng)4通過CAN 總線10通信。駕駛員輔助系統(tǒng)2被構(gòu)造用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，這意味著，所述駕駛員輔助系統(tǒng)借助于導(dǎo)航系統(tǒng)4確定將來的道路延伸走向(預(yù)測性的路段數(shù)據(jù))，為所述道路延伸走向配備道路路拱信息?？刂蒲b置3使用所述將來的道路延伸走向和道路路拱信息， 以由此確定匹配的橫向?qū)騾?shù)，所述橫向?qū)騾?shù)這樣補償機動車1的由于道路路拱變化引起的橫向輪轍偏差，以持續(xù)地在駕駛員輔助系統(tǒng)2的系統(tǒng)界限之內(nèi)工作并且對于駕駛員盡可能舒適地行駛。橫向?qū)騾?shù)被傳輸給控制裝置9，由此，實際上也可進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)向干涉。例如可以由駕駛員輔助系統(tǒng)2預(yù)先計算出理想轉(zhuǎn)向角(變化曲線)和/或轉(zhuǎn)向力矩(變化曲線)作為橫向?qū)騾?shù)。圖2借助一原理圖示出了道路路拱在變化區(qū)域中的典型的分布。示出了在根據(jù)本發(fā)明的機動車1前面的、將來的道路延伸走向11。在一確定的距離處存在一左彎道12。如果在位置13處觀察到車道表面15在相對于機動車1的行駛方向14的橫向方向上的分布， 則判定存在道路路拱，這是因為橫向延伸走向15相對于水平面16傾斜。在此存在經(jīng)常使用的右傾斜。但在彎道中，道路路拱應(yīng)當是朝向彎道內(nèi)側(cè)傾斜的。相應(yīng)地，在位置17處可見橫向延伸走向15緊接在左彎道12前與位置13處的橫向延伸走向15反向地傾斜。此外， 道路路拱在例如可為50m長的區(qū)域18中連續(xù)變化，由此，例如在位置19處，橫向延伸走向 15完全處于水平面16上。如果機動車1在未考慮道路路拱的所述變化的情況下行駛通過區(qū)域18，則由于關(guān)于道路路拱的信息完全是未知的，所以產(chǎn)生橫向的輪轍偏差，而所述輪轍偏差在預(yù)先計算之后是不允許發(fā)生的。于是，便需要較大的轉(zhuǎn)向力矩來進行校正，這不僅對舒適性不利，而且可能超出駕駛員輔助系統(tǒng)2的系統(tǒng)界限。但在本發(fā)明的情況下，在機動車1的駕駛員輔助系統(tǒng)2中在駕駛員輔助系統(tǒng)2工作時考慮道路路拱信息，在此通過圖3和圖4來詳細描述基本的功能性。在地圖數(shù)據(jù)庫20中，導(dǎo)航系統(tǒng)4除了常規(guī)的地圖數(shù)據(jù)之外還包括地點精確地配設(shè)給所述常規(guī)的地圖數(shù)據(jù)的道路路拱信息21。所述道路路拱信息可以以沿著路段區(qū)段的精確的分布的形式預(yù)先給定，但也可以儲存在路段區(qū)段上的完整的變化。很明顯，導(dǎo)航系統(tǒng)4接收GPS傳感器5、測程傳感機構(gòu)6和慣性傳感機構(gòu)7的傳感器數(shù)據(jù)。在機動車的定位22的范圍內(nèi)考慮所述傳感器數(shù)據(jù)，此后借助于地圖數(shù)據(jù)按照所儲存的地圖進行校準23，即所謂的地圖匹配。這樣地最后確定，機動車1處于存儲在地圖數(shù)據(jù)庫20中的道路的哪一條上，具體處于那里儲存的哪一個路段區(qū)段(回旋曲線)中。如果關(guān)于地圖數(shù)據(jù)確定了機動車1的位置，則能夠在提供步驟M中提供將來的道路延伸走向，其中，還一并提供有配備給所述將來的道路延伸走向的、相應(yīng)的道路路拱信息21。也被稱為預(yù)測性路段數(shù)據(jù)的、將來的道路延伸走向通過CAN總線10被傳輸給其它的控制裝置或系統(tǒng)， 例如也傳輸給駕駛員輔助系統(tǒng)2的控制裝置3。如圖4所示，所述駕駛員輔助系統(tǒng)為確定橫向?qū)騾?shù)沈不僅利用現(xiàn)有技術(shù)中提供的、關(guān)于將來的道路延伸走向的數(shù)據(jù)25，而且利用道路路拱信息21，所述橫向?qū)騾?shù)又被用于驅(qū)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)8以進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)向干涉。在此希望提出兩種實施方式駕駛員輔助系統(tǒng)2，具體來講控制裝置3如何在考慮道路路拱信息21的情況下匹配橫向?qū)騾?shù)沈。例如一方面可以提出，所謂連續(xù)地、可能情況下以小的步長沿著路段區(qū)段考慮在不考慮道路路拱信息的情況下會得到怎樣的橫向輪轍偏差。然后直接通過相應(yīng)地匹配橫向?qū)騾?shù)、例如理想轉(zhuǎn)向角來校正所述的橫向輪
