半自动化变道的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的变道辅助系统以及一种车辆和一种用于实施半自动化的两次变道的方法。

背景技术：

变道辅助系统可作为车道保持辅助系统的附加特征提供。自动执行这类动作并同时本身做出执行动作决定的系统被称为自主系统。由于变道始终是一个在全自动系统情况下由车辆本身执行的对安全性苛刻的动作，因此在自主变道系统中必须对用于周围环境和交通监测的传感装置投入较大的人力和物力。

因此，带有自主变道系统的驾驶员辅助系统只能在投入高昂的费用后才可被集成在商用车辆中。这类自主变道辅助系统必须能检测关于车辆周围环境中的交通参与者和接近车辆的详细信息，以便有效地避免事故的发生。此外，对于这类系统，还需要全面了解车道及这些车道上的行驶方向。

此外，在已知的半自动化变道系统中，驾驶员辅助系统虽然自动执行各个变道，但这类变道只能根据驾驶员的指令执行。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种安全可靠、成本经济合理的用于变道的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统在很大程度上减轻驾驶员的负担。

此任务通过独立权利要求的主题加以解决。由从属权利要求以及下列描述中得出根据本发明的其他结构形式。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的变道辅助系统。此时，变道辅助系统具有传感器组件，其中，所述传感器组件被构造用于测算关于车道和其他交通参与者的信息。变道辅助系统还有计算单元，其中，所述计算单元被构造用于测算从最初车道变到相邻第二车道的第一次变道以及随后返回最初车道的第二次变道的运动路径。此外，还设置了输入单元，其中，所述输入单元被构造用于检测车辆操控人员的输入并将其传输给计算单元。最后，变道辅助系统具有执行器单元，其中，所述执行器单元被构造用于根据计算单元的信号实施由计算单元测算并通过车辆操控人员引入的变道。

变道辅助系统尤其可作为超车辅助系统来实施。

传感器组件例如可包括允许检测其他交通参与者并监测其运动的雷达组件。其中，不必如同在自主系统中那样在所有方向都设置传感器。为此，传感器可朝向车辆侧面和朝前、朝向车辆的主行驶方向指向。也可包含倾斜朝后指向的传感器。传感器组件的主要任务是识别交通，用以识别其他交通参与者，并检测它们的行为。行为的一个重要元素例如可以是其它交通参与者的速度。其他参与者在车道上的位置和方向变化可能也很重要。除雷达设备外，也可使用激光雷达传感器或超声波传感器。

计算单元计算出车辆在变道时必须遵循的大概运动路径。计算该大概运动路径可完全已经在第一次变道开始前进行。运动路径是一方面用于变道、另一方面用于保持车道的经平滑的给定轨迹。实施变道的时间的一个限制因素可以是车辆操控人员座位上最高允许出现的侧向加速度。这在例如下雨、下雪或车道结冰等不利天气条件下对于安全性也是决定性的。

例如在相应的传感装置中计算单元可被构造用于匹配运动路径。但首先，变道的最窄容许曲线半径取决于车辆速度。此外，计算单元协调与例如传感器组件、执行器单元或通知单元等外围器件或装置的所有过程。

输入单元是所谓“人机界面”的一部分并且等候车辆操控人员的输入。输入单元可由一个或多个操作器件组成。为此可对两类进行区分。一方面，输入单元可以是不用于在转向或速度匹配的意义上引导车辆的操作器件。例如，闪光灯控制杆就可以是这种输入单元，其中，通过由车辆操控人员操作闪光灯控制杆引入所测算的变道。这例如可以是闪光本身或闪光灯控制杆上的单独功能。也可设置其他的输入单元，例如，单独的按钮、开关或语音控制装置。

