控制机动车辆的方法与流程

1.本发明总体上涉及汽车设备轨迹跟踪的自动化。
2.本发明在机动车辆驾驶辅助的上下文中特别有利，但其也可以应用于航空学或机器人学领域。
3.更具体地，本发明涉及一种用于自主控制汽车设备的控制系统的致动器的方法，该方法包括以下步骤：
[0004]-确定参考轨迹，
[0005]-确定所述设备相对于该参考轨迹的位置，
[0006]-获取与驾驶员施加到所述控制系统的手动控制装置上的力有关的参数，以及
[0007]-通过计算机计算所述致动器的控制设定点。
[0008]
本发明还涉及一种设备，该设备配备有适于实施该方法的计算机。


背景技术：

[0009]
出于安全目的，机动车辆越来越多地配备有驾驶辅助系统或自主驾驶系统。
[0010]
在这些系统中，自动紧急制动(aeb)系统是众所周知的，其被设计为通过简单地作用于机动车辆的常规制动系统来避免与位于车辆行驶的车道中的障碍物发生任何碰撞。
[0011]
然而，在有些情况下，这些紧急制动系统无法避免碰撞或根本无法使用(例如，如果有车辆紧跟在该机动车辆后面)。
[0012]
针对这些情况，已经开发了自动避让系统(更广为人知的是缩写aes，其代表“自动回避转向”或“自动紧急转向”)，这些自动避让系统使得可以通过作用于车辆的转向或者作用于车辆的差动制动系统而使车辆偏离其轨迹来避开障碍物。
[0013]
可能的是，该aes系统为了避开障碍物而与驾驶员发生冲突，从而迫使车辆遵循与驾驶员想要采取的避让轨迹不同的避让轨迹。这种情况下最好的结果是对驾驶员造成妨碍(然后驾驶员冒着风险停用aes系统从而有损他或她的安全)，而最坏的结果是驾驶员理解的缺乏，这可能导致驾驶员对情况理解不充分。
[0014]
因此，驾驶员与该aes系统之间的交互的管理在实践中被证明是困难的。


技术实现要素：

[0015]
因此，本发明提出通过向现有的aes系统添加附加功能来增强现有的aes系统，该附加功能保证在驾驶员的意愿与aes系统做出的决定之间进行更好的仲裁。
[0016]
更具体地，根据本发明，提出了一种如引言中所定义的方法，其中，控制设定点是根据所述参数和根据所述设备相对于参考轨迹的位置来计算的。
[0017]
因此，凭借本发明，汽车设备所采用的轨迹不但取决于aes系统生成的设定点，还取决于驾驶员表达的意愿。
[0018]
然后，本发明使得可以根据遇到的情况、以及特别是根据汽车设备相对于障碍物的位置，来仲裁和支持aes系统或驾驶员表达的意愿。
[0019]
因此，本发明使得可以避免使驾驶员可能处于缺乏理解的情况，同时保证他或她有尽可能好的驾驶舒适性。
[0020]
以下是根据本发明的控制方法的其他有利的和非限制性的特征，这些特征单独地或根据所有技术上可能的组合加以考虑：
[0021]-该设备是适合于在道路上行驶并且包括至少一个驱动轮的机动车辆，
[0022]-该手动控制装置是方向盘，
[0023]-所述控制系统允许使每个驱动轮转向，
[0024]-该参数与机动车辆的驾驶员施加到方向盘上的扭矩有关；
[0025]-该参考轨迹被确定为使得设备避开障碍物，
[0026]-考虑到所述设备的环境的至少两个区域，该至少两个区域的界限取决于障碍物的位置和/或参考轨迹相对于障碍物的位置，通过确定所述设备所位于的区域，然后通过使用根据所述设备所位于的区域而选择的用于计算控制设定点的算法，来执行控制设定点的计算；
[0027]-规定确定其值取决于所述设备所位于的区域和所述参数的指标，规定生成所述致动器的初步控制设定点，该初步控制设定点使得可以将所述设备带到参考轨迹，并且规定根据所述指标的值校正初步设定点；
[0028]-所述指标适于仅取两个值中的一个或另一个，规定根据所述指标确定在两个值之间连续变化的校正指标，并通过将初步设定点的值乘以校正指标的值来校正该初步设定点；
[0029]-当所述校正指标变化时，根据所述机动车辆的速度和道路的曲率半径来确定所述校正指标的变化速率，使得机动车辆的横向加速度不超过确定的阈值；
