用於前進裝置的安全系統以及與其相關的方法
2023-04-29 06:38:16
專利名稱：用於前進裝置的安全系統以及與其相關的方法
技術領域：
本發明涉及一種安全系統，特別是根據權利要求1前序部分的事故避免系統，以及一種用於運行這種安全系統的方法。
現有技術主動安全是在當前以及將來的車輛系統的發展中的重點之一。在主動安全即為了避免事故領域中，公知的系統是例如通過在行駛動力學的極限範圍內的制動作用使車輛穩定化的電子穩定程序(所謂的E[lectronic]S[tability]P[rogramme])以及作為通過附加的轉向作用對ESP的擴展的V[ehicle]D[ynamic]M[anagement]。
除了用於車輛穩定化的系統外還公開了用於觸發緊急制動的系統，其在例如基於藉助雷達和/或視頻傳感器的環境檢測識別出碰撞危險時，自動進行幹預。
此外公知多種泊車輔助系統，它們以不同的方式在泊車時幫助駕駛者。這樣由文獻DE 198 09 416 A1公開了一種泊車輔助系統，其根據潛在的泊車空隙計算泊車策略並且將該泊車策略通知給機動車的駕駛者，但讓駕駛者決定，是否他要聽從該泊車策略。
此外，一般的汽車駕駛者在危險情況中通常還有的問題是，通過合適的轉向機動動作避讓障礙物。因此例如在駕駛安全訓練中出現，太遲、太快或太慢、太多或太少或根本沒有轉向，並且此外，例如在雙重車道變換中，反向轉向(Gegenlenken)被錯誤地或完全沒有被執行。這或者導致與障礙物的碰撞或者導致不穩定性，例如導致車輛的側滑。
在文獻EP 0 970 875 A2中提出了一種系統，其通過轉向執行機構應該防止駕駛者調節出一個導致碰撞的轉向角，或者必要時自動設置避讓路線。在該系統中，是否、何時以及在哪個方向上避讓的決定通過技術系統來作出，並且由此駕駛者被減輕負擔。然而這種避讓決定的技術實現要求高的感測成本並且也提出了法學上的、例如法律責任上的問題。
本發明的說明任務、解決方案、優點從前面闡述的缺點和欠缺性出發以及在考慮概要的現有技術下，本發明的任務在於，這樣地進一步開發開始提及類型的安全系統以及開始提及類型的方法，使得不但在裝置上而且在方法上，在接近障礙物時支持由前進裝置的駕駛員引入的避讓機動動作，並且這樣防止通過碰撞或側滑造成的事故。
該任務通過具有在權利要求1以及權利要求4中說明的特徵的安全系統以及通過具有在權利要求5或在權利要求9中說明的特徵的方法解決。本發明的有利的構型和按照目的的進一步構型在相應的從屬權利要求中被說明。
在本發明的安全系統中或在本發明的方法中，分析單元根據由檢測單元檢測到的以數據和信息形式的條件求得至少一個行駛方案，特別是至少一個避讓軌跡和/或至少一個自動緊急制動A[utomatischen]N[ot]B[rems]過程。
當現在前進裝置的駕駛員引入或已經引入相應的駕駛機動動作，特別是避讓機動動作或緊急制動機動動作時，則安全系統的、特別是分析單元的或該方法的功能如下地進行，即該駕駛機動動作以優化的形式、特別是以最佳的避讓軌跡的形式或以A[utomatischen]N[ot]B[remsung]的形式被預給定、支持和/或建議。該系統在危險情況中明顯提高了車輛安全性。
在本發明的一種有利的實施形式中，轉向系統在一個緊急避讓情況中例如以施加的或加載的轉向力矩的形式和/或通過合適的觸覺的轉向支持(Lenkunterstuetzung)來對前進裝置的駕駛員建議最佳的避讓軌跡，並且這樣也能夠使不熟練的駕駛者實現安全的避讓。
觸覺的轉向支持可以例如以至少一個振動或至少一個顫振的形式來發送一個觸覺信號，並且例如通過這種方式將最佳的避讓機動動作提供給機動車的駕駛者。本發明由此包括轉向支持，其例如在緊急情況下的避讓中使用。
有利的是，該安全系統或方法藉助環境檢測傳感器、例如藉助雷達和/或藉助視頻檢測臨近的碰撞以及障礙物的大小和到它的距離；這些傳感器可以是至少安裝在車輛前方、必要時也可以安裝在車輛旁邊和/或後面。
根據目的，至少在與障礙物的碰撞危險存在時，由分析單元(＝計算單元)不但對於向左的駕駛機動動作、特別是對於避讓方案而且對於向右的駕駛機動動作、特別是對於避讓方案分別計算和/或維持至少一個對於當前情況最佳的避讓軌跡，該避讓軌跡使得能夠在注意行駛穩定性的情況下可靠繞過障礙物。
