用于控制车辆的运动的方法和设备以及车辆运动控制系统与流程

本发明涉及一种用于控制车辆的运动的方法、一种用于控制车辆的运动的设备以及一种车辆运动控制系统。

背景技术：

在诸如载重汽车的商用车中可以安装有驾驶员辅助系统，该驾驶员辅助系统尤其可以承担特定的有限功能。

技术实现要素：

本发明提出如下任务：提供一种用于控制车辆的运动的改善的方法、一种用于控制车辆的运动的改善的设备以及一种改善的车辆运动控制系统。

根据本发明，该任务通过具有独立权利要求的特征的一种用于控制车辆的运动的方法、一种用于控制车辆的运动的设备以及一种车辆运动控制系统来解决。本发明的有利的构型和扩展方案由后续的从属权利要求得出。

根据本发明的一种实施方式，尤其可以提供用于车辆(尤其用于商用车)的运动控制装置，该运动控制装置必要时可以结合车辆的制动系统尤其对于高度自动化行驶承担车辆的纵向引导和横向引导的协调和实施。用于高度自动化行驶的接口在此例如可以是：行驶通道(车辆应在该行驶通道中行驶)以及车辆应实施的速度特性或加速度特性。运动控制装置尤其还可以与制动系统相结合地，通过考虑关于车辆的信息(例如车辆的静态的和动态的特征)计算出车辆的期望轨迹。

有利地，根据本发明的实施方式，尤其可以借助运动控制装置来协调和实现尤其这种期望轨迹的舒适和节能高效的实施。在极端的行驶动力区域内，在车辆的纵向动力与横向动力之间可能存在耦合。为了使驾驶员辅助系统能够进入到该区域中，可以借助运动控制装置提供如下可能性：可靠地和简单地掌控纵向动力与横向动力的相互作用。该运动控制装置可以结合制动系统实现或者安装在制动系统中。因此，尤其可以满足高度自动化行驶的要求，其方式是：尤其可以在行驶动力关键的行驶情况中实现行驶辅助功能的协调。运动控制装置的接口例如可以如此构型，使得给访问所述接口的驾驶员辅助功能直至高度自动化行驶提供了简单且同时可靠的调整可能性。运动控制装置的接口尤其可以用作行驶动力调节的抽象层级，该抽象层级可以使车辆的纵向引导和横向引导相结合，并且对于上层的驾驶员辅助功能而言，能够实现纵向动力与横向动力之间的耦合的简单且时间不关键的调节。

在此提出一种用于控制车辆的运动的方法，其中，该车辆具有：车辆运动控制系统、至少一个提供装置和至少一个执行机构，所述车辆运动控制系统具有用于产生车辆运动的预给定数据的至少一个产生装置，所述至少一个提供装置用于提供车辆的至少一个车辆特征，所述至少一个执行机构用于影响车辆的运动，其中，该方法至少具有以下步骤：由至产生装置的接口读取预给定数据，并且由至至少一个提供装置的接口读取至少一个车辆特征其中，预给定数据代表车辆的针对一个路段的行驶通道以及(附加或替代地)速度特性；在使用预给定数据和至少一个车辆特征的情况下确定车辆的引导数据，其中，引导数据能够用于在遵循预给定数据的情况下控制车辆的运动；在使用引导数据的情况下，求取用于至少一个执行机构的至少一个调节变量；将至少一个调节变量输出给至至少一个执行机构的接口。

在此，控制也可以理解为调节。车辆可以涉及机动车(尤其商用车或另一道路车辆)。车辆运动控制系统可以具有产生装置和至少一个另外的装置。行驶通道可以描述道路上的如下区域：车辆应在该区域内运动。车辆在任何时间都不应(即使仅部分地)离开该区域。在一种简单情况下，行驶通道可以由左侧行车道标记和右侧行车道标记表征。在更复杂的情况下，行驶通道可以由静态的和/或动态障的障碍物进一步限制。因此，行驶通道可以是时间相关的。

根据一种实施方式，在确定的步骤中，在使用预给定数据和至少一个车辆特征的情况下，确定用于车辆的期望轨迹以及(附加地或替代地)期望速度特性作为引导数据。这种实施方式提供如下优点：车辆的横向引导和纵向引导都可以受到本方法的影响或控制。