[0030]-该初步设定点是从车轮的转向角度设定点推断出来的，该转向角度设定点本身是根据所述设备相对于参考轨迹的位置进行计算的，并且通过满足设定点幅度限制模型和设定点变化限制模型的控制器进行了过滤；
[0031]-该计算机考虑与四种不同的计算算法相关联的四个区域，即：
[0032]
*位于该障碍物的上游、在该参考轨迹与保护线之间的区域，在该保护线以外将避免与该障碍物的任何碰撞，
[0033]
*与该障碍物齐平并且位于该障碍物的下游、在该参考轨迹与该保护线之间的区域，
[0034]
*位于该障碍物的上游、在该参考轨迹的与该保护线相反的一侧的区域，以及
[0035]
*以下区域：该区域的一部分位于该障碍物的上游、在该保护线的与该参考轨迹相反的一侧，并且该区域的另一部分与该障碍物齐平并且位于该障碍物的下游、在该参考轨迹的与该保护线相反的一侧；
[0036]-当所述设备从第一区域移动到第二区域时，只要所述设备仍未超过根据该参考轨迹确定的滞后轨迹，该计算机就继续使用与该第一区域相关联的算法；
[0037]-确定参考轨迹，以便通过绕过位于障碍物的一部分周围的至少一个保护界限来避开该障碍物；
[0038]-第一保护界限的形式和位置取决于障碍物的形式和/或机动车辆配备的传感器的测量误差和/或障碍物的速度；
[0039]-第二保护界限的形式和位置取决于预定安全裕度。
[0040]
本发明还提出了一种汽车设备(诸如汽车)，该汽车设备包括至少一个适于影响所述设备的轨迹的致动器和用于控制所述致动器的计算机，该计算机被编程为实施上述方法。
[0041]
当然，只要本发明的各种特征不是互不兼容或相互排斥的，就可以根据各种组合将它们相互关联。
附图说明
[0042]
以下根据附图给出的、作为非限制性示例给出的描述将关于本发明由何组成以及可以如何产生本发明给出良好的理解。
[0043]
在附图中：
[0044]
图1是在道路上行驶的机动车辆的示意性俯视图，其上表示了该车辆必须采取的避让轨迹；
[0045]
图2是展示适合于实施根据本发明的控制方法的控制系统的架构的框图；
[0046]
图3是障碍物、图1的机动车辆、该机动车辆的障碍物避让轨迹以及在根据本发明的控制方法的上下文中使用的不同区域的示意图；
[0047]
图4是障碍物、障碍物避让轨迹和在使用根据本发明的控制方法的第一示例的上下文中可以设想的两条轨迹的示意图；
[0048]
图5是在图4的曲线图的基础上绘制的表示机动车辆的不同控制扭矩的趋势的曲线图；
[0049]
图6是障碍物、障碍物避让轨迹和在使用根据本发明的控制方法的第一示例的上下文中可以设想的两条轨迹的示意图；
[0050]
图7是在图6的曲线图的基础上绘制的表示机动车辆的不同控制扭矩的趋势的曲线图；
[0051]
图8是障碍物、障碍物避让轨迹和在使用根据本发明的控制方法的第一示例的上下文中可以设想的两条轨迹的示意图；
[0052]
图9是在图8的曲线图的基础上绘制的表示机动车辆的不同控制扭矩的趋势的曲线图；
[0053]
图10是障碍物、障碍物避让轨迹和在使用根据本发明的控制方法的第一示例的上下文中可以设想的两条轨迹的示意图；
[0054]
图11是在图10的曲线图的基础上绘制的表示机动车辆的不同控制扭矩的趋势的曲线图；
[0055]
图12是障碍物、障碍物避让轨迹和在使用根据本发明的控制方法的第一示例的上下文中可以设想的两条轨迹的示意图；
[0056]
图13是在图12的曲线图的基础上绘制的表示机动车辆的不同控制扭矩的趋势的曲线图；
[0057]
图14是障碍物、障碍物避让轨迹和在使用根据本发明的控制方法的第一示例的上下文中可以设想的两条轨迹的示意图；
[0058]
图15是在图14的曲线图的基础上绘制的表示机动车辆的不同控制扭矩的趋势的
曲线图；
[0059]
图16是展示转向角度设定点随时间变化的示例的曲线图；
[0060]
图17是在图16的曲线图的基础上绘制的、展示了在根据本发明的控制方法的上下文中图1的车辆的控制系统的激活和停用的时刻的曲线图；以及
[0061]
图18是在图16的曲线图的基础上绘制的、展示了在根据本发明的方法的上下文中使用的参数k1和k1
