本發(fā)明涉及用于確定用于機(jī)動(dòng)車的行車道的橫向坡度(querneigung)或者所駛過(guò)的彎道的橫向坡度的一種方法和一種設(shè)備,其中,可以將橫擺率傳感器的、行駛速度傳感器的和橫向加速度傳感器的測(cè)量值作為輸入信號(hào)提供給分析處理裝置,并且所述分析處理裝置由所述輸入信號(hào)求取當(dāng)前行駛的行車道的橫向坡度,其方式是,由所計(jì)算的橫向加速度值和所測(cè)量的橫向加速度值計(jì)算差值,由所述差值可以導(dǎo)出行車道橫向坡度。為了預(yù)給定加速或者減速,將所求取的值提供給自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器或者用于行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)的裝置。
背景技術(shù):
由de19848236a1已知用于限制車輛速度的一種方法和一種設(shè)備,其中,在迭代過(guò)程的范疇內(nèi),根據(jù)車輛速度、最大的橫向加速度和彎道半徑求取期望速度。期望速度接近一極限速度,以該極限速度可以安全地駛過(guò)待駛過(guò)的彎道。根據(jù)該期望速度和實(shí)際速度控制車輛的速度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的核心是,說(shuō)明一種方法和一種設(shè)備,借助所述方法和設(shè)備可以求取行車道的或者所駛過(guò)的彎道的橫向坡度并且將車輛的速度限制在最大允許的車輛速度上,所述最大允許的車輛速度根據(jù)所駛過(guò)的彎道的橫向坡度來(lái)確定。根據(jù)本發(fā)明,這通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的用于確定行車道的橫向坡度的方法和設(shè)備的特征解決。有利的擴(kuò)展方案和構(gòu)型由以下得出。
對(duì)于所描述的方法,有利的是,對(duì)于實(shí)際的行車道橫向坡度,附加地使用測(cè)量參量橫擺率、車輛縱向速度、所測(cè)量的橫向加速度和/或所行駛的彎道的區(qū)域中的路面的摩擦值中的至少一個(gè)。在本發(fā)明的范疇內(nèi),也可以考慮所列舉的測(cè)量參量的任意組合用于確定實(shí)際的行車道橫向坡度。此外,可以借助不同的傳感器類型求取這些測(cè)量參量。
因此,可以例如借助橫擺率傳感器求取橫擺率,可以借助車輪轉(zhuǎn)速傳感器、慣性傳感器、雷達(dá)傳感器求取車輛縱向速度,它們或者借助在行車道邊緣處的靜止對(duì)象測(cè)量地面的相對(duì)速度,或者通過(guò)借助gps信號(hào)求取速度的方式求取車輛縱向速度。
例如可以借助加速度傳感器測(cè)量所測(cè)量的橫向加速度,如這示例性地安裝在行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)裝置中那樣。
路面的摩擦值例如可以來(lái)自對(duì)位于車輛前方的行車道路面的光學(xué)分析,替代地或者附加地可以從數(shù)據(jù)庫(kù)借助無(wú)線電接口來(lái)傳輸或者由安裝在車輛中的行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)裝置的摩擦值分析來(lái)提供。
此外有利的是,在駛過(guò)彎道期間確定行車道的實(shí)際的橫向坡度。通過(guò)行車道橫向坡度的直接確定,可能的是,直接對(duì)變化的橫向坡度作出反應(yīng),其方式是,實(shí)現(xiàn)車輛在駛過(guò)彎道期間的加速或者減速。這能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)匹配的速度限制并且提高了駕駛安全性。
此外有利的是,使用所求取的、實(shí)際的橫向坡度用于確定最大的轉(zhuǎn)彎速度。通過(guò)求取實(shí)際的橫向坡度,可能的是,確定與相應(yīng)的橫向坡度和必要時(shí)另外的周圍環(huán)境條件匹配的彎道極限速度并且以此提高駕駛安全性。
此外有利的是,根據(jù)實(shí)際的行車道橫向坡度或者由其確定的最大的轉(zhuǎn)彎速度調(diào)節(jié)自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器的加速或者減速。當(dāng)在行駛速度調(diào)節(jié)器中預(yù)給定較高的當(dāng)前速度值并且所述速度值對(duì)于駛過(guò)彎道的持續(xù)時(shí)間被降低到較小的、最大的轉(zhuǎn)彎速度時(shí),通過(guò)向自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器或者常規(guī)的行駛速度調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)送橫向坡度值或者由此求取的最大的轉(zhuǎn)彎速度也可以實(shí)施最大速度的限制以提高駕駛安全性。