此外在求取的步骤中，求取用于车辆的转向执行器的转向参数以及(附加地或替代地)用于车辆的驱动系统和(附加地或替代地)制动系统的加速度值作为至少一个调节变量。该转向参数可以适用于在应用中通过转向执行器控制或调节车辆沿横向方向的运动。转向参数可以代表转向角、横摆率、横向加速度、横摆率的导数、转向角率或这些变量的组合。这种实施方式提供如下优点：可以可靠地和安全地实现车辆的期望轨迹以及(附加或替代地)期望速度特性。

此外在读取的步骤中，可以由至车辆的至少一个驾驶员辅助装置的、行驶数据传感器的以及(附加地或替代地)环境传感器的接口读取其他的预给定数据。在此，在确定的步骤中，可以在使用其他的预给定数据的情况下确定引导数据。至少一个行驶数据传感器可以构造用于提供关于车辆运动的行驶数据。在此，行驶数据传感器也可以是车辆的制动系统的一部分。至少一个环境传感器可以构造用于检测车辆的周围环境。这种实施方式提供如下优点：尤其即使在不利的条件下，也可以根据预给定数据来使车辆的运动稳定化。通过这种车辆稳定化，例如即使在使用abs以及(附加地或替代地)esp的情况下，也可以在行驶动力关键的行驶情况中遵循行驶通道。

此外，该方法也可以具有在故障方面执行对车辆的车辆运动控制系统以及(附加或替代地)制动系统的检查的步骤。在此，在确定的步骤中，可以根据在执行的步骤中所执行的检查的结果来确定引导数据，该引导数据能够用于控制车辆的运动，以便在注意到车辆环境的情况下促使车辆停车。这种实施方式提供如下优点：至少可以在确定的最小持续时间内继续实现车辆的行驶功能或者可靠且受控的运动。在这种所谓的“故障操作(failoperational)”或提到的工作于故障情况下的方案中，制动系统的结构例如如此设计，使得在所参与的构件中出现故障时可以识别到该故障并且相应地对其做出反应。因此，可以至少部分地实现制动系统和转向设备的安全方案“故障操作”。

根据一种实施方式，该方法也可以具有确认的步骤，其中，在使用至少一个车辆传感器的传感器信号的情况下确认车辆的运动状态数据。在此，运动状态数据代表运动情况下的车辆特定的值和极限值。此外，该方法在此可以具有传输的步骤，其中，将所确认的运动状态数据传输给至车辆运动控制系统的至少一个装置的接口。这种实施方式提供如下优点：可以将车辆运动的当前的状态数据反馈给车辆运动控制系统的装置，因此，可以提供准确的和情境正确的预给定数据，并且读取所述预给定数据用于所述方法。

此外在读取的步骤中，可以由至车辆的至少一个驾驶员辅助装置的接口读取至少一个转向参数预给定值(lenkparametervorgabe)作为预给定数据。而且可以在确定的步骤中，在使用至少一个转向参数预给定值的情况下确定引导数据。此外可以在求取的步骤中，在使用引导数据的情况下求取组合的转向参数作为至少一个调节变量。这种实施方式提供如下优点：可以通过协调器根据逻辑总结出所参与的驾驶员辅助功能的转向参数预给定值。

尤其可以在读取的步骤中，读取车辆的至少一个静态特征以及(附加或替代地)车辆的至少一个动态特征作为至少一个车辆特征。在此，至少一个车辆特征可以代表至少一个车辆传感器的传感器信息、车辆的尺寸、车辆在具有牵引车和挂车或拖车的多部件式实施方案中的拖曳曲线(schleppkurve)、牵引车与挂车或拖车之间的鞍点(sattelpunkt)的位置、车辆的拖车或挂车的尺寸、轴配置、轴距、允许的横向加速度、重心位置、稳定限度(kippgrenze)以及(附加地或替代地)转向特征。这种实施方式提供如下优点：可以在遵循预给定数据的情况下可靠地且准确地控制车辆的运动。

在此提出的方案还提供一种设备，该设备构造用于在相应的装置中执行、操控或实施在此提出的方法的变型方案的步骤。通过本发明的设备形式的实施变型方案也可以快速和高效地解决本发明所基于的任务。

