用于操作自适应速度调节器的方法和控制单元

技术领域

本发明涉及一种用于操作车辆的自适应速度调节器、特别是ACC(自适应巡航控制)系统的方法和相应的控制单元。

背景技术

车辆可以包括自适应的距离和/或速度调节器，特别是ACC系统，利用该自适应的距离和/或速度调节器可以在距前方车辆一定的目标距离处自动地纵向引导车辆。在车辆接近前方车辆时(即，在接近过程期间)，距离和/或速度调节器就已经可以自动设定车辆的行驶速度，以便将车辆定位在前方车辆后面的目标距离处。然后，可以使车辆的行驶速度自动且重复地适配于前方车辆的行驶速度，以便将车辆引导在前方车辆后面的目标距离处。

发明内容

本文件涉及如下的技术目的：在接近前方车辆的过程中为车辆的距离和/或速度调节器的用户提高舒适度。

该目的通过独立权利要求中的每个单独的独立权利要求来实现。尤其在从属权利要求中描述了有利的实施方式。需要指出的是，从属于独立权利要求的权利要求的附加特征可以在没有独立权利要求的特征的情况下，或在仅与独立权利要求的特征的子集相组合的情况下形成自己的且独立于独立权利要求的所有特征的组合的发明，该发明可以作为独立权利要求、分案申请或后续申请的主题。这以同样的方式适用于说明书中所描述的可以形成独立于独立权利要求的特征的发明的技术教导。

根据一个方面，说明了一种用于车辆、特别是用于机动车的控制单元。该控制单元被设置为：在车辆的距离和/或速度调节器的向前方车辆的接近过程中预测或确定车辆是否将会在接近过程期间(可能地和/或预计地)超越前方车辆。特别是可以预测或确定车辆在接近过程期间是否能够超越前方车辆。如果确定车辆在接近过程期间不能够超越前方车辆，则可以从中推断或预测车辆在接近过程期间也将不会超越前方车辆。另一方面，如果确定车辆在接近过程期间(原则上)能够超越前方车辆，则可以预测车辆在接近过程期间(预计地和/或可能地)将会超越前方车辆。例如，基于周围环境数据和/或地图数据可以识别出存在用于超越前方车辆的空闲超车车道，从而原则上超车过程将是可行的。

控制单元可以被设置为：在距离和/或速度调节器运行期间操作车辆，使得车辆在接近过程结束之后至少在时间平均值上与前方车辆具有目标距离。备选地或补充地，控制单元可以被设置为：在距离和/或速度调节器运行期间操作车辆，使得车辆在接近过程结束之后至少在时间平均值上具有前方车辆的行驶速度。

另一方面，在接近过程期间，车辆具有的与前方车辆的距离通常大于目标距离和/或车辆具有的行驶速度通常大于前方车辆的行驶速度。控制单元可以被设置为：在距离和/或速度调节器的接近过程期间操作(特别是自动纵向引导)车辆，使得与前方车辆的距离减小到目标距离，和/或使得车辆的行驶速度降低到前方车辆的行驶速度。

控制单元可以被设置为求取车辆的一个或多个周围环境传感器的周围环境数据。示例性的周围环境传感器是图像摄像机、激光雷达传感器、雷达传感器、超声波传感器等。备选地或补充地，控制单元可以被设置为求取与车辆所行驶的行车道相关的地图数据。地图数据例如可以指示行车道的车道数目和/或各个车道的行驶方向。此外，控制单元可以被设置为求取与车辆当前位置相关的位置数据(例如，GPS坐标)。

此外，控制单元可以被设置为：基于周围环境数据和/或地图数据和/或位置数据，预测车辆在接近过程期间是否将会超越前方车辆。基于周围环境数据和/或地图数据和/或位置数据，特别地可以预测车辆在接近过程期间是否能够超越前方车辆。例如，基于周围环境数据、地图数据和/或位置数据可以求取是否有超车车道是可用且空闲的以供车辆超越前方车辆。如果求取到超车车道可用且空闲，则必要时可以由此推断出将会或能够进行超车过程。另一方面，如果求取到没有超车车道可用和/或可用的超车车道不是空闲的，则可以预测或确定将不会或不能够进行超车过程。由此可以以可靠的方式预测车辆在接近过程期间是否将会超越前方车辆。