轍偏差。在另一實施方式中，在路段區(qū)段的整個長度上對其進行考慮，這意味著，確定出在未考慮道路路拱信息的情況下會產(chǎn)生的整體橫向輪轍偏差，然后優(yōu)選通過相應(yīng)的校正措施而在所述路段區(qū)段內(nèi)校正所述的整體橫向輪轍偏差。于是也可能是必要時允許由于道路路拱引起的局部的橫向輪轍偏差，而該橫向輪轍偏差在事先或事后又被具體地補償。因此，總體而言，本發(fā)明通過考慮道路路拱信息而允許在保持在駕駛員輔助系統(tǒng)2 的系統(tǒng)界限內(nèi)的情況下舒適地行駛，而不受道路路拱變化的干擾。在此仍需指出的是，原則上也可以由至少一個傳感器、例如立體攝像機和/或距離傳感器、尤其是激光傳感器的傳感器數(shù)據(jù)來確定道路路拱信息，但優(yōu)主選相應(yīng)地擴展導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫。
權(quán)利要求
1.一種用于運行機動車的橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)的方法，其中，由機動車的環(huán)境數(shù)據(jù)和/或工作數(shù)據(jù)確定將來的道路延伸走向、并由此得出至少一個決定轉(zhuǎn)向干涉的橫向?qū)騾?shù)，其特征在于在確定道路延伸走向和/或橫向?qū)騾?shù)時考慮描述車道表面的橫向延伸走向相對水平面的偏差的變化的道路路拱信息，其中，在考慮道路路拱信息的情況下確定由道路路拱的變化引起的橫向輪轍偏差，并通過對橫向?qū)騾?shù)的匹配來校正該橫向輪轍偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于由至少一個傳感器——尤其是立體攝像機和/ 或距離傳感器——的傳感器數(shù)據(jù)來確定所述道路路拱信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于由導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來確定所述道路路拱 fn息ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于使用其中給每個路段區(qū)段配設(shè)有道路路拱的分布和/或變化的導(dǎo)航系統(tǒng)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于在確定道路延伸走向和/或橫向?qū)騾?shù)時考慮描述車道表面的橫向延伸走向相對于水平面的偏差的道路路拱信息。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于對于道路路拱變化的路段區(qū)段的變化區(qū)域，在已知道路路拱的分布的情況下借助于道路路拱信息實時地校正它。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征在于對于路段區(qū)段的變化區(qū)域，由道路路拱信息確定整體的橫向輪轍偏差，并在該變化區(qū)域上校正該整體的橫向輪轍偏差。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于使用當前的理想轉(zhuǎn)向角作為橫向?qū)騾?shù)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于在一導(dǎo)航系統(tǒng)或所述導(dǎo)航系統(tǒng)中確定將來的路段延伸走向并且將該路段延伸走向——尤其是通過車輛總線——提供給駕駛員輔助系統(tǒng)。
10.一種機動車(1)，包括橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)O)，被構(gòu)造用于執(zhí)行根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運行機動車的橫向?qū)虻鸟{駛員輔助系統(tǒng)的方法，其中，由機動車的環(huán)境數(shù)據(jù)和/或工作數(shù)據(jù)確定將來的道路延伸走向、并由此得出至少一個確定轉(zhuǎn)向干涉的橫向?qū)騾?shù)，其中，在確定道路延伸走向和/或橫向?qū)騾?shù)時考慮描述車道表面的橫向延伸走向相對水平面的偏差和/或描述該偏差的變化的道路路拱信息。
文檔編號B60W40/06GK102556059SQ201110427700
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月18日
發(fā)明者K-H·梅廷格爾, M·貝爾 申請人:奧迪股份公司