为此，所述设备可以具有：至少一个用于处理信号或数据的计算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储单元、至少一个用于从传感器读取传感器信号或用于将数据信号或控制信号输出到执行器的至传感器或执行器的接口和/或至少一个用于读取或输出嵌入到通信协议中的数据的通信接口。计算单元例如可以是信号处理器、微控制器或类似物，其中，所述存储单元例如可以是闪存、eprom或磁性存储单元。通信接口可以构造用于无线地和/或有线地读取或输出数据，其中，可以读取或输出有线数据的通信接口例如可以电学地或光学地从相应数据传输线路中读取所述数据或将所述数据输出到相应的数据传输线路中。

在此，设备可以理解为电设备，所述电设备处理传感器信号并且根据所述传感器信号输出控制信号和/或数据信号。所述设备可以具有能够以硬件形式和/或软件形式构造的接口。在硬件形式的构造中，所述接口例如可以是所谓的系统专用集成电路的一部分，该部分包含所述设备的各种各样的功能。然而也能够实现，所述接口是独立的集成电路或至少部分地由分立的构件组成。在软件形式的构造中，所述接口可以是软件模块，所述软件模块例如和另外的软件模块存在于微控制器上。

此外也提出一种用于车辆的车辆运动控制系统，其中，车辆具有至少一个提供装置和至少一个执行机构，所述至少一个提供装置用于提供车辆的至少一个车辆特征，所述至少一个执行机构用于影响车辆的运动，其中，车辆运动控制系统至少具有如下特征：产生装置，该产生装置用于产生车辆的运动的预给定数据；上述设备的一种实施方式，其中，该设备以能够传输信号的方式至少与产生装置连接。

因此，结合车辆运动控制系统，上述设备的一种实施方式可以有利地使用于或应用于控制车辆的运动。车辆运动控制系统可以具有至少一个另外的装置。所述至少一个另外的装置可以以能够传输信号的方式与产生装置以及(附加或替代地)与所述设备连接。

附图说明

在此提出的方案的实施例在附图中示出并且在以下描述中进一步阐释。附图示出：

图1示出具有根据一种实施例的车辆运动控制系统的车辆的示意图；

图2示出根据一种实施例的用于控制的方法的流程图；

图3示出根据一种实施例的车辆运动控制系统的示意图；

图4示出根据一种实施例的交通情况的示意图；

图5示出根据一种实施例的交通情况的示意图；

图6示出根据一种实施例的交通情况的示意图；

图7示出根据一种实施例的交通情况的示意图；

图8示出图3中的控制设备的第一部分设备的示意图。

具体实施方式

在下文中描述本发明的实施例之前，应首先简短地阐释本发明的背景。

用于车辆的距离遵循行驶的辅助系统(acc＝adaptivecruisecontrol：自适应巡航控制)仅在纵向引导情况下支持驾驶员，并且车道保持辅助(lks＝lanekeepingsupport：车道保持支持)仅在车辆的横向引导情况下支持驾驶员。相反，紧急制动辅助(aebs＝advancedemergencybrakesystem：高级紧急制动系统；紧急制动器)警告追尾碰撞情况下有威胁的碰撞危险，并且如果没有驾驶员反应，则通过紧急干预进行干预，以避免碰撞。然而aebs不承担车辆的横向引导。

例如，作为舒适系统的acc通常如此设计，使得该acc只能要求直至例如3m/s²的减速。如果行驶情况需要更高的减速(例如如果前方行驶的车辆突然非常强烈地制动)，则acc将接管要求(“takeoverrequest”)发送给驾驶员，以便该驾驶员重新接管控制并且要求通过制动踏板进行更强的制动。如果驾驶员未能这样做并且即将发生碰撞事故，则aebs功能例如启动干预级联(该干预级联由声学警报以及部分和完全制动构成)，并且避免碰撞或者至少减轻其后果。acc可以在这种情况下更早地做出反应，并且如果acc允许要求例如大于3m/s²的减速，甚至都不会产生关键的碰撞情况。然而，取决于道路覆盖物和天气情况，较高的减速要求可能是对于安全关键的。abs和esp虽然确保了车辆的可转向性和稳定性，然而驾驶员在此应自身对车辆进行转向，以便将该车辆保持在车道或避让路线上。