rt
的变化的曲线图。
具体实施方式
[0062]
图1示出了在道路上行驶的机动车辆10。在以下示例中，将考虑法律要求车辆在右侧车道上行驶的情况，但本发明将能够同样对称地应用于在左侧行驶的情况(例如，在英国就是这种情况)。
[0063]
如图1所示出的，机动车辆10通常包括界定车辆内部的底盘、两个前驱动轮11和两个后非驱动轮12。作为变体，这两个后轮也可以是驱动轮。
[0064]
该机动车辆10包括常规转向系统18，该常规转向系统使得可以作用于前轮11的取向以便能够使车辆转向。在所考虑的示例中，转向系统18由辅助转向致动器15控制，该辅助转向致动器使得可以根据方向盘16的取向和/或在一定情况下可以根据计算机13发出的设定点来作用于前轮11的取向。
[0065]
另外，可以使得该机动车辆包括差动制动系统，从而使得可以不同地作用于前轮11的转速(甚至也可以作用于后轮12的转速)，以便通过使机动车辆转向来使其减速。该差动制动系统将包括例如放置在车辆车轮处的受控差速器或电动马达。
[0066]
在下文中的该解释中，所考虑的转向系统将仅由常规转向系统形成。作为变体，它可以由常规转向系统和差动制动系统的组合形成。
[0067]
提供计算机13来控制致动器15。为此，该计算机包括至少一个处理器、至少一个存储器以及不同的输入和输出接口。
[0068]
计算机13适于凭借其输入接口来接收源自各种传感器的输入信号。
[0069]
在这些传感器中，例如提供了以下项：
[0070]-使得可以标记车辆相对于其行车道的位置的设备，诸如前置相机，
[0071]-使得可以检测位于机动车辆10的轨迹上的障碍物100(图3)的设备，诸如radar或lidar远程传感器，
[0072]-使得可以观察车辆侧面的环境的至少一个侧置设备，诸如radar或lidar远程传感器，
[0073]-使得可以确定机动车辆10的(绕竖直轴线的)偏航转速的设备，诸如陀螺仪，以及
[0074]-施加到方向盘上的力的传感器和/或方向盘角度位置传感器。
[0075]
计算机13适于凭借其输出接口向辅助转向致动器15传输设定点。
[0076]
这因此使得可以确保车辆在条件允许时最好地遵循参考轨迹，该参考轨迹在图3所展示的示例中由障碍物100避让轨迹t0形成。
[0077]
计算机13凭借其存储器存储在下文描述的方法的上下文中使用的数据。
[0078]
该计算机尤其存储由包括指令的计算机程序构成的计算机应用程序，这些指令在由处理器执行时使得计算机能够实施下文描述的方法。
[0079]
该计算机尤其存储两个计算机应用程序：在下文中称为“aes系统20”的第一应用程序，该第一应用程序使得可以确定要遵循的避让轨迹t0以及使得机动车辆10能够遵循避让轨迹t0的转向角度设定点δc；以及下文称为“eps系统21”第二应用程序，该第二应用程序使得可以在考虑到上述转向角度设定点δc和驾驶员表达的意愿的情况下确定要发送到辅助转向致动器15的设定点。
[0080]
驾驶员表达的意愿在此是从驾驶员施加到方向盘16上的扭矩推断出来的，该扭矩在下文中将被称为“方向盘扭矩cc”。作为变体，该意愿可以被推断为该方向盘扭矩和其他因素(如例如方向盘角度位置)的组合。
[0081]
在详细描述这两个系统aes和eps之前，可以引入将在下文描述的控制方法的上下文中使用的不同变量，图1展示这些变量中的一些。
[0082]
前驱动轮与机动车辆10的纵向轴线a1形成的转向角度将表示为“δ”并以弧度为单位表示。
[0083]
在位于车辆前方的视距“ls”处，机动车辆10的纵向轴线a1(穿过重心cg)与避让轨迹t0之间的横向偏差将表示为“y
l”，并以米为单位表示。
[0084]
上述视距“ls”将从重心cg开始测量并以米为单位表示。
[0085]
机动车辆沿纵向轴线a1的速度将被表示为“v”，并以m/s为单位表示。
[0086]
图2示出了上述两个系统aes 20和eps 21。然后可以解释这些系统在实践中的操作方式。
[0087]
