CN101678859A - 驾驶员辅助装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆(100)的驾驶员辅助系统(1)，具有多个安全功能，如尤其是LDW功能和/或LKS功能，其中，为所述安全功能设置了由系统决定的界限值，在低于所述界限值的情况下所述安全功能被启用并且在超过所述界限值的情况下所述安全功能被禁用。根据本发明，所述界限值可变地构成。

Description

驾驶员辅助装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的驾驶员辅助装置以及根据权利要求15的前序部分的用于控制驾驶员辅助系统的方法。

背景技术

在遵循已选择的车道时支持驾驶员的驾驶员辅助系统是公知的。为此，所述驾驶员辅助系统包括诸如LDW(Lane Departure Warning：车道偏离报警)和/或LKS(Lane keeping Support：车道保持支持)的辅助功能。辅助功能LDW通过产生光信号和/或声音信号和/或触觉信号警告驾驶以免驶离车道。辅助功能LKS主动干预车辆的底盘系统、例如转向系统和/或制动系统或ESP系统，以便将偏离车道的车辆保持在车道内。为此，驾驶员辅助系统包括尤其包括至少一个视频传感器的传感器系统，所述传感器系统用于检测车道标记等。

由DE 101 37 292 A1公开了一种用于借助伺服支持的转向装置运行车辆、尤其是汽车的驾驶员辅助系统的方法。所述方法的特征在于以下步骤：

-检测或估计交通情况、尤其是当前的交通情况的环境数据，

-检测或估计车辆的运动数据、尤其是当前的运动数据，

-将所检测或所估计的环境数据与车辆的运动数据进行比较，

-根据比较的结果改变转向操纵装置的支持。

通过对例如驾驶员辅助系统中所使用的传感器的检测范围的限制以及对设计驾驶员辅助系统时所涉及的模型假设的有效性的限制来定义系统界限，在超过所述系统界限时，驾驶员必须重新完全亲自接管对车辆的控制。在达到预先给定的系统界限时，例如在通过丢失车道或车道标记、超过横向加速度的最大值或类似情况而达到预先给定的系统界限时，至此由驾驶员辅助系统提供的辅助功能被禁用。随后，例如在具有LKS功能的驾驶员辅助系统中，由驾驶员辅助系统施加在方向盘上的控制力矩减小。随后驾驶员必须重新完全独立接管车辆的横向控制。因为驾驶员辅助系统的所述系统界限仅在技术上加以说明，所以驾驶员往往不理解或者不能领会，因为所述系统界限与驾驶员自己的感觉不一致。这导致驾驶员的不安并导致驾驶员辅助系统缺乏可接受性。

发明内容

本发明的任务在于改进所述类型的驾驶员辅助系统，从而提高对驾驶员而言的系统可接受性并由此改善驾驶员主观感觉的驾驶舒适性。

所述任务从根据权利要求1的前序部分所述的驾驶员辅助系统出发通过权利要求1的特征部分中所述特征解决。

本发明进一步改善了装配有驾驶员辅助系统的车辆的驾驶舒适性并且由此提高了这样的系统对驾驶员而言的可接受性。通过变化地设置确定驾驶员辅助系统的安全功能被启用或被禁用的、由系统决定的界限值，使得所述界限值更符合驾驶员的主观感觉，从而系统反应，即在超过系统界限值时的禁用对于驾驶员而言能够被更好地领会。

特别有利地，为LKS功能的启用或禁用预先给定界限值，使得在所述界限值内LKS功能被启用并且在所述界限值外LKS功能被禁用，其中，在车辆行驶期间连续地监视所述界限值。特别有利的是，界限值由容易测量的车辆运行特征参数决定。这样可以有利地为在遵循车道方面支持驾驶员的、作为安全功能的LKS功能分配作为由系统决定的界限值的车辆横向加速度，其中，该横向加速度又取决于车辆的速度。