例如为了调整纵向运动，acc和aebs单独地通过标准化接口操控电机、传动装置和制动系统，它们例如根据优先级控制的逻辑本地地承担要求的协调或仲裁。lks通过专有接口给转向调节器预给定方向盘的期望角。多个已知的辅助功能的范围和工作区域尤其如此选择，使得这些辅助功能彼此隔开，并且在这些辅助功能起作用时在纵向动力与横向动力之间产生小的耦合。可以根据本发明的实施例简化这种驾驶员辅助系统的彼此协调及其保护。

在本发明的有利实施例的以下描述中，对于在不同附图中示出的并且起相似作用的元素使用相同或相似的附图标记，其中，省去对这些元素的重复性描述。

图1示出具有根据一种实施例的车辆运动控制系统110的车辆100的示意图。车辆100在此涉及商用车(尤其载重汽车、必要时涉及带有拖车或挂车的载重汽车)。车辆运动控制系统110构造用于规划、协调和控制车辆100的运动。

根据图1中示出的实施例，在车辆100中仅示例性地示出用于提供车辆100的信号形式的至少一个车辆特征104的提供装置102，仅示例性地示出用于影响车辆100的运动的第一执行机构106和第二执行机构108，并且示出车辆运动控制系统110。

提供装置102具有车辆100的至少一个存储装置和/或至少一个传感器装置。至少一个车辆特征104代表至少一个车辆传感器的传感器信息、车辆的尺寸、车辆在具有牵引车和挂车或拖车的多部件式实施方案中的拖曳曲线、牵引车与挂车或拖车之间的鞍点的位置、车辆的拖车或挂车的尺寸、轴配置、轴距、允许的横向加速度、重心位置、稳定限度和/或转向特征。

第一执行机构106例如涉及转向执行器、转向角调节器等。第二执行机构108涉及制动装置和/或驱动系统(例如包括电机和传动装置的驱动系统)。

根据图1中示出的实施例，在车辆运动控制系统110中示出用于产生车辆100的运动的预给定数据125的产生装置120以及用于控制车辆100的运动的控制设备130或设备130。产生装置120和控制设备130以能够传输信号的方式彼此连接。

产生装置120构造用于将预给定数据125输出给控制设备130或者用于将输出提供给控制设备130。预给定数据125在此代表车辆100的尤其针对待行驶的路段的行驶通道和/或速度特性。预给定数据125借助车辆运动控制系统110的产生装置120以及(必要时)其他的装置生成。

根据在图1中示出的实施例，控制设备130具有读取装置132、确定装置134、求取装置136和输出装置138。在此，读取装置132构造用于从至产生装置120的接口读取预给定数据125。此外，读取装置132构造用于从至至少一个提供装置102的接口读取至少一个车辆特征104。此外，读取装置132构造用于将预给定数据125和至少一个车辆特征104传输给确定装置134。

确定装置134构造用于在使用预给定数据125和至少一个车辆特征104的情况下确定用于车辆100的引导数据135。引导数据135能够用于在遵循预给定数据125的情况下控制车辆100的运动。引导数据135尤其代表车辆100的期望轨迹和/或期望速度特性。此外，确定装置134构造用于将确定的引导数据135传输给求取装置136。

求取装置136构造用于在使用确定装置134的引导数据135的情况下求取用于执行机构106和108的至少一个调节变量137。所述至少一个调节变量例如代表转向执行器的转向参数和/或车辆100的驱动系统和/或制动系统的加速度值。转向参数尤其代表转向角或替代地代表横摆率、横向加速度、横摆率的导数、转向角率或这些变量的组合。求取装置还构造用于将至少一个调节变量137传输给输出装置138。输出装置138构造用于将至少一个所求取的调节变量137输出给至执行机构106和108的接口。

根据一种实施例，车辆运动控制系统110和/或控制设备130可以至少部分地构造成车辆100的制动系统的一部分。

图2示出根据一种实施例的用于控制的方法200的流程图。用于控制的方法200能够实施用于控制车辆的运动。在此，用于控制的方法200能够实施用于进行控制，以便控制图1中的车辆或类似车辆的运动。用于控制的方法200能够在结合或使用图1中的车辆运动控制系统和控制设备或类似系统或类似设备的情况下实施。