在本發明重要的構型中，當駕駛者通過方向盤的操縱引入或已經引入避讓機動動作，向左或向右時，才預給定在相應方向上的最佳避讓軌跡。該預給定可以觸覺地、例如通過施加的轉向力矩實現和/或由駕駛者在任何時候過量轉向(uebersteuert)。該策略的優點是，極其複雜的決定，即是否、何時以及在哪個方向上避讓，由駕駛者作出，這樣以可靠的方式避免了法學的、特別是法律責任的問題。
在本發明的一種有利的實施形式中，在危險時、特別是在高的碰撞危險時，分析單元發送至少一個聲學的、觸覺的和/或光學的警告信號和/或如果沒有另外的行駛方案、特別是沒有避讓軌跡可用，則引入自動緊急制動A[utom atischen]N[ot]B[remsung]，。
有利的是，在危險時、特別是在高碰撞危險時，根據前述類型的安全系統、特別是根據前述類型的分析單元和/或根據前述類型的方法對前進裝置的轉向系統和/或底盤和/或制動系統給定參數、進行準備和/或激活，使得前進裝置的行駛性能對於待由該前進裝置的駕駛員實施的駕駛機動動作、特別是避讓機動動作或緊急制動機動動作是優化的。
對此，替代的是，本發明可以涉及根據開始提及類型的安全系統、特別是根據開始提及類型的分析單元以及根據開始提及類型的方法，其中在危險時、特別是在高碰撞危險時，前進裝置的轉向系統和/或底盤和/或制動系統被給定參數、被準備和/或被激活，使得前進裝置的行駛性能對於待由該前進裝置的駕駛員執行的駕駛機動動作、特別是避讓機動動作或緊急制動機動動作是優化的。
本發明最後涉及至少一個根據前述類型的安全系統和/或根據前述類型的方法在至少一個駕駛員輔助系統中的應用，用於提高安全性，特別是在道路交通中用於避免事故。這樣例如緊急制動系統(A[utomatischen]N[ot]B[remse])在本發明的意義中可以通過轉向執行機構被擴展。
如前面已經說明的，存在多種不同的可能性，來將本發明的教導以有利的方式構造和擴展。為此一方面參考隨附的權利要求的權利要求1和5，另一方面以下藉助通過附圖1至3所示出的三種實施例進一步闡述本發明的另外的構型、特徵和優點。
其中圖1在示意性的示圖中示出了本發明的安全系統的第一實施例，該安全系統按照本發明的方法工作；圖2在示意性的示圖中示出了本發明的安全系統的第二實施例，該安全系統按照本發明的方法工作；以及圖3在示意性的示圖中示出了本發明的安全系統的第三實施例，該安全系統按照本發明的方法工作。
在圖1至3中，相同或類似的構型、元件或特徵設置以相同的參考標號。
實施本發明的最優方式為了避免多餘的重複，以下關於本發明的構型、特徵和優點方面(只要沒有另外說明)的闡述不但涉及在圖1中示出的、安全系統100的第一實施例，而且涉及在圖2中示出的、安全系統100』的第二實施例以及涉及在圖3中示出的、安全系統100」的第三實施例。
在圖1和3中，示出了安全系統100及100」的相應的示意性工作流程，其用於在緊急情況中、即在障礙物前的突然避讓時的轉向支持和自動緊急制動支持。
在第一工作步驟中，內部和外部條件、即機動車的參數和環境被檢測。為了實施該功能，安全系統100具有一個檢測單元10，用於環境檢測；該環境檢測單元10此外在雷達傳感器基礎12上以及在視頻傳感器基礎14上工作。
此外，在檢測單元10的範圍內藉助傳感器16附加地檢測關於駛過的街道的數據和信息、例如關於車道的數目和寬度的數據和信息以及關於自己的車輛的和潛在的碰撞對方相對於車道的位置的數據和信息。例如導航系統的數字卡18的數據和信息也被包括到環境檢測10中。車輛通信、車輛一基礎設施通信和自己的車輛的數據也可能作為另外的信息源，後者甚至是必要的。
被檢測到的條件以數據和信息的形式通過傳感器數據合併模塊22合併並且接著由評估模塊24進行當前的潛在危險方面的評估，特別是確定對於該前進裝置的碰撞危險。由此，藉助傳感器技術10檢測在車輛的前面、旁邊和後面的物體，藉助傳感器數據合併模塊22匯集並且藉助評估模塊24進行車輛的碰撞危險方面的評估。
在確定碰撞危險之後，建立一個避讓算法，即藉助關於障礙物和街道的數據和信息以及關於自己的車輛的數據由計算模塊26循環地計算可能的行駛方案或避讓軌跡，它們能夠實現可靠的和穩定的避讓。在此，例如在障礙物出現在正常的車道上時，不但對於向左的避讓方案，而且對於向右的避讓方案都計算至少一個對於當前情況最優的避讓軌跡。
如果不再可能避讓，並且由此不能進行避讓軌跡的確定或不存在避讓軌跡，則引發自動緊急制動A[utomatische]N[ot]B[remsung](參考標號50)。
