用于确定机动车的最大允许的转弯速度的方法和设备与流程

本发明涉及用于确定用于机动车的行车道的横向坡度(querneigung)或者所驶过的弯道的横向坡度的一种方法和一种设备，其中，可以将横摆率传感器的、行驶速度传感器的和横向加速度传感器的测量值作为输入信号提供给分析处理装置，并且所述分析处理装置由所述输入信号求取当前行驶的行车道的横向坡度，其方式是，由所计算的横向加速度值和所测量的横向加速度值计算差值，由所述差值可以导出行车道横向坡度。为了预给定加速或者减速，将所求取的值提供给自适应的行驶速度调节器或者用于行驶动态性调节的装置。

背景技术：

由de19848236a1已知用于限制车辆速度的一种方法和一种设备，其中，在迭代过程的范畴内，根据车辆速度、最大的横向加速度和弯道半径求取期望速度。期望速度接近一极限速度，以该极限速度可以安全地驶过待驶过的弯道。根据该期望速度和实际速度控制车辆的速度。

技术实现要素：

本发明的核心是，说明一种方法和一种设备，借助所述方法和设备可以求取行车道的或者所驶过的弯道的横向坡度并且将车辆的速度限制在最大允许的车辆速度上，所述最大允许的车辆速度根据所驶过的弯道的横向坡度来确定。根据本发明，这通过根据本发明的用于确定行车道的横向坡度的方法和设备的特征解决。有利的扩展方案和构型由以下得出。

对于所描述的方法，有利的是，对于实际的行车道横向坡度，附加地使用测量参量横摆率、车辆纵向速度、所测量的横向加速度和/或所行驶的弯道的区域中的路面的摩擦值中的至少一个。在本发明的范畴内，也可以考虑所列举的测量参量的任意组合用于确定实际的行车道横向坡度。此外，可以借助不同的传感器类型求取这些测量参量。

因此，可以例如借助横摆率传感器求取横摆率，可以借助车轮转速传感器、惯性传感器、雷达传感器求取车辆纵向速度，它们或者借助在行车道边缘处的静止对象测量地面的相对速度，或者通过借助gps信号求取速度的方式求取车辆纵向速度。

例如可以借助加速度传感器测量所测量的横向加速度，如这示例性地安装在行驶动态性调节装置中那样。

路面的摩擦值例如可以来自对位于车辆前方的行车道路面的光学分析，替代地或者附加地可以从数据库借助无线电接口来传输或者由安装在车辆中的行驶动态性调节装置的摩擦值分析来提供。

此外有利的是，在驶过弯道期间确定行车道的实际的横向坡度。通过行车道横向坡度的直接确定，可能的是，直接对变化的横向坡度作出反应，其方式是，实现车辆在驶过弯道期间的加速或者减速。这能够实现随时匹配的速度限制并且提高了驾驶安全性。

此外有利的是，使用所求取的、实际的横向坡度用于确定最大的转弯速度。通过求取实际的横向坡度，可能的是，确定与相应的横向坡度和必要时另外的周围环境条件匹配的弯道极限速度并且以此提高驾驶安全性。

此外有利的是，根据实际的行车道横向坡度或者由其确定的最大的转弯速度调节自适应的行驶速度调节器的加速或者减速。当在行驶速度调节器中预给定较高的当前速度值并且所述速度值对于驶过弯道的持续时间被降低到较小的、最大的转弯速度时，通过向自适应的行驶速度调节器或者常规的行驶速度调节器转送横向坡度值或者由此求取的最大的转弯速度也可以实施最大速度的限制以提高驾驶安全性。

以有利的方式设置，为了求取实际的行车道横向坡度，由以下计算差值：由所述横摆率计算的横向加速度值和借助所述横向加速度传感器测量的横向加速度值。通过由当前的横摆率求取横向加速度值来求取横向加速度，所述横向加速度已经在局部的车辆坐标系统中被求取。替代地或者附加地，也可以考虑在用于本发明的局部的车辆坐标系统中对车辆横向加速度的任何不同的求取方式。相反，借助横向加速度传感器测量的横向加速度值在全局的坐标系统中被求取并且可以不同于在局部的车辆坐标系统中求取的横向加速度值。对于行车道的横向坡度的求取，有利的是，计算在全局的坐标系统中求取的横向加速度值和在局部的车辆坐标系统中求取的横向加速度值之间的差值，所述在全局的坐标系统中求取的横向加速度值例如通过横向加速度传感器来测量，所述在局部的车辆坐标系统中求取的横向加速度值例如借助由横摆率计算的横向加速度值形成。