用于控制的方法200具有读取210的步骤，其中，从至产生装置的接口读取预给定数据并且从至至少一个提供装置的接口读取至少一个车辆特征。预给定数据代表车辆的针对一个路段的行驶通道和/或速度特性。

在下文中，在用于控制的方法200中，在确定的步骤220中，在使用已经在读取的步骤210中所读取的预给定数据和至少一个车辆特征的情况下确定用于车辆的引导数据。引导数据能够用于在遵循预给定数据的情况下控制车辆的运动。

在用于控制的方法200中，随后在求取的步骤230中，在使用在确定得步骤220中所确定的引导数据的情况下确定至少一个执行机构的至少一个调节变量。然后在用于控制的方法200中，在输出的步骤240中将至少一个调节变量输出给至至少一个执行机构的接口。

根据一种实施例，在读取的步骤210中，读取车辆的至少一个静态特征和/或车辆的至少一个动态特征作为至少一个车辆特征。此外根据一种实施例，在确定的步骤220中，在使用预给定数据和至少一个车辆特征的情况下确定车辆的期望轨迹和/或期望速度特性作为引导数据。此外根据一种实施例，在求取的步骤230中，求取转向执行器的转向参数和/或车辆的驱动系统和/或制动系统的加速度值作为至少一个调节变量。

根据另一实施例，在读取的步骤210中，由至车辆的至少一个驾驶员辅助装置的、行驶数据传感器的和/或环境传感器的接口读取其他的预给定数据。在此，在确定的步骤210中，在使用其他的预给定数据的情况下确定引导数据。

附加或替代地，在读取的步骤210中，可以由至车辆的至少一个驾驶员辅助装置的接口读取至少一个转向参数预给定值作为预给定数据。在确定的步骤220中，可以在使用至少一个转向参数预给定值的情况下确定引导数据。然后在求取的步骤230中，可以在使用引导数据的情况下求取组合的转向参数作为至少一个调节变量。

图3示出根据一种实施例的车辆运动控制系统110的示意图。在此，车辆运动控制系统110相应于或类似于图1中的车辆运动控制系统。车辆运动控制系统110构造用于实现用于高度自动化行驶(had＝higlyautomateddriving)的功能。因此，车辆运动控制系统110也可以称为had结构。换言之，图3尤其也示出控制设备130或所谓的运动控制装置130在车辆运动控制系统110或had结构中的嵌入。

换句话说，在图3中，借助车辆运动控制系统110说明用于高度自动化行驶的功能结构。根据在图3中示出的实施例，车辆运动控制系统110具有四个部分或模块，它们例如可以相应于四个上级的处理步骤。

根据在图3中示出的实施例，车辆运动控制系统110的仅示例性的这四个部分是产生装置120(或所谓的运动规划器)、控制设备130(或所谓的运动控制器)、融合与定位装置340(fusion&localization)以及行为规划装置350(或所谓的行为规划器)。

融合与定位装置340构造用于借助用于执行融合与定位的执行装置345，将传感器341的以及其他源(例如通信装置342、用于道路地图的装置343以及用于车辆位置坐标或gps坐标的装置344)的可用信息收集在一种数据库的中央世界模型346中，并且然后以预处理的形式提供给后续的处理步骤。

此外，以下可以用作信息源：安装在车辆上的基于雷达传感器、摄像机传感器、激光雷达传感器、超声传感器等的环境传感器341；驾驶员预先规定(例如油门踏板和制动踏板位置、转向角以及转向力矩)；所估计的或计算的变量(例如车辆运动状态、车辆质量、轴负载、预期的制动路程、横向加速度极限、用于避让操作的空间)，其中，使用传感器341的信息来对这些变量进行计算，传感器341安装在车辆中并且例如通过车辆的制动系统进行读取和监控，所述传感器例如是转速传感器；转速和加速度传感器；车辆至车辆的或车辆至基础设施的通信(v2v、v2i、v2x)；高度准确的道路地图和gps坐标。进一步预处理这些信息用于世界模型346。因此，世界模型346例如提供：自身行车道和相邻行车道的走向、自身车辆在自身行车道中的当前位置和定向以及道路上的可用空间(自身车辆在该空间中运动)。为此，也可以将静止的和动态的障碍物的当前位置纳入考虑。也可以针对一定的时间范围预测动态障碍物(例如自身车道中和相邻车道中的车辆)的位置。

