终结机动车的路肩行驶的辅助装置的制作方法

本发明涉及一种用于终结机动车的路肩行驶的方法、相应的系统和计算机程序。

背景技术：

在机动车路肩行驶时，也就是说，机动车的至少一个车轮位于车道边的路肩上并且至少一个相对置的车轮位于车道上，则会发生μ分离情况(μ-split-situation)。在此，μ代表各个车轮和相应的地面之间的摩擦系数。例如，机动车的左侧车轮位于具有较高摩擦系数的车道上、例如水泥或沥青路上，相对地，机动车的右侧车轮位于具有较低摩擦系数的路肩上、例如草地、碎石或沙石路。当机动车的驾驶员认识到这种情况并且尝试将车辆转向返回到车道上，可能发生的是，驾驶员过度地实施转向控制、制动控制或加速控制，并且结果是机动车失去控制，或者进一步地有意地朝着对置的车道侧的方向运行。由此可能产生严重的事故。

已知的驾驶员辅助系统、如esc系统不能在任何情况下、尤其当驾驶员显示出非常强烈的反应时，阻止车辆的滑移或过度控制。基于摄像机或类似装置的光学的驾驶员辅助系统也不能在所有条件下识别出车道划线或车道边缘，使得这也不能可靠地阻止由于路肩行驶而导致的事故。

在文献ep1350707a2中描述了一种用于在机动车中横向导引辅助的装置。在此，车辆的实际值相对于行驶的车道的边界与额定值相比较。基于比较结果发出用于产生在驾驶员转向作用时辅助驾驶员的转向力矩的指令。根据该辅助装置尤其应阻止，通过对横向导引系统的相反作用妨碍或阻碍驾驶员对车辆控制的主动干预或者导致过度的逆反应或过度反应。横向导引系统因此适合于驾驶员的激烈控制。

技术实现要素：

以此为背景，本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的技术方案，用于终结机动车的路肩行驶，借助该技术方案可以可靠地、快速地和安全地终结路肩行驶。

所述技术问题按照本发明通过一种用于终结机动车的路肩行驶的方法和系统以及计算机程序解决。

改进的技术方案基于的发明构思是，驾驶员对路肩行驶的反应根据其强度被分类，并且根据驾驶员反应可以归入哪个强度类型，实施与驾驶员反应相反的或支持驾驶员反应的对车辆控制的干预。

根据改进的技术方案的第一方面，提供一种用于终结机动车的路肩行驶的方法。在此，借助机动车的探测单元识别出，机动车的车轮位于路肩上。借助机动车的传感器单元检测驾驶员反应、尤其驾驶员对存在的路肩行驶的反应，并且借助机动车的计算单元将所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的一个。如果所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的第一强度类型，则借助机动车的控制单元实施与所述驾驶员反应相反的对车辆控制的干预、尤其自动的或全自动的干预。如果所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的第二强度类型，则借助机动车的控制单元实施支持所述驾驶员反应的对车辆控制的干预、尤其自动的或全自动的干预。

用于终结路肩行驶的方法尤其可以理解为在终结路肩行驶时用于辅助驾驶员的方法。

对车辆控制的干预尤其可以包括对机动车转向的干预、也就是借助控制单元尤其自动实施转向控制和/或对机动车的制动系统的干预，也就是尤其自动或全自动地实施制动、尤其单轮制动干预。

机动车的路肩行驶在此和以下可以理解为，机动车的至少一个车轮在机动车行驶时处于路肩上或内，同时机动车的至少一个另外的车轮、尤其是处于机动车的与上述车轮相对置的侧面上的另外的车轮没有位于路肩上，而是尤其处于车道上。在具有四个车轮的机动车中，在路肩行驶时尤其是例如右侧车轮或左侧车轮位于路肩上，同时所有其它的车轮处于车道上，或者两个右侧车轮或两个左侧车轮位于路肩上，同时其余的两个车轮分别位于车道上。