以有利的方式設(shè)置,為了求取實(shí)際的行車道橫向坡度,由以下計(jì)算差值:由所述橫擺率計(jì)算的橫向加速度值和借助所述橫向加速度傳感器測(cè)量的橫向加速度值。通過(guò)由當(dāng)前的橫擺率求取橫向加速度值來(lái)求取橫向加速度,所述橫向加速度已經(jīng)在局部的車輛坐標(biāo)系統(tǒng)中被求取。替代地或者附加地,也可以考慮在用于本發(fā)明的局部的車輛坐標(biāo)系統(tǒng)中對(duì)車輛橫向加速度的任何不同的求取方式。相反,借助橫向加速度傳感器測(cè)量的橫向加速度值在全局的坐標(biāo)系統(tǒng)中被求取并且可以不同于在局部的車輛坐標(biāo)系統(tǒng)中求取的橫向加速度值。對(duì)于行車道的橫向坡度的求取,有利的是,計(jì)算在全局的坐標(biāo)系統(tǒng)中求取的橫向加速度值和在局部的車輛坐標(biāo)系統(tǒng)中求取的橫向加速度值之間的差值,所述在全局的坐標(biāo)系統(tǒng)中求取的橫向加速度值例如通過(guò)橫向加速度傳感器來(lái)測(cè)量,所述在局部的車輛坐標(biāo)系統(tǒng)中求取的橫向加速度值例如借助由橫擺率計(jì)算的橫向加速度值形成。
特別有利的是,由差值求取橫向坡度角。在此,兩個(gè)橫向加速度值的差值也考慮,車輛在測(cè)量時(shí)刻具有繞其縱軸線的旋轉(zhuǎn),即具有從水平線偏離的擺動(dòng)角。通過(guò)所求取的差值的大小可以直接推斷出行車道的橫向坡度角。
此外,有利的是,根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以將由橫擺率傳感器的、行駛速度傳感器的和/或橫向加速度傳感器的測(cè)量值中的參量中的至少一個(gè)作為輸入信號(hào)提供給分析處理裝置,并且所述分析處理裝置具有計(jì)算單元,借助所述計(jì)算單元求取當(dāng)前行駛的行車道的橫向坡度。由此能夠?qū)崿F(xiàn):可以在設(shè)備中實(shí)現(xiàn)并且可以在車輛中實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
此外,有利的是,設(shè)有將所述最大的轉(zhuǎn)彎速度值提供給自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器或者常規(guī)的行駛速度調(diào)節(jié)器的單元,并且所述自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器或者常規(guī)的行駛速度調(diào)節(jié)器具有限制裝置,所述限制裝置必要時(shí)限制能夠通過(guò)所述自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器或者常規(guī)的行駛速度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的速度。由此可能的是,在駛過(guò)在行駛動(dòng)態(tài)上不允許車輛進(jìn)一步加速的彎道時(shí)通過(guò)行駛速度調(diào)節(jié)器阻止加速并且因此提高駕駛安全性。
此外可以考慮,如果車輛已經(jīng)幾乎達(dá)到所求取的最大的轉(zhuǎn)彎速度值,則也限制在駛過(guò)彎道時(shí)駕駛員的給車加油。由所測(cè)量的和計(jì)算的橫向加速度值的所求取的差可以在限制裝置中求取相應(yīng)于差值的特征曲線,在所述特征曲線中,所述特征曲線的斜率受橫向加速度值的差影響。
此外,有利的是,設(shè)有將所述最大的轉(zhuǎn)彎速度值提供給用于行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)的裝置的單元,并且所述行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)裝置必要時(shí)對(duì)所述車輛的各個(gè)車輪進(jìn)行制動(dòng)。通過(guò)這些措施,可能的是,過(guò)快駛近(angefahren)的彎道——所述彎道在其駛過(guò)的過(guò)程中越來(lái)越進(jìn)一步向外傾斜或者其彎道半徑在彎道的走向上變得越來(lái)越小——仍然可以安全地駛過(guò),因?yàn)樵隈傔^(guò)彎道期間車輛逐漸地往下減速到最大的速度上。因此避免在行駛動(dòng)態(tài)性方面的不穩(wěn)定性并且提高駕駛安全性。
