[发明专利]用于稳定车道保持支持系统的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求所述类型的装置或方法。

背景技术

由DE 10137292A1公开了一种车道保持支持系统(Lane KeepingSupport：LKS)系统，其尤其示出一种调节器结构，在所述调节器结构中计算出支持的转矩，所述转矩通过伺服电机作用于转向。由于技术限制或者由系统决定的限制，尤其是所谓的调节环节(伺服电机)的技术限制或者由系统决定的限制，在被这样调节的系统中可能出现不稳定——尤其是摆动，这可能由于离开线性的调节区域而产生。例如在限制调节环节的力以便使驾驶员能够施加更大的(手动的)反作用力时就是这样的情况。

DE 102005049071A1示出一种具有经改善的车道导引的LKS系统，其中，公开了具有驾驶员转向干预的设备。从转向干预开始，输出信号被限制(封锁)并且在结束时被置于标准值。

发明内容

与之相比，根据本发明的具有独立权利要求所述特征的方法或装置具有如下优点：避免用于产生用于横向转向干预的方向盘力矩或者方向盘角的调节器的不稳定，其方式是，借助于反馈路径如此影响给定曲率，使得调节持续地运行在线性工作点中。反馈量由限制差来确定，即由具有限制的调节值和没有限制的调节值之间的差来确定。

在此，调节器也可以被级联地设计。在不稳定的状态中，整个系统可能开始摆动，这样的问题在调节技术中是已经公知的。在应用LKS系统的情况下，如果LKS系统使车辆在非线性的调节区域内围绕曲线转向，这例如可以导致左右摇晃的曲线行驶。

因为转向角以及(因此)行驶的轨迹的曲率通常在任何时刻都不可以超过一个确定的值，如在以下进行解释的那样，左右摇晃的曲线行驶导致比LKS系统恰好仍在线性的临界区域中进行调节时的情况的曲线半径更大的(平均)曲线半径。通过借助于所述方法避免左右摇晃，有利的是，可以行驶更小的曲线半径。通过所述方式根据输入信号完全一样地限制调节环节或制动器的最终转向角或者转矩。在这种情况中，车辆行驶具有最大的可线性调节的曲率的轨迹。

所谓的摆动或者左右摇晃是指车辆轨迹的变化过程。这样的摆动效应例如可以由风的影响、从旁边经过的车辆的气压或者道路影响加强。即使其可能在技术上不被视为安全关键的，但对于驾驶员而言其车辆的摆动意味着不舒适的或者甚至吓人的驾驶感受。这可能导致驾驶员或者可能由于左右摇晃的驾驶方式而分散注意力的其他交通参与者的不可预见的反应并且因此呈现更高的安全风险。

出于多种原因，调节量的限制是有利的。如果驾驶员能够使LKS系统过度转向，则所述LKS系统不允许对转向施加比驾驶员为此能够施加的反作用力更高的转矩或者力。此外，通过调节环节的机械设计实现限制，这样可以不由制动器转化每个在理论上要求的转矩。为了不耗尽调节环节的机械极限并且由此避免临界范围内的非线性，或者也提高调节环节的寿命，根据本发明，引入人工的或者合成的限制。所述合成的限制通常被施加以相对于调节环节的限制的提前量，从而绝不会达到机械极限。通过人工的限制可以实现可预先确定的行为，借助所述可预先确定的行为可以实现确定性的校正，而无需处理来自机械临界范围的任何不期望的物理效应。此外，由此可以节省用于返测调节环节处的调节力矩的传感器。

有利地，在反馈支路中过滤限制的差信号，以便实现柔和的调节过渡并且防止寄生的摆动。理想地，为此使用PT1环节或一阶低通滤波器，其附加地以反馈因子被加权。使给定值——例如给定曲率减小所述经线性加权的信号。应当如此使用滤波器和加权因子，使得根据本发明的方法起作用，并且调节值在临界范围内不再被提高。

有利地，可以通过驾驶员干预中断反馈并由此实现到开环解决方案的过渡。如果驾驶员参与转向，则由被调节的系统变为被控制的系统。这在以下背景下是重要的：通常期望驾驶员保持对车辆的控制权并且在这种情况下使调节干预失效或者避免调节干预。这样的中断是导致调节参数的瞬时值的重置还是仅仅导致调节在保持最后的调节参数的情况下中断取决于具体实现。

概念解释

调节值在本文中是作用到调节环节、例如用于转向的伺服电机中的值。作为物理量，为此例如可以考虑转向转矩、转向角或者导出量。在文献中示例性地描述用于处理转矩的方法。

给定曲率是车辆在理想的情况下应当跟随的轨迹的曲率。通常这是车道的中间轨迹。

最大可线性调节的曲率理解为调节环节恰好仍在线性范围内工作并且调节时的轨迹的曲率。这样的临界轨迹以下通过附图标记13表示。

尝试避免超过调节环节的值范围(线性的工作范围)。所述值范围例如通过(例如，伺服电机的)规范已知。