备选地或补充地，控制单元可以被设置为求取与车辆的驾驶员有关的驾驶员数据、特别是与驾驶员的行为有关的驾驶员数据。驾驶员数据可以例如借助于对准车辆驾驶员的摄像机来求取。驾驶员数据例如可以指示驾驶员的视线方向。然后，可以基于驾驶员数据来预测车辆在接近过程期间是否将会超越前方车辆。例如，基于驾驶员数据可以确定，尽管可以对前方车辆进行超车，但将不会发生超车过程，因为驾驶员的行为(例如，视线方向)可以使得推断出驾驶员不会开始超车过程。因此，通过考虑驾驶员数据可以进一步改善对超车过程的预测。

此外，控制单元还被设置为：在接近过程期间根据是否已经预测或确定将会进行超车过程或将不会进行超车过程，来设置车辆的距离和/或速度调节器(特别是ACC系统)的特性。备选地或补充地，控制单元可以被设置为：在接近过程期间根据是否已经预测或确定能够进行超车过程或不能够进行超车过程，来设置车辆的距离和/或速度调节器(特别是ACC系统)的特性。由此，可以提高车辆用户的舒适度。

距离和/或速度调节器的特性可以被设定为：如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将会超越(或能够超越)前方车辆，则在接近过程期间将相对较晚地和/或在相对较晚的时间点处以相对较高的减速度降低车辆的行驶速度。由此，可以促使车辆在接近过程期间尽可能长时间地保持为执行超车过程做好准备。由此，对于执行超车过程而言，可以提高车辆驾驶员的舒适度。

另一方面，距离和/或速度调节器的特性可以被设定为：如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将不会超越(或不能够超越)前方车辆，则在接近过程期间将相对较早地且在此以相对较低的减速度降低车辆的行驶速度。由此，可以在没有超车意图的接近过程期间提高车辆驾驶员的舒适度。

例如，距离和/或速度调节器的特性可以在标准运行中被设定为：在接近过程期间在参考时间点处以参考减速度降低车辆的行驶速度。例如，如果不存在关于车辆在接近过程期间是否将会超越(或能够超越)前方车辆的信息，则可以进行标准运行。

如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将会超越(或能够超越)前方车辆，则可以在接近过程期间(与参考时间点相比)相对较晚地和/或在相对较晚的时间点处以(与参考减速度相比)相对较高的减速度降低车辆的行驶速度。备选地或补充地，如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将不会超越(或不能够超越)前方车辆，则可以在接近过程期间(与参考时间点相比)相对较早地和/或在相对较早的时间点处以(与参考减速度相比)相对较低的减速度降低车辆的行驶速度。

如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将会超越(或能够超越)前方车辆，则可以例如从第一时间点开始以第一减速度降低车辆在接近过程期间的行驶速度。另一方面，如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将不会超越(或不能够超越)前方车辆，则可以从第二时间点开始以第二减速度降低车辆在接近过程期间的行驶速度。第一时间点可以在时间上晚于第二时间点。此外，第一减速度可以高于第二减速度。

控制单元可以被设置为：根据误差量度的值、特别是调节误差的值重复地、特别是周期性地(例如以1Hz或更高的频率)调整车辆在接近过程期间的行驶速度。距离和/或速度调节器特别地可以被设计为(重复地)减小误差量度的值、特别是减小误差量度的值。在此，误差量度可以取决于车辆距前方车辆的实际距离与目标距离的偏差以及车辆相对于前方车辆的实际相对速度的加权和。因此，误差量度可以对距离偏差和速度偏差(即，实际相对速度)进行加权，并将其作为加权和来考虑。

