控制汽車泊車過程的方法和裝置制造方法【專利摘要】控制汽車泊車過程的方法和裝置，具有如下步驟：設置一個速度上限（101）；通過限速器（6）將汽車的速度限制在小于或等于速度上限的泊車速度（102）；如果由汽車駕駛員引起的速度升高大于或等于速度上限，則抑制這種速度升高（103）；以泊車速度實施泊車過程（106）?！緦＠f明】控制汽車泊車過程的方法和裝置【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制汽車泊車過程的方法和裝置以及汽車的自動轉向系統(tǒng)?！?br>背景技術：
】[0002]不同的汽車制造商研制并設想了主動式泊車輔助系統(tǒng)APA(ActiveParkAssist),以便在泊車過程或順列式駐車時幫助駕駛員。該系統(tǒng)包括泊出輔助P0A(PullOutAssist)、垂直于行駛方向的泊入停車PPA(PerpendicularParkAssist)和平行于行駛方向的泊入停車SAPP(SemiAutomatedParallelParking)。[0003]如此系統(tǒng)典型地具有超聲波傳感器、電動轉向系統(tǒng)和一個計算單元。基于傳感器信號計算停車曲線并且獨立控制汽車進入或離開停車位置。保留油門踏板和剎車踏板由駕駛員施加影響或控制。此外使用了緊急制動系統(tǒng)，以便避免碰撞障礙物。[0004]如此系統(tǒng)有時并不像駕駛員所期待的那樣，盡管其運轉正常。如果駕駛員將汽車加速到超過10km/h的速度，則中斷停車功能。駕駛員也期待一種完全自動的系統(tǒng)，舒適地控制剎車和油門功能以適應實際的順列式駐車。在結束輔助順列式駐車之前的簡短時間，如果該汽車接近一個?？康钠嚥⑶页暡ㄝo助停車輸出一個告警信號，則基于一個非適合的速度可能存在與?？康钠嚢l(fā)生碰撞的危險。而輔助順列式駐車在緊急情況下開始一個自動的剎車過程，讓汽車停住并且中斷泊車過程。該剎車啟動非常劇烈并且通常不是駕駛員所期待的。[0005]DE19607788Al公開了汽車靠近障礙物時的控制，其中在第一間距范圍內通過控制功率限制汽車速度并且在第二間距范圍內通過控制制動力限制汽車速度。[0006]WO03/055734Al大體描述了一個具有停車位識別、路徑規(guī)劃和轉向與剎車控制的輔助泊車過程，以便汽車順列泊入停車位置。[0007]DE10030449Al公開了一個汽車自動轉向系統(tǒng)，其中借助于剎車防止超過汽車速度限制，以便防止汽車偏離計算出的軌跡。[0008]WO02/08432A2公開了一個具有用于檢測汽車離開目標的傳感器的汽車輔助系統(tǒng)，其中可以在輔助泊入操作方式、預碰撞操作方式和速度調節(jié)操作方式之間轉換?！?br/>發(fā)明內容】[0009]因此本發(fā)明基于這個任務，即改善汽車的泊入過程。[0010]以權利要求1、6或者8的特征解決該任務。在附屬權利要求中定義了本發(fā)明的有益改進。[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，控制汽車泊車過程的方法包含如下步驟:[0012]設置一個速度上限；[0013]通過限速器將汽車的速度限制在小于或等于速度上限的泊車速度；[0014]如果由汽車駕駛員引起的速度升高大于或等于速度上限，則抑制這種速度升高；[0015]以泊車速度實施泊車過程。[0016]自動或半自動泊車過程(泊入和/或泊出)的速度不是必須是一個固定速度，而是在泊車過程中可以略微變化的。可以電氣、電子和/或機械抑制由駕駛員引起的加速或速度。當然駕駛員通過油門的請求不傳遞給馬達或者馬達控制裝置。[0017]本發(fā)明方法允許沒有附加調整環(huán)節(jié)或傳感器的情況下較高成功率的高度自動化。此外設計費用和系統(tǒng)成本與自動化程度成比例下降。此外該方法允許速度動態(tài)降低。[0018]較好泊車效果的順列式駐車產生一個典型模式。除了汽車的單純控制裝置和轉向裝置外汽車的速度具有確定的峰值或處在一個確定的范圍內。速度相對于經過的路線或時間的繪圖導致一個典型的曲線。[0019]為了允許駕駛員在不獨立剎車或加速的情況下實現(xiàn)這種速度特征，在此一個算法用于限制或限定速度。[0020]限速器、也稱作ASLD(AdjustableSpeedLimitationDevice)、用在向前行駛中并用于較高速度。在此限速器用于典型低于10km/h的較低泊車速度并用于向前和向后行駛。