專利名稱：用于汽車的輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的輔助系統(tǒng)，尤其是電子式拉力賽副駕駛員(Rallye-Copilot)、超車助手或右先于左助手(Rechts-vor-Links Assistent)。
智能輔助系統(tǒng)在未來的現(xiàn)代汽車中將占據(jù)越來越重要的地位。目前可以為駕駛員和/或汽車提供單獨的系統(tǒng)，尤其是導(dǎo)航系統(tǒng)；可自動地和在沒有駕駛員的干預(yù)下動作的系統(tǒng)，如ABS(防抱死剎車系統(tǒng))、ESP(電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng))或ASR(驅(qū)動防滑系統(tǒng))；巡航控制系統(tǒng)(CC)或ACC(自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng))和LDW(車道偏離警告系統(tǒng))。
已知的輔助系統(tǒng)的特征在于它們在超過其傳感器信息的范圍上區(qū)域中相互間不進(jìn)行更高值的信息交換。例如導(dǎo)航系統(tǒng)和ABS和ESP一樣都利用車輪轉(zhuǎn)速，但是導(dǎo)航系統(tǒng)并不知是否ABS或ESP正在進(jìn)行調(diào)控。
為了從整體上利用駕駛員輔助系統(tǒng)的全部的可能性，必要的是使信息在一個更高的系統(tǒng)層面上相互連接。
本發(fā)明的任務(wù)是提供避免上述缺陷的改進(jìn)的汽車輔助系統(tǒng)。
按照本發(fā)明，該任務(wù)由獨立權(quán)利要求的特征來解決。
從屬權(quán)利要求的內(nèi)容包括有利的改進(jìn)方案和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，它們可以單獨地或者相互組合地應(yīng)用。
按照本發(fā)明的用于汽車的輔助系統(tǒng)包括至少一個控制單元，該控制單元在一個通過由其識別的汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定下從三組稱為整體數(shù)據(jù)、局部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)中各選擇至少一個數(shù)據(jù)并且這樣將其相互連接，使得可以以此為依據(jù)地產(chǎn)生與汽車的行駛動力學(xué)有關(guān)的輸出信號。
優(yōu)選可作為汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定的有導(dǎo)航系統(tǒng)中輸入的目的地；選擇的變速器擋位；油門踏板位置；其余的踏板位置；偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向角；設(shè)置的或未設(shè)置的閃光燈位置；燈光調(diào)節(jié)；巡航控制系統(tǒng)(CC)或ACC的調(diào)節(jié)；和/或更多類似的項。
可作為整體數(shù)據(jù)的例如有位于汽車前面的公路的整體分布；公路的類型，如高速公路、一般公路等等；公路界線；車道數(shù)；橋梁；隧道；交通標(biāo)志；和/或更多類似的項。按照本發(fā)明，整體數(shù)據(jù)優(yōu)選基于整理的地圖數(shù)據(jù)以及例如利用GPS、距離計、UMTS和/或類似物確定的汽車位置在運(yùn)算器中產(chǎn)生，該運(yùn)算器可以是控制單元的一部分或者也可以獨立于該控制單元。
