对转向行为的与状况有关的限制

摘要

公开一种方法，其用于由控制器与状况有关地计算对转向力矩的限制和/或用于计算用于车辆的转向系统的控制指令，其中，接收关于车辆周围环境的数据、所规划的轨迹的数据和/或来自所述车辆的传感器的数据，根据所述所接收的数据求取所述车辆的行驶状况，根据所述所求取的行驶状况计算对如例如转向力矩这样的转向行为的与状况有关的限制，输出用于调准对所述转向行为的所计算的、与状况有关的限制的控制指令。此外，公开一种控制器、一种计算机程序以及一种机器可读的存储介质。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于与状况有关地计算对转向力矩的限制和/或用于车辆的转向系统的控制指令的方法。此外，本发明涉及一种控制器、一种计算机程序以及一种机器可读的存储介质。

背景技术

根据BASt标准分类为辅助的或者部分自动化的驾驶辅助系统使用电动的伺服转向装置用于车辆横向引导。电动的伺服转向装置的促动器也可以在没有驾驶员的协助的情况下实施转向干预并且例如自动地使车辆保持在车道以内。此外，在这些驾驶辅助系统中，驾驶员负责对车辆的引导并且在驾驶辅助系统的功能故障或者错误干预的情况下必须接管车辆引导。

在开发和校准这类驾驶辅助系统时，转向性能和大地自动化的转向干预与在系统错误时车辆的可控制性不一致。转向力矩跳跃或者转向力矩梯度越高，择可控制性越低。

为了确保车辆在驾驶辅助系统被激活期间的可控制性，通常对最大转向力矩和最大转向力矩梯度进行限制。然而，这类的限制是成问题的，因为由于下降的转向性能，转向力矩对于车辆在窄弯道中的行驶来说可能是不足的并且驾驶员必须主动地支持驾驶辅助系统。此外，在具有更高自动化程度的未来驾驶辅助系统中，有限的转向性能不足以实现无需用手的驾驶。

发明内容

本发明所基于的任务可以被视为，提出一种用于与状况有关地适配用于转向系统的控制指令的方法。

该任务借助于本发明的主题来解决。本发明的有利构型是各个优选实施方式的内容。

根据本发明的一方面，提供一种用于由控制器与状况有关地计算对转向力矩的限制和/或用于计算用于车辆的转向系统的控制指令的方法。尤其是，车辆的转向行为可以通过驾驶辅助系统来设定，以便在可控性尽可能高的同时实现尽可能高的转向性能。

在一个步骤中，接收关于车辆周围环境、所规划轨迹的数据和/或来自车辆传感器的数据。根据所接收的数据求取车辆的行驶状况。可以求取行驶状况，以便估计所期望的车辆转向行为。例如，对求取为拐弯行驶的行驶状况可以比在直行时期望更高的转向力矩。对关于车辆周围环境的数据替代地或者附加地，也可以接收外部数据或所谓的非车载数据，例如以地图数据的形式接收。

根据所求取的行驶状况计算对转向行为、例如转向力矩的与状况有关的限制。在此，可以针对对于驾驶员而言所期望的车辆行为来设定对与状况有关的限制的计算。在这里，转向行为涉及所有对车辆转向系统具有主动的或者被动的影响的控制指令和干预。

在接下来的步骤中，输出控制指令用以设定计算出的、对转向行为的与状况有关的限制。在此替代地，也可以由控制器产生和输出大量控制指令，以便进行对车辆转向行为的相应限制。

关于限制和/或关于所识别的行驶状况的信息可以可选地传送给驾驶辅助系统，因而可以在那里进行相应的考虑。

该方法可以以用于驾驶员辅助系统的智能且与状况有关的转向力矩限制器的形式实现。基于在该状况中实际上可期望的转向力矩需求，对允许的可调节的转向行为、例如转向力矩的依情境限制能够在驾驶员可控制性相同或者改进的情况下实现更高的转向性能。

通过该方法，例如在分级为直行的行驶状况下，仅允许与通常为了保持直行和为了补偿干扰、例如车辙或者侧风所必需的转向力矩同样多的转向力矩。

此外，作为车辆的行驶状况，可以考虑停车过程、缓慢的拐弯行驶、快速的拐弯行驶、在单车道的或者多车道的道路上的直行和类似状况。

根据本发明的另一方面，提供一种控制器，其中，该控制器设置为用于，实施该方法。控制器可以是例如车辆侧的控制器、车辆外部的控制器或者车辆外部的服务器单元，例如云系统。