此外如果速度超過一個定義的值、比如速度上限、則限速器或另一個單元使油門踏板的移動與實際加速脫離。[0021]泊車移動的已計算的路徑、線路或軌跡或者所必需的轉向角和也已經存在、例如通過超聲波或雷達產生的間距信號可以用作速度限制的輸入?yún)⒘?。這防止汽車在計算的路徑上超過定義的或計算的速度移動，也與已經駛過的路徑比較。如此可以防止由于過高速度而中斷順列式駐車。也不再必須警告駕駛員，不能超速行駛以避免中斷泊車功能。此外也可能出現(xiàn)另外的中斷告警信號，可是這不是由于過高速度引起的。[0022]可以通過限制汽車馬達的功率或者轉速限制速度。如此實現(xiàn)比剎車更直接并且也更舒適的控制。[0023]汽車的剎車也可以附加用于限制速度。這特別建議用于非常低的速度和/或汽車停車。[0024]如果油門踏板被激活而超過一個預定值，則可以由駕駛員通過激活油門踏板而取消速度限制。調速功能允許加速和高于速度上限的速度。只要油門踏板高于預定位置同時以高于速度上限的速度行駛，則取消限制并汽車加速。[0025]在泊入過程的最后可以連續(xù)降低汽車的速度直至汽車停住，其中借助于間距傳感器和/或泊車過程的路徑計算確定汽車的停車點。例如由此可以實現(xiàn)所謂的舒適剎車，即間距傳感器和/或路徑計算的信號被供給限速器，如此限速器平緩并舒適地降低速度直至0km/ho[0026]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，汽車泊車過程的控制裝置包含一個用于將汽車速度限制在小于或等于速度上限的泊車速度的限速器和一個單元，其用于如果由汽車駕駛員引起的速度升高大于或等于速度上限，則抑制這種速度升高。適用上述優(yōu)點和變型。限速器和抑制單元可以是分離部件或軟件程序或一個單元。[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，汽車的自動轉向系統(tǒng)包含一個用于泊車過程路徑計算并且用于設置速度上限的計算單元和一個如上所述的控制裝置。適用上述的優(yōu)點和變型。計算單元和控制裝置可以在一個單元中實現(xiàn)，其可以是一個外加的單元或一個已經存在單元的組成部分、比如轉向或汽車控制裝置。此外可以在不同的元件中以硬件和/或軟件實現(xiàn)路徑計算和設置速度上限?！緦＠綀D】【附圖說明】[0028]下面根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明，[0029]圖1指出了具有根據(jù)本發(fā)明的、泊車過程控制裝置的汽車自動轉向系統(tǒng)；[0030]圖2指出了根據(jù)本發(fā)明的、控制汽車泊車過程的方法；[0031]圖3指出了典型的順列式駐車圖；[0032]圖4指出了典型的順列式駐車的位置圖；[0033]圖5指出了典型的順列式駐車的三維圖；[0034]圖6指出了典型的順列式駐車的v_t圖?！揪唧w實施方式】[0035]附圖僅僅有助于闡述本發(fā)明但不局限于此。附圖和各個部分不是必須按比例的。相同的參考符號表不相同或類似部件。[0036]圖1示意指出了汽車的自動轉向系統(tǒng)I或者其中一部分。在此為了清楚明了轉向系統(tǒng)I中僅僅示出了對于闡述本發(fā)明重要的組成部分。沒有指出另外的元件、比如轉向柱或轉角傳感器。[0037]轉向系統(tǒng)I包含一個用于汽車泊車過程的控制單元2、比如一個參數(shù)區(qū)(PKW)。泊車過程包含在正向和反向上的泊入和泊出以及與行駛方向或道路平行或垂直的泊車過程。該控制單元2作為子功能可以實現(xiàn)主動泊車輔助(APA)。[0038]泊車輔助模塊(PAM)3例如從布置在汽車側面的傳感器獲得關于停車位或停車處的信息。信息例如包含速度V、停車位長度I和方位xy。此外布置在汽車上的、前面和/或后面的傳感器4提供在汽車和障礙物、比如已停放的汽車之間間距的信息。[0039]泊車輔助模塊3有一個用于泊車過程路徑計算并用于計算和/或設置泊車過程速度上限的計算單元5。計算基于上面的和/或另外的信息。[0040]限速器6與泊車輔助模塊3連接并得到速度上限。然后限速器6將汽車的速度限制在小于或等于速度上限的泊車速度。為此泊車輔助模塊參與路徑計算和/或計算轉向角。[0041]限速器6布置在汽車的油門功能、比如駕駛員操作的油門8和馬達或馬達控制裝置9之間。限速器6包含一個用于如果由汽車駕駛員引起的速度升高大于或等于速度上限，則抑制這種速度升高[0042]如此限速器6影響馬達功率而泊車輔助模塊3影響汽車的另外系統(tǒng)、比如轉向和/或剎車。