可作為局部數(shù)據(jù)的例如有這樣的數(shù)據(jù)汽車前面的公路的局部分布；自己的車道；公路的彎曲度；公路標(biāo)記的類型；其它交通參與者，包括他們相對于自己汽車的相對位置、速度、加速度和類似項；路邊建筑，如護(hù)欄，交通標(biāo)志，隧道，拐彎箭頭，斑馬線人行橫道，停車處；自己的汽車在車道上的位置，汽車相對于車道或車道平面的偏航角度、偏航角度改變、俯仰角度、俯仰角度改變、滑行角度和滑行角度改變。按照本發(fā)明，局部數(shù)據(jù)優(yōu)選地利用所謂的周圍環(huán)境傳感器產(chǎn)生，如尤其是利用探測汽車前沿區(qū)域，必要時也包括汽車側(cè)面區(qū)域和汽車后沿的攝像機(jī)系統(tǒng)；ACC雷達(dá)；24GHz或者77GHz雷達(dá)傳感器，激光雷達(dá)(LIDAR)傳感器；超聲波傳感器；和/或更多類似物。
可作為內(nèi)部數(shù)據(jù)的例如有這樣的數(shù)據(jù)車輪轉(zhuǎn)速；偏航角度；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；變速器的擋位；各個組件的溫度；瞬時燃料消耗量；輪胎內(nèi)壓，輪胎類型；輪胎年齡；和/或更多類似項。按照本發(fā)明，內(nèi)部數(shù)據(jù)優(yōu)選通過汽車中的內(nèi)部傳感器提供，如車輪轉(zhuǎn)速傳感器；偏航角度傳感器；發(fā)動機(jī)控制裝置；油箱指示器；輪胎壓力表；測雨傳感器；和/或更多類似物。
按照本發(fā)明，與汽車行駛動力學(xué)相關(guān)的輸出信號優(yōu)選是聽覺的、視覺的和/或其混合式(habtischer)警示信號。
對此替代地或增加地，與汽車行駛動力學(xué)相關(guān)的輸出信號獨立地作用于確定的汽車系統(tǒng)，如制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等等。
相對于現(xiàn)有技術(shù)中已知的輔助系統(tǒng)，本發(fā)明有利地做了重要的改進(jìn)，其中將來自三個所述的相關(guān)數(shù)據(jù)組的信息依據(jù)第四數(shù)據(jù)組，即通過汽車駕駛員的(識別的)預(yù)先規(guī)定這樣相互連接起來，使得可以產(chǎn)生與汽車行駛動力學(xué)相關(guān)的輸出信號，這些信號最佳地利用整個系統(tǒng)的效能。此時數(shù)據(jù)組不是必須要提供整套的傳感器技術(shù)和信息。相反，合適的與問題相匹配的不足數(shù)量就可以了。同樣在其中某個信息源暫時不可以利用的情況下，應(yīng)該相應(yīng)地限制應(yīng)用的范圍。
以下依據(jù)優(yōu)選實施例以及附圖
描述本發(fā)明的附加的細(xì)節(jié)和其它優(yōu)點。
唯一的附圖示意地示出了三個數(shù)據(jù)組整體數(shù)據(jù)(整體行駛環(huán)境)、局部數(shù)據(jù)(局部行駛環(huán)境)、內(nèi)部數(shù)據(jù)(汽車)以及具有其意圖或愿望的汽車駕駛員，其最后同時構(gòu)成第四數(shù)據(jù)組。
本發(fā)明基于的構(gòu)思是，將整體信息始終用局部的周圍環(huán)境探測信息進(jìn)行驗證并且附加地將自己的汽車相對于整體環(huán)境的精確位置和行駛動力學(xué)與局部的和內(nèi)部的信息進(jìn)行比較。此外還可以由此以有利的方式實現(xiàn)一種多余信息，其尤其在與安全相關(guān)的應(yīng)用上是十分重要的。
下面依據(jù)拉力賽副駕駛員、超車助手以及右先于左助手以示例的方式解釋本發(fā)明。
設(shè)置在按照本發(fā)明的輔助系統(tǒng)上的電子式拉力賽副駕駛員的特征優(yōu)選在于導(dǎo)航系統(tǒng)或者地圖和地圖上的位置的另一個連接；車道識別系統(tǒng)，亦即自己的汽車在車道和公路上的位置、公路的彎曲和車道型式、自己相對于車道的偏航角度以及可選擇地俯仰角度和滑行角度；自己的汽車動力學(xué)，其尤其是由車輪轉(zhuǎn)速和可能的其它數(shù)據(jù)如偏航角度傳感器給出，而且必要時可選擇地由可能的汽車行駛動力學(xué)已知值和/或再次可選擇地測雨傳感器(由此推論出對摩擦值的估計值)以及評估道路的摩擦值的其它可能性給出；以及汽車駕駛員，其預(yù)先規(guī)定汽車動力學(xué)(速度、大轉(zhuǎn)彎時抄近道等等)。