行为规划器350构造用于确定当前的行驶策略。根据世界模型346的信息(例如行车道走向和空闲区域、例如借助导航系统的路线规划以及当前车辆动力的特征值)，例如借助决策装置352决定：自身车辆应该保持在车道中，还是变换到相邻车道中，还是实施紧急操作或所谓的最小风险操作。在此还应参照以下附图。

控制设备130在此构造用于给行为规划器350提供运动状态数据339或当前行驶动力的特征值339。特征值339确定舒适行驶的范围以及行驶物理学的车辆有关的并且情况特定的极限。为此，根据在此示出的实施例，控制设备130构造用于实施如下步骤：在使用至少一个车辆传感器的传感器信号的情况下确定车辆的运动状态数据339，并且将所确定的运动状态数据339传输给至车辆运动控制系统110的行为规划器350的接口。

根据风险评估执行行为规划器350中的决定。为此，例如根据可能的操作选项(例如保持在车道中、变道、紧急操作和最小风险操作)的成本函数来计算数值，并且根据决定逻辑选择行驶功能，该行驶功能被传递给产生装置120或运动规划器120。此外，根据当前的车辆动力的特征值将行驶功能参数化，以便实现舒适的、高能效地、行驶动力稳定的和可靠的行驶方式。

示例性地，以下将阐述用于高速公路上的高度自动化行驶的典型行驶功能。在此根据沿纵向和横向对车辆的引导来进行区分，这些引导应如何在变道操作、避让操作和最小风险操作的情况下彼此协调，因为例如穿入到流动的交通中可能是时间关键的。行驶情况区分为舒适行驶和紧急情况，其中，过渡可以是流畅的。采取驾驶员辅助功能(例如速度控制或巡航控制(cc)、距离遵循行驶或自适应巡航控制(acc)和紧急制动系统或高级紧急制动系统(aebs))，但是这些功能在其工作范围中被扩展。因此，将acc功能(其当前大批量地例如仅减速至3m/s2)扩展到最大可能的纵向减速。这是可能的，因为控制设备130构造用于实现这一点。had系统应连续受到监控。在识别到故障的情况下，应立即通知驾驶员并且在其未接管的情况下应采取最小风险操作，该最小风险操作应使车辆无碰撞地到达停止状态。

产生装置120或运动规划器120构造用于，针对行为规划器350所要求的行驶功能，在使用世界模型346中的关于环境的其他信息(例如行车道走向和空闲区域)的情况下，求取和提供具有车辆的加速度要求的具体的行驶通道作为预给定数据125。控制设备130构造用于在该行驶通道内引导车辆并且在此实施所要求的加速度。

为此，运动规划器120具有：第一控制装置321，其例如结合诸如距离遵循行驶、紧急制动系统、拥堵辅助和车队行驶的功能来在车道中进行纵向控制和横向控制；第二控制装置322，其用于结合车辆的纵向引导和横向引导来控制变道；第三控制装置322，其用于最小风险操作。控制装置321、322和323中的每个构造用于提供行驶通道和加速度特性或加速度要求ax,dem。行驶通道包括左边界和右边界，它们在给定的时刻tk例如通过三维曲线或多项式作为位置函数yl,dem(x,tk)和yr,dem(x,tk)描述。仲裁装置324构造用于通过对控制装置321、322和323的行驶通道和加速度要求的仲裁来产生预给定数据125并且将其输出给控制设备130。

控制设备130构造用于根据特定的车辆特征(尤其期望轨迹)确定用于预给定数据125以及给定的行驶通道的引导数据135，然后，控制设备130沿期望轨迹引导车辆，并且必要时还例如借助防抱死系统和电子稳定程序(abs/esp)以稳定化的方式干预车轮和车辆动力。在此，为了便于说明，控制设备130在图3中仅示例性地划分成两个部分：在第一部分设备331中生成期望轨迹并且实现其追踪。在第二部分设备333中实现车辆的稳定化。

控制设备130在第一部分设备331中由行驶通道求取行驶路线，该行驶路线是车辆上的所有点的拖曳曲线的包络线。在控制设备130的第二部分设备333中，在该行驶路线内引导该车辆且必要时将其稳定化。