[0043]計算單元5和單元10也可以布置在另外的結構中，如此這二個單元例如可互換布置。[0044]根據(jù)圖2描述控制汽車泊車過程的方法。[0045]在第一起始方塊100中開始該方法?？赡苁沁@種情況，在側面?zhèn)鞲衅髯R別一個適當?shù)耐＼囄恢弥?，泊車輔助模塊3計算出一個適當?shù)穆肪€或軌跡并獨立控制汽車，也就是說不依賴于駕駛員。[0046]首先在步驟101中速度上限典型地設置在5_15km/h的范圍內，大多數(shù)設置在lOkm/h范圍內。如此可以防止由于過高的速度而中斷泊車功能。按實現(xiàn)情況也可以事先就已經確定速度上限。[0047]不依賴于油門踏板8的位置在順列式駐車期間不超過速度上限，這是因為激活了一個特別的調速功能。[0048]如此通過限速器6將汽車的速度限制于小于或等于速度上限的泊車速度。這通過方塊2表示。[0049]根據(jù)方塊103如果由汽車駕駛員引起的速度升高大于或等于速度上限，則抑制這種速度升高。[0050]即使油門功能8升高，也不改變節(jié)氣門或節(jié)氣閥的位置，如此不改變馬達9的功率。低于速度上限此外可以控制馬達功率并因此控制汽車速度，跟隨油門踏板8的位置。[0051]附加或備選也可以使用用于限制速度的剎車14。例如如果汽車接近速度上限，可以給出一個較短的剎車脈沖。這個獨立的剎車脈沖一方面防止由于過高的速度而中斷泊車功能，另一方面提醒駕駛員不能超速駕駛。[0052]在步驟104中監(jiān)控泊車功能的中斷或者調速功能。如果發(fā)現(xiàn)中斷，則分支到自動或獨立泊車過程的結束105。如果沒有中斷，則繼續(xù)運行該方法。[0053]例如可以由駕駛員通過激活油門踏板、油門踏板被激活高于一個預定的值，從而中斷或結束對速度的限制。[0054]為了防止在調速時刻速度突然升高，加速應當平穩(wěn)升高。如此避免由于過強的突然加速而出現(xiàn)的可能事故，因為例如在倒車擋大于90%的油門踏板位置容易引起較強的加速。這可以用一個適當?shù)牡屯V波器實現(xiàn)。[0055]相同的平穩(wěn)特性存在于這個時刻，即汽車處于速度上限并且結束停車功能，例如由于擠壓中斷鍵或由于駕駛員對方向盤施加影響。[0056]為了防止由于過力操作油門使其大幅升高而引起的不希望的泊車功能中斷，按百分比的調速限制依賴于汽車泊入或泊出的坡度。坡度越大調速限制也越大。[0057]在此中斷功能104示范性地布置在該方法的這個位置。其也可以在其他位置監(jiān)控或持續(xù)監(jiān)控。[0058]在另一個步驟106中執(zhí)行以泊車速度的泊車過程，其可以完全自動或半自動到運行結束。[0059]示范性地考慮一個獨特的平行泊車特性。[0060]在圖3中繪出了以倒車進行如此順列式駐車的、相對于時間的軌跡或者絕對轉向角。正如看到的，速度緩慢上升和下降，而在轉向角中發(fā)生一個方向變換。[0061]在圖4中指出了該圖的另一個可能性。在此泊入過程的軌跡以X和y坐標表示。[0062]圖5指出了另一個圖，這次是三維的，在該圖中繪出了相對于X和y或者橫坐標和縱坐標的倒車速度。此外示出了泊車過程的軌跡。[0063]圖6指出了泊車過程相對時間繪出的速度。[0064]在轉向角或者軌跡和汽車速度之間存在一種關聯(lián)。順列式駐車或泊車過程包括若干個不同的單獨步驟:[0065]1.在停車位前面開始，該停車位具有與已停放汽車平行定位并且具有水平的轉向角(0°)。[0066]2.加速并向停車位方向直線倒車。[0067]3.增加轉向角，以便在恒定速度的情況開始，汽車的尾部駛入停車位。轉向角直至大于360。。[0068]4.與降低速度同時連續(xù)減小轉向角，以便汽車的前部也駛入停車位?，F(xiàn)在汽車的方向是斜的。[0069]5.如果轉向角再度達到0°，則旋轉方向盤并且角度為負的。進一步降低速度。[0070]6.現(xiàn)在調整汽車排直并結束順列式駐車。為了停車安全，駕駛員必須控制剎車。[0071]特別是在步驟4和5中，如果改變方向或者轉向角的符號或方向盤的旋轉，則結果是速度降低。[0072]基于這種認識汽車的轉向角或者軌跡可以用作相當于時間或隨位置改變的輸入?yún)⒘?。[0073]為了實現(xiàn)相應預定義的速度特征或動態(tài)的速度限制，一個可變的限速器、預定義的剎車配合例如依賴于用于模擬在圖5和6中指出的特性的超聲波傳感器、或限速與剎車配合的組合特別用于低于5km/h的低速。