此外，根据本发明的一个方面，提供一种计算机程序，该计算机程序包括指令，在由计算机或者控制器实施该计算机程序时，所述指令安排该计算机或者该控制器实施根据本发明的方法。根据本发明的另一方面，提供一种机器可读的存储介质，根据本发明的计算机程序存储在所述存储介质上。

车辆可以根据BASt标准受辅助地、部分自动化地、高度自动化地和/或全自动化地或无驾驶员地运行。

车辆可以是例如乘用车、载重车、自动驾驶出租车和类似车辆。车辆不限于在道路上的运行。更确切地说，车辆也可以构型为水运工具、飞行器，例如运输无人机和类似物。

根据一个实施例，为了求取行驶状况，接收行驶状态的数据，例如车辆速度、横摆速率、横向加速度或者转向角度、当前的和所规划的车辆轨迹、所驶过的车道的走向、相邻交通参与者的行为、所识别的交通指示牌和/或从地图数据中求取的未来车道走向。在此，这些输入参量可以单独地或者相互任意组合地用于状况识别。

根据另一实施方式，通过车辆模型求取行驶状况和对转向行为的与状况有关的限制。由此，可以在调节回路中实现基于模型的预先控制，通过所述调节回路利用关于调节路段的知识用以改进调节质量。为了求取或计算对转向行为的合适的依情境限制，可以使用物理车辆模型或经验车辆模型。在此，车辆模型可以构型为简化的单车道模型或者构型为具有对车辆环境的广泛考察的更复杂的模型。

根据另一实施例，根据历史数据、视应用特定的数据和/或统计数据来求取行驶状况和对转向行为的与状况有关的限制。通过该措施，可以利用关于调节路段或位于前方的路段区段的知识，以便改进系统错误的可控制性。在这里，可以使用例如历史数据和/或统计数据，所述历史数据和/或统计数据离线地、在线地或者基于云地保存。

根据另一实施方式，通过对转向行为的与状况有关的限制来扩宽或者限缩对转向力矩和/或转向梯度的现有限制。由此，可以以极不同的方式进行对车辆转向行为的实际限制。例如，通过该方法可以实现对现有限制器的限制值的依情境的扩大或者限缩。

根据另一实施例，针对对转向行为的与状况有关的限制计算和设定下极限值和上极限值。因此，对转向行为的限制可以根据应有信号的依情境计算的上极限和下极限来进行。应有信号优选可以被用于设定由驾驶员辅助系统进行的转向运动。该应有信号可以通过限制来改变，以便实现对转向行为的适配。在此，应有值的增大或者减小可以实现与状况有关地适配的转向行为。

根据另一实施方式，对转向行为的与状况有关的限制以对方向盘、EPS马达上和/或至少一个车轮上的转向力矩进行限制的方式由所输出的控制指令来设定。因此，限制可以直接地加在转向拉杆上或车辆侧转向装置上。为此，例如可以操控促动器，以便引起或者抑制方向盘运动。

根据另一实施例，对转向行为的与状况有关的限制被作为力边界、角度边界和/或位置边界来计算并且由所输出的控制指令来设定。在此，车辆转向装置的要进行限制的应有信号可以通过对任意层级，例如车辆的方向盘、EPS马达或者被转向的车轮上的力矩的限制来实现。