相对于速度偏差的权重的、距离偏差的权重可以取决于是否已经预测或确定车辆在接近过程期间将会(或能够)超越前方车辆、或者车辆在接近过程期间将不会超越(或不能够超越)前方车辆。特别地，如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将不会超越(或不能够超越)前方车辆，则可以(相对于距离偏差的权重)相对较高地设定和/或增大与车辆的实际相对速度相关的权重。另一方面，如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将会超越(或能够超越)前方车辆，则可以(相对于距离偏差的权重)相对较低地设定和/或减小与车辆的实际相对速度相关的权重。因此，可以以特别可靠的方式调整或设定距离和/或速度调节器的特性。

换言之，如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将不会超越(或不能够超越)前方车辆，则与距离偏差的权重相比，可以增大与车辆的实际相对速度相关的权重。另一方面，如果已经预测或确定车辆在接近过程期间将会超越(或能够超越)前方车辆，则与距离偏差的权重相比，可以减小与车辆的实际相对速度相关的权重。

根据另一方面，说明了一种用于操作车辆的距离和/或速度调节器的方法。该方法包括：在车辆的距离和/或速度调节器的向前方车辆的接近过程中，预测车辆在接近过程期间是否将会超越(或是否能够超越)前方车辆。此外，该方法还包括：根据是否已经预测车辆在接近过程期间将会超越(或能够超越)前方车辆、或者车辆在接近过程期间将不会超越(或不能够超越)前方车辆，来设定车辆的距离和/或速度调节器在接近过程期间的特性。

根据另一方面，说明了一种(道路)机动车(特别是乘用车或载重汽车或公共汽车或摩托车)，该机动车包括在本文件中说明的控制单元。

根据另一方面，说明了一种软件(SW)程序。该SW程序可以被设置为在处理器上(例如，在车辆的控制器上)运行，从而执行本文件中说明的方法。

根据另一方面，说明了一种存储介质。该存储介质可以包括SW程序，该SW程序被设置为在处理器上运行，从而执行本文件中说明的方法。

需要注意的是，本文件中说明的方法、装置和系统既可以单独使用，也可以与本文件中说明的其他方法、装置和系统结合使用。此外，本文件中说明的方法、装置和系统的任何方面都可以以多种方式相互组合。特别地，权利要求的特征可以以多种方式相互组合。

附图说明

在下文中借助于实施例更详细地说明本发明。其中：

图1示出了示例性的驾驶情况；

图2示出了车辆的示例性部件；

图3a示出了用于求取距离和/或速度调节器的误差量度、特别是调节误差的示例性单元；

图3b示出了距离和/或速度调节器在接近阶段期间的示例性速度-距离曲线；以及

图4示出了用于操作距离和/或速度调节器的示例性方法的流程图。

具体实施方式

如上文所述，本文件涉及车辆的距离和/或速度调节器、特别是ACC系统的舒适运行。在此，特别地旨在提高在车辆接近前方车辆的过程期间的舒适度。

图1示出了在车道103上在前方车辆110后面行驶的示例性车辆100(在本文件中也称为自身车辆)。自身车辆100具有自身行驶速度101，并且前方车辆110具有前方行驶速度111。自身车辆100位于前方车辆110后面的实际距离102处。

图2示出了车辆100的示例性部件。车辆100包括一个或多个周围环境传感器201，周围环境传感器被设置为检测与车辆100的周围环境相关的周围环境数据(即，传感器数据)。示例性的周围环境传感器201是图像摄像机、激光雷达传感器、雷达传感器、超声波传感器等。车辆100的控制单元200被设置为基于周围环境数据求取车辆100与前方车辆110的实际距离102。此外，基于周围环境数据可以求取前方车辆110和车辆100之间的相对速度(即，前方行驶速度111和自身行驶速度101之差)。

