距离调控系统、机动车以及计算机程序产品的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于自动地调节机动车(4)到前方行驶的机动车(6)的距离(Ds)的距离调控系统(7)，该距离调控系统(7)具有用于检测到前方行驶的机动车(6)的距离(D)的至少一个传感器(10)，其中，设有用于检测前方路段(8)的路线检测装置(18)，距离调控系统(7)还具有控制装置(12)，该控制装置(12)设置用于，?向机动车(4)的驱动器(17)传递加速指令，?当到前方行驶的机动车(6)的距离(D)增大或自由的直线行驶时以预设的加速度(Al)加速，?当路线检测装置(18)识别出前方弯道时，确定预期横向加速度(Aq)并且根据预期横向加速度(Aq)调节纵向加速度(Al)。本发明还涉及一种相应的机动车(4)和相应的计算机程序产品。
【专利说明】
距离调控系统、机动车以及计算机程序产品
技术领域
[0001]本发明涉及一种距离调控系统、机动车以及计算机程序产品。距离调控系统用于自动地调节机动车到前方行驶的机动车的距离。
【背景技术】
[0002]开头所述类型的距离调控系统在现有技术中已知。相应的距离调控系统一般也称作距离调控速度控制器。已知的系统测量到前方行驶的机动车的距离并且将配有该距离调控系统的机动车保持与前方行驶的机动车间隔一定的距离。这一距离会与速度有关。若前方行驶的机动车离开了那里并由此增大了这两个机动车之间的距离，则距离调控系统将机动车以预设加速度加速。在达到预设速度之前，一直维持该加速度。
[0003]DE102005027655A1描述一种具有与导航系统的接口的行车辅助系统。该行车辅助系统是ACC-系统，该ACC-系统设计用于，在前方行驶的参考车辆消失时将自己的机动车沿纵向加速，使得与即将到来的路段弯道相应地适配机动车的速度。ACC-系统在此从机动车的导航系统中获得有关路段弯道，尤其是高度轮廓的信息。
[0004]已知方法的缺点是，虽然在直线道路上优化了所选的纵向加速度，但在弯道路段上，机动车的纵向加速度与横向加速度结合导致较高的整体加速度。
【发明内容】
[0005]因此本发明所要解决的技术问题是，改进开头所述类型的距离调控系统，使得该距离调控系统更好地适合用于在弯道上行驶。
[0006]该技术问题通过一种用于自动地调节机动车到前方行驶的机动车的距离的距离调控系统解决，该距离调控系统具有至少一个传感器用于检测到前方行驶的机动车的距离，其中，设有用于检测前方路段的路线检测装置，以及距离调控系统还具有控制装置，该控制装置设置用于:向机动车的驱动器传递加速指令；当到前方行驶的机动车的距离增大或在自由的直线行驶时以预设的加速度加速；当路线检测装置识别出前方弯道时确定预期横向加速度并且根据预期横向加速度调节纵向加速度距离调控系统。
[0007]下列描述的距离调控系统用于自动地调节机动车到前方行驶的机动车的距离。距离调控系统设置用于，保持到前方行驶的机动车的距离基本上恒定。在此，可以定义到前方行驶的机动车的距离所允许的一定的公差范围。此外可行的是，要保持的距离与不同的标准有关，这些标准包括速度、行车模式(例如舒适或运动模式)、驾驶员设置或前方行驶的机动车的加速度。
[0008]为了测量到前方行驶的机动车的距离设置传感器。相应的传感器可以是光学传感器、雷达传感器、激光雷达传感器或另外的传感器技术，如超声波等。相应的传感器设备通常布置在机动车正面(前部)区域内。代替单独的传感器还可以安装多个传感器，例如多个可以产生立体图像的光学传感器。也可以结合不同类型的传感器并且将这些传感器的传感器信息彼此结合计算。
[0009]此外设置控制装置，该控制装置分析至少一个传感器的信息。因此，控制装置可以确定，是否从一个机动车行驶到另一个机动车，如果是，它们之间的距离是否等于额定距离。若到前方行驶的机动车的实际距离太小，则可以根据情况，例如两个机动车的相对速度关小油门或可能甚至引入制动器作用。
[0010]控制装置还设置用于，向机动车的驱动器传递加速指令。通过距离调控系统的驱动干预可以影响驱动器的输出效率。但相应的加速指令也可以，如之前所提及的，是负的并且要么通过驱动效率的减小要么通过制动器作用而产生。
[0011]控制装置还设置用于，当到前方行驶的机动车的距离增大时或当自由的直线行驶时以预设加速度加速。以这种方式又可以跟上前方行驶的机动车。在达到预设速度之前可以一直维持该加速度。该加速度不必在整个速度范围内是恒定的，而是可以与速度有关。可以例如通过车辆的效率和扭矩强制性地降低该加速度。但也可以实施不同的加速度-速度-曲线。该加速度-速度-曲线还可以与所选的行驶模式有关。