此外,有利的是,對(duì)所測(cè)量的橫向加速度進(jìn)行濾波以便濾除所測(cè)量的橫向加速度信號(hào)的測(cè)量噪聲。由所計(jì)算的局部的橫向加速度值和所測(cè)量的全局的橫向加速度值的差可以調(diào)節(jié)可參數(shù)化的特征曲線的斜率,其中,特征曲線的斜率越陡,所計(jì)算的和所測(cè)量的橫向加速度值之間的差值就越大。由此,調(diào)節(jié)偏差的大小可以對(duì)車輛的當(dāng)前還允許的加速度的動(dòng)態(tài)性或者靈活性
特別有意義的是,根據(jù)本發(fā)明的方法以控制元件的形式來(lái)實(shí)現(xiàn),所述控制元件設(shè)置用于機(jī)動(dòng)車的常規(guī)的或者自適應(yīng)的間距調(diào)節(jié)或者速度調(diào)節(jié)的控制裝置。在此,在控制元件上存儲(chǔ)有程序,所述程序能夠在計(jì)算設(shè)備上、尤其在微處理器或者信號(hào)處理器上運(yùn)行并且適合用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。因此在這種情況下,通過(guò)存儲(chǔ)在控制元件上的程序?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明,從而設(shè)有該程序的控制元件以與所述方法相同的方式呈現(xiàn)本發(fā)明,所述程序適合于所述方法的執(zhí)行。作為控制元件尤其可以使用電存儲(chǔ)介質(zhì)。
本發(fā)明的另外的特征、應(yīng)用可能性和優(yōu)點(diǎn)由本發(fā)明的實(shí)施例的以下描述得出,所述實(shí)施例在附圖的圖中示出。在此,所描述的或者所示出的所有特征單獨(dú)地或者以任意組合地構(gòu)成本發(fā)明的主題,而與其在發(fā)明權(quán)利要求或其引用關(guān)系中的概括無(wú)關(guān)以及與其在說(shuō)明書(shū)中或者附圖中的表述或者描述無(wú)關(guān)。
附圖說(shuō)明
以下根據(jù)附圖闡述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的示意性框圖,
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種實(shí)施方式的示意性框圖,以及
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一實(shí)施方式的示意性框圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出示意性框圖,其中,在左邊,用于橫擺率ω的第一矩形1以及用于車輛縱向速度v的第二矩形2設(shè)置為輸入?yún)⒘俊M擺率1例如可以通過(guò)橫擺率傳感器,所述橫擺率傳感器安裝在通常具有行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)裝置的車輛中并且因此說(shuō)明車輛繞其車輛橫擺軸線的旋轉(zhuǎn)速度。通常也稱作車輛速度的車輛縱向速度2描述車輛在車輛縱軸線的方向上的速度。所述車輛縱向速度可以例如通過(guò)多個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器的求平均來(lái)求取,然而,替代地或者附加地也可以由gps信號(hào)來(lái)計(jì)算或者借助車輛周圍環(huán)境傳感器來(lái)確定,所述車輛周圍環(huán)境傳感器探測(cè)在行車道表面上的反射或者探測(cè)在行車道邊緣處的靜止對(duì)象并且因此可以通過(guò)靜止對(duì)象的相對(duì)速度求取自身的車輛縱向速度。
這兩個(gè)輸入信號(hào)橫擺率1以及車輛縱向速度2被提供給置于下游的矩形3,這通過(guò)兩個(gè)箭頭示出。在該置于下游的矩形3中計(jì)算局部的橫向加速度ay,calc,所述局部的橫向加速度此外稱作所計(jì)算的橫向加速度3。在塊3中,由橫擺率1和車輛縱向速度2的知識(shí)計(jì)算所計(jì)算的、局部的橫向加速度ay,calc,例如在使用公式ay,calc=ωxv的情況下。在圖1中同樣在左側(cè),矩形4作為另外的輸入?yún)⒘渴境?,該矩形代表借助傳感機(jī)構(gòu)測(cè)量的、全局的橫向加速度ay,meas。所測(cè)量的橫向加速度可以例如借助橫向加速度傳感器直接測(cè)量并且通常在車輛中的行駛動(dòng)態(tài)性控制裝置或者傾翻識(shí)別
在矩形6中進(jìn)行所提供的兩個(gè)信號(hào)的差形成,其方式是,將所計(jì)算的、局部的橫向加速度值ay,calc和經(jīng)可選地濾波的、所測(cè)量的全局的橫向加速度值ay,meas相減。該差形成裝置6的結(jié)果稱作差值7并且構(gòu)成差形成裝置6的輸出信號(hào)。