此外，可以通过对驾驶员辅助系统的转向行为的限制来影响作用于齿杆、转向横拉杆、转向拉杆或者被转向车轮上的最大力。

对转向行为的限制可以通过对车辆任意部位、例如方向盘上的角度、EPS马达角度或者车辆的被转向车轮的角度的设定来实现。

此外，可以通过对转向行为的限制来限缩可能的位置和任意部位、例如齿杆处的运动自由度。

附图说明

以下，根据强烈地简化的示意图更详尽地阐述本发明的优选实施例。

在这里示出：

图1示出车辆的示意图，和

图2示出用于直观地说明根据一种实施方式的方法的流程图的示意性的示图。

具体实施方式

图1示出车辆1的示意性图示。车辆1可以是例如可自动化地或者部分自动化地运行的车辆1。尤其是，车辆1设置为用于实施至少一种驾驶辅助功能。

驾驶辅助功能用于调节车辆1的车辆横向引导。为此，例如可以由控制器2通过控制指令来操控电子伺服转向装置6的促动器4。

车辆1具有传感器8，10，以便扫描环境U并且求取车辆1的特性。为此，车辆1可以具有环境传感器8，例如激光雷达传感器、摄像机传感器或者雷达传感器。

此外，设置状态传感器10用于求取关于车辆状态的测量数据，例如加速度传感器、横摆和转动速率传感器、转向角传感器和类似传感器。

附加地，GNSS传感器可以安装在车辆1中，以便确定车辆1在环境U以内的位置。

传感器8，10与控制器2以传到数据的方式连接。由此，控制器2可以接收和分析评价传感器8，10的测量数据。例如，可以根据所接收到的测量数据来求取行驶状况。

为了求取行驶状况，可以接收例如行驶状态数据，例如车辆速度、横摆速率、横向加速度或者转向角度、当前的和规划的车辆轨迹、所行驶的车道的走向、相邻交通参与者的行为、所识别的交通指示牌和/或由地图数据中求取的未来车道走向。在此，这些输入参量可以单独地或者相互任意组合地被用于对行驶状况进行状况识别。

视车辆1的构型而定地，可以设定对车辆1的转向行为的与状况有关的限制。这可以通过控制器2自动化地进行。尤其是，与状况有关的限制可以在驾驶员辅助系统被激活期间实现实施。

例如，对转向力矩的限制可以在车辆1的方向盘12、电子伺服转向装置6的EPS马达14上或者在车辆1的车轮16上起作用。为此，例如，这些促动器4可以由控制器2操控，以便引起或者抑制方向盘12的方向盘运动。

尤其是，EPS马达14可以在驾驶辅助系统、例如车道保持辅助系统运行时在动态地与状况有关的范围上设定车轮16的转向位态。在这里，对转向行为的限制可以影响或设定EPS马达14的最大转入转向速度或者最大转向范围或转向角度。

控制器2可以设定对车辆1的转向行为的限制或动态改变。

图2示出流程图的示意性图示用以阐述根据一种实施方式的方法20。方法20用于设定对车辆1的转向行为的限制并且优选可以由控制器2实施。方法20可以以限制器形式构型。

下面说明方法20的工作方式。这些功能在各个控制器2上的物理实现不应受该功能性方框图限缩。因此，对于本发明而言，在一定程度上不重要的是，在哪个控制器上计算对转向行为的限制，或该计算是否被分配到不同的控制器上。

在第一步骤22中，基于输入参量21求取车辆1的行驶状况。作为车辆1的行驶状况，可以考虑例如泊车过程、缓慢的拐弯行驶、快速的拐弯行驶、在单车道的或者多车道的道路上的直行和类似行驶状况。

为了求取行驶状况，可以接收关于车辆周围环境U的数据、所规划轨迹的数据和/或来自车辆1的传感器8，10的数据。接下来，根据所接收的数据求取车辆1的行驶状况。

在此，可以视所使用的输入信号或数据的数量和类型而定地考虑：状况不能任意快速地改变。例如，由行驶动力学决定地，车辆1不能在几分之一秒以内从直行变换为拐弯行驶。

在进一步的步骤24中，根据所求取的行驶状况来计算对车辆1的转向行为、例如转向力矩和/或转向梯度的与状况有关的限制。计算对转向力矩的针对该状况有意义且经适配的限制。

转向行为的限制不仅限于对转向起决定作用的因素的减少或者限缩。转向行为的限制例如也可以包括转向角度极限的扩宽。

在接下来的步骤26中，输出至少一个控制指令，用以设定计算出的对转向行为30的与状况有关的限制。这可以例如通过基于软件和/或基于硬件的限制器来实现。接下来，限制器可以适配来自驾驶员辅助系统28的信号，以便实施控制器2的控制指令。

替代地，控制器可以直接作为驾驶员辅助系统来产生控制指令用以控制车辆1的转向行为并且驱动促动器4。

在此，控制器2可以直接地对促动器4产生影响，以便实现限制。替代地或者附加地，控制器2可以将控制指令转发给另外的未示出的控制器，以便实现对转向行为的限制。

通过方法20，例如在分级为直行的行驶状况中，只能允许与通常为了保持直行和为了补偿干扰、例如车辙或者侧风所必需的转向力矩一样多的转向力矩。在拐弯行驶时，可以释放更高的转向力矩或者更大的转向力矩梯度。

例如在道路强烈地迂回的情况下，可以考虑将例如拐弯半径或者动态拐弯走向作为对转向行为的限制的度量。