当机动车辆10沿着初始轨迹(未示出并且基本上平行于道路)在道路上行驶并且检测到潜在危险障碍物100时，aes系统被激活。
[0088]
潜在危险障碍物是位于初始轨迹上或其附近的固定障碍物，或者是其轨迹有与初始轨迹相交的风险的移动障碍物。
[0089]
该系统aes 20然后接收参数p1作为输入，该参数使得可以表征机动车辆10在其环境中的姿态。例如，这些参数是机动车辆在视距ls处的横向偏差y
l
、机动车辆相对于道路的航向、机动车辆的偏航速度等。
[0090]
机动车辆还适于确定或从另一台计算机接收障碍物100避让轨迹t0。该避让轨迹t0例如是根据上述参数p1和障碍物100的特性(尺寸、速度等)生成的。
[0091]
在图3和将在下文考虑的所有示例中，可以看出，该避让轨迹t0被计划为通过绕过保护界限101和102来从左侧避开障碍物100，这使得可以避免与障碍物发生任何碰撞。
[0092]
矩形形式的第一保护界限101所具有的形式是根据障碍物100的形式和机动车辆配备的传感器的任何测量误差而定的。第一保护界限的位置考虑了障碍物100的可能速度。
[0093]
第二保护界限102的尺寸是根据想要给出的安全裕度来选择的。这里，第二保护界限采用圆的形式，该圆的中心位于第一保护界限101的最接近避让轨迹t0的角上。
[0094]
生成避让轨迹t0的方式不是本发明的具体目的，因此不再详细描述。
[0095]
给定参数p1和避让轨迹t0，aes系统20能够确定车辆前轮11的初步转向角度设定点δc，其将允许车辆最好地遵循该避让轨迹t0。
[0096]
接收该初步转向角度设定点δc作为输入的eps系统21使用控制器22来确定在幅度和变化速率上饱和的过滤转向角度设定点δs。
[0097]
换句话说，如果初步转向角度设定点δc(的绝对值)超过预定阈值，则其会被覆盖，
并且其被调节为无法比另一个预定限制变化得更快。
[0098]
这些阈值被选择为使得在可能采取对车辆的单独控制的情况下，机动车辆10在任何时刻都保持能够由驾驶员控制。
[0099]
该过滤转向角度设定点δs与(由角度传感器测量的)驱动轮11的瞬时转向角度δ之间的偏差然后被用于确定初步扭矩设定点ca，如果该初步扭矩设定点被直接发送到辅助转向致动器15，则其将使得可以根据过滤转向角度设定点δs来控制车轮的转向。
[0100]
然后将该初步扭矩设定点ca乘以参数k1
rt
，其计算将在下文进行解释，这使得可以获得中间扭矩设定点ci。
[0101]
该中间扭矩设定点ci与方向盘扭矩cc之间的偏差(在乘法项内)使得可以获得最终扭矩设定点cr，该最终扭矩设定点被发送到辅助转向致动器15。
[0102]
本发明在此更具体地涉及上述参数k1
rt
的计算。
[0103]
该参数(以下称为“校正增益k1
rt”)用于在条件允许并且驾驶员似乎想要收回对机动车辆10的驾驶控制时停用aes系统20。
[0104]
为了检查条件是否允许该操作，在此规定确定机动车辆10所位于的障碍物100的环境区域。
[0105]
在详述如何计算该校正增益k1
rt
之前，可以详述为了实施这些计算而将考虑的环境区域。
[0106]
如图3所示，优选地区分四个环境区域。作为变体，可以考虑更低的数量(至少两个)或更高的数量，并且可以不同地界定这些区域。
[0107]
这里，这四个区域是相对于避让轨迹t0、相对于障碍物100、以及相对于保护线l1(在其以外将避免与障碍物100的任何碰撞)定义的。
[0108]
该保护线l1更具体地对应于平行于道路的并且穿过第二保护界限102的距离障碍物100最远的点p1的虚拟线(这里该虚拟线是直线，但如果道路是弯曲的，则其可以是曲线)。
[0109]
机动车辆10(并且更具体地是该机动车辆的重心cg)穿过该线使得可以确保很好地避开障碍物100。
[0110]
这四个区域定义如下。
[0111]
第一区域z1位于障碍物的上游(在此更具体地，位于第一保护界限101的上游)、在避让轨迹t0与保护线l1之间。
[0112]
在该第一区域z1中，驾驶员的意愿应该接近于aes系统20计算的设定点，因此出于安全目的，不希望aes系统的操作能够被暂停。
