用于運行車輛的方法和設備與流程

本發明涉及一種用于運行車輛的方法以及一種用于運行車輛的設備。本發明還涉及一種計算機程序。

背景技術：

在高度自動化行駛中，由于安全原因在駛過軌跡之前對由車輛計算出的軌跡的監控不可或缺。如果這樣的監控在系統中探測到故障，那么系統如何對該故障作出反應具有重大意義。作為現有技術已經設立：已經由主功能與正常軌跡一起計算在緊急情況中應被駛過的軌跡。該方案具有許多優點(尤其僅須(在主功能中)提供一次用于軌跡計算的計算功率)。然而，該方案在車輛在系統故障情況下的表現方面也具有缺點。因此，車輛可能不會對在計算緊急行駛軌跡之后發生的事件作出反應。尤其在制動距離較長和速度較快的情況下是這種情況。

此外，停止在行車道上不是在每種情況下都是“最安全的狀態”，而是由于附加費用和風險而總是妥協決定。

此外，現有技術特別之處在于，在返回模式中有固定策略并且該策略在編程的時間點已經確定。

技術實現要素：

因此，本發明所基于的任務能夠在于，提供一種用于運行車輛的改進的方法，該方法能夠實現，在故障情況下的不同情形中、即在存在故障時安全地停放車輛。

本發明所基于的任務也能夠在于，說明一種用于運行車輛的相應設備。

此外，本發明所基于的任務能夠在于，實現一種相應的計算機程序。

這些任務借助獨立權利要求的對應主題來解決。本發明的有利構型是各個從屬權利要求的主題。

根據一個方面，提供一種用于運行車輛的方法，其中，

-車輛被全自動化地引導，

-其中，如果在全自動化引導期間探測到故障，那么根據一個參數從多個安全狀態中選出一個安全狀態，

-其中，車輛被全自動化地引導到選出的安全狀態中。

根據另一方面，提供一種用于運行車輛的設備，包括：

-引導裝置，該引導裝置構造成用于全自動化地引導車輛，

-用于探測故障的探測裝置，

-選擇裝置，該選擇裝置構造成用于在全自動化引導期間探測到故障時根據一個參數從多個安全狀態中選出一個安全狀態，其中，

-所述引導裝置還構造成用于將車輛全自動化地引導到選出的安全狀態中。

根據另一方面，提供一種計算機程序，該計算機程序包括在計算機上被實施時用于執行用于運行車輛的方法的程序代碼。

本發明尤其包括這樣的構思，