特别有利的是，由差值求取横向坡度角。在此，两个横向加速度值的差值也考虑，车辆在测量时刻具有绕其纵轴线的旋转，即具有从水平线偏离的摆动角。通过所求取的差值的大小可以直接推断出行车道的横向坡度角。

此外，有利的是，根据本发明的设备可以将由横摆率传感器的、行驶速度传感器的和/或横向加速度传感器的测量值中的参量中的至少一个作为输入信号提供给分析处理装置，并且所述分析处理装置具有计算单元，借助所述计算单元求取当前行驶的行车道的横向坡度。由此能够实现：可以在设备中实现并且可以在车辆中实施根据本发明的方法。

此外，有利的是，设有将所述最大的转弯速度值提供给自适应的行驶速度调节器或者常规的行驶速度调节器的单元，并且所述自适应的行驶速度调节器或者常规的行驶速度调节器具有限制装置，所述限制装置必要时限制能够通过所述自适应的行驶速度调节器或者常规的行驶速度调节器调节的速度。由此可能的是，在驶过在行驶动态上不允许车辆进一步加速的弯道时通过行驶速度调节器阻止加速并且因此提高驾驶安全性。

此外可以考虑，如果车辆已经几乎达到所求取的最大的转弯速度值，则也限制在驶过弯道时驾驶员的给车加油。由所测量的和计算的横向加速度值的所求取的差可以在限制装置中求取相应于差值的特征曲线，在所述特征曲线中，所述特征曲线的斜率受横向加速度值的差影响。

此外，有利的是，设有将所述最大的转弯速度值提供给用于行驶动态性调节的装置的单元，并且所述行驶动态性调节装置必要时对所述车辆的各个车轮进行制动。通过这些措施，可能的是，过快驶近(angefahren)的弯道——所述弯道在其驶过的过程中越来越进一步向外倾斜或者其弯道半径在弯道的走向上变得越来越小——仍然可以安全地驶过，因为在驶过弯道期间车辆逐渐地往下减速到最大的速度上。因此避免在行驶动态性方面的不稳定性并且提高驾驶安全性。

此外，有利的是，对所测量的横向加速度进行滤波以便滤除所测量的横向加速度信号的测量噪声。由所计算的局部的横向加速度值和所测量的全局的横向加速度值的差可以调节可参数化的特征曲线的斜率，其中，特征曲线的斜率越陡，所计算的和所测量的横向加速度值之间的差值就越大。由此，调节偏差的大小可以对车辆的当前还允许的加速度的动态性或者灵活性产生影响。如果还远离极限值，则系统仅仅非常轻微地进行干预。相反，在行驶速度非常接近最大允许的行驶速度的情况下，系统更突然并且更强烈地对行驶过程(fahrgeschehen)进行干预。此外，通过所计算的横向加速度和所测量的横向加速度之间的差值影响正负号(vorzeichen)，例如当过快地在弯道中行驶时，所述正负号为负的，并且当具有在最大速度以下的自身速度时，所述正负号为正的。通过该差值也可以使根据本发明的系统的调节干预程度在状况上匹配于当前的行驶状况。

特别有意义的是，根据本发明的方法以控制元件的形式来实现，所述控制元件设置用于机动车的常规的或者自适应的间距调节或者速度调节的控制装置。在此，在控制元件上存储有程序，所述程序能够在计算设备上、尤其在微处理器或者信号处理器上运行并且适合用于执行根据本发明的方法。因此在这种情况下，通过存储在控制元件上的程序实现本发明，从而设有该程序的控制元件以与所述方法相同的方式呈现本发明，所述程序适合于所述方法的执行。作为控制元件尤其可以使用电存储介质。

本发明的另外的特征、应用可能性和优点由本发明的实施例的以下描述得出，所述实施例在附图的图中示出。在此，所描述的或者所示出的所有特征单独地或者以任意组合地构成本发明的主题，而与其在发明权利要求或其引用关系中的概括无关以及与其在说明书中或者附图中的表述或者描述无关。