[0113]
第二区域z2与障碍物齐平并且位于障碍物的下游(在此更具体地，与第一保护界限101齐平并且位于该第一保护界限的下游)、在避让轨迹t0与保护线l1之间。
[0114]
因为该区域位于障碍物100后面并且因此不再有任何危险，所以只要驾驶员将双手都放在方向盘上，这里就希望允许他或她可以完全收回对车辆的控制。
[0115]
第三区域z3位于障碍物100的上游(在此更具体地，位于第一保护界限101的上游)、相对于第一区域z1而言在参考轨迹t0的另一侧。
[0116]
在该区域中，所希望的是，若驾驶员坚决反对aes系统20，则允许他或她可以收回对车辆驾驶的控制。
[0117]
第四区域z4覆盖了环境的其余部分。
[0118]
在该第四区域中，所希望的是，如果驾驶员反对aes系统20，则允许他或她可以收回对车辆驾驶的控制。因此，在第四区域中，一旦驾驶员反对aes系统命令的操纵，无论该反对多么轻柔，aes请求都会被中断。
[0119]
为了计算校正增益k1
rt
，计算机13确定机动车辆1位于这四个区域中的哪个区域，然后该计算机使用在区域间不同的计算算法。
[0120]
当机动车辆10变更区域时，计算机不会立即变更计算算法，以免产生不稳定性。然后，仅当车辆超过所谓的滞后轨迹(根据避让轨迹t0计算得出)时，该计算机才会变更算法。
[0121]
在图3中，示出了两条滞后轨迹t01、t02，这两条滞后轨迹在避让轨迹t0的右侧或左侧以预定恒定距离(例如一米)遵循该避让轨迹。
[0122]
当机动车辆10从区域z1行进到区域z3(反之亦然)、或从区域z2行进到区域z4(反之亦然)时，计算机仅在车辆不但已经穿过避让轨迹t0，而且已经穿过这两个滞后轨迹t01、t02之后才变更计算算法，这尤其使得可以避免区域之间的振荡现象。
[0123]
现在可以详细描述校正增益k1
rt
的计算方式。
[0124]
该校正增益k1
rt
的值是从增益k1的值推断出来的，该增益是布尔值，其值的确定如下所示。
[0125]
如果机动车辆位于第一区域z1，则该增益k1被设置为等于一，这意味着不希望中断aes系统20。
[0126]
如果机动车辆位于第二区域z2、驾驶员的双手都放在方向盘上、并且方向盘扭矩cc的绝对值高于第一阈值cc2，则增益k1被设置为等于零，这意味着希望中断aes系统20。
[0127]
在第三区域z2中的任何其他情况下，增益k1被设置为等于一。
[0128]
如果机动车辆位于第三区域z3并且驾驶员打算从右侧避开障碍物(与aes系统20相反)，同时保持在区域z3中(即通过相对于障碍物100尽量少地移位)，则增益k1被设置为等于零，这意味着希望中断aes系统20。
[0129]
为了使计算机13认为驾驶员打算通过尽量少地移位来从右侧避开障碍物，该计算机检查方向盘扭矩cc是否为负以及该方向盘扭矩是否低于负阈值cc
3min
(例如-2nm)。
[0130]
与此类似，如果机动车辆位于第三区域z3、驾驶员打算通过施加高于阈值cc
3max
(例如2nm)的方向盘扭矩cc来从左侧避开障碍物(与aes系统20相反)、并且aes系统产生负扭矩，则增益k1同样被设置为等于零，这意味着希望中断aes系统20。
[0131]
在第三区域z3中的任何其他情况下，增益k1被设置为等于一，这意味着希望维持aes系统20。
[0132]
如果机动车辆位于第四区域z4并且驾驶员想要恢复到他或她的初始车道或至少通过施加负的且低于本身为负的阈值cc
4min
(例如-3nm)的方向盘扭矩cc来取消机动车辆10的横向速度，并且aes系统产生正扭矩，则增益k1被设置为等于零。
[0133]
如果机动车辆位于第四区域z4并且驾驶员想要通过施加高于本身为正的阈值cc
4max
(例如3nm)的正方向盘扭矩cc来继续最大限度地远离障碍物100以变更车道，并且aes系统产生负扭矩，则增益k1被设置为等于零。
[0134]
在第四区域z4中的任何其他情况下，增益k1被设置为等于一。
[0135]
应注意的是，在增益k1等于零并且不再满足上述条件中的至少一个的情况下，立