[0012]此外设置路线检测装置，该路线检测装置检测位于机动车之前的路段。控制装置设置用于，在被路线检测装置识别出前方弯道时，确定预期横向加速度并且根据预期横向加速度调节纵向加速度。因此，向驱动器输出的加速指令与道路走向有关。通过考虑预期横向加速度可以这样调整纵向加速度，使得横向加速度不会变得太高。以此可以避免从过高的横向加速度获得的不安全的驾驶员感觉和由此可能造成的错误行为。此外，可以提高在物理平面上行驶的安全性，因为由此可以避免危险的转弯速度。
[0013]根据一种扩展设计，控制装置可以设计成，使得相应的纵向加速度已经在弯道开始时降低，以便机动车进入弯道的驶入速度已经考虑到预期的横向加速度。此外，控制装置可以设置用于，在弯道中通过机动车的驱动器抑制纵向加速度。
[0014]距离调控系统的可能的第一扩展方案规定，路线检测装置包括摄像头，其中，控制装置设置用于，从摄像头的摄影图像中确定路线走势。这种摄像头可以是立体图形摄像头。
[0015]作为补充或备选，路线检测装置可以具有其他的输入源，例如导航系统。摄像头和导航系统可以共同作用，例如以便实施分析的真实性检查。此外，例如曲率半径可以通过导航系统得知，但相应弯道的开始借助摄像头图形确定。
[0016]距离调控系统的另一个扩展方案规定，控制装置设置用于，将纵向加速度调节为，使得它相当于根据预期横向加速度减小的预设加速度。因此，纵向加速度可以相对于所选的预设加速度匹配，预设加速度又与行驶模式有关。
[0017]在除此之外的扩展方案中，控制装置可以设置用于，达到恒定的整体加速度。恒定的整体加速度可能发生的方式，一方面是纵向加速度和横向加速度矢量地相加为整体加速度并且在进入弯道时纵向加速度相应地降低，或者，在加入横向加速度，也就是说转入弯道时，纵向加速度降低为零，但之前相当于相应的横向加速度或横向加速度相应的系数。由此，相应调节的机动车的乘客感觉到恒定的加速度，从而被认为是平稳的行驶。
[0018]距离调控系统的扩展方案规定，控制装置设置用于，使用Kamm摩擦圆模型(Kammscher Kreis-ModelI)来匹配纵向加速度。Kamm摩擦圆是一个用于将机动车的车轮上可能的合力划分成横向上的侧导向力和纵向上的驱动力直至达到最大摩擦力的图形表示。以这种方式可以确保，相应的加速度不高出最大摩擦系数的预设份额。该份额可以选择为，使得能够应付不同的轮胎状态和不同的公路状况并且还与行驶条件有关，例如与道路状态有关。
[0019]按一种扩展方案，距离调控系统可以设置用于，加速至预设速度。
[0020]独立的第一主题涉及一种具有前述类型的距离调控系统的机动车。相应的机动车可以特别舒适并且可靠地在距离调控模式中行驶。
[0021]另一个独立的主题涉及一种具有计算机可读存储媒介的计算机程序产品，在计算机可读的存储媒介上嵌入指令，该指令当被计算单元执行时引起计算单元设置用于，这样控制距离调控系统，使得向机动车的驱动器传递加速指令，其中，当到前方行驶的机动车的距离增大并且自由的直线行驶时预先给定预设加速度，其中，在识别出前方弯道时确定预期横向加速度并且根据预期横向加速度预先给定纵向加速度。
[0022]在计算机程序产品的第一扩展方案中，指令可以设置用于，基于Kamm摩擦圆模型计算纵向加速度。
[0023]另一个独立的主题涉及一种用于借助距离调控系统运行机动车的方法，其中，距离调控系统检测到前方行驶的机动车的距离并且根据到前方行驶的机动车的距离向机动车的驱动器传递加速指令。当到前方行驶的机动车的距离增大时规定，在自由的直线行驶时以预设加速度加速。预设加速度会与机动车的运行模式有关。此外规定，检测并且分析位于机动车前方的路段。在前方弯道中确定预期横向加速度并且根据预期横向加速度调节纵向加速度。以这种方式，纵向加速度可以与预期横向加速度匹配，由此可以实现特别均匀的行驶。
[0024]该方法的扩展方案规定，路线检测通过摄像头的摄影图像的分析而实现。作为其补充或备选，可以使用其他的输入源来检测路线，例如使用导航系统，从导航系统中使用公路地图数据，以便确定前方路段的走向。
[0025]该方法的扩展方案规定，纵向加速度调节为，使得它相当于根据在前方弯道中的预期横向加速度减小的预设加速度。
[0026]该方法的扩展方案规定，纵向加速度选择为，使得达到恒定的整体加速度，即由纵向加速度和横向加速度构成的和。该整体加速度可以在弯道行驶之前和期间是恒定的。[0027 ]在一个扩展方案中可以规定，使用Kamm摩擦圆模型来纵向加速度。