在拉力賽副駕駛員的第一實施例中，當(dāng)汽車速度對于接近的彎路例如太高時，駕駛員獲得聽覺的、視覺的和/或其混合式警告“注意下一個彎路速度太快”。此時彎路半徑從導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫中得知。附加地，優(yōu)選由攝像機(jī)系統(tǒng)探測位于汽車前面的彎路半徑以及汽車在車道和彎路上的位置。
在拉力賽副駕駛員的一個改進(jìn)方案中，對汽車相對于車道的偏航角度、彎道上抄近道、由車輪轉(zhuǎn)速決定的行駛動力學(xué)、轉(zhuǎn)向角、可選擇地陀螺儀的測量值、可選擇地輪胎的摩擦值附加地進(jìn)行分析利用并由此使警告更加準(zhǔn)確。
作為對駕駛員的警告提示的替代或附加地，當(dāng)行駛動力學(xué)不允許駛過下一個彎路時，拉力賽副駕駛員對剎車進(jìn)行作用并且使汽車自動減速。此外，還規(guī)定對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、必要時也對只是信號化的脈沖的形狀、以及行駛機(jī)構(gòu)或各單個車輪的制動器進(jìn)行干預(yù)。
在拉力賽副駕駛員的另一個實施例中，駕駛員在一個彎路之前得到預(yù)告，例如“下個彎路左側(cè)2級”，其中彎路例如是按照其半徑分級的。或者可以直接給出彎路半徑。還可以想到的說明例如有“注意圓形山頂，后面100m右側(cè)彎路3級”，其中攝像機(jī)從汽車相對于公路表面的俯仰角度和結(jié)合考慮踏板位置可以辨別出該圓形山頂。
對其替代的方式還可以向拉力賽副駕駛員發(fā)出涉及彎路設(shè)計的矯正速度或者彎路上允許的最高速度的預(yù)告，例如“左側(cè)彎道150m，速度90”，并且該預(yù)告對于一般的汽車駕駛員也具有強(qiáng)的表達(dá)力。
還可以想到基于局部環(huán)境和整體環(huán)境的平衡的其它的警告。例子包括斑馬線、交通標(biāo)志(優(yōu)先行駛權(quán)、速度)、拐彎箭頭、十字路口和更多的其它方面。
拉力賽副駕駛員的一個優(yōu)選的改進(jìn)方案涉及在通過一級系統(tǒng)處理的信息缺少或者錯誤時或者在一級系統(tǒng)失靈時通過二級系統(tǒng)對信息進(jìn)行補(bǔ)充處理。例如，導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)該提供道路分布的一級信息。但是新建的路段(例如局部繞行路)還沒有增補(bǔ)到過時的地圖中時，如果沒有車道識別系統(tǒng)就不清楚汽車是否是在跟隨一條道路，或者可以這樣說是“偏離道路”，例如被轉(zhuǎn)到了停車場或私人領(lǐng)地。借助于車道識別系統(tǒng)，本發(fā)明的輔助系統(tǒng)可以以有利的方式目的明確地發(fā)出恰當(dāng)?shù)木妫纭安恢牡缆?。路線導(dǎo)向不可能”等等。
針對拉力賽副駕駛員替代地或增加地安置在按照本發(fā)明的輔助系統(tǒng)上的電子式超車助手的特征優(yōu)選在于導(dǎo)航系統(tǒng)或地圖和地圖上的位置的另一個連接；行駛環(huán)境探測系統(tǒng)，其探測車道、要被超車的汽車、可選擇地雙向交通和/或交通指示牌；當(dāng)前的汽車動力學(xué)；汽車駕駛員，其要對其它交通參與者超車，例如通過閃光燈設(shè)置、轉(zhuǎn)向角、踏板位置等等說明清楚。
在超車助手的一個第一實施例中，攝像機(jī)系統(tǒng)優(yōu)選識別(在很小的距離下)前面行駛的汽車和駛過中線或者駕駛員開啟了閃光燈，由此告知超車助手駕駛員準(zhǔn)備進(jìn)行超車過程的愿望。在這種情況下，系統(tǒng)尤其是在路段根據(jù)地圖數(shù)據(jù)不適合進(jìn)行超車過程時發(fā)出警告，例如在太短的直線路段或看不清楚的路段或靠近十字路口或街口，等等。