此外在图3中示出执行机构106和108，所述执行机构以能够传输信号的方式与控制设备130(更确切地说与第二部分设备333)连接。第一执行机构106例如涉及转向执行器，其中，第二执行机构108的示例具有电机、传动装置、减速装置、拖车和其他装置。

图4示出根据一种实施例的交通情况400的示意图。在交通情况400中，例如两个车辆100在街道401或行车道401上运动。车辆100中的每个相应于或类似于图1中的车辆并且相应地具有图1或图3的车辆运动控制系统等。在此车辆100例如涉及具有牵引机和鞍式挂车的商用车。

此外，陌生车辆403参与交通情况400，该陌生车辆403代表车辆100的障碍物。车辆100(其例如在车队行驶中相继地行驶)处于关于陌生车辆403的带有变道的避让操作中。在街道401上绘制出对于车辆100而言可用的行驶空间405。此外，示出行驶通道407，该行驶通道具有左边界和右边界。行驶通道407代表车辆100的预给定数据。在示出的交通情况400中，行驶通道407描述用于绕行陌生车辆403的曲线。此外，在引导数据的意义上，绘制出车辆100在行驶通道407内的轨迹409或路径409。

行驶通道407设计用于能够使控制设备130确定行驶通道407中的合适的轨迹409。在此，行驶通道407可以如此确定，使得至少一个轨迹409能够布置在行驶通道407中。根据一种实施例，行驶通道407可以延伸到可用的行驶空间405上。

图5示出根据一种实施例的交通情况500的示意图。图5中的交通情况500在此相应于图4中的交通情况，它们的区别仅仅在于：在交通情况500中，在街道401上示出仅一个车辆100，其中，车辆100以沿着曲线的轨迹409在行驶通道407中运动。

图6示出根据一种实施例的交通情况600的示意图。图6中的交通情况600在此相应于图5中的交通情况，它们的区别仅仅在于：在交通情况600中，仅示出车辆100和行驶通道407，该行驶通道带有轨迹409或参考轨迹409。为了便于说明，还居中地在车辆101的车辆前部绘制出坐标系的原点，该坐标系统具有横坐标x和纵坐标y。

行驶通道407具有左边界和右边界，左边界和右边界可以在给定的时刻tk或在当前扫描值tk的情况下例如通过三维曲线或通过多项式y(x)＝a0+a1x+a2x²+a3x³作为位置函数yl,dem(x,tk)和yr,dem(x,tk)描述。参考轨迹409可以通过yf,dem(x,tk)描述。

图7示出根据一种实施例的交通情况700的示意图。在交通情况700中，车辆100和陌生车辆403例如在街道401或行车道401上运动。车辆100相应于或类似于图1中的车辆并且相应地具有图1或图3中的车辆运动控制系统等。街道401例如涉及高速公路，该高速公路具有两个车道和一个紧急停车带。在行驶方向上，陌生车辆403在与车辆100相同的车道中处于车辆100前方。

常见的驾驶员辅助功能可以要求由驾驶员持续进行监控，该驾驶员在功能故障时或在故障情况下应立刻进行接管。如果在驾驶员辅助系统中出现故障，则驾驶员辅助系统的任务通常在于：可靠地识别该故障并且随后可靠地进行关断(“failsilent：故障沉默”)。用于高度自动化行驶(例如highwaypilot)的驾驶员辅助系统应该能够实现：驾驶员不再需要持续地监控驾驶员辅助系统的行为，而是驾驶员也可以致力于其他行为。在出现故障之后，驾驶员辅助系统应该能够安全地度过一定时间，直到驾驶员重新接管，也就是说，车辆100应该能够自动地转向和制动(“故障操作”)。在此，车辆100的车辆运动控制系统的控制设备在此承担用于制动和转向的安全方案(“故障操作”)的实现。

借助车辆运动控制系统例如决定：使车辆100保持在车道中、还是变换到相邻车道中、还是执行紧急操作或最小风险操作。因此，图7中的第一行驶操作701表示车辆100以有序的方式停止在自身车道中，从而后方的交通可以对此做出反应。第二行驶操作702代表停止在道路401的紧急停车带上。第三行驶操作703代表避让到相邻车道中以及在监控后方交通的情况下进行制动。在此，从第一行驶操作701经由第二行驶操作702直至第三行驶操作703，风险增大。

