自动化引导车辆的方法、行驶控制单元和车辆技术

本发明专利技术涉及一种沿预定的目标轨迹自动化引导车辆(1)的方法，目标轨迹通过几何学轨迹参量表征出，方法至少具有如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化引导车辆的方法、行驶控制单元和车辆


[0001]本专利技术涉及一种用于自动化引导车辆的方法、执行方法的行驶控制单元以及车辆。

技术介绍

[0002]根据现有技术已知，自动化驱控车辆具有“虚拟驾驶员(虚拟司机)”，其通过电子VD单元实施并且在其中自动化规定目标轨迹，车辆应沿该目标轨迹自动化运动。在此，通过外部环境检测监控，车辆是否实际沿目标轨迹运动。当车辆的当前位置和目标轨迹之间有实际偏差时，基于此在第一运动调节单元内获知调节参量，借助其自动化驱控驱动系统和/或制动系统和/或转向系统的相应执行器，使得车辆位置又接近目标轨迹。为了完成该任务，第一运动调节单元提供车辆的模型、参数和测量参量以及调节技术的措施。
[0003]在这里问题是，执行器借助调节参量驱控时仅在车辆实际速度较低情况下以及在车道摩擦系数较高情况下可以确保车辆的稳定性。然而，自动化驱控车辆，例如商用车辆或公共汽车(其按照根据在SAE等级在3～5之间的自动化等级驱控)，也在实际速度较高情况下以及在车道摩擦系数较低情况下运行。因而利用这种第一运动调节单元无法在每种自动化驾驶情况下确保稳定的行驶状态，从而可能出现不期望的行驶状态。
[0004]此外还已知稳定性调节系统，其通过在危急稳定性的驾驶情况下自动化干预驱动系统和/或制动系统和/或转向系统给手动驾驶员提供支持，其中，这例如在WO 2017/102682 A1或CN109017758A中说明。然而这种稳定性调节系统与手动驾驶员的行为协调一致，从而它们并非在所有驾驶情况都可用于具有自动化预定的目标轨迹的自动化驾驶情况。在此区别在于，驾驶员的反应无法预测，然而其可继续监控驾驶并且对系统反应做出响应。
[0005]此外在EP2261093A1中设置的是，依赖于驾驶员的行为监控车辆未来路径的横摆率。在此，结合当前状态参数和车道曲线获知驾驶员可能沿其手动引导车辆的模拟轨迹。依赖于此进行行驶状态的与横摆率有关的评估。在US2007185638A、CN109050658A和CN109552312A中，在辅助功能范围内依赖于横摆率控制手动控制的车辆，以便设定稳定的行驶状态。
[0006]在DE 102016005966A1、DE102014008199A1和US2015105990A中还设置有横摆率监控，其中，设定修正角，以保持车辆稳定。在US2007008090A中还设置有通过预测性获知驾驶员手动预定的轨迹来阻止倾覆。
[0007]在US2018297587A1中设置的是，在当前时间点和未来时间点，根据对驱动系统和/或制动系统和/或转向系统(同样当前时间点和/或未来时间点)的自动化预定的要求获知理想状态矢量。接着，根据该理想状态矢量获知目标横摆力矩并且将该横摆力矩提供给稳定性调节，其又自动化影响车辆动态，以避免不稳定性。因而行驶状态结合自动化预定的目标要求获知并且执行与横摆力矩有关的稳定性调节。