在一個改進(jìn)方案中，超車助手考慮自己的汽車速度，以及可選擇地由周圍環(huán)境傳感器裝置探測的要被超車的汽車的速度，以便必要時產(chǎn)生警告。
在另一個實施例中，超車助手在一次警告之后通知駕駛員，預(yù)計進(jìn)行超車操縱的下一個合適路段的距離是多少。
在另一個實施例中，超車助手或者根據(jù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)或者根據(jù)雙向交通的識別有利地了解到，在該路段上是否會有雙向交通(例如不是在高速公路上)。警告則只是在單車道公路上產(chǎn)生或在有可能變更到雙向交通的多車道公路上產(chǎn)生。
對此替代地或增加地，或者由導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫了解禁止超車區(qū)，或者由攝像機(jī)系統(tǒng)識別禁止超車指示牌或一條貫穿的線、或者該指示牌的信息由應(yīng)答器發(fā)送。
在超車助手的另一個實施例中，側(cè)面?zhèn)鞲衅餮b置例如攝像機(jī)或24GHz或77GHz雷達(dá)或激光雷達(dá)掃描器或諸如在EP1159636B1或DE10138531A1描述的所謂的TOF(飛行時間)攝像機(jī)識別要被超車的汽車的位置，尤其是相對自己汽車的位置，并且當(dāng)自己汽車已經(jīng)結(jié)束了包括安全距離的過程時例如發(fā)出通知。
在超車助手的另一個實施例中，周圍環(huán)境傳感器裝置識別對面來的交通情況并且當(dāng)超車過程處于緊要時刻時發(fā)出警告。
最后，超車助手的周圍環(huán)境傳感器裝置識別其它的阻礙，如超車道上的動物或步行者并且當(dāng)超車過程處于緊要時刻時發(fā)出警告。
安置在按照本發(fā)明的輔助系統(tǒng)上的電子式超車助手白天和夜晚都一樣有利地工作，其中在最后提及的情況下加強(qiáng)了與安全相關(guān)的優(yōu)點。
針對拉力賽副駕駛員和/或超車助手替代地或增加地安置在按照本發(fā)明的輔助系統(tǒng)上的電子式右先于左助手的特征優(yōu)選在于導(dǎo)航系統(tǒng)或地圖和地圖上的位置的另一個連接；周圍環(huán)境傳感器裝置，其識別橫向交通或享有優(yōu)先行駛權(quán)的交通參與者或可選擇地十字路口的準(zhǔn)確位置以及可選擇地交通信號燈、拐彎箭頭和其它交通標(biāo)志；汽車的速度和剎車踏板位置或可選擇地用于確定駕駛員的視線方向的另一個傳感器；汽車駕駛員，其沒有進(jìn)行制動和可能忽視了其它交通參與者，可能搶奪了他們的優(yōu)先行駛權(quán)或其本身的優(yōu)先行駛權(quán)被搶奪。
在右先于左助手的一個第一實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)識別右先于左的十字路口。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)識別十字路口，但是優(yōu)先行駛權(quán)指示標(biāo)志不存在的情況優(yōu)選由攝像機(jī)系統(tǒng)和/或應(yīng)答器，亦即未來在可能的地方相應(yīng)設(shè)置的交通標(biāo)志的無線電信號來識別。如果周圍環(huán)境傳感器裝置識別到有優(yōu)先行駛權(quán)的汽車，就可以有利地發(fā)出警告。
對此替代地或增加地，右先于左助手考慮其它汽車以及自己汽車的速度并尤其是在有撞車危險的情況下發(fā)出警告。
在右先于左助手的一個改進(jìn)方案中，制動操作將自動地實施，其中也可以利用其它的致動器。尤其是除了制動操作以外還可以開始進(jìn)行自動錯車過程。