在此，车辆100的车辆运动控制系统的控制设备构造用于在故障方面对车辆100的车辆运动控制系统和/或制动系统执行检查。此外，控制设备构造用于根据检查的结果确定引导数据，该引导数据能够用于控制车辆100的运动，以便在注意到车辆周围环境的情况下促使车辆100停车。

图8示出图3中的控制设备的第一部分设备331的示意图。第一部分设备331在此相应于或类似于图1中所示的控制设备的部分区段。根据在图8中示出的实施例，控制设备的第一部分设备331具有确定装置134和求取装置136。

确定装置134的输入数据是预给定数据125和车辆特征104。预给定数据125尤其代表行驶通道，该行驶通道包括左边界yl,dem(x,tk)和右边界yr,dem(x,tk)，其中，车辆特征104代表车辆几何形状和/或动力学特征。确定装置134构造用于计算参考轨迹，其中，考虑车辆经过的路径。确定装置134的输出数据是引导数据135，该引导数据例如代表参考轨迹，该参考轨迹通过yf,dem(x,tk)描述。

求取装置136的输入数据是确定装置134的引导数据135和车辆特征104。车辆特征104代表动态的车辆参数。求取装置136构造用于考虑逆向的车辆动力。求取装置136的输出数据是至少一个调节变量137，该调节变量例如代表转向参数命令(序列)δh,dem(tk,l)。

换言之，为了由预给定的行驶通道生成期望轨迹，第一部分设备331例如考虑关于如下的信息作为车辆特征104：车辆尺寸(车辆宽度)、牵引车和挂车或拖车的可能的拖曳曲线、鞍点(kingpin)的位置、挂车的尺寸、轴配置、由esp所估计的有效轴距、由esp所求取的最大横向加速度(重心位置、稳定限度)。在下文中例如在考虑车辆的转向特征的情况下，计算出用于沿轨迹行驶(abfahren)的期望转向参数。转向特征例如可以由存在于esp中的适应性参考模型推导出。

控制设备的第二部分设备以转向功能和“故障操作”功能扩展电子制动控制装置，亦即以以下功能扩展电子控制装置：包括转向干预的车辆动力调节(abs、asr和esp)；由转向执行器或制动器通过转向对转向干预的协调(steer-by-brake)；执行器或执行机构(尤其转向执行器)的管理；主要用于steer-by-brake的方案“故障操作”的实现；基于制动系统的传感器的车辆状态估计；计算用于行为规划装置的车辆特定的值和极限值(例如最大可能的减速、避让操作的最迟起始点等)；纵向加速度管理，该纵向加速度管理在包括电机和传动装置的驱动系统控制方面扩展减速管理；等。

可以参照上述附图示例性地描述控制设备130的如下任务。控制设备130构造用于：由期望轨迹以及速度特性生成用于驱动系统、制动装置、转向装置的调节变量；求取车辆运动状态；例如借助防抱死系统、驱动防滑调节和电子稳定性组件(abs、asr、esp)来使车辆稳定化；和/或实现制动调节。

如果一个实施例包括第一特征与第二特征之间的“和/或”连接，则这可以如此解读，该实施例根据一种实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，而根据另一实施方式要么仅具有第一特征要么仅具有第二特征。

附图标记列表：

100车辆

102提供装置

104车辆特征

106第一执行机构

108第二执行机构

110车辆运动控制系统

120产生装置

125预给定数据

130控制设备或用于控制车辆的运动的设备

132读取装置

134确定装置

135引导数据

136求取装置

137调节变量

138输出装置

200用于控制的方法

210读取的步骤

220确定的步骤

230求取的步骤

240输出的步骤

321第一控制装置

322第二控制装置

323第三控制装置

324仲裁装置

331第一部分设备

333第二部分设备

339运动状态数据

340融合与定位装置

341传感器

342通信装置

343用于道路地图的装置

344用于车辆位置坐标的装置

345执行装置

346世界模型

350行为规划装置

352决策装置

400交通情况

401街道

403陌生车辆

405可用的行驶空间

407行驶通道

409轨迹或路径

500交通情况

600交通情况

700交通情况

701第一行驶操作

702第二行驶操作

703第三行驶操作