用于机动车的停车辅助的方法和驾驶员辅助系统与流程

1.本发明涉及一种用于在手动转向的停车操纵中用于机动车的停车辅助的方法，其中，借助所述机动车的环境传感器系统来产生代表所述机动车的环境的传感器数据；借助所述机动车的计算单元根据所述传感器数据来确定所述机动车的至少一个参考轨迹；借助所述计算单元通过所述机动车的传感器系统确定在停车操纵期间的时间点所述机动车的在停车操纵期间可变化的参数的实际值。本发明还涉及一种相应的驾驶员辅助系统和一种具有这种驾驶员辅助系统的机动车。


背景技术：

2.在机动车的辅助停车中，机动车的环境传感器系统可以识别合适的停车空位并且驾驶员辅助系统可以为机动车规划最佳轨迹，以便将机动车操纵到停车空位中。在驾驶员手动将机动车驾驶到停车空位中期间，驾驶员可以从驾驶员辅助系统获得指示，从而尽可能遵循最佳轨迹。然而，驾驶员需要一定的时间直到驾驶员感知到并理解驾驶员辅助系统的指令并最终实现所述指令。这导致，并不是在任何情况下都遵循最佳轨迹或者实现最佳停车位置或停车定向。在停车过程中车辆速度越高并且驾驶员的反应时间越长，偏差倾向于越大。
3.在文件de 10 2004 047 484 a1中描述了一种用于输出停车指示的方法。在此，输出用于使转向装置偏转的转向指令，并且在输出转向指令之后在预设距离之后，如果没有调整到预设的转向角，则输出校正指令。然而，该方法的缺点在于，与在没有附加停车操纵的情况下还可实现最佳停车位置相比，校正指令如有可能太晚给出。此外，驾驶员不仅必须执行转向指令，而且必要执行修正指令，使得上述问题并没有解决，而只是转移而已。
4.文件de 10 2004 001 122 a1说明了一种用于提供用于车辆的平行停车的信息的方法。在此，应该独立于驾驶员的驶入速度和反应时间而最佳地实现到停车空位中的驶入。为此，在停车过程中向驾驶员输出光学或声学信号，以劝说驾驶员将车辆停住。该信号在考虑到驾驶员的反应时间和车辆速度的情况下输出，以便及时将车辆停住。通过在停车过程期间反复将车辆停住会降低舒适度，并且停车过程比必要时间持续更久。


技术实现要素：

5.在此背景下，本发明的任务是给出一种用于在手动转向的停车操纵中用于机动车的停车辅助的改进的方案，通过该方案能够在不降低针对驾驶员的驾驶舒适度的情况下以更高的可靠性或更高的准确度到达用于机动车的目标位置。
6.所述任务通过独立权利要求的相应内容来解决。有利的扩展方案和优选的实施方式是从属权利要求的内容。
7.改进的方案基于产生触觉信号作为用于驾驶员的转向建议的构思，该触觉信号不是基于当前的调节偏差，而是基于预测的或预计的调节偏差来产生。
8.根据该改进的方案，说明了一种用于在手动转向的停车操纵中用于机动车的停车
辅助的方法。借助所述机动车的环境传感器系统来产生代表所述机动车的环境的传感器数据。借助所述机动车的计算单元根据所述传感器数据来确定用于所述机动车、尤其是用于停车操纵的至少一个参考轨迹。借助所述计算单元通过所述机动车的传感器系统确定在停车操纵期间的时间点所述机动车的在停车操纵期间可变化的参数的实际值。借助所述计算单元根据所述至少一个参考轨迹以及根据实际值来确定所述参数与针对所述参数的理论值的至少一个预测偏差。根据所述至少一个预测偏差，尤其是借助机动车的致动器单元，自动产生触觉信号作为用于所述机动车的驾驶员的转向建议。
9.手动转向的停车操纵尤其是可以这样理解，即，在停车时不进行完全自动的横向控制。尤其是，机动车的驾驶员无论如何都必须自己执行转向干预或者自己部分地执行转向干预，以便根据停车操纵使机动车停车。机动车的纵向控制在此可以完全手动或部分自动或完全自动地进行。
10.当前，参考轨迹不一定必须是用于机动车的理论轨迹，即反映机动车的用于停车的最佳行驶的轨迹。所述至少一个参考轨迹可以包含这样的理论轨迹。然而，备选地或附加地，所述至少一个参考轨迹也可以包含适合于校正实际值的其他轨迹。例如，这可以是以适当方式修改后的理论轨迹。