符合目的地，該功能不僅限于用于右先于左十字路口，而且也用于其中某個交通參與者違反優(yōu)先行駛權(quán)規(guī)則的每種類型的十字路口。這里做出的實施例當(dāng)然也類似地適用于在英國或澳大利亞道路交通中的左先于右助手。優(yōu)選地，當(dāng)汽車或卡車穿越邊境使用時，按照本發(fā)明的輔助系統(tǒng)可以自動地切換右/左模式。
在右先于左助手的另一個實施例中，也要考慮交通信號燈、交通信號燈的顏色、自己的汽車到交通信號燈的距離、拐彎箭頭以及其它控制方向的指示標(biāo)志。
最后，汽車內(nèi)室中的另一個傳感器可以測量或粗略劃分駕駛員的視線方向并且由此估計，駕駛員是否注意到有優(yōu)先行駛權(quán)的其它交通參與者。此時可以只在例如沒有注意到其它交通參與者時進(jìn)行警告。
本發(fā)明首次提供了一種以有利的方式同時處理通過三個(或連同汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定一起時四個)組準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)的輔助系統(tǒng)。由此除了其它的以外可以以有利的方式建立一種多余信息，其尤其是對于安全相關(guān)的應(yīng)用是決定性的。
本發(fā)明因此適用于尤其是作為現(xiàn)代汽車的拉力賽副駕駛員、超車助手和/或右先于左助手。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車的輔助系統(tǒng)，尤其是電子式拉力賽副駕駛員、超車助手或右先于左助手，包括至少一個控制單元，該控制單元在一個通過由其識別的汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定下從三組稱為整體數(shù)據(jù)、局部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)中各選擇至少一個數(shù)據(jù)并且這樣將其相互連接，使得可以以此為依據(jù)地產(chǎn)生與汽車的行駛動力學(xué)有關(guān)的輸出信號。
2.按照權(quán)利要求1的輔助系統(tǒng)，其特征在于，汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定如導(dǎo)航系統(tǒng)中輸入的目的地；選擇的變速器擋位；油門踏板位置；其余的踏板位置；偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向角；設(shè)置的或未設(shè)置的閃光燈位置；燈光調(diào)節(jié)；巡航控制系統(tǒng)(CC)或ACC的調(diào)節(jié)；和/或更多類似的項。
3.按照權(quán)利要求1或2的輔助系統(tǒng)，其特征在于，整體數(shù)據(jù)如位于汽車前面的公路的整體分布；公路的類型，如高速公路、一般公路等等；公路界線；車道數(shù)；橋梁；隧道；交通標(biāo)志；和/或更多類似的項。
4.按照權(quán)利要求3的輔助系統(tǒng)，其特征在于運(yùn)算器，在該運(yùn)算器中基于整理的地圖數(shù)據(jù)和例如利用GPS、距離計、UMTS和/或類似物確定的汽車位置產(chǎn)生整體數(shù)據(jù)。
5.按照前述權(quán)利要求中之一的輔助系統(tǒng)，其特征在于，汽車前面的公路的局部分布；自己的車道；公路的彎曲度；公路標(biāo)記的類型；其它交通參與者，包括他們相對于自己汽車的相對位置、速度、加速度和類似項；路邊建筑，如護(hù)欄，交通標(biāo)志，隧道，拐彎箭頭，斑馬線人行橫道，停車處；自己的汽車在車道上的位置，汽車相對于車道或車道平面的偏航角度、偏航角度改變、俯仰角度、俯仰角度改變、滑行角度和滑行角度改變。