即将该增益再次设置为一。
[0136]
计算机13然后能够计算校正增益k1
rt
，在此，该校正增益是介于零与一之间并且连续变化的实数。
[0137]
确定该校正增益k1
rt
以避免对机动车辆10的控制的任何突然修改。
[0138]
规定以恒定梯度变化。换句话说，该校正增益k1
rt
的变化速率为零(当该校正增益的值等于零或一时)，或者是恒定的并且等于预定速度。因此，如图18所示，如果增益k1表现出矩形脉冲形式的变化，则校正增益k1
rt
表现出梯形脉冲形式的变化，其上升沿和下降沿不是垂直的而是倾斜的，呈斜坡形式。
[0139]
将能够规定上升沿的变化速率大于下降沿表现出的变化速率。每个上升沿在增益k1从零变化到一时开始，而每个下降沿在增益k1从一变化到零时触发。
[0140]
每个上升沿或下降沿上的变化速率是根据车辆的速度v和道路的曲率半径来确定的，使得车辆的横向加速度不超过阈值(例如1m.s-2
)。
[0141]
因此，当速度v较高时，所使用的梯度将相应地较低，而当道路曲率半径较大时，所使用的梯度将相应地较高。将能够使用可以确定要使用的梯度的映射。
[0142]
一旦获得了校正增益k1
rt
，就将该校正增益与初步扭矩设定点ca相乘。
[0143]
当该校正增益k1
rt
等于一时(这意味着aes系统20可操作)，该初步扭矩设定点ca不被修改，并且辅助转向致动器15仅由aes系统20控制。
[0144]
当校正增益k1
rt
等于零时(这意味着aes系统20的操作必须被暂停)，该初步扭矩设定点ca被取消，并且辅助转向致动器15仅由方向盘16控制。
[0145]
校正增益k1
rt
在零与一之间的变化使得可以从一种操作模式逐渐且温和地过渡到另一种操作模式，从而避免了阈值效应。
[0146]
在图2中，示出了对应于复位信号的两个信号sa、sb。
[0147]
这两个复位信号sa、sb尤其可以在校正增益k1
rt
从零变化为非零值时将初步扭矩设定点ca的计算复位为零，并且将测量转向角度值δ分配给过滤转向角度设定点δs。
[0148]
参考图16至图18，这两个信号的益处将在本解释的下文中变得显而易见。
[0149]
现在可以描述展示本发明的好处的几种特定情况。
[0150]
如图4和图5所展示的，第一特定情况对应于在第一障碍物100避让阶段之后，机动车辆10进入第二区域z2，并且驾驶员想要非常快速地返回到他或她的初始行车道的情况。
[0151]
在这种情况下，驾驶员通过施加负方向盘扭矩cc使方向盘向右转动。该方向盘扭矩在图4中由曲线c3展示。
[0152]
在这种情况下，aes系统20计算使得可以将机动车辆10带到避让轨迹t0的正扭矩(即，使车辆左偏)。该扭矩在图5中由曲线c1展示。图4中所展示的曲线t1示出了在不中断aes系统20的操作的情况下控制机动车辆10时，机动车辆所遵循的轨迹。
[0153]
因此应当理解的是，若没有本发明(即，不可能中断aes系统20)，则方向盘扭矩和aes系统产生的扭矩将是相反的，这将会给驾驶员带来不好的感觉。
[0154]
现在，由于此处设想的情况并不危险，因此不会违背驾驶员的意愿。
[0155]
然后，凭借本发明，增益k1被选择为等于零，使得校正增益k1
rt
将连续地从一过渡到零。然后，中间扭矩设定点ci将逐渐减小，直到被取消(参见图5中的曲线c2)，这将允许车辆按照驾驶员的意愿返回到初始车道(参见图4中所展示的轨迹t2)。
[0156]
图6和图7所展示的第二特定情况对应于驾驶员想要执行比aes系统20所计划的更大的避让，以便例如变更行车道的情况。
[0157]
在这种情况下，在超过障碍物100之后，驾驶员继续通过施加正方向盘扭矩cc使方向盘向左转动。该方向盘扭矩在图6中由曲线c6展示。
[0158]
就其本身而言，aes系统20计算使得可以将机动车辆10带到避让轨迹t0的负扭矩(即，使车辆右偏)。该扭矩在图7中由曲线c4展示。图6中所展示的曲线t4示出了在不中断aes系统20的操作的情况下控制机动车辆10时，机动车辆所遵循的轨迹。