11.环境传感器系统尤其可以包含超声波传感器系统、一个或多个摄像头、一个或多个雷达系统和/或一个或多个激光雷达系统。
12.在停车操纵期间可变化的参数尤其可以是直接或间接涉及机动车在停车操纵期间的运动的参数。该参数例如可以是机动车的位置、机动车的定向、机动车的转向角或由机动车驶过的轨迹的曲率。也可以将多个不同的测量值彼此组合或处理来确定参数。
13.参数的预测偏差尤其可以是在实际值被确定所在的时间点之后的时间点所述参数与理论值的估计或预测的偏差。为此，例如可以根据用于机动车的预测轨迹来预测参数并且可以将预测值与理论值进行比较。然而，其他的用于预测可能性也是可能的，该预测如有可能即使在没有用于机动车的预测轨迹的情况下也是够用的。例如，可以修改理论轨迹，其方式为，例如虚拟地移动目标位置，并且将实际值与针对根据修改后的理论轨迹的参数的相应的值进行比较。
14.所述至少一个预测偏差的确定也可以例如基于关于驾驶员的预期行为的假设来进行。例如，可以假设驾驶员在机动车平行停车时在停车操纵期间进行转向。在横向停车或斜向停车时，例如可以假设驾驶员在停车操纵期间在特定时间点调整到大约零度的转向角。由此，能够以更高的可靠性确定所述至少一个预测偏差。
15.由于为了产生触觉信号将所述至少一个预测偏差作为基础而不是例如将实际值的当前的调节偏差作为基础，将如下情况考虑在内，从触觉信号的输出到由驾驶员实现转向建议，通常经过一定时间，在此期间机动车继续运动。这归因于驾驶员的反应时间和驾驶员对于执行转向建议所需的时间。通过使用预测偏差，以触觉信号的形式的转向建议已经在提前的时间点输出，在该时间点实现转向建议还不是立即需要的。然而，通过所提及的延迟补偿该时间差，使得转向建议实际上可以在最佳时间点实现。由此改善了停车操纵的结果，即改善了目标位置的可靠到达。通过转向建议的在一定程度上的预防性输出也使驾驶员或多或少精确地遵循最佳轨迹的概率变高。由此，如有可能需要不太频繁或不太强烈的触觉信号，这也提高了用于驾驶员的舒适度。
16.触觉信号在此可以通过机动车的转向系统产生，尤其是通过施加到转向系统中的转向力矩产生，或者通过触觉致动器产生，例如通过用于在方向盘处或在机动车的驾驶员座椅中产生振动作为触觉信号的触觉致动器产生。
17.根据至少一种实施方式，至少大约在实际值被确定所在的时间点确定机动车的车辆速度。所述至少一个预测偏差根据车辆速度确定。
18.车辆速度可以例如借助机动车的速度传感器或车轮位置连同轮辋周长值来确定。
19.由此可以考虑到：车辆速度越大，实际轨迹与理论轨迹的偏差或机动车实际到达的最终位置与目标位置的偏差越大。与此相应地，由此可以进一步改善停车操纵的结果。
20.根据至少一种实施方式，为了产生触觉信号，尤其是借助机动车的致动器单元，在机动车的转向系统中产生附加转向力矩。
21.致动器单元在此可以在转向系统的任意部位处进行干预，以产生附加转向力矩。然后，附加转向力矩可以在方向盘处对于驾驶员作为触觉信号感觉到。附加转向力矩的方向尤其是如此选择，使得如果驾驶员相应于触觉信号遵循转向建议，则附加转向力矩的方向对应于所述至少一个预测偏差的减少。
22.附加转向力矩在此可以理解为除了由驾驶员为了使机动车转向而调整的转向力矩之外的转向力矩。因此，如果驾驶员自己不施加转向力矩，则附加转向力矩也可以是转向系统中唯一的不等于零的转向力矩。尤其是根据可能给定的复位力矩，附加转向力矩的数值在此可以高于或低于用于主动转向干预的阈值。无论如何，附加转向力矩都不一定足以完全自动地横向控制机动车。
23.通过使用附加转向力矩作为触觉信号，可以向驾驶员输出特别直观的转向建议。尤其是，还可以连续输出转向力矩，而不会由此分散驾驶员的手动转向任务的注意力。由此，可以进一步提高停车操纵或停车辅助的可靠性。
24.根据至少一种实施方式，尤其是借助计算单元根据传感器数据，将用于机动车的理论轨迹确定为所述至少一个参考轨迹的第一参考轨迹，其中，理论轨迹包含用于机动车的停车操纵的目标位置。