6.按照權(quán)利要求5的輔助系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有用于產(chǎn)生局部數(shù)據(jù)的周圍環(huán)境傳感器如尤其是探測汽車前沿區(qū)域，必要時也包括汽車側(cè)面區(qū)域和汽車后沿的攝像機(jī)系統(tǒng)；ACC雷達(dá)；24GHz或者77GHz雷達(dá)傳感器，激光雷達(dá)傳感器；超聲波傳感器；和/或更多類似物。
7.按照前述權(quán)利要求中之一的輔助系統(tǒng)，其特征在于，車輪轉(zhuǎn)速；偏航角度；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；變速器的擋位；各個組件的溫度；瞬時燃料消耗量；輪胎內(nèi)壓，輪胎類型；輪胎年齡；和/或更多類似項。
8.按照權(quán)利要求7的輔助系統(tǒng)，其特征在于產(chǎn)生內(nèi)部數(shù)據(jù)的汽車內(nèi)部傳感器，如車輪轉(zhuǎn)速傳感器；偏航角度傳感器；發(fā)動機(jī)控制裝置；油箱指示器；輪胎壓力表；測雨傳感器；和/或更多類似物。
9.按照前述權(quán)利要求中之一的輔助系統(tǒng)，其特征在于，與汽車行駛動力學(xué)相關(guān)聯(lián)的輸出信號優(yōu)選是聽覺的、視覺的和/或其混合式(habtischer)警示信號。
10.按照前述權(quán)利要求中之一的輔助系統(tǒng)，其特征在于，與汽車行駛動力學(xué)相關(guān)聯(lián)的輸出信號獨立地作用于確定的汽車系統(tǒng)，如制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等等。
11.拉力賽副駕駛員，包括按照權(quán)利要求1至10中之一的輔助系統(tǒng)，其特征在于，導(dǎo)航系統(tǒng)；車道識別系統(tǒng)；汽車動力學(xué)；和/或汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定。
12.超車助手，包括按照權(quán)利要求1至10中之一的輔助系統(tǒng)，其特征在于，導(dǎo)航系統(tǒng)；行駛環(huán)境探測系統(tǒng)；當(dāng)前汽車動力學(xué)；和/或汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定。
13.右先于左助手，包括按照權(quán)利要求1至10中之一的輔助系統(tǒng)，其特征在于，導(dǎo)航系統(tǒng)；周圍環(huán)境傳感器裝置；汽車的速度和剎車踏板位置；和/或汽車駕駛員的預(yù)先規(guī)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車的輔助系統(tǒng)，尤其是電子式拉力賽副駕駛員、超車助手或右先于左助手。按照本發(fā)明，該輔助系統(tǒng)包括至少一個控制單元，該控制單元借助于由其已知的駕駛員的規(guī)定從至少三組整體、局部和內(nèi)部數(shù)據(jù)中選擇數(shù)據(jù)并且將這些數(shù)據(jù)連接起來，使得能夠產(chǎn)生與汽車的行駛動力學(xué)相關(guān)聯(lián)的輸出信號。本發(fā)明還涉及一種輔助系統(tǒng)，其以有利的方式同時處理由三組數(shù)據(jù)(和/或包括駕駛員的規(guī)定時由四組數(shù)據(jù))準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)?？梢砸杂欣姆绞浇⒍嘤嘈畔?，該多余信息尤其對于與安全相關(guān)的應(yīng)用具有決定性的意義。它尤其可以用作汽車的拉力賽副駕駛員、超車助手和/或右先于左助手。
文檔編號B60W40/06GK1942335SQ200580011577
公開日2007年4月4日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者L·埃特爾, T·科勒, H·－W·盧哈爾, D·茲特勞 申請人:西門子公司