從圖1以及圖3的示圖中在此可以看出，傳感器數據合併模塊22、評估模塊24和計算模塊26被綜合在一個分析單元20中。
若現在在具有高碰撞危險的情況中，通過前進裝置的駕駛員引入一種駕駛機動動作(參考標號L)，即駕駛員通過相應的轉向迴轉而開始一個(避讓)轉向機動動作，則通過一個合適的轉向系統、例如通過所謂的線控駕駛系統(Steer-by-wire-System)為他建議避讓軌跡(參考標號30)。由此，在最優避讓軌跡的求得26與駕駛機動動作的引入L相結合(Verknuepfen)V時或之後，駕駛者被建議最優的避讓軌跡。
該最優的避讓軌跡以被施加的或被加載的轉向力矩40的形式被介紹給駕駛者，其中該駕駛者--可以跟從所建議的最優避讓軌跡，或者--可以過量轉向該被建議的最優避讓軌跡(參考標號S)；通過前進裝置的駕駛員進行的被介紹的最優避讓軌跡的過量轉向(Uebersteuerung)S也是在任何時候都可能的。
在此可以想到的是，最優避讓軌跡和/或被施加的轉向力矩以至少一個觸覺信號的形式、例如至少一個振動的形式或至少一個顫振的形式被提供給駕駛者。
在高碰撞危險時，駕駛者可選地例如通過聲學、觸覺和/或光學警告信號被警告碰撞。
為了進行緊急情況中的避讓支持，由安全系統100或100」(參見圖1或圖3)檢測以及評估與在自己的車輛前的障礙物的碰撞危險，並且計算避讓軌跡。若駕駛者引入避讓機動動作，則對該駕駛者給出觸覺的轉向支持，該轉向支持對他建議最優的避讓軌跡。
在圖2中示出了用於在緊急情況中避讓支持的安全系統100』，其具有與圖1和3不同的分析單元20』。該分析單元20』將環境檢測10的數據和信息匯集(參考標號22)並且檢測與在自己的車輛前的障礙物的碰撞危險(參考標號24)。
在識別碰撞危險時(並且考慮到即將通過駕駛者進行的避讓機動動作)，由分析單元20』這樣地對轉向執行機構和/或制動系統、特別是制動輔助和/或ESP、和/或可能存在的主動的底盤給定參數或進行準備(參考標號60)，使得車輛的行駛性能針對避讓機動動作或緊急制動機動動作被優化，例如在車輛重心的位置、轉向特性曲線、阻尼或減振裝置和/或擺動穩定裝置方面。
由此，在根據圖2的安全系統100』中，跟隨碰撞危險的確定24，進行對於避讓或緊急制動機動動作的轉向和底盤的優化60。
所提出的用於轉向和底盤的優化60的系統可以如在圖2中所示，作為獨立的方案，即沒有提出避讓軌跡，或者如在圖3中所示，與藉助圖1闡述的、避讓軌跡的觸覺輸出組合而構建。
權利要求
1.安全系統(100；100』；100」)、特別是事故避免系統，用於具有至少一個轉向系統以及至少一個制動系統的前進裝置、特別是機動車，具有至少一個檢測單元(10)，用於檢測內部的和外部的條件、例如車輛參數和車輛環境，以及至少一個分析單元(20；20』)，用於匯集(22)由所述檢測單元(10)檢測的、以數據和信息形式的條件，以及用於在當前的潛在危險方面評估(24)所述被檢測的條件或者說數據和信息，其特徵在於，所述分析單元(20)由所述數據和信息求得至少一個行駛方案、特別是至少一個避讓軌跡和/或至少一個自動緊急制動(A[utomatischen]N[ot]B[rems])過程，以及在通過所述前進裝置的駕駛員引入(L)一個駕駛機動動作、特別是一個避讓機動動作或緊急制動機動動作時或之後，該安全系統(100，100」)、特別是所述分析單元(20)以優化的形式、特別是以最佳的避讓軌跡形式或以自動緊急制動(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])形式預給定、支持和/或建議(30)該駕駛機動動作。
2.根據權利要求1的安全系統，其特徵在於，所述轉向系統將該最佳的避讓軌跡以被施加的或被加載的轉向力矩的形式和/或以至少一個觸覺的信號、特別是至少一個振動或至少一個顫振的形式提供(40)給所述前進裝置的駕駛員和/或以被施加的附加轉向角的形式、例如通過疊加轉向，施加給所述前進裝置的駕駛員。
3.根據權利要求1或2的安全系統，其特徵在於，在危險時、特別是在高碰撞危險時，所述分析單元(20)發送至少一個聲學的、觸覺的和/或光學的警告信號和/或如果沒有另外的行駛方案、特別是沒有避讓軌跡可供使用，則引發(50)自動緊急制動(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])。