該差值7為已經(jīng)測(cè)量的全局的橫向加速度和已經(jīng)計(jì)算的局部的橫向加速度之間的橫向加速度差并且代表對(duì)于當(dāng)前行駛的行車道的橫向坡度的度量。將差值7提供給后續(xù)的矩形8,在該矩形中進(jìn)行加速度差到所對(duì)應(yīng)的橫向坡度角的換算,所述橫向坡度角可以單義(eindeutig)地對(duì)應(yīng)于差值7。在圖1的右邊示出矩形9,該矩形說(shuō)明橫向坡度角阿爾法α作為所描述的方法的結(jié)果,所述橫向坡度角可以有利地用于在駕駛輔助系統(tǒng)或者駕駛員舒適系統(tǒng)中的進(jìn)一步的調(diào)節(jié)和參數(shù)化。
在圖2中示出一種設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu),借助所述設(shè)備可以有利地實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。因此,示出分析處理裝置20,在圖2中在左邊示出的輸入信號(hào)11、12、13、24被提供給所述分析處理裝置。橫擺率傳感器11的輸出信號(hào)1作為分析處理裝置20的輸入信號(hào)示出,所述橫擺率傳感器11的輸出信號(hào)代表車輛的橫擺率。橫擺率傳感器11的橫擺率信號(hào)1被提供給分析處理裝置20的輸入電路14。同樣地,縱向速度傳感器12的輸出信號(hào)2被提供給輸入電路14,所述縱向速度傳感器例如可以實(shí)施為車輪轉(zhuǎn)速傳感器并且代表車輪縱向速度信號(hào)v。同樣替代地或者附加地,車輛縱向速度傳感器12可以通過(guò)gps信號(hào)的分析處理裝置取代或補(bǔ)充或者通過(guò)周圍環(huán)境傳感器取代或補(bǔ)充,所述周圍環(huán)境傳感器分析處理在靜止對(duì)象上的反射并且借助靜止對(duì)象的所求取的相對(duì)速度說(shuō)明自身的車輛速度v。橫向加速度傳感器13的輸出信號(hào)作為另外的輸入信號(hào)被提供給分析處理裝置20的輸入電路14。橫向加速度傳感器13的輸出信號(hào)4為所測(cè)量的、全局的橫向加速度ay,meas并且可以可選地在橫向加速度傳感器13中被濾波,以便消除測(cè)量噪聲。替代地也可能的是,將所測(cè)量的、全局的橫向加速度信號(hào)ay,meas提供給輸入電路14并且在稍后描述的計(jì)算單元16中通過(guò)計(jì)算方式進(jìn)行可選的濾波。另外的傳感器24的用于附加的測(cè)量參量的信號(hào)可以作為另外的、可選的輸入?yún)⒘刻峁┙o分析處理裝置20的輸入電路14。這類另外的傳感器可以是例如摩擦值傳感器,所述摩擦值傳感器確定當(dāng)前行駛的行車道表面的摩擦值。作為用于附加的測(cè)量參量的另外的傳感器24,在本發(fā)明的范疇內(nèi)也可以設(shè)置,通過(guò)車輛無(wú)線電接口向車輛傳送信息,所述信息描述當(dāng)前的、局部的行車道狀態(tài)并且在存儲(chǔ)器件——例如數(shù)據(jù)服務(wù)器上準(zhǔn)備好用于調(diào)取。這類值可以例如由在較早時(shí)刻駛過(guò)當(dāng)前行駛的位置的車輛接收并且被提供以供使用。也可能的是,作為另外的傳感器24,設(shè)置視頻圖像的分析處理,在所述分析處理中借助圖像處理求取所述行車道的特性,或者設(shè)置基于激光的傳感器,所述基于激光的傳感器通過(guò)借助激光束的掃描能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于位于前方的行車道的信息并且能夠?qū)崿F(xiàn)所求取的信息的分析處理。
借助輸入電路14提供給分析處理裝置20的輸入?yún)⒘坑奢斎腚娐?4通過(guò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換裝置15提供給計(jì)算單元16,所述內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換裝置可以例如實(shí)施為總線系統(tǒng)。計(jì)算單元16例如可以實(shí)施為微處理器或者微控制器或者asic(=applicationspecificintegratedcircuit:專用集成電路)或者實(shí)施為fpga(=freeprogrammablegatearray:自由可編程的門陣列)。在計(jì)算單元16中,借助控制程序由所提供的輸入?yún)⒘坑?jì)算一個(gè)或多個(gè)輸出參量,所述一個(gè)或多個(gè)輸出參量根據(jù)所描述的根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)求取。