但另一方面，输入单元也可以是例如方向盘等用于车辆引导的操作器件，其中，在此情况下车辆操控人员可沿相应方向使方向盘运动来引入所测算的变道。然后，变道辅助系统接管在无需车辆操控人员进一步辅助的情况下实施的超车过程。可能需要例如在偏转方面对所述方向盘运动提出确定的条件。但是，每次方向盘沿所测算的第一次变道的方向偏转也可解释为引入变道过程，尤其是当车道保持辅助系统事先处于被激活状态并且因此通常无须进行手动转向时。

如果车辆操控人员将相应信号传输给了输入单元，则输入单元将该信号传送给计算单元。随后计算单元可协调所计划的变道。

执行器单元通过相应的力作用引导车辆运动。提高发动机功率、制动或转向会对轨迹产生影响。执行器可位于用于引导车辆的控制机构中的一个或多个上。除了调节转向车轮转向角的转向执行器外，例如可在发动机上设置一个相应的调节元件，所述调节元件按照调节来调整发动机功率。制动器也可设置一个通过计算单元控制的执行器。这例如在重新驶入最初车道时非常重要。执行器单元通常配备有相应的带宽，以实施如由计算单元所预给定的动态机动动作。执行器上也可设置用于检测满足度的传感器，该传感器向计算单元反馈：是否可按计算单元所计划的那样实施变道。这尤其可能涉及主行驶方向上的加速度，例如，当重型挂车或车辆的重型负载使得即使在发动机最大功率下也无法达到指定加速度时。

根据本发明的一个方面，车辆以两次自动变道并且根据驾驶员在开始第一次变道时的仅一个动作执行超车过程。

这可能是本发明的有益效果，即不需要像用于自主车辆那样昂贵的传感装置，尽管如此，也减少驾驶员的工作负担。

根据本发明的一个实施形式，变道辅助系统还具有通知单元，其中，所述通知单元被构造用于告知车辆操控人员关于所测算的变道的信息。

通知单元被安装在车辆中，并向车辆操控人员发出通知。这可通过音频信号进行。例如一种可明确分配给变道事件的声音或音列。这也可通过视觉提示来进行。例如，通过平视显示器或下视显示器向车辆操控人员显示可能的变道。例如，也可通过触觉信号将信号传输到车辆的操作器件上。例如，方向盘可自动预给定沿第一次变道方向的小运动，或使方向盘振动。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统被构造用于根据在引入第一次变道前通过车辆操控人员对由通知单元所告知的信息进行的正好一次确认完全自主地执行两次变道。

车辆操控人员的正好一次确认可意味着，两次变道，即到超车道的变道以及返回最初车道的第二次变道，基于仅一次确认来完成。该确认通常在引入第一次变道之前和通知单元显示计划的变道后进行。

可根据通知单元的信息进行输入。这基本上可以同时地或例如在通知单元传输信息后不久进行。如在计算单元中所计划的那样，对于通知后可能输入的时间可限制到一个预先定义的极限值，以确保及时的变道过程。

根据本发明的另一种实施形式，执行器单元被构造用于在第一次变道前和期间提高车辆的速度以及在第二次变道期间和之后降低该车辆的车速。

例如，在车辆操控人员输入之后和随着引入第一次变道，提高车辆的发动机功率，以便在超车过程中提高速度。例如，在只是视野受限或必须考虑对向交通的公路上，这有利于安全。在驶入最初车道时，宜再次减低速度，以防与其他车辆发生碰撞。但也可仅稍微减低或根本不减低所提高的速度，即例如当被超车的障碍明显慢于允许的速度，并且当前的条件也允许以许可的速度行驶时。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统被构造用于，如果传感器组件将关于最初车道上所检测到的障碍的信息传送给计算单元，则不执行到最初车道的第二次变道。

如果例如超过一个障碍并且如果在该超车过程中才识别到另一障碍与第一个障碍的距离非常短而无法安全驶入最初车道，则计算单元可暂时放弃并推迟第二次变道。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统被构造用于，如果传感器组件向计算单元传送关于第二个车道上的一辆或多辆比本车目标速度运动慢的车辆的信息，至少如果这些车辆相对于本车在最小距离内，则不执行到最初车道的第二次变道。