[0028]此外，在达到给定速度之前一直进行加速。给定速度可以由驾驶员确定。给定速度可以具有下限，该下限例如防止，在行人区域内激活距离调控系统。此外，可以允许一定的最高速度，以防距离调控系统在过高速度时使用。
【附图说明】
[0029]其他特点和详细内容从下列说明中获得，在(必要时参照附图)至少一个实施例中详细地描述。已述的和/或图形表示的特征各自地或以任意合理的组合形成主题，必要时也与各权利要求无关，并且尤其附加地也可以是一个或多个单独的申请的主题。相同、相似和/或功能相同的部分配有相同的附图标记。在此示意性示出:
[0030]图1是具有机动车的公路的俯视图；
[0031]图2是具有距离调控系统的机动车的俯视图以及
[0032]图3是Kamm摩擦圆。
【具体实施方式】
[0033 ]图1示出公路2，在该公路2上行驶了一辆机动车4。
[0034]在机动车4前方行驶有一辆前方行驶的机动车6。加速前方行驶的机动车6并且变得比机动车4更快速，这通过在机动车4，6上的相应不同长度的箭头。在机动车4，6之间的距离D增大，该距离D大于应当由机动车4的距离调控系统7维持的额定距离Ds。
[0035]在道路2上具有弯道8。该弯道8具有曲率半径R，在本实施形式中从弯道中心到车道2.1中间测出该曲率半径R。机动车4的距离调控系统7(在图2中更详细地阐述)包括路线检测装置，借助该路线检测装置可以确定道路2上的道路走向。该检测可以连续不断地发生。借助该路线检测装置确定，靠近弯道8。
[0036]通过到前方行驶的机动车的距离6增大，图2中详细描述的、机动车4的距离调控系统7记录，在达到预设速度之前可以一直加速机动车4，该预设速度可以由机动车4的驾驶员预先给定。预设速度也可以相当于在道路2上最大允许的速度或由此限定。
[0037]距离调控系统7在空着的直线路段中以预设加速度加速机动车4。
[0038]通过检测前方弯道8，由机动车4根据检测到的曲率半径R确定，横向加速度在弯道8中产生。机动车4在弯道8中的横向加速度与机动车4的速度有关。该速度的计算是复杂的，但可分解。它与机动车4的加速度以及到弯道8的距离有关。
[0039]机动车4的加速度现在可以调节为，使得机动车4的纵向加速度在弯道中与机动车4的横向加速度结合是恒定的。这种恒定实现的方式还可以是，在弯道8中相应地减小机动车4的纵向加速度。纵向加速度可以减小到零。为了计算加速度使用Kamm摩擦圆，如在图3中所示并且阐述的。
[0040]图2示出机动车4的俯视图。
[0041 ]机动车4的距离调控系统7(被虚线包围)具有距离雷达10，该距离雷达10在行驶方向上向前定向。距离雷达10与控制装置12连接。控制装置12具有计算单元14以及存储器16。在存储器16中存储有计算机程序产品，该计算机程序产品当装载到计算单元14中并且被其执行时控制距离调控系统7。距离调控系统7作用到机动车的驱动器17上，该驱动器可以包括驱动马达和制动器。
[0042]此外，设置摄像头18。摄像头18同样与控制装置12连接并且用于检测前方路段。
[0043]在一些设计方案中还可以设置导航系统20，在该导航系统20中存储有道路地图。
[0044]控制装置12可以分析摄像头18的信息并且必要时分析导航系统20的信息并因此确定，在哪里预期到一个弯道并且该弯道具有多大的半径R。以此可以预告机动车4的预期横向加速度。这可以，如之前描述的，用于在距离调控系统7被激活时匹配纵向加速度。
[0045]图3示出Kamm摩擦圆22模型。
[0046]在Kamm摩擦圆中示出纵向加速度Al和横向加速度Aq，乃至于达到整体加速度Ag。纵向加速度Al和横向加速度Aq彼此垂直。
[0047]Kamm摩擦圆22的半径Rk相当于轮胎可传递的、可能的最大加速度。Kamm摩擦圆22的半径Rk因此与轮胎种类、轮胎状态和其他标准有关，其他标准包括例如机动车的底盘、机动车的重量等。
[0048]实现相应的模型。一些Kamm摩擦圆模型更确切地说相当于椭圆，其中，横向加速度可能小于纵向加速度。然后，纵向加速度和横向加速度的矢量相加不允许大于椭圆。
[0049]Kamm摩擦圆22表明，可能的最大整体加速度矢量上不可以大于纵向加速度Al和横向加速度Aq的矢量相加。横向加速度Aq越大，纵向加速度Al会越小。若不高出相应轮胎的附着力极限，则在最大的横向加速度Aq，m处几乎没有纵向加速度。在最大纵向加速度Al，m处轮胎不承受横向力。
[0050]所述的距离调控系统可以选择Kamm摩擦圆22的半径Rk，选择该半径Rk小于通过相应轮胎的附着力极限预先规定的半径，以保护安全缓冲器。