车道在此和以下可以理解为固定区域，所述固定区域，也就是尤其固定街道，例如沥青街道、水泥街道或铺石路面设定用于正常的机动车行驶。

路肩在此和以下可以理解为在车道旁的非固定区域，尤其在车道侧面旁边。路肩可以例如具有草地层、碎石层、碎石草坪或其他非固定覆层。路肩的表面特性尤其不同于车道的表面特性。

机动车的车轮在车道和路肩上的各个摩擦系数尤其是不同的。在车道上的摩擦系数尤其高于在路肩上的摩擦系数。在路肩行驶时相应地出现所谓的μ分离情况。

探测单元例如可以包括摄像系统和/或用于探测机动车的车轮运动的系统。探测单元也可以包括用于探测车轮状态值、如车辆加速度、偏转比率、车轮转速的系统或用于识别车道表面的特性的传感器系统。由此，探测单元、尤其与计算单元一同可以计算机动车的至少一个车轮处于路肩上的概率的特征值。为此例如可以确定机动车的车轮转速的时间上的变化曲线、车轮打滑的时间上的变化曲线、横向加速度的时间上的变化曲线、纵向加速度和/或竖向加速度的时间上的变化走向、机动车的偏转比率的时间上的变化曲线、机动车的一个或多个车轮的弹簧压缩行程的时间上的变化曲线或者机动车的一个或多个减震器、尤其车轮减震器的减震器加速度的时间上的变化曲线。

当探测单元具有光学系统、光学传感器系统、例如摄像头系统或光学雷达系统、或雷达系统时，由此可以例如监测机动车的周围环境并且可以识别机动车的周围环境内的车道划线、车道边缘或其他基础设施标记，并且基于此可以相对于车道或车道边界侧向地确定机动车的位置。以这种位置也可以探测路肩行驶的存在。

驾驶员反应尤其可以包含手动的转向、手动的制动或手动地操作驱动元件或用于对机动车加速的行驶踏板或者用于驱动机动车的行驶踏板。

驾驶员反应尤其归入至少两个强度类型中的一个，方式是，确定驾驶员反应的强度或强度的特征值，并且基于强度或特征值归入两个强度类型中的一个。

驾驶员反应的强度例如可以取决于驾驶员的转向控制的转向强度或者驾驶员的制动控制的制动强度和/或驾驶员踏板被驾驶员操作的强度。转向强度例如可以取决于转向操纵的转向角度值、在转向操纵时的转向角加速度和/或转向角速度。制动强度例如可以取决于在制动操纵时的制动踏板行程、在制动操纵时的制动踏板速度和/或在制动操纵时的制动压力。

与驾驶员反应相反的对车辆控制的干预尤其具有与驾驶员反应的作用相反的作用。相反的干预则尤其减弱了驾驶员反应的作用。相反的干预尤其使得机动车朝路肩的方向运动或者朝车道的运动减弱。这种与驾驶员反应相反的干预尤其可以称为稳定化措施。

支持驾驶员反应的对车辆控制的干预尤其具有与驾驶员反应的作用相同的、尤其增强驾驶员反应的作用的作用。支持的干预尤其使得机动车朝车道的方向运动或者增强机动车的朝车道的方向的运动。这种干预尤其可以称为敏捷化措施。

借助控制单元实施对车辆控制的干预，可以包括一个或多个行为、例如一个或多个转向行为，也就是对机动车的转向装置或转向系统的干预，和/或一个或多个制动行为、也就是对机动车的制动系统的干预。

识别出车轮位于路肩上的步骤、检测驾驶员反应的步骤、将驾驶员反应归入至少两个强度等级中的一个的步骤以及实施与驾驶员反应相反的对车辆控制的干预或支持驾驶员反应的对车辆控制的干预的步骤例如可以不断地重复，直至借助探测单元识别到路肩行驶终结，尤其车辆的车轮不再位于路肩上。