25.理论轨迹尤其对应于用于使机动车从起始位置运动到目标位置中的最佳轨迹。尤其是，理论轨迹将机动车在停车操纵的开始或起始时间点的实际位置与目标位置连接。
26.理论轨迹的确定能够以可靠的方式实现，从而这样的实施方式导致停车操纵的可靠结果。
27.根据至少一种实施方式，尤其是借助计算单元，根据实际值预测机动车的轨迹。借助计算单元将根据理论轨迹的参数与根据预测轨迹的参数的偏差确定为所述至少一个预测偏差的第一预测偏差。
28.尤其是，预测轨迹的预测可以根据实际值和其他历史实际值、即在确定实际值的时间点之前确定的实际值来进行。
29.为了确定偏差，尤其是在参数方面，将理论轨迹上的点与预测轨迹上的点进行比较。因此预测机动车在特定时间点可能位于预测轨迹的哪个部位以及机动车在该时间点应该位于根据理论轨迹的哪个点上。将对应于理论轨迹或预测轨迹的这两个位置的参数相互比较。
30.由此引入了用于产生触觉信号的时间偏移，该时间偏移给予驾驶员足够的时间来
对通过触觉信号产生的转向建议作出反应。
31.根据至少一种实施方式，根据第一预测偏差产生触觉信号。
32.根据至少一种实施方式，尤其是借助计算单元根据传感器数据，将用于所述机动车的修改后的理论轨迹确定为所述至少一个参考轨迹的第二参考轨迹，其中，修改后的理论轨迹包含相对于所述目标位置修改后的用于所述机动车的目标位置。修改后的目标位置尤其是与参数的实际值有关或与根据预测轨迹的预测的目标位置有关。
33.因此，修改后的理论轨迹可以理解为理论轨迹的移位版本或变型。例如，修改后的理论轨迹可以对应于针对用于机动车的修改后的目标位置的理论轨迹。换言之，目标位置被修改，从而得到虚拟理论轨迹，在机动车应被引导至修改后的目标位置时，机动车应理想地遵循该虚拟理论轨迹。然而，修改后的目标位置在此并不是实际的目标位置。由此，也可以有效地引入时间偏移，从而此处用于产生触觉信号的实际值的调节偏差也被预测的或预计的调节偏差代替。因此可以将目标位置或理论轨迹的修改理解为预测。目标位置或理论轨迹的修改尤其是如此进行，使得驾驶员对相应触觉信号的按照规定的反应相应地至少部分地补偿所述修改。
34.通过修改理论轨迹或目标位置，也可以考虑到转向系统的复位力矩，该复位力矩例如可在驾驶员在机动车的静止状态下转向时调整。
35.根据至少一种实施方式，尤其是借助计算单元，将根据修改后的理论轨迹的参数与实际值的偏差确定为所述至少一个预测偏差的第二预测偏差。
36.根据至少一种实施方式，根据第二预测偏差产生触觉信号。
37.根据至少一种实施方式，将根据修改后的理论轨迹的参数与根据预测轨迹的参数的偏差确定为所述至少一个预测偏差的另外的预测偏差。
38.根据至少一种实施方式，根据所述另外的预测偏差产生触觉信号。
39.在这样的实施方式中，理论轨迹或目标位置的修改因此可以与机动车的轨迹的预测相关联，以便获得更可靠的结果。
40.根据至少一种实施方式，尤其是借助计算单元，根据实际值确定修改后的实际值，并且将根据理论轨迹的参数与修改后的实际值的偏差确定为所述至少一个预测偏差的第三预测偏差。
41.类似于目标位置的移动或目标位置的修改以产生修改后的理论轨迹，如上所述，实际值或预测轨迹也可以相应地相反地修改。
42.根据至少一种实施方式，根据第三预测偏差产生触觉信号。
43.根据至少一种实施方式，只有当所述至少一个预测偏差之一大于或等于预设的最小偏差时，那么才产生触觉信号。
44.换言之，如果预测偏差中没有预测偏差大于或等于最小偏差，则不产生触觉信号。换言之，由此引入死区，在该死区内，偏差不导致转向建议，因为在停车操纵范围内的相应偏差导致与目标位置的可接受的偏差。由此进一步提高了用于驾驶员的舒适度，而不降低整个停车过程的可靠性。