也可规定，只有在低于与第二车道上的所述一辆或多辆车的最小距离时才进行所述信息的传送。

例如，变道辅助系统可设计为，在多个同向车道的情况下，当第二车道上的前车速度比设置的目标速度慢时，不变回最初车道。这防止车辆过于频繁地变回，并在最初车道上每次出现新障碍时必须在第二车道上再次找到一个空隙。车辆的目标速度可在驾驶员辅助系统的恒速控制器中设置。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统还具有存储单元，其中，所述存储单元有一个带有关于车道数量的信息的数字地图，并被构造用于将所述信息传送给计算单元，其中，变道辅助系统被构造用于，只有在数字地图中存储有至少两个车道时，才测算变道。

例如，只要数字地图将例如只有一个车道的信息传输给计算单元，则不测算两次变道，由此排除变道。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统被构造用于，只有当第二车道是用于最初车道上车辆当前主行驶方向的车道时，才测算变道。

在此实施形式中，只有当现有两个车道被认为是同一行驶方向时，才进行变道测算。例如在高速公路上或在有隔离车道的快速道路上情况即如此。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统被构造用于，只有当第二车道为快车道时，才测算变道。

如果一个国家实行的是右行交通，则通常情况下左车道为快车道，即超车车道。根据法律规定，通常禁止在右车道超车。据此，在此实施形式中，只有当能在左车道超车时，才测算变道。由此例如可避免在右车道上超车所造成的危险情形或违法行为。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统被构造用于，只有当计算单元测算出在第二车道上对于车辆存在足够空间时，才测算变道。

例如，如果第二车道变窄而车辆却比安全变换到该车道所要求的宽度更宽，计算单元可放弃或根本不执行所测算的变道。

根据本发明的另一种实施形式，变道辅助系统被构造用于，只有当为了实施所述路径而测算出的时间低于事先规定的持续时间时，才执行变道。

根据周围环境或交通状况的不同，限制超车过程的持续时间非常重要。例如，如果车辆在公路上，那么必须考虑对向交通，快速超车过程有助于安全实施。事先规定的持续时间可以静态实施，也就是说，可将其不变地存储在计算单元或存储单元中，或者也可动态实施，例如，匹配于数字地图中的信息。如果例如发动机转矩传感器或类似传感器与加速度传感器的组合导致车辆的整车质量显著高，则直至完成两次变道的持续时间的计算也可匹配于所述状况。

根据本发明的另一方面，提供一种带有如上所述变道辅助系统的车辆。

根据本发明的另一方面，给出了一种用于车辆的用于实施第一次变道以及随后变到车辆的最初车道的第二次变道的方法，其中，传感器组件测算关于车道和其他交通参与者的信息，其中，计算单元测算第一次变道和随后变到最初车道的第二次变道的运动路径，其中，车辆操控人员在输入单元上执行输入，其中，执行器单元通过车辆的转向运动根据计算单元的信号实施由计算单元测算并通过车辆操控人员确认的变道。