4.根據權利要求1至3至少之一的安全系統(100；100」)或者根據權利要求1前序部分的安全系統(100』)，其特徵在於，在危險時、特別是在高碰撞危險時，所述安全系統(100；100』；100」)、特別是該分析單元(20；20』)對所述轉向系統、所述制動系統和/或所述前進裝置的底盤給定參數、進行準備和/或激活(60)，使得所述前進裝置的行駛性能對於待由所述前進裝置的駕駛員實施的駕駛機動動作、特別是避讓機動動作或緊急制動機動動作是優化的。
5.在道路交通中用於提高安全性、特別是用於避免事故的方法，其中[i]檢測(10)一個前進裝置、特別是機動車的內部的和外部的條件、例如參數和環境，[ii.a]匯集(22)這些以數據和信息的形式的、被檢測的條件，並且[ii.b]在當前的潛在危險方面評估(24)這些被檢測的條件或者說數據和信息，其特徵在於，[ii.c]由所述數據和信息求得(26)至少一個行駛方案、特別是至少一個避讓軌跡和/或至少一個自動緊急制動(A[utomatischen]N[ot]B[rems])過程，並且[iii]在通過所述前進裝置的駕駛員引入(L)一個駕駛機動動作、特別是避讓機動動作或緊急制動機動動作期間或之後，以優化的形式、特別是以避讓軌跡或自動緊急制動(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])的形式預給定、支持和/或建議(30)該駕駛機動動作。
6.根據權利要求5的方法，其特徵在於，該最佳的避讓軌跡以被施加的或被加載的轉向力矩的形式和/或以至少一個觸覺的信號、特別是至少一個振動或至少一個顫振的形式被提供(40)給所述前進裝置的駕駛員和/或以被施加的附加轉向角的形式、例如通過疊加轉向，被施加給所述前進裝置的駕駛員。
7.根據權利要求5或6的方法，其特徵在於，在危險時、特別是在高碰撞危險時，發出至少一個聲學的、觸覺的和/或光學的警告信號和/或如果沒有另外的行駛方案、特別是沒有避讓軌跡供使用時，則引發(50)自動緊急制動(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])。
8.根據權利要求5至7至少之一的方法，其特徵在於，特別是在危險時，例如在障礙物出現在正常的車道上時，不但對於向左的駕駛機動動作、特別是對於避讓方案而且對於向右的駕駛機動動作、特別是對於避讓方案計算(26)和/或維持至少一個對於當前情況最佳的避讓軌跡。
9.根據權利要求5至8至少之一或者根據權利要求5前序部分的方法，其特徵在於，在危險時、特別是在高碰撞危險時，對所述前進裝置的轉向系統、該前進裝置的制動系統和/或所述前進裝置的底盤給定參數、進行準備和/或激活(60)，使得所述前進裝置的行駛性能對於待由所述前進裝置的駕駛員實施的駕駛機動動作、特別是避讓機動動作或緊急制動機動動作被優化。
10.根據權利要求1至4至少之一的安全系統(100；100』；100」)和/或根據權利要求5至9的至少之一的方法在至少一個駕駛員輔助系統中的應用，用於在道路交通中提高安全性，特別是用於避免事故。
全文摘要
為了將用於具有至少一個轉向系統以及至少一個制動系統的前進裝置、特別是機動車的安全系統、特別是事故避免系統這樣進一步改進，使得不僅在裝置上、而且在方法上，在接近障礙物時由前進裝置的駕駛員引入的避讓機動動作被支持並且這樣防止由碰撞造成的事故，提出了分析單元由數據和信息求得至少一個行駛方案、特別是至少一個避讓軌跡和/或至少一個自動緊急制動A[utomatischen]N[ot]B[remsung]過程，以及在由前進裝置的駕駛員引入駕駛機動動作、特別是避讓機動動作或緊急制動機動動作時或之後，安全系統、特別是分析單元以優化的形式、特別是以最佳的避讓軌跡形式或以自動緊急制動形式預給定、支持和/或建議該駕駛機動動作。
文檔編號B60W30/08GK1922051SQ200580005935
公開日2007年2月28日 申請日期2005年1月5日 優先權日2004年2月24日
發明者弗蘭克·埃韋哈特, 烏韋·維爾納, 海科·弗賴恩施泰因, 揚·蒂爾普, 約阿希姆·澤林格, 森科·卡斯滕斯-貝倫斯, 馬庫斯·哈格曼 申請人:羅伯特·博世有限公司