[0074]附加的超聲波傳感器或類似傳感器允許對這種不穩(wěn)定或不連續(xù)的情況作出反應，在這種情況中例如在停車位突然出現(xiàn)障礙物。[0075]根據(jù)步驟107結束順列式駐車。對此在泊入過程的最后，汽車的速度連續(xù)降低直到汽車停住，其中借助于間距傳感器和/或泊車過程的路徑計算確定汽車的停止點。在泊出過程中這個步驟被取消或者用一個從輔助向前行駛到自主向前行駛的過度代替。正如所描述的，也可以通過駕駛員的剎車動作結束泊車過程。[0076]下面描述一個自動的柔和剎車、所謂的柔和制動(ComfortBraking)。[0077]順列式駐車的完成、也就是說汽車可靠停住且不影響舒適性是自動系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。一般存在二種可能結束順列式駐車。一種可能是應用例如通過超聲波傳感器4提供的間距信息。另一種可能是泊車輔助模塊3提供實用的、關于經過的路徑或距離行駛的信息。模塊3知道，汽車處于哪里、停車位多長等。也就是說其知道汽車移動路徑多長并且汽車處于該路徑或軌跡的哪里。[0078]特別在側面接近汽車前面時、正如在步驟4和5中描述的，在汽車和停放的汽車之間速度足夠低，以便用通常的超聲波傳感器可以進行測量。隨著在二個汽車之間間距的減小可以調節(jié)速度，以便駕駛員可靠感覺周圍情況和整個泊車過程。[0079]另一個話題是汽車尾部接近停放在后面終點的汽車并相應結束順列式駐車。這種情況一部分是發(fā)生碰撞，因為駕駛員過高估計了在二個汽車之間的剩余間距或接近速度過聞。[0080]作為通過開始長度測量了解停車位長度的備選或附加，例如憑借超聲波(后面的)間距測量保證精確確定汽車到已停放汽車的最近點的定位。通過這種方式主動監(jiān)控周圍情況，此外動態(tài)限制速度可以對動態(tài)情況作出反應、比如突然出現(xiàn)障礙物。[0081]從規(guī)劃軌跡和當前汽車位置中計算出的還要行駛的一段線路使另一個方法成為可能。二個系統(tǒng)的組合提高了整個系統(tǒng)的安全性和可靠性。[0082]該信號可以單獨或共同用作限速器6的輸入?yún)⒘浚员憧刂扑俣炔⑶抑敝了俣冉档偷絆Km/h或者平緩并舒適地停車。除了速度限制外可以使用剎車。與緊急剎車不同，在此目的是舒適地剎車。隨著距離的減小剎車制動增大，以便汽車緩慢停止。最后，也就是說汽車差不多進入最終所希望的泊車位置，壓力再度下降，以便能夠舒緩并平穩(wěn)停車?！緳嗬蟆?.一種控制汽車泊車過程的方法，具有如下步驟:設置一個速度上限(101);通過限速器(6)將汽車的速度限制在小于或等于速度上限的泊車速度(102);如果由汽車駕駛員引起的速度升高大于或等于速度上限，則抑制這種速度升高(103);以泊車速度實施泊車過程(106)。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中通過限制汽車馬達(9)的功率或者轉速來限制速度。3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中汽車的剎車(11)可以附加用于限制速度。4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其中如果由駕駛員通過激活油門(8)而使油門(8)大于一個預定值，則取消速度限制(104)。5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其中在泊入過程的最后(107)連續(xù)降低汽車的速度直至汽車停住，其中借助于間距傳感器和/或泊車過程的路徑計算確定汽車的停車點。6.汽車泊車過程的控制裝置，具有一個用于把汽車的速度限制在小于或等于速度上限的泊車速度的限速器(6)和一個單元(10)，其用于如果由汽車駕駛員引起的速度升高大于或等于速度上限，則抑制這種速度升高。7.根據(jù)權利要求6的控制裝置，其中限速器(6)限制汽車馬達(9)的功率或者轉速。8.汽車的自動轉向系統(tǒng)(1)，具有一個用于泊車過程路徑計算并用于設置速度上限的計算單元(5)和一個根據(jù)權利要求6或7中任一項所述的控制單元(2)?！疚臋n編號】B60W10/04GK103786716SQ201310507262【公開日】2014年5月14日申請日期:2013年10月24日優(yōu)先權日:2012年10月26日【發(fā)明者】格雷戈爾·埃里克西,克勞迪亞·昆茨,托斯滕·威,麥克·約翰·穆爾德,斯蒂芬·卡佩斯,米特哈特·塞伊蘭申請人:福特全球技術公司