根据参照改进的技术方案的用于终结路肩行驶的方法，分别根据驾驶员反应可以实施不同作用的自动的修正或对车辆控制的干预。这是有利的，毕竟由于存在μ分离情况。尤其当驾驶员识别到存在路肩行驶时，驾驶员可能由于作为驾驶员反应的过度的转向和/或制动而发生过度反应。在这种例如相应于第一强度类型的驾驶员反应的情况下，可以借助所述方法根据控制单元实施相反的对车辆控制的干预，以便减弱驾驶员的过度反应。但如果驾驶员适度地反应或较低程度地反应，则适宜的是，通过支持的对车辆控制的干预使驾驶员敏捷，也就是根据第二强度类型增强驾驶员反应。两种情况都涵盖在根据改进的技术方案的方法中并且分别尽可能快速地、安全地和可靠地终结路肩行驶。

尤其可以通过改进的技术方案降低基于驾驶员的过度反应、尤其对机动车的过度操控或机动车的滑移而产生的风险。相反地，在驾驶员做出适度反应时，可以根据改进的技术方案特别快速地且可靠地终结路肩行驶。

根据参照改进的技术方案的用于终结路肩行驶的方法的至少一个实施方式，借助计算单元确定驾驶员反应的强度并且根据确定的强度将驾驶员反应归入至少两个强度类型中的一个。

根据至少一个实施方式，当驾驶员反应的强度处于第一强度范围内时将驾驶员反应归入第一强度类型，并且当驾驶员反应处于第二强度范围内时将驾驶员反应归入第二强度类型，其中，第一强度范围具有比第二强度范围更大的强度值。

根据至少一个实施方式，如果所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的第三强度类型，则借助所述控制单元不实施对车辆控制的干预。

如果驾驶员反应的强度处于比第二强度范围更小的强度值的第三强度范围内，则驾驶员反应例如可以归入第三强度类型。

如果驾驶员没有反应、尤其没有尝试将机动车从路肩转移出，则驾驶员反应的强度例如可以位于第三强度范围内。

在这种情况下没有实施自动的对车辆控制的干预，这可能对于驾驶员来说是感到意外的，由此提供了安全性。

根据至少一个实施方式，如果所述驾驶员反应归入第三强度类型，则借助所述控制单元发出警报信号。借助警报信号，例如可以提醒驾驶员存在路肩行驶，由此采取用于离开路肩的措施。

根据至少一个实施方式，如果所述驾驶员反应归入第一强度类型，则借助所述控制单元实施对位于路肩上的车轮的单轮制动干预，作为与所述驾驶员反应相反的干预。

通过对处于路肩上的车轮的单轮制动干预，减少了相对于驾驶员的手动的转向动作的偏移行为。处于路肩上的车轮的侧向力潜力同样可以被降低。由此可以缓和当处于路肩上的车轮重新返回到车道上时由于摩擦系数分离情况所导致的侧向力突变。最后例如降低了由于处于路肩上的车轮在到达车道时出现的偏移力矩或横向加速度突变。结果是，机动车可以被更好地控制并且可以避免不稳定的行驶状况。

根据至少一个实施方式，如果所述驾驶员反应归入第一强度类型，则借助所述控制单元自动地实施朝路肩方向的转向干预，作为与所述驾驶员反应相反的干预。

通过朝路肩方向的转向干预，减少、缓和或避免了驾驶员对机动车的过度控制。

根据至少一个实施方式，如果所述驾驶员反应归入第二强度类型，则借助所述控制单元自动地实施对机动车的另外的车轮的单轮制动干预，其中，所述另外的车轮没有位于路肩上，以便实施支持所述驾驶员反应的干预。

在此尤其涉及转弯的单轮制动干预。由此提高了在驾驶员的转动反应方面的偏移行为，并且已经提前抑制了驾驶员的可能的过度反应。

根据至少一个实施方式，如果所述驾驶员反应归入第二强度类型，则借助所述控制单元实施远离路肩方向的转向干预，作为支持所述驾驶员反应的干预。

由此可以尤其更快速地终结路肩行驶。

根据至少一个实施方式，借助所述计算单元确定所述驾驶员反应的至少一个强度参数。借助计算单元根据至少一个强度参数将所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的一个。