技术实现思路

[0008]本专利技术任务是说明一种用于自动化引导车辆的方法，其确保安全且可靠地运行车辆。任务还是说明一种行驶控制单元以及车辆。
[0009]该任务通过根据独立权利要求的方法、行驶控制单元以及车辆解决。从属权项说明优选改进方式。
[0010]相应地，根据本专利技术设置有一种用于以实际速度沿预定的目标轨迹自动化引导车辆的方法，其中，目标轨迹通过几何学或运动学轨迹参量表征出，所述方法至少具有如下步骤：
[0011]‑
优选在VD单元内，在当前时间点和/或确定的时间间隔之内的未来时间点获知车辆与目标轨迹的实际偏差；
[0012]‑
将获知的实际偏差输出至第一运动调节单元并且依赖于获知的实际偏差生成调节参量，使得在车辆偏离目标轨迹时，在自动化驱控车辆的驱动系统和/或制动系统和/或转向系统的情况下，使所述车辆依赖于所生成的调节参量在当前时间点和/或确定的时间间隔之内的未来时间点接近所述目标轨迹，
[0013]‑
(在第二运动调节单元内)获知当车辆依赖于所生成的调节参量接近目标轨迹时在当前时间点和/或未来时间点是否存在不期望的行驶状态，其中，依赖于几何学轨迹参量从预定的目标轨迹(其表征出目标轨迹)获知不期望的行驶状态；并且
[0014]当确认在当前时间点和/或未来时间点存在不期望的行驶状态时，
[0015]‑‑
依赖于所生成的稳定性参量自动化驱控车辆；和/或
[0016]‑‑
调整目标轨迹。
[0017]在此，当存在不期望的行驶状态时调节参量被稳定性参量覆盖，或者然而相应地依赖于稳定性参量调整调节参量，以便响应于不期望的行驶状态。车辆的自动化驱控可以根据获知的行驶状态来调整。代替依赖于稳定性参量的调整或者除了依赖于稳定性参量的调整之外，也可以直接调整目标轨迹，从而已经给运动调节器预定经调整的目标轨迹并且不再强制需要依赖于稳定性参量的调整。车辆自动沿预定路径运动，在其上不再出现或者仅经弱化地出现当前已知的不期望的行驶状态。该经调整的目标轨迹可以作为“预定轨迹”再次提供给根据本专利技术的方法。
[0018]按照有利方式由此实现：可以直接结合目标轨迹(也就是优选通过车辆的各个目标位置和配属于其的目标旋转在几何学方面说明的和通过自动化驱控车辆在未来应当驶过的路径)检查：车辆是否在当前或未来有不稳定或者说不期望的行驶状态的倾向。由此省略对所处理的和已经输出的要求的相应不准确的分析，从而将由虚拟驾驶员预定的路径直接考虑用于评估稳定性。这使得更准确地且与所应用的执行器或预先处理无关地在输出各个要求至驱动系统、制动系统或转向系统之前获知不期望的行驶状态。由此提高灵活性。总而言之，所述方法的目标是，例如在横向动态较高或摩擦系数较低时不再支持人类驾驶员，而是在驶过由“虚拟驾驶员”预定的目标轨迹(目标位置和目标旋转)时在完全相同状况下支持“虚拟驾驶员”。“虚拟驾驶员”在此在自动化控制的车辆中通过电子VD单元实现。在这里，在VD单元中规定车辆应当沿其自动化运动的目标轨迹。
[0019]优选设置的是，在根据本专利技术的方法中
[0020]‑
在VD单元中执行：获知车辆与目标轨迹的实际偏差；
[0021]‑
在第一运动调节单元中执行：依赖于获知的实际偏差生成调节参量；和
[0022]‑
在第二运动调节单元中执行：获知在当前时间点和/或未来时间点是否存在不期望的行驶状态，其中，
[0023]‑
在第一运动调节单元中生成调节参量与在第二运动调节单元中获知不期望的行驶状态无关地执行；和/或
[0024]‑
在VD单元中获知实际偏差与在第二运动调节单元中获知不期望的行驶状态无关地执行。
[0025]借此通过第二运动调节单元有利地在具有“虚拟驾驶员”(其自动化预定目标轨迹)且具有自动化实现沿目标轨迹的运动的第一运动调节单元的车辆内提供了简单地扩展现有的自动化调节系统的可能性，其中，利用该扩展可以附加避免危急稳定性的状态。由此，提供根据本专利技术的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于以实际速度(vIst)沿预定的目标轨迹(TS)自动化引导车辆(1)的方法，其中，所述目标轨迹(TS)通过几何学轨迹参量(kG)表征出，所述方法至少具有如下步骤：
‑
获知所述车辆(1)与所述目标轨迹(TS)的实际偏差(dTS)(ST1)；
‑
输出获知的实际偏差(dTS)并且依赖于获知的实际偏差(dTS)生成调节参量(GA10、GB10、GL10)(ST3)，使得当所述车辆(1)偏离所述目标轨迹(TS)时，在自动化驱控所述车辆(1)的驱动系统(7)和/或制动系统(8)和/或转向系统(9)的情况下，使所述车辆(1)依赖于所生成的调节参量(GA10、GB10、GL10)接近所述目标轨迹(TS)，
‑
获知当所述车辆(1)依赖于所生成的调节参量(GA10、GB10、GL10)接近所述目标轨迹(TS)时在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)是否存在不期望的行驶状态(Z1u)，其中，依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)获知所述不期望的行驶状态(Z1u)(STS2、STS3、STS4、STS5)；和
‑
当确认在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)存在不期望的行驶状态(Z1u)时，
‑‑
依赖于生成的稳定性参量(GA21、GA23、GB21、GB23、GBL、GL21、GLK)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)和/或
‑‑
调整所述目标轨迹(TS)(STS5)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还依赖于关于所述车辆(1)的车辆信息(IF)和/或所述车辆(1)的车辆实际动态(FDIst)和/或用于驱控所述驱动系统(7)和/或所述制动系统(8)和/或所述转向系统(9)的目标要求(AS11、AS12)，来获知在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)是否存在不期望的行驶状态(Z1u)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，依赖于所述实际偏差(dTS)获知所述目标要求(AS11、AS12)，其中，
‑