[0051]虽然详细地通过实施例进一步说明和阐述了主题，但本发明不限于公开的实施例，其他的变型可以由本领域技术人员从中推导出。因此清楚的是，存在一些变型可能性。同样清楚的是，例如所述的实施形式只是举例，它不以任何方式理解为限制例如保护范围、应用可能或本发明的构造。而在先的描述和【附图说明】使本领域技术人员能够，具体地变化列举的实施形式，其中，本领域技术人员在知晓公开的发明思想的情况下可以改变例如单独的例举实施形式中所述的元件的功能或布置，只要不偏离本发明的保护范围即可，该保护范围通过各权利要求和其余的等同方案，例如说明书中进一步阐述的内容限定。
[0052]附图标记列表
[0053]2 公路
[0054]2.1 车道
[0055]4 机动车
[0056]6 前方行驶的机动车
[0057]7 距离调控系统
[0058]8 弯道
[0059]10 距离雷达
[0060]12 控制装置[0061 ] 14 计算单元
[0062]16 存储器
[0063]17 驱动器
[0064]18 摄像头
[0065]20 导航系统
[0066]22 Kamm摩擦圆
[0067]Al 纵向加速度
[0068]Al ,m最大纵向加速度
[0069]Ag 整体加速度
[0070]Aq 横向加速度
[0071]Aq,m最大横向加速度
[0072]As 预设加速度
[0073]D 机动车实际距离4，6
[0074]Ds 机动车预设距离4，6
[0075]Rk Kamm摩擦圆半径
[0076]R 曲率半径
【主权项】
1.一种用于自动地调节机动车(4)到前方行驶的机动车(6)的距离(Ds)的距离调控系统，所述距离调控系统具有至少一个传感器(10)用于检测到前方行驶的机动车(6)的距离(D)，其中，设有用于检测前方路段(8)的路线检测装置(18)，以及所述距离调控系统还具有控制装置(12)，所述控制装置(12)设置用于， -向机动车(4)的驱动器(17)传递加速指令， -当到前方行驶的机动车(6)的距离(D)增大或在自由的直线行驶时以预设的加速度(As)加速， -当所述路线检测装置(18)识别出前方弯道时确定预期的横向加速度(Aq)并且根据预期的横向加速度(Aq)调节纵向加速度(Al)。2.根据权利要求1所述的距离调控系统，其中，所述路线检测装置包括摄像头(18)，其中，所述控制装置(12)设置用于，从摄影图像中确定路线走势(8)。3.根据权利要求1或2所述的距离调控系统，其中，所述控制装置(12)设置用于，将所述纵向加速度(Al)调节为，使得它相当于根据预期横向加速度(Aq)而减小的预设加速度(As) ο4.根据前述权利要求之一所述的距离调控系统，其中，所述控制装置(12)设置用于，实现恒定的整体加速度(Ag)。5.根据前述权利要求之一所述的距离调控系统，其中，所述控制装置(12)设置用于，使用Kamm摩擦圆模型(22)来匹配纵向加速度(Al)。6.根据前述权利要求之一所述的距离调控系统，其中，所述控制装置(12)设置用于，在达到给定速度之前一直进行加速。7.—种具有根据前述权利要求之一所述的距离调控系统(7)的机动车。8.—种具有计算机可读的存储媒介(16)的计算机程序产品，在所述计算机程序产品上嵌入指令，所述指令当被计算单元(14)执行时致使，计算单元(14)设置用于，这样控制距离调控系统(7)，使得向机动车(4)的驱动器(17)传递加速指令，其中，当到前方行驶的机动车(6)的距离(D)增大时或当自由的直线行驶时预先给定一个预设加速度(As)，其中，当识别出前方弯道(8)时确定预期横向加速度(Aq)并且根据预期横向加速度(Aq)预选给定纵向加速度(Al)。9.根据权利要求8所述的计算机程序产品，其中，所述指令设计用于，基于Kamm摩擦圆模型计算所述纵向加速度(Al)。
【文档编号】B60W40/109GK106064625SQ201610164515
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年3月22日 公开号201610164515.4, CN 106064625 A, CN 106064625A, CN 201610164515, CN-A-106064625, CN106064625 A, CN106064625A, CN201610164515, CN201610164515.4
【发明人】O.梅尔
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司