根据至少一个实施方式，借助计算单元确定驾驶员的转向操纵的转向强度和/或驾驶员的制动操纵的制动强度和/或驾驶员的有意的加速操纵的加速强度，以便确定强度参数。

为了确定转向强度，例如可以确定在预设的时间段内的转向角速度和/或转向角的值。为了确定制动强度，例如可以确定尤其在预设的时间段内的制动压力、制动踏板行程、制动踏板速度和/或制动踏板加速度。

为了确定加速强度、尤其有意的加速的强度，例如可以确定行驶踏板行程、行驶踏板压力、行驶踏板加速度和/或行驶踏板速度。

根据改进的技术方案的另外的独立方面提供一种用于终结机动车的路肩行驶的系统，其中，所述系统包含探测单元，该探测单元设置用于识别出，机动车的车轮位于路肩上。所述系统还具有传感器单元，该传感器单元设置用于检测驾驶员反应；和计算单元，该计算单元设置用于将所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的一个。所述系统还具有控制单元，该控制单元设置为，如果所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的第一强度类型，则实施与所述驾驶员反应相反的对车辆控制的干预。所述控制单元还设置为，如果所述驾驶员反应归入至少两种强度类型中的第二强度类型，则实施支持所述驾驶员反应的对车辆控制的干预。

用于终结路肩行驶的系统的另外的实施方式直接来自于根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的方法的不同的设计方案和实施方式，并且反之亦然。根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的系统尤其设计或编程为，实施根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的方法，或者根据改进的技术方案的系统实施根据改进的技术方案的方法。

根据改进的技术方案的另外的独立方面，提供一种具有指令的计算机程序，在通过根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的系统、尤其通过所述系统的计算单元运行所述计算机程序时，所述指令使所述系统执行根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的方法。

根据改进的技术方案的另外的独立方面，提供一种计算机可读取的存储介质，在所述存储介质上存储有根据改进的技术方案的计算机程序。

根据改进的技术方案的另外的独立方面提供一种机动车，所述机动车包含根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的系统和/或根据改进的技术方案的计算机可读取的存储介质。

本发明还包括按照本发明的方法的具有技术特征的改进方案，如已结合按照本发明的系统的改进方案所述的那样。由此按照本发明的方法的相应的改进方案必要时不进行再次阐述。

本发明还包括所述的实施方式的技术特征的组合。

附图说明

以下阐述本发明的实施例。在附图中：

图1示出机动车的示意图，所述机动车具有根据改进的技术方案的系统的示例性的实施方式；

图2示出根据改进的技术方案的方法的示例性的实施方式的流程图。

以下阐述的实施例涉及的是本发明优选的实施形式。在所述实施例中，实施形式的所述部件分别表示本发明单独的、相互独立考虑的特征，这些特征也可以相互独立地改进本发明并且也可以单独地或不同于所示组合地当作本发明的组成部分。此外所述实施形式也可以通过本发明已述的其他特征被补充。

在附图中功能相同的元件分别设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出机动车1，所述机动车包含根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的系统5。

所述机动车1在图1的左侧位于车道2上，所述车道2例如在机动车1的右侧通过路肩4限定边界。在图1的中央图像中，机动车1的右侧车轮位于路肩上，同时机动车1的左侧车轮始终在车道2上，从而存在路肩行驶。在图1的右侧图像的下方示出，机动车1根据改进的技术方案在实施用于终结路肩行驶的方法之后重新完全在车道2上行驶。在图1的右侧图像的上方示出另外的机动车3，该另外的机动车3沿着反向于机动车1的行驶方向的方向在车道2上行驶。如果机动车1的驾驶员出现过度反应，尤其在没有根据改进的技术方案的方法或系统的情况下行驶时，可能造成机动车1进入对向车道并且与另外的机动车3相撞，如虚线所示地。

用于终结路肩行驶的系统5包括探测单元6、传感器单元7、计算单元8和控制单元9。可选地，所述系统5可以包括计算机可读取的存储介质22，根据改进的技术方案的计算机程序可以存储在所述存储介质中并且借助计算单元8可以执行所述计算机程序，以便实施根据改进的技术方案的方法。