通过纵向目标要求(AS11)修正所述车辆(1)在所述车辆(1)的行驶方向(FR)上与所述目标轨迹(TS)偏差的位置(P1)和/或实际旋转(PhiIst)，并且
‑
通过横向目标要求(AS12)修正所述车辆(1)在垂直于行驶方向(FR)上与所述目标轨迹(TS)偏差的位置(P1)和/或实际旋转(PhiIst)。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，依赖于所述实际偏差(dTS)获知驱动调节参量(GA10)和/或制动调节参量(GB10)和/或转向调节参量(GL10)作为调节参量(GA10、GB10、GL10)，其中，
‑
所述车辆(1)的驱动系统(6)能够依赖于所述驱动调节参量(GA10)自动化驱控，
‑
所述车辆(1)的制动系统(7)能够依赖于所述制动调节参量(GB10)自动化驱控，
‑
所述车辆(1)的转向系统(8)能够依赖于所述转向调节参量(GL10)自动化驱控，以便使所述车辆(1)的位置(P1)和/或实际旋转(PhiIst)接近所述目标轨迹(TS)。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)得到所述车辆(1)在当前时间点(t0)是不稳定的和/或在未来时间点(tZ)面临不稳定状态时，获知：存在不期望的行驶状态(Z1u)。6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当目标横摆率(GSoll)和实际横摆率(GIst)之间的横摆率偏差(dG)在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过偏差边界值(dGW)时，获知：存在不期望的行驶状态(Z1u)，其中，在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)依赖于所述几何学轨迹参量(kG)间接或直接从预定的目标轨迹(TS)得到所述目标横
摆率(GSoll)。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当超过所述偏差边界值(dGW)时，依赖于所述横摆率偏差(dG)生成和输出
‑
用于限制所述车辆(1)的实际速度(vIst)的第一驱动稳定性参量(GA21)和/或
‑
用于降低所述车辆(1)的实际速度(vIst)的第一制动稳定性参量(GB21)作为稳定性参量(GA21、GB21)，使得在依赖于所述第一驱动稳定性参量(GA21)和/或所述第一制动稳定性参量(GB21)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)的情况下，所述车辆(1)的实际速度(vIst)不超过预定的边界速度(vGrenz)(STS2.1)。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，当超过所述偏差边界值(dGW)时，依赖于所述横摆率偏差(dG)生成和输出
‑
用于使所述车辆(1)因车轮而异地减速的第二制动稳定性参量(GBL)和/或
‑
用于转向所述车辆(1)的第一转向稳定性参量(GL21)作为稳定性参量(GBL、GL21)，使得在依赖于所述第二制动稳定性参量(GBL)和/或所述第一转向稳定性参量(GL21)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)的情况下，所述实际横摆率(GIst)接近所述目标横摆率(GSoll)(STS2.2)。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一驱动稳定性参量(GA21)和/或所述第一制动稳定性参量(GB21)和/或所述第二制动稳定性参量(GBL)和/或所述第一转向稳定性参量(GL21)依赖于横摆率偏差变化(dGC)来生成，其中，所述横摆率偏差变化(dGC)说明了所述横摆率偏差(dG)自当前时间点(t0)开始如何变化。10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，生成和输出第二转向稳定性参量(GLK)，用以阻止不期望的行驶状态(Z1u)，其中，所述第二转向稳定性参量(GLK)
‑
依赖于所述车辆(1)的实际速度(vIst)和/或由所述目标轨迹(TS)推导出的目标转弯半径(RSoll)来生成(STS3.1)，和/或
‑
依赖于制动横摆力矩(JB)来生成(STS3.2)，其中，所述制动横摆力矩(JB)依赖于所述车辆(1)的车轮(1f)上的逐侧不同作用的车轮滑移(s1f)来获知，和/或
‑
在考虑当前车辆质量(M1)的情况下依赖于所述车辆(1)相对于车道(2)的倾斜角(NIst)来生成(ST3.3)。11.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当所述车辆(1)的横向加速度(aq)在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过边界横向加速度(aqG)时，获知：存在不期望的行驶状态(Z1u)(STS4)。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在当前时间点(t0)测量所述横向加速度(aq)和/或针对未来时间点(tZ)依赖于所述几何学轨迹参量(kG)从预定的目标轨迹(TS)估计所述横向加速度(aq)。13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，当在当前时间点(t0)和/或未来时间点(tZ)超过所述边界横向加速度(aqG)时，生成和输出第二驱动稳定性参量(GA23)和/或第三制动稳定性参量(GB23)作为稳定性参量(GA23、GB23)，使得在依赖于所述第三制动稳定性参量(GB23)和/或所述第二驱动稳定性参量(GA23)自动化驱控所述车辆(1)(ST5)的情况下，所述车辆(1)的横向加速度(aq)下降至所述边界横向加速度(aqG)或者低于所述边界横向加速度。
14.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，依赖于稳定性指示器(SI)调整所述目标轨迹(TS)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯，
申请(专利权)人：采埃孚商用车系统全球有限公司，
类型：发明
国别省市：