其他的优点由从属权利要求、说明书以及附图得出。

附图说明

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细地描述。附图示出：

图1：具有LKS功能的驾驶员辅助系统的框图；

图2：LKS功能的横向加速度的系统界限表示为速度的函数的线图；

图3：作为速度的函数的曲率的系统界限的线图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。在此，本发明基于以下认识，即当在驾驶员辅助系统中设定的系统界限更强地定向于驾驶员的主观安全感和舒适感时，可以显著地改善辅助驾驶员辅助系统的可接受性以及由所述驾驶员辅助系统提供的辅助功能。驾驶员则可以领会系统界限，因为所述系统界限与驾驶员自己的感觉相符合。

图1示出具有LKS功能的驾驶员辅助装置1的框图，它设置在车辆100中。车辆的位置、差角和车道的曲率由相应的传感器检测并且通过路径4、4.1传递到驾驶员辅助系统1的功能模块，所述功能模块包括用于车辆100的横向控制的参考模型6。借助参考模型6由所述输入量形成一参考角δ_ref。所述参考角被提供给另一功能模块(加法节点7)的第一输入端，其输出端与另一功能模块连接。该功能模块包括用于驾驶员辅助系统1的LKS功能的控制特征曲线8。包括控制特征曲线8的功能模块与具有力矩调节回路的转向调节器9连接。转向调节器9与另一功能模块(加法节点10)的第一输入端连接。路径9.1表示LKS系统的转向干预。同时，驾驶员5感知车道中的车辆位置(路径4.2)并且在方向盘上控制车辆(驾驶员转向干预5.1)。驾驶员意愿以及系统干预通过加法节点10共同作用到转向系统11上(路径10.1)并且通过路径12、12.2以及转向角的影响控制车辆100的横向运动。通过路径12.1实现至加法节点7的反馈。干扰通过示意性表示的路径2作用在车辆100上。

为了对车辆横向动态特性进行建模，在实现驾驶员辅助系统的LKS功能时往往使用所谓的单车道模型。由直到约4m/s²的最大横向加速度a_q的、所述模型的受限制的有效性可以为驾驶员辅助系统的LKS功能推导出车辆的横向加速度中的、固定的、关于速度不变的系统界限。然而，驾驶员主观地看到曲线行驶并感觉舒适和安全时的横向加速度很大程度上取决于车辆的速度。此外，驾驶员与驾驶员的这种感官印象可能是不同的，因为这涉及主观的感觉。横向加速度的在整个速度范围上的固定的系统界限的实际实现——如通过单车道模型对其进行的技术说明——通常不满足驾驶员的安全感和舒适感。为了考虑所述认识，本发明提出：与速度相关地适配作为系统界限的横向加速度。以下参照附图2对此进行详细地说明。在附图2中所示的图示出作为速度的函数的横向加速度。以参考标记20表示单车道模型的有效范围。所述有效范围与速度无关地在横向加速度轴上直至约4m/s²。在曲线A和B中绘出通过线彼此连接的各个测量点。所述线表示LKS功能在横向加速度方面的、根据本发明实现的系统界限。在系统界限以下LKS功能被激活。在超过所述系统界限的情况下则禁用LKS功能。在此情况下，驾驶员必须重新自主接管车辆的横向控制，即无驾驶员辅助系统方面的支持。由附图2中所示的图(曲线A)可以看出，在LKS系统被激活了的情况下，对应于横向加速度的系统界限随第一速度范围中速度的增大而上升，直到该系统界限约在位于约60km/h和约80km/h之间的第二速度范围中以约4m/s²达到由系统决定的最大值。该横向加速度的以驾驶员的舒适性为导向的范围是单车道模型的有效范围的子集并且因此与技术上建立的、车辆横向加速度的约4m/s²的系统界限兼容。在位于约60km/h和约120km/h之间的第三速度范围中，横向加速度随着速度的增大而重新减小。最后，在位于约120km/h和车辆的最高速度之间的第四速度范围中，横向加速度具有低于由系统决定的最大值的恒定值。以上示图仅是示例性的。在本发明的范围内的还有：在替代的实施方案的范围内还继续区分可能的速度范围，即例如规定多于四个速度范围或者少于四个速度范围。

在另一个有利的实施方案中，速度v和加速度a_q的系统界限之间的函数关系通过以下关系描述：

$\left(1\right)a_q=k_1{\mathrm{ve}}^{-k_2\left(\frac{v}{v_{\mathrm{ref}}}\right)},$ 其中，k₁、k₂、v_ref为参数。