结合图2进一步阐述系统5的功能。

在图2中示出根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的方法的示例性的实施方式的流程图，所述方法例如可以通过如图1所示的机动车1的系统5实施。

如果机动车1以左侧车轮或右侧车轮在路肩4上行驶时，如图1的中央所示地，则系统5可以实施多级的方法，以便在机动车1从路肩4返回时辅助驾驶员，尤其用于避免机动车的危急状态。

在此，所述系统5可以尤其在从路肩4转出时通过对机动车1的车辆控制的干预而辅助驾驶员。干预的方式在此尤其取决于驾驶员反应的方式方法、尤其驾驶员反应的强度。如果驾驶员过度反应，例如由于非常强劲的转向作用和/或制动作用加上强劲的转向作用，则系统5可以通过与驾驶员反应相反的干预而稳定车辆特性。如果驾驶员没有过度反应，而是例如适度地实施转向作用和/或制动作用，其中不会出现不稳定的车辆反应，则可以借助系统5实施支持驾驶员反应的干预、也就是实施对车辆控制敏捷的干预。

在所述方法的步骤10中，可以借助探测单元6例如检测机动车1的车轮是否位于路肩4上。在步骤11中确定探测单元6是否识别出存在路肩行驶。如果不存在路肩行驶，则通过所述方法的步骤21继续实施并且在没有系统5的进一步行动的情况下继续进行机动车1的正常行驶。

如图1的中央所示地，如果存在路肩行驶，则在所述方法的步骤12中借助传感器单元7检测驾驶员的反应、也就是驾驶员反应。在所述方法的步骤13中例如可以借助计算单元、尤其根据传感器单元7的一个或多个输出信号检测，驾驶员是否采取了措施，以便机动车1从路肩4转出。

如果驾驶员尤其采取手动的转向控制，则在步骤14中检测，是否存在驾驶员的过度反应或者驾驶员反应的强度过高。如果可以识别到例如驾驶员的强劲的手动转向操纵或强劲的制动操纵连同转向操纵，则该驾驶员反应归入第一强度等级。相应地在所述方法的步骤15中例如自动地通过控制单元9对至少一个处于路肩4上的车轮实施单轮制动干预，以便降低在驾驶员的转向操纵方面的偏转行为。由此，通过制动力降低在路肩上的轮胎的侧向力潜能并且由此减轻侧向力突变。减小到达固定车道时的偏转力矩或偏转加速度突变。但是，机动车1保持可控并且可以避免不稳定的行驶特性。备选或附加地，在步骤15中也可以自动地通过控制单元9进行朝路肩4转向的转向干预。为此，所述控制单元9可以例如对机动车1的转向系统设定转向力矩或转向角度。如果不希望出现对驾驶员可感知的转动运动或对驾驶员可感知的转向力矩，则备选地可以使用线控转向系统，该线控转向系统在方向盘不动的情况下能使车轮转向。有利的是，例如在abs干预时在路肩行驶过程中在对系统5没有另外的制动干预的情况下继续进行转向。由此可以避免潜在的与abs系统的冲突情况。步骤15中采取的稳定措施在步骤18中继续进行，例如直至机动车1从路肩4离开。例如在步骤19中检测机动车1是否从路肩4离开。步骤18和19可以重复地实施。如果机动车1离开路肩4，则在步骤20中结束稳定措施并且在步骤21中继续进行正常行驶。