45.根据改进的方案，还说明了一种用于机动车的驾驶员辅助系统，该驾驶员辅助系统用于在手动转向的停车操纵中进行停车辅助。所述驾驶员辅助系统具有环境传感器系统，所述环境传感器系统设立成产生代表所述机动车的环境的传感器数据。所述驾驶员辅
助系统具有计算单元，所述计算单元设立成根据所述传感器数据来确定用于所述机动车的至少一个参考轨迹。所述驾驶员辅助系统具有传感器系统，所述传感器系统设立成确定在停车操纵期间的时间点所述机动车的在停车操纵期间可变化的参数的实际值。所述计算单元设立成根据所述至少一个参考轨迹以及根据实际值来确定所述参数与理论值的至少一个预测偏差。所述驾驶员辅助系统具有致动器单元，所述致动器单元设立成根据所述至少一个预测偏差，尤其是由计算单元操控地自动产生触觉信号作为用于所述机动车的驾驶员的转向建议。
46.根据改进方案的驾驶员辅助系统的其他实施方式直接从根据改进方案的方法的不同设计方式中得出，并且反之亦然。尤其是，根据改进方案的驾驶员辅助系统可以设立或编程用于执行根据改进方案的方法，或者该驾驶员辅助系统执行这样的方法。
47.根据改进的方案，还说明了一种具有根据改进方案的驾驶员辅助系统的机动车。
48.本发明还包括根据本发明的机动车的扩展方案，其具有已经结合根据本发明的方法的扩展方案所描述的特征。出于该原因，在此不再一次描述根据本发明的机动车的相应扩展方案。
49.本发明还包括所描述的实施方式的特征的组合。
附图说明
50.下面描述本发明的实施例。其中：图1示出具有根据改进方案的驾驶员辅助系统的示例性实施方式的机动车的示意图；图2示出在机动车的辅助停车时的不同情况；图3示出按照根据改进方案的方法的示例性实施方式的用于产生转向建议的不同调节特性；以及图4示出在机动车的辅助停车时的其他示例性情况。
具体实施方式
51.下面阐释的实施例是本发明的优选实施方式。在这些实施例中，实施方式的所描述的部件分别代表本发明的单个的应彼此独立考虑的特征，这些特征也彼此独立地改进本发明并且因此也可被单个地或以与所示出的组合不同的组合视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式也可以由本发明的已经描述的特征中的其他特征来补充。
52.具有相同功能的元件在图中分别设有相同的附图标记。
53.在图1中示意性示出具有根据改进方案的驾驶员辅助系统2的示例性实施方式的机动车1。驾驶员辅助系统2具有环境传感器系统3，该环境传感器系统例如可以包含一个或多个超声波传感器系统。驾驶员辅助系统2还具有与环境传感器系统3连接的计算单元4，该计算单元例如可以是机动车1的电子控制器的一部分或者可以包含这样的电子控制器。此外，驾驶员辅助系统2具有传感器系统5，该传感器系统可以确定机动车1的在行驶期间、尤其是在停车操纵期间可变化的参数。该参数例如可以对应于机动车1的位置或定向、机动车1的轨迹曲率或转向角。因此，传感器系统5可以包含例如转向角传感器和/或一个或多个用于(例如计程式地)确定机动车1的位置或定向的传感器、例如一个或多个车轮转速传感器、
速度传感器和/或加速度传感器等。传感器系统5还可以包括用于全球导航卫星系统gnss的接收器，例如gps接收器。
54.此外，驾驶员辅助系统2具有致动器单元6，该致动器单元可以向机动车1的驾驶员输出触觉信号。致动器单元6例如可以布置在机动车1的转向系统中或转向系统处，以便产生附加转向力矩作为触觉信号，该触觉信号例如在机动车1的方向盘处对于驾驶员是可感觉到的。
55.驾驶员辅助系统2可以在机动车1手动停车到停车空位中时辅助驾驶员。例如，如果驾驶员行驶经过停车空位，则可以例如借助环境传感器系统3识别和必要时表征停车空位。驾驶员例如可以停住机动车1并挂入倒车挡，以便向后横向或向后平行地停车到相应的空位中。
56.计算单元4基于由环境传感器系统3产生的传感器数据确定参考轨迹。在不同的实施方式中，参考轨迹可以是用于机动车1的理论轨迹7，以便以尽可能最佳的方式将机动车1引导至目标位置8(参见图2和图4)。