在本发明的一个特别有利的实施方案中，可以针对每个驾驶员改变在附图2中所示的图(曲线A、曲线B)的变化过程。例如，对于第一驾驶员设定根据曲线A的曲线变化过程，对于第二驾驶员设定根据曲线B的曲线变化过程。所述设定在第一实施方案中可以有利地手动进行，其方式是，驾驶员例如操纵一个为此设置的开关装置。特别有利地，所述针对每个驾驶员的匹配也可以自动地进行，其方式是，辅助系统例如借助对加速踏板的操纵来检测被相应的驾驶员优选的车辆行驶特性并且相应地选择辅助功能的界限值。

车道曲率k与以上所述的关于横向加速度的系统界限类似。所述车道曲率在技术上基本上由设置在驾驶员辅助系统中的视频传感器的受限制的水平检测范围决定。例如在视频传感器的水平张角为约35度时，视频传感器仍可以可靠地检测最大k_max＝0.0071/m的车道曲率。另一方面，横向加速度的面向安全性和舒适性的系统界限可借助关系

(2)a_q＝v²k

直接转换为车道曲率，从而可由横向加速度的面向舒适性的系统界限直接推导出针对车道曲率的、附图3中所示的系统界限。在直至且包括约60km/h的第一速度范围中，车道曲率中的系统界限的位置由于视频传感器的受限制的检测范围而被限制在恒定值k_max上。在直至车辆的最高速度的相邻速度范围中，系统界限根据与面向舒适性的横向加速度的关系而单调地减小。借助参考标记30表示视频传感器的检测范围。所述检测范围与速度无关。

特别有利地，如附图2和3所示，这些特征曲线以采样点的形式作为特征曲线族3存储在驾驶员辅助系统1的存储装置中。在一定的速度下，在相邻的采样点之间进行线性插值，以便求得与确定的速度相对应的系统界限。

Claims (16)

1.用于车辆(100)的驾驶员辅助装置(1)，具有多个安全功能，如尤其是LDW功能(LDW＝车道偏离报警)和/或LKS功能(LKS＝车道保持支持)，其中，为所述安全功能设置了由系统决定的界限值，在所述界限值被低于时所述安全功能被启用，在所述界限值被超过时所述安全功能被禁用，其特征在于，所述界限值构造成可变的。

2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述界限值取决于所述车辆(100)的运行特征参数。

3.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述安全功能是所述LKS功能，横向加速度是所述LKS功能的一由系统决定的界限值并且该界限值取决于所述车辆的速度。

4.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述横向加速度的所述界限值由函数

描述。

5.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，在一第一速度范围中，所述横向加速度的所述界限值随着速度的增大而增大。

6.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述第一速度范围位于约5km/h和约40km/h之间。

7.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，在一第二速度范围中，所述横向加速度的所述界限值随着速度的增大基本上是恒定的并且具有由系统决定的最大值。

8.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述第二速度范围位于约40km/h和约60km/h之间。

9.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，在一第三速度范围中，所述横向加速度的所述界限值随着速度的增大而减小。

10.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述第三速度范围位于约60km/h和约120km/h之间。

11.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，在一第四速度范围中，所述横向加速度的所述界限值随着速度的增大基本上是恒定的并且小于所述由系统决定的最大值。

12.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述第四速度范围位于约120km/h和所述车辆的最高速度之间。

13.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述界限值的变化过程可对驾驶员个性化地被适配。

14.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述系统界限作为一特征曲线族中的采样点被存储。

15.用于控制包括安全功能诸如LDW和/或LKS的驾驶员辅助装置的方法，其特征在于，检测所述车辆的对应于所述驾驶员辅助装置的一安全功能的一运行特征参数；确定对应于所检测的运行特征参数的系统界限；在低于所述系统界限的情况下启用所述安全功能并且在超过所述系统界限的情况下禁用所述安全性能。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，检测所述车辆的速度；检测所述车辆的横向加速度；检验该横向加速度位于横向加速度的、作为系统界限被存储的值之下还是之上；如果所述横向加速度位于所述系统界限值之上，则禁用所述安全功能。

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