如果在步骤14中确定，驾驶员没有反应过度，也就是说驾驶员尤其采取适当的转向操纵和/或制动操纵，则该驾驶员反应归入第二强度等级。相应地，在步骤16中例如自动地通过控制单元9对机动车1的位于车道2上的车轮实施转向的单轮制动干预，以便支持驾驶员的反应。由此，提高了在驾驶员的转向操纵方面的偏转行为，这会有助于离开路肩4。由此，尤其已提前对驾驶员的可能的过度反应做出了反作用，驾驶员可能的过度反应可以由于摩擦系数分离情况所导致的偏转行为的不希望的降低而出现。备选或附加地，通过朝车道2的转向干预实现从路肩4返回到车道2上。为此，也可以相应地再次对机动车1的转向系统设定转向力矩或转向角度。在此也可以使用线控转向系统。步骤16中实施的敏捷措施在步骤18中继续进行，直至机动车1离开路肩4，在步骤18和19中重复地检测机动车1是否离开路肩4。如果在步骤19中尤其借助探测单元6确定，机动车1离开了路肩4，则在步骤20中结束敏捷措施并且在步骤21中继续进行机动车1的正常行驶。

如果在步骤13中确定，驾驶员没有采取用于离开路肩4的措施，也就是尤其没有实施或仅实施了非常轻微的转向操纵，则该驾驶员反应归入第三强度等级。相应地，在步骤17中例如借助计算单元8或控制单元9向驾驶员输出警报信号。由此提醒所述驾驶员，他在路肩4上行驶。为了警告驾驶员，例如可以使用声学的警报信号、光学的警报信号、例如以光信号的形式或报文、或触感的警报信号、例如以方向盘振动或转向力矩的形式，以便给驾驶员适当的反馈。也可以使用这些警报信号的组合。

警报分别根据驾驶员的反应可以是多级的。在此，在不同的警报级别中使用不同的警报信号强度或不同的警报信号类型。持续警报直至机动车1离开路肩4，在步骤19中借助探测单元6确定机动车1是否离开路肩4。如果机动车1离开了路肩4，则在步骤20中终止警报并且在步骤21中继续进行正常行驶。

所述的用于稳定措施、敏捷措施和警报的多级的策略在从车道脱离的情况下在从路肩返回直至继续正常行驶时辅助驾驶员。车轮选择性的制动干预根据改进的技术方案可以例如带有对其它功能、例如其它驾驶员辅助系统的抑制作用。若驾驶员例如在离开路肩时同时实施强劲的制动，则例如在机动车的所有四个车轮上可以实施制动。为了稳定机动车或使机动车敏捷运行，在这种情况下可能需要减少对弯道内侧的车轮或对弯道外侧的车轮的制动作用。如果在弯道行驶时出现紧急制动情况并且例如无法避免相撞，则为了稳定化或敏捷化可以为了离开路肩而停止制动干预，以便不会抑制紧急制动。

车辆从车道脱离进入非固定侧面空间可能是在道路交通中的多种严重事故的原因。在尝试车辆返回到车道上时，这种紧急的行驶状况可能尤其由于驾驶员做出的对转向和/或制动的强劲和/或快速的作用而更为严峻。如果车辆通过车辆一侧的车轮进入车道旁的路肩上，并且机动车的驾驶员尝试将车辆返回到车道上，则前轮首先从路肩行驶到车道上。由此，该前轮在从路肩到固定车道的过渡过程中承受摩擦值的突变，摩擦值突变导致侧向力突变和由此导致偏转力矩突变。如果前轮和后轮同时经历从路肩到固定车道的过渡，则会出现横向加速度突变。在这两种情况下，车辆经历较高的横向加速度。如果驾驶员在这种情况下强劲地转向并且必要时同时还制动，则会给机动车的前桥进一步加负荷并且给后桥去负荷，这可能进一步加剧了偏转力矩突变的效果。

这种驾驶员不希望的机动车行驶状态和随之较高的侧滑角例如可能导致，车辆不是如驾驶员希望地稳定地返回到原始的车道上，而是进一步有意地向内转动并且过度控制并且进入超车车道内或对向交通中，又或者驶入对置侧面的公路排水沟中。这种失控可能导致严重事故。借助根据改进的技术方案的用于终结路肩行驶的方法和系统可以避免所描述的这种事故。

附图标记列表

1机动车

2车道

3机动车

4路肩

5系统

6探测单元

7传感器单元

8计算单元

9控制单元

10-21方法步骤

22存储介质