[0159]
因此应当理解的是，若没有本发明，则方向盘扭矩和aes系统产生的扭矩将是相反的。由于该情况并不危险，因此不会违背驾驶员的意愿。
[0160]
然后，凭借本发明，增益k1被选择为等于零，使得校正增益k1
rt
将连续地从一过渡到零。然后，中间扭矩设定点ci将逐渐增大，直到被取消(参见图7中的曲线c5)，这将允许车辆按照驾驶员的意愿在另一条行车道上行驶(参见图6中所展示的轨迹t3)。
[0161]
图8和图9所展示的第三特定情况对应于驾驶员想要执行比aes系统20所计划的更大的避让，然后想要快速返回到他或她的初始行车道的情况。
[0162]
避让开始时，驾驶员将方向盘用力向左转，然后当车辆进入第四区域z4时，他或她反过来对方向盘施加负扭矩。该方向盘扭矩在图8中由曲线c9展示。
[0163]
从避让开始后，为了将机动车辆10带到避让轨迹t0，aes系统20于是计算负扭矩(即，使车辆右偏)。该扭矩在图9中由曲线c7展示。图8中所展示的曲线t6示出了在不中断aes系统20的操作的情况下控制机动车辆10时，机动车辆所遵循的轨迹。
[0164]
只要车辆在区域z4中并且认为不希望中断aes系统20的操作，增益k1就保持等于一。
[0165]
另一方面，当车辆进入第二区域z2，并且驾驶员保持他或她的快速返回到初始行车道的意愿时，将出现方向盘扭矩cc和aes系统产生的扭矩符号相反的时刻。由于该情况并不被认为是危险的，因此不会违背驾驶员的意愿。
[0166]
然后，凭借本发明，增益k1被选择为等于零，使得校正增益k1
rt
将连续地从一过渡到零。然后，致动器15施加的中间扭矩设定点ci将逐渐减小，直到被取消(参见图9中的曲线c8)，这将允许车辆按照驾驶员的意愿快速返回其初始行车道(参见图8中所展示的轨迹t5)。
[0167]
图10和图11所展示的第四特定情况对应于驾驶员想要从左侧避开障碍物100，但他或她施加到方向盘上的扭矩不足以有效地避开障碍物100的情况。
[0168]
在这种情况下，驾驶员因此仅在他或她检测到障碍物时才施加正的且足够高的方向盘扭矩cc，然后他或她过快地放松了该力。该方向盘扭矩在图11中由曲线c11展示。图10中所展示的曲线t8示出了在仅由驾驶员控制机动车辆10的情况下，机动车辆所遵循的轨迹。
[0169]
在这种情况下，只要机动车辆10在障碍物100的上游，在区域z3中，aes系统20计算使得可以将机动车辆10带到避让轨迹t0的正扭矩(即，使车辆左偏)。该扭矩在图11中由曲线c10展示。
[0170]
因此，这种情况具有潜在危险，因此将违背驾驶员的意愿而不会中断aes系统20的操作。
[0171]
然后，凭借本发明，增益k1保持等于一，使得方向盘扭矩cc对车辆行驶轨迹的影响被降低。
[0172]
图10中所展示的曲线t7示出了机动车辆10然后将遵循的轨迹。
[0173]
图12和13所展示的第五特定情况对应于驾驶员令人满意地避开了障碍物100，但是随后不想要偏离他或她曾行驶的初始车道太远，以便以减小的距离经过障碍物100的情况。
[0174]
在这种情况下，驾驶员最初通过施加正方向盘扭矩cc使方向盘向左转动，然后甚至在机动车辆10与障碍物100齐平之前，他或她通过施加负扭矩使方向盘向右转动。该方向盘扭矩在图13中由曲线c13展示。
[0175]
在这种情况下，只要车辆在障碍物100的上游，aes系统20就计算正扭矩(即，使车辆左偏)。该扭矩在图13中由曲线c12展示。
[0176]
图12中所展示的曲线t10示出了在不中断aes系统20的操作的情况下控制机动车辆10时，机动车辆所遵循的轨迹。
[0177]
因此应当理解的是，若没有本发明(即，不可能中断aes系统20的操作)，则方向盘扭矩和aes系统生成的扭矩最初将具有相同的符号，然后将是相反的，这将会给驾驶员带来不好的感觉。
[0178]
由于此处考虑的情况并不危险，因此不会违背驾驶员的意愿。
[0179]
然后，凭借本发明，增益k1最初保持等于一，然后在方向盘扭矩cc变为负的且低于阈值cc
3min