根据本发明的另一方面，给出了一个程序单元，如果在变道辅助系统的计算单元上实施所述程序单元，则所述程序单元促使变道辅助系统实施上述方法。

根据本发明的另一方面，给出了一种计算机可读媒介，在所述计算机可读媒介上存储如上所述程序单元。

附图说明

图1以示意图的方式显示根据本发明的一种实施案例的方法。

图2以示意图的方式显示带有根据本发明的一种实施案例的相应装置的车辆。

图3以示意图的方式显示根据本发明的一种实施案例的变道。

具体实施方式

图中所示是示意图，并未按比例绘制。如果在不同图中使用相同的参考号，那么说明这些是相同或相似器件。

图1显示一种用于车辆1的用于实施第一次变道21以及随后变到车辆1的最初车道的第二次变道22的方法。该方法具有下列步骤：

-通过传感器组件11测算s1关于车道50a、50b以及其他交通参与者的信息，

-通过计算单元12测算s2第一次变道21以及随后变到最初车道50a的第二次变道22的运动路径，

-由车辆操控人员在一输入单元(14)上执行s3输入，并且，

-根据计算单元12的信号通过车辆1的转向运动由执行器单元15实施s4由计算单元12测算并由车辆操控人员引入的变道21、22。

图2是采用变道辅助系统的车辆1，它有传感器组件11、计算单元12、通知单元13、输入单元14以及执行器单元15。

图3是一个用车辆1执行变道的可能实施案例。为此给出两个车道，即右车道50a和左车道50b。在该示例中，当传感器组件11检测到障碍30时，车辆可能首先位于右车道50a。右车道50a即为最初车道。在此示例中，左车道50b是与第一车道50a同向的第二车道。该示例适用右行交通的国家。因此，第一车道50a是名义上的慢车道，而第二车道50b则为名义上的超车道。由于车辆1的速度大于障碍30的速度，车辆1的传感器组件11因此也检测到所述障碍，所以计算单元12测算一个由两次变道21、22组成的可能的超车机动动作。由于传感器组件11的这些传感器朝向侧面并略微向后倾斜，检测不到在第二车道50b上的其他障碍，由此将第二车道视为空闲。因此，计算单元12测算两个变道21和22，其中把第二次变道22指定为返回到右车道50a，并且所述计算单元将信号发送给通知单元13进行通知。通知单元13告知车辆操控人员可能进行的变道21、22。由此车辆操控人员可自行决定，可能是在检查交通状况后决定，他是否同意所建议的变道21、22。如果车辆操控人员同意所建议的变道21、22，那么他通过输入单元14将此告知车辆1。包含用于赞同可能变道的信息的信号由输入单元14传输到计算单元12。然后，计算单元12可把匹配的信号继续传输给用于执行变道21、22的执行器单元15。计算单元12和执行器单元15也可与传感器组件11一起在执行变道21、22期间继续互动，因为原则上按计划执行变道21、22也是控制技术的任务。由于一开始不可能完全能检测所有的干扰变量，因此可能需要通过执行器单元15作一些修正。干扰变量的例子可能是来自侧面的狂风、路面起伏、路面不平整、车轮悬架不对称或弯道，这些都可由车辆转向装置上的执行器应对。

经过主动确认后，现在通过操纵车辆1，尤其是执行器单元15，引入第一次变道21。在本实施案例中，车辆操控人员可通过操作闪光灯控制杆，即向左闪光，进行主动确认。例如，变道21可由两个反向的圆弧和变道21开始和结束时以及转向方向从“向左转向”到“向右转向”变向时各一个过渡阶段组成。现在车辆1在第二车道50b上，并从第一次变道21开始加速。传感器组件识别障碍30被经过并将此报告给计算单元12。计算单元12继续列出第二次变道22'作为尚待执行的任务，一旦以足够的距离超过障碍30，就应执行该任务。但在本实施案例中，传感器组件11在障碍30被经过后可能识别到另一个障碍31，同时检测障碍30和障碍31之间的距离，并将此传输到计算单元12。在本实施案例中情况是，两个障碍30、31之间的距离被计算单元估计为太短，不能保证在第一障碍30后安全执行第二次变道22'。变道22'因此被计算单元放弃，并由计算单元12规定在第二障碍31后的第二次变道22。这也可通过通知单元13告知车辆操控人员。车辆1因此继续留在第二车道50b上，直至传感器组件11将以足够距离超过障碍31的信息传输给计算单元12。如果发生此事件，计算单元12将变道指令传输给执行器单元15，其中该变道22被指定为返回到车辆1的最初车道50a。车辆1从而自动执行第二次变道22并重新回到最初车道50a。

参考号清单

1车辆

11传感器组件

12计算单元

13通知单元

14输入单元

15执行器单元

21第一次变道

22第二次变道

22'第二次变道

50a最初车道

50b第二车道

30障碍

31障碍

s1测算

s2测算

s3执行

s4实施