附图说明

以下根据附图阐述本发明的实施例。附图示出：

图1示出根据本发明的方法的一种实施方式的示意性框图，

图2示出根据本发明的设备的一种实施方式的示意性框图，以及

图3示出根据本发明的设备的另一实施方式的示意性框图。

具体实施方式

图1示出示意性框图，其中，在左边，用于横摆率ω的第一矩形1以及用于车辆纵向速度v的第二矩形2设置为输入参量。横摆率1例如可以通过横摆率传感器，所述横摆率传感器安装在通常具有行驶动态性调节装置的车辆中并且因此说明车辆绕其车辆横摆轴线的旋转速度。通常也称作车辆速度的车辆纵向速度2描述车辆在车辆纵轴线的方向上的速度。所述车辆纵向速度可以例如通过多个车轮转速传感器的求平均来求取，然而，替代地或者附加地也可以由gps信号来计算或者借助车辆周围环境传感器来确定，所述车辆周围环境传感器探测在行车道表面上的反射或者探测在行车道边缘处的静止对象并且因此可以通过静止对象的相对速度求取自身的车辆纵向速度。

这两个输入信号横摆率1以及车辆纵向速度2被提供给置于下游的矩形3，这通过两个箭头示出。在该置于下游的矩形3中计算局部的横向加速度ay,calc，所述局部的横向加速度此外称作所计算的横向加速度3。在块3中，由横摆率1和车辆纵向速度2的知识计算所计算的、局部的横向加速度ay,calc，例如在使用公式ay,calc＝ωxv的情况下。在图1中同样在左侧，矩形4作为另外的输入参量示出，该矩形代表借助传感机构测量的、全局的横向加速度ay,meas。所测量的横向加速度可以例如借助横向加速度传感器直接测量并且通常在车辆中的行驶动态性控制装置或者倾翻识别的范畴内广为流行。所测量的横向加速度信号ay,meas可以有时强烈地受噪声影响，从而可以可选地设置滤波装置5，所述滤波装置在图1中通过画虚线地示出的矩形5可选地示出。将在矩形4中的所测量的横向加速度信号ay,meas提供给可选的矩形5，在该矩形中实施所测量的横向加速度信号ay,meas在时间上的平均，这相当于低通滤波。该可选的滤波器级5的输出信号与在矩形3中的所计算的、局部的横向加速度的输出信号相同地被提供给后续的差形成装置6，这又由从矩形3和5到矩形6的两个箭头示出。

在矩形6中进行所提供的两个信号的差形成，其方式是，将所计算的、局部的横向加速度值ay,calc和经可选地滤波的、所测量的全局的横向加速度值ay,meas相减。该差形成装置6的结果称作差值7并且构成差形成装置6的输出信号。

该差值7为已经测量的全局的横向加速度和已经计算的局部的横向加速度之间的横向加速度差并且代表对于当前行驶的行车道的横向坡度的度量。将差值7提供给后续的矩形8，在该矩形中进行加速度差到所对应的横向坡度角的换算，所述横向坡度角可以单义(eindeutig)地对应于差值7。在图1的右边示出矩形9，该矩形说明横向坡度角阿尔法α作为所描述的方法的结果，所述横向坡度角可以有利地用于在驾驶辅助系统或者驾驶员舒适系统中的进一步的调节和参数化。

在图2中示出一种设备的示意性结构，借助所述设备可以有利地实施根据本发明的方法。因此，示出分析处理装置20，在图2中在左边示出的输入信号11、12、13、24被提供给所述分析处理装置。横摆率传感器11的输出信号1作为分析处理装置20的输入信号示出，所述横摆率传感器11的输出信号代表车辆的横摆率。横摆率传感器11的横摆率信号1被提供给分析处理装置20的输入电路14。同样地，纵向速度传感器12的输出信号2被提供给输入电路14，所述纵向速度传感器例如可以实施为车轮转速传感器并且代表车轮纵向速度信号v。同样替代地或者附加地，车辆纵向速度传感器12可以通过gps信号的分析处理装置取代或补充或者通过周围环境传感器取代或补充，所述周围环境传感器分析处理在静止对象上的反射并且借助静止对象的所求取的相对速度说明自身的车辆速度v。横向加速度传感器13的输出信号作为另外的输入信号被提供给分析处理装置20的输入电路14。横向加速度传感器13的输出信号4为所测量的、全局的横向加速度ay,meas并且可以可选地在横向加速度传感器13中被滤波，以便消除测量噪声。替代地也可能的是，将所测量的、全局的横向加速度信号ay,meas提供给输入电路14并且在稍后描述的计算单元16中通过计算方式进行可选的滤波。另外的传感器24的用于附加的测量参量的信号可以作为另外的、可选的输入参量提供给分析处理装置20的输入电路14。这类另外的传感器可以是例如摩擦值传感器，所述摩擦值传感器确定当前行驶的行车道表面的摩擦值。作为用于附加的测量参量的另外的传感器24，在本发明的范畴内也可以设置，通过车辆无线电接口向车辆传送信息，所述信息描述当前的、局部的行车道状态并且在存储器件——例如数据服务器上准备好用于调取。这类值可以例如由在较早时刻驶过当前行驶的位置的车辆接收并且被提供以供使用。也可能的是，作为另外的传感器24，设置视频图像的分析处理，在所述分析处理中借助图像处理求取所述行车道的特性，或者设置基于激光的传感器，所述基于激光的传感器通过借助激光束的扫描能够实现关于位于前方的行车道的信息并且能够实现所求取的信息的分析处理。