通過(guò)計(jì)算單元16確定的輸出參量通過(guò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換裝置15提供給輸出電路17。輸出電路17向下一級(jí)的調(diào)整元件或者用于調(diào)整元件的控制裝置輸出分析處理裝置20的輸出參量。這類下一級(jí)的調(diào)整元件或者用于調(diào)整元件的控制裝置可以是例如常規(guī)的行駛速度調(diào)節(jié)器(fgr)18或者自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器(arfg)18以及附加地或者替代地構(gòu)型為行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)裝置19。在此,將借助輸出電路17輸出的輸出參量提供給常規(guī)的行駛速度調(diào)節(jié)器18的或者自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器18的相應(yīng)的控制裝置以及附加地或者替代地提供給行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)裝置19的控制裝置,在那里進(jìn)一步處理所求取的橫向坡度角阿爾法α以便提高駕駛舒適度和駕駛安全性。
在圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式。在圖3中在左側(cè)示出橫擺率傳感器11,所述橫擺率傳感器提供車輛的橫擺率ω作為輸出信號(hào)以供使用。在其下方示出縱向速度傳感器12,所述縱向速度傳感器例如可以實(shí)施為車輪轉(zhuǎn)速傳感器,所述車輪轉(zhuǎn)速傳感器提供車輛速度信號(hào)v作為輸出信號(hào)以供使用。將橫擺率傳感器11的和速度傳感器12的輸出信號(hào)提供給處理裝置3,在所述處理裝置中,計(jì)算所計(jì)算的、局部的橫向加速度ay,calc,其方式是,將兩個(gè)輸入?yún)⒘繖M擺率ω和車輛速度v相互相乘。
該計(jì)算裝置3的輸出信號(hào)作為第一輸入信號(hào)被提供給差形成裝置6。同樣地在圖3中在左邊示出裝置4,所述裝置求取所測(cè)量的、全局的橫向加速度信號(hào)ay,meas并且將其作為輸出信號(hào)提供以供使用。橫向加速度傳感器4的輸出信號(hào)作為第二輸入信號(hào)被提供給差形成裝置6。
在差形成裝置6中,將兩個(gè)輸入信號(hào)相減,其中,作為輸出信號(hào),計(jì)算差q=ay,calc-ay,meas。在差形成裝置6中求取的差值7被提供給閾值比較器21,在所述閾值比較器中存儲(chǔ)具有斜率q的特征曲線,所述斜率由差q、即差值7得出。因此,閾值比較器21的特征曲線的斜率視所計(jì)算的、局部的橫向加速度ay,calc和所測(cè)量的、全局的橫向加速度ay,meas相互距離多遠(yuǎn)而定地發(fā)生變化。
通過(guò)在裝置22中說(shuō)明的、例如可以作為值存儲(chǔ)在控制裝置中的最小值預(yù)給定/最大值預(yù)給定來(lái)對(duì)閾值比較器21預(yù)給定最小值以及最大值,所述最小值以及最大值分別描述在兩個(gè)橫向方向上的最大允許的、側(cè)面的橫向加速度。所希望的橫向加速度ay,期望通過(guò)在閾值比較器21中的另一特征曲線來(lái)預(yù)給定。從兩個(gè)加速度的差
aδ=ay,期望-ay,ist
可以求取調(diào)節(jié)偏差。如果過(guò)快地穿過(guò)彎道行駛,則aδ為負(fù)并且自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器18必須減速。如果過(guò)慢地穿過(guò)彎道行駛,則aδ為正值并且自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器18可以進(jìn)一步加速。
通過(guò)期望速度值可以獲得一個(gè)接口,所述期望速度值作為未來(lái)的橫向加速度期望值ay,期望描述當(dāng)前的橫向加速度期望值ay,ist加上由差q和可調(diào)節(jié)的因子f組成的乘積,即
ay,期望=ay,ist+q*f
其中,所述因子f代表道路橫向坡度的影響的權(quán)重,借助所述接口在分析處理裝置20的輸出電路17和輸入電路之間廣泛地執(zhí)行并且在沒(méi)有大的匹配措施的情況下在任意地參數(shù)化并且不同地構(gòu)型的車輛中集成常規(guī)的或者自適應(yīng)的行駛速度調(diào)節(jié)器(fgr;afgr)18的控制。