此外，控制单元200可以被设置为根据周围环境数据来操作车辆100的一个或多个纵向引导执行器202(特别是驱动马达和/或制动器)。用于提供距离和/或速度调节器的一个或多个纵向引导执行器202特别是可以被操作为使得：自身车辆100位于前方车辆110后面的(必要时可设定的)目标距离处，并且在此(至少在时间平均值上)具有前方车辆110的行驶速度111。

此外，控制单元200可以被设置为：在自身车辆100的向前方车辆110的接近阶段期间，自动操作一个或多个纵向引导执行器202，其中在接近阶段期间应当促使自身车辆100的实际距离102减小到目标距离，并且自身车辆100的行驶速度101降低到前方车辆110的行驶速度111。在此，自身车辆100在接近阶段期间的实际距离102和行驶速度101的时间曲线可以被设定或调整。

控制单元200可以被设置为根据误差量度、特别是根据调节误差来操作车辆100的一个或多个执行器202。图3a示出了用于求取误差量度的值306的示例性单元300。在此，一方面可以为自身车辆100预设与前方车辆110的目标距离302和相对于前方车辆110的行驶速度111的目标相对速度301。目标相对速度301通常为零。

此外，可以基于周围环境数据和/或基于一个或多个车辆传感器(例如，速度传感器)的传感器数据来求取与前方车辆110的实际距离102和相对于前方车辆110的实际相对速度311。然后，一方面可以求取距离302、102之间的差异或偏差，并且另一方面可以求取相对速度301、311之间的差异或偏差。于是，误差量度可以包括距离302、102的偏差和相对速度301、311的偏差的加权平均值或加权和。用于形成加权和的一个或多个权重可以被预设为距离和/或速度调节器的运行参数305。

控制单元200可以被设置为：特别是在接近过程期间，操作车辆100的一个或多个纵向引导执行器202，以使得误差量度的值306减小。用于控制一个或多个纵向引导执行器202的控制变量特别地可以重复地、例如周期性地被调整，以便减小误差量度的值306，特别是将误差量度的值306减小到零。在此，通过相对于相对速度301、311的偏差的权重的、距离302、102的偏差的权重，可以特别是在接近过程期间改变距离和/或速度调节器的特性。

图3b示出了距离102和/或相对速度311在接近过程期间的示例性时间曲线321。在曲线321中，自身车辆100的行驶速度101相对较长时间地保持为相对较高的值，以促使尽快接近前方车辆110。在达到目标距离302之前不久才降低自身车辆100的行驶速度101，并且从而降低相对速度311。因此，在接近过程的相对较晚的时间点处出现车辆100的相对较高的减速度。

自身车辆100在其中相对较晚且相对较强烈地被制动的这种时间曲线321是有利的，因为其使得自身车辆100的驾驶员能够在接近过程期间开始超越前方车辆110的超车操纵，而在此不会受到自身车辆100的自动制动的干扰。另一方面，如果自身车辆100的驾驶员无法或者不想执行超车操纵，则自身车辆100的相对较晚的制动会被自身车辆100的驾驶员感觉为不舒适的和不安全的。

控制单元200可以被设置为：在自身车辆100的距离和/或速度调节器的向前方车辆110的接近过程期间，确定或预测自身车辆100的驾驶员是否将会开始超越前方车辆110的超车过程。就此而言，特别是可以求取究竟是否存在超车过程的可能性。为此目的，可以评估一个或多个周围环境传感器201的周围环境数据。备选地或补充地，可以评估车辆100的导航系统203的数据、特别是地图数据。基于该数据，例如可以求取：

·自身车辆100是否已经在超车车道上行驶；

·超车车道104是否可以用于对前方车辆110的超车过程；和/或

·超车车道104是否被一个或多个其他交通参与者占用。

因此，可以以精确的方式求取超车操纵在接近过程期间是否可行。如果超车操纵不可行，则由此可以推断出驾驶员不想执行或不会执行超车操纵来超越前方车辆110。另一方面，在超车操纵可行的情况下，可以预测或确定驾驶员将会执行超车操纵来超越前方车辆110。