(-2nm)时，该增益将变为零。因此，校正增益k1
rt
将连续地从一过渡到零。然后，中间扭矩设定点ci将逐渐减小，直到被取消(参见图13中的曲线c14)，这将允许车辆按照驾驶员的意愿以减小的距离经过障碍物100(参见图12中所展示的轨迹t9)。
[0180]
图14和15所展示的第六特定情况对应于驾驶员想要向右避开障碍物100，而避让轨迹t0从左侧经过障碍物100的情况。
[0181]
在这种情况下，对于驾驶员自身而言，他或她通过施加始终负且高的方向盘扭矩cc来使方向盘向右转动。该方向盘扭矩在图15中由曲线c17展示。
[0182]
在这种情况下，aes系统20计算正扭矩(即，使车辆左偏)。该扭矩在图15中由曲线c15展示。
[0183]
图14中所展示的曲线t12示出了在不中断aes系统20的操作的情况下控制机动车辆10时，机动车辆所遵循的轨迹。可以看出，驾驶员施加的扭矩高到足以抵消aes系统施加的扭矩。然而，这种感觉对于驾驶员来说仍然非常不愉悦。
[0184]
在这种情况下，因此希望能够允许驾驶员选择他或她想要从哪一侧避开障碍物100。
[0185]
然后，凭借本发明，增益k1被设置为等于零，使得校正增益k1
rt
将连续地从一过渡到零。然后，致动器15施加的最终扭矩设定点cr将逐渐减小，直到被取消(参见图15中的曲线c16)，这将允许车辆按照驾驶员的意愿从右侧避开障碍物(参见图14中所展示的轨迹t11)。
[0186]
在图16至图18中，示出了参数随时间变化的趋势的示例，从而清楚地展示了本发明。
[0187]
在图17中，可以看出，凭借信号s1，aes系统在时刻t0被激活，该时刻对应于在机动
车辆10的初始轨迹上、靠近机动车辆之处检测到障碍物100的时刻。还可以看出，凭借信号s2，希望在时刻t2与t4之间暂停aes系统的操作。
[0188]
图16示出了以下趋势：
[0189]-初步转向角度设定点δc的趋势，
[0190]-饱和转向角度设定点δs的趋势，以及
[0191]-测量转向角度δ的趋势。
[0192]
可以看出，在检测到障碍物的时刻t0，转向角度必须直接高于实际测量的转向角度。
[0193]
凭借使初步转向角度设定点δc饱和的控制器，饱和转向角度设定点δs的变化速率在时刻t0与t1之间保持受限，从而不会产生不稳定性。
[0194]
在时刻t1与t2之间，不再需要在幅度或变化速率方面使初步转向角度设定点δc饱和，因此饱和转向角度设定点δs将等于初步转向角度设定点。
[0195]
在时刻t2，如图18所示，增益k1被设置为零以中断aes系统20的操作。
[0196]
校正增益k1
rt
然后线性减小以在时刻t3达到值零。
[0197]
凭借复位信号sa、sb，在初步转向角度设定点δc继续增加的同时，饱和转向角度设定点δs将在时刻t2与t3之间保持恒定。
[0198]
在时刻t3以及直到时刻t4，饱和转向角度设定点δs然后将保持等于测量转向角度δ。以这种方式，中间扭矩设定点ci保持等于零，这将让驾驶员单独进行操纵控制。
[0199]
在时刻t4，如图18所示，增益k1被设置为一以暂停aes系统20的操作中断。
[0200]
校正增益k1
rt
然后线性增加以便也达到值一。
[0201]
在时刻t4，凭借复位信号sa、sb，初步转向角度设定点δc然后将变为等于测量转向角度δ。然后初步转向角度设定点迅速增加。
[0202]
凭借使初步转向角度设定点δc饱和的控制器，饱和转向角度设定点δs的变化速率在这种情况下保持受限，从而不会产生不稳定性。
[0203]
在图16中可以看出，由于驾驶员仍然在方向盘16上施加的扭矩，测量转向角度δ没有正确地遵循饱和转向角度设定点δs。事实上，所遵循的轨迹是驾驶员扭矩和aes请求的结果。如果驾驶员主动在方向盘上表现他或她自己的意愿，则他或她于是就将收回控制。
[0204]
本发明决不限于所描述和示出的实施例，但是本领域技术人员将能够向其添加根据本发明的任何变体。
[0205]
因此，该方法将能够应用于必须遵循特定轨迹的其他类型的领域，例如，航空学或机器人学。