57.传感器系统5例如设立成在停车操纵期间连续地或反复地确定可变化的参数的实际值。计算单元4可以根据参考轨迹和实际值来预测参数与理论值的偏差。根据预测偏差，致动器单元6则可以产生触觉信号作为针对驾驶员的转向建议。
58.如果参考轨迹是理论轨迹7，则计算单元4可以例如基于参数的实际值以及如有可能基于参数的其他历史实际值来确定针对机动车1的预测轨迹7'，如图2中的图片示意性示出的那样。预测偏差则例如对应于在稍后时间点在理论轨迹7和预测轨迹7'之间的位置或轨迹曲率的偏差。
59.因此，用于转向推荐的触觉信号不是基于当前的调节偏差产生的，而是基于与理论值的预测的调节偏差产生的。
60.在图2的图片a)至e)中示出不同情况，在这些情况中，机动车1应被引导到在两个另外的机动车1',1''之间的停车空位中而引导至目标位置8。图片a)和b)在此示出用于向后横向停车的停车操纵，而图片c)至e)示出用于在所述另外的机动车1',1''之间向后平行停车的停车操纵。
61.预测轨迹7'对应于驾驶员行为与用于遵循理论轨迹7的最佳行为的不同偏差。在图片a)的情况下，机动车1的驾驶员偏转太少或太迟，而在图片b)的情况下，驾驶员偏转太早或太强。相应地，致动器单元6在图片a)的情况下产生向右的转向力矩并且在图片b)的情况下产生向左的转向力矩，以便促使驾驶员更强地或不那么强地偏转。
62.在图片c)的情况下，机动车1的驾驶员也偏转太早或太强，在图片d)的情况下，驾驶员偏转太晚或太少，而在图片e)的情况下，驾驶员转向太早或返回转向太晚。
63.用于调节参数的不同策略示意性在图3的图片a)至d)中示出。在此，预测偏差绘制在水平轴上，并且触觉信号的强度、尤其是附加转向力矩的强度绘制在垂直轴上。例如，附加转向力矩可以通过最小或最大附加转向力矩来限制，如图3的各个图片中所示。
64.在图片a)中，附加转向力矩的强度在最大和最小附加转向力矩之间线性变化。在图片b)中，附加地在小的预测偏差的情况下设置死区，在该死区中不产生附加转向力矩。例如，在死区之外，关系在此也是线性的。图片c)和d)中示意性示出在预测偏差与附加转向力矩之间的超线性关系。
65.在图4中示意性示出在机动车1的停车中的其他情况。在图片a)中在此示出用于横向停车的过程，而在图片b)中示出用于平行停车的过程。除了相应的理论轨迹7之外，分别还示出两个预测轨迹7'，其中，转向太早和/或太强或太晚和/或太弱。由此导致在目标位置8方面的相应偏差，如通过箭头所表明的那样。
66.根据改进的方案，手动转向操纵因此能够以更高的可靠性和针对驾驶员的改进的主观转向感觉来执行。尤其是，驾驶员由此能够如此被引导，使得不仅驾驶员的转向动作的时间点而且该转向动作的强度都导致尽可能最佳的轨迹并且因此导致尽可能最佳的停车位置和停车定向。
67.驾驶员应尽可能精确地遵循最佳轨迹。为此，驾驶员需要一定的时间才能感知和理解转向建议以及直至所期望的反应被实施。为了确保到达最佳停车位置，根据改进的方案也可以由偏差的预测考虑到驾驶员的反应时间。因此，可以在转向建议应被实现之前，在时间上已经给出转向建议。转向建议的给出的时间点此外可以与车辆速度有关地设计。
68.根据改进的方案，转向建议不是根据实际的调节偏差确定的，而是根据预测的调节偏差确定的，所述预测的调节偏差可以在转向角、机动车位置、机动车定向等的理论值和实际值之间确定。在不同实施方案中，也可以独立于预测轨迹预设针对目标位置的时间和/或地点偏移的固定值。
69.在不同的实施方式中，在存在与理论轨迹的偏差时，可以独立于偏差的大小而施加最小力矩，该最小力矩是可被感觉到的，以便尤其是也使用或补偿复位力矩。在不同设计方式中，可以根据驾驶员是否已经在静止时转向而动态移动目标位置以修正偏差。
70.附图标记列表1,1',1'' 机动车2 驾驶员辅助系统3 环境传感器系统4 计算单元5 传感器系统6 致动器单元7,7' 轨迹8 目标位置。