备选地或补充地，可以检测并评估与自身车辆100的驾驶员相关的传感器数据，即，驾驶员数据，以便确定驾驶员是否想要或是否将会执行超车操纵。例如，可以分析驾驶员的视线方向以求取驾驶员的意图。

然后，特别是在接近过程期间，可以根据是否已经确定自身车辆100的驾驶员将会超越前方车辆110或者是否已经确定自身车辆100的驾驶员将不会超越前方车辆110，来设定或调整车辆100的距离和/或速度调节器的特性。在此，特别是可以设定或调整距离和/或速度调节器的至少一个运行参数305。例如，如果已经确定自身车辆100的驾驶员将不会超越前方车辆110，则可以相对于距离302、102的偏差的权重增大相对速度301、311的偏差的权重，以便促使在接近过程期间相对较早地就降低自身车辆100的行驶速度101。因此，可以在接近过程中提高自身车辆100的驾驶员的舒适度。

图3b针对已经确定自身车辆100的驾驶员将会超越前方车辆110的情况示出了相对速度311在接近过程中的示例性曲线321。此外，图3b还针对已经确定自身车辆100的驾驶员将不会超越前方车辆110的情况示出了相对速度311在接近过程中的示例性曲线322。

因此，在ACC系统运行时，可以确定在自身车道103旁边(例如，左侧)是否存在沿自身行驶方向可行驶的相邻车道104。为此，可以将来自导航系统203的数据与摄像机数据和/或雷达传感器系统的关于障碍物的数据进行比较。由此，可以确定是否存在相邻车道104。此外，通过雷达传感器系统确定是否有车辆在相邻车道104上行驶以及必要时确定哪些车辆在相邻车道104上行驶。由此可以确定相邻车道104是对向车道还是沿自身行驶方向的车道。此外，还可以确定相邻车道104是否被车流占用或者相邻车道104是否空闲以供行驶。

如果相邻车道104是沿本行驶方向存在的空闲车道，则可以使用尽可能长时间地保持自身车辆101的行驶速度101(例如，根据曲线321)的接近特性。另一方面，可以使用具有相对较早的反应(即，相对较早地降低行驶速度101)的接近特性(例如，根据曲线322)。因此，可以提高自身车辆100的驾驶员的舒适度。

图4示出了用于操作车辆100的距离和/或速度调节器的示例性方法400的流程图。方法400可以由车辆100的控制单元200执行。

方法400包括：在车辆100的距离和/或速度调节器的向前方车辆110的接近过程期间，预测401车辆100在接近过程期间是否将会超越(或者是否能够超越)前方车辆110。在此，接近过程可以被定义为车辆100在接近过程期间

·已经探测到前方车辆110；并且

·进行车辆100的一个或多个纵向引导执行器202的自动控制，以便将车辆100定位在与前方车辆100的目标距离302处。

在接近过程期间，车辆100的实际距离102通常大于目标距离302。此外，车辆100的速度101大于前方车辆110的速度111。

基于周围环境数据、地图数据和/或驾驶员数据，可以预测车辆100在接近过程期间是否将会超越前方车辆110。特别是可以预测或确定车辆100在接近过程期间是否能够超越前方车辆110。

此外，方法400包括：根据是否已经预测车辆100在接近过程期间将会超越前方车辆110或者车辆100在接近过程期间将不会超越前方车辆110，来设定402车辆100的距离和/或速度调节器在接近过程期间的特性。特别是可以根据是否已经预测或确定车辆100在接近过程期间能够超越前方车辆110或者车辆100在接近过程期间不能超越前方车辆110，来设定402车辆100的距离和/或速度调节器在接近过程期间的特性。因此，可以提高车辆100的驾驶员的舒适度。

本发明不限于所示的实施例。特别需要注意的是，说明书和附图仅旨在说明所提出的方法、装置和系统的原理。