借助输入电路14提供给分析处理装置20的输入参量由输入电路14通过内部的数据交换装置15提供给计算单元16，所述内部的数据交换装置可以例如实施为总线系统。计算单元16例如可以实施为微处理器或者微控制器或者asic(＝applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)或者实施为fpga(＝freeprogrammablegatearray：自由可编程的门阵列)。在计算单元16中，借助控制程序由所提供的输入参量计算一个或多个输出参量，所述一个或多个输出参量根据所描述的根据本发明的方法来求取。通过计算单元16确定的输出参量通过内部的数据交换装置15提供给输出电路17。输出电路17向下一级的调整元件或者用于调整元件的控制装置输出分析处理装置20的输出参量。这类下一级的调整元件或者用于调整元件的控制装置可以是例如常规的行驶速度调节器(fgr)18或者自适应的行驶速度调节器(arfg)18以及附加地或者替代地构型为行驶动态性调节装置19。在此，将借助输出电路17输出的输出参量提供给常规的行驶速度调节器18的或者自适应的行驶速度调节器18的相应的控制装置以及附加地或者替代地提供给行驶动态性调节装置19的控制装置，在那里进一步处理所求取的横向坡度角阿尔法α以便提高驾驶舒适度和驾驶安全性。

在图3中示出根据本发明的系统的另一实施方式。在图3中在左侧示出横摆率传感器11，所述横摆率传感器提供车辆的横摆率ω作为输出信号以供使用。在其下方示出纵向速度传感器12，所述纵向速度传感器例如可以实施为车轮转速传感器，所述车轮转速传感器提供车辆速度信号v作为输出信号以供使用。将横摆率传感器11的和速度传感器12的输出信号提供给处理装置3，在所述处理装置中，计算所计算的、局部的横向加速度ay,calc，其方式是，将两个输入参量横摆率ω和车辆速度v相互相乘。

该计算装置3的输出信号作为第一输入信号被提供给差形成装置6。同样地在图3中在左边示出装置4，所述装置求取所测量的、全局的横向加速度信号ay,meas并且将其作为输出信号提供以供使用。横向加速度传感器4的输出信号作为第二输入信号被提供给差形成装置6。

在差形成装置6中，将两个输入信号相减，其中，作为输出信号，计算差q＝ay,calc-ay,meas。在差形成装置6中求取的差值7被提供给阈值比较器21，在所述阈值比较器中存储具有斜率q的特征曲线，所述斜率由差q、即差值7得出。因此，阈值比较器21的特征曲线的斜率视所计算的、局部的横向加速度ay,calc和所测量的、全局的横向加速度ay,meas相互距离多远而定地发生变化。

通过在装置22中说明的、例如可以作为值存储在控制装置中的最小值预给定/最大值预给定来对阈值比较器21预给定最小值以及最大值，所述最小值以及最大值分别描述在两个横向方向上的最大允许的、侧面的横向加速度。所希望的横向加速度ay,期望通过在阈值比较器21中的另一特征曲线来预给定。从两个加速度的差

aδ＝ay,期望-ay,ist

可以求取调节偏差。如果过快地穿过弯道行驶，则aδ为负并且自适应的行驶速度调节器18必须减速。如果过慢地穿过弯道行驶，则aδ为正值并且自适应的行驶速度调节器18可以进一步加速。

通过期望速度值可以获得一个接口，所述期望速度值作为未来的横向加速度期望值ay,期望描述当前的横向加速度期望值ay,ist加上由差q和可调节的因子f组成的乘积，即

ay,期望＝ay,ist+q*f

其中，所述因子f代表道路横向坡度的影响的权重，借助所述接口在分析处理装置20的输出电路17和输入电路之间广泛地执行并且在没有大的匹配措施的情况下在任意地参数化并且不同地构型的车辆中集成常规的或者自适应的行驶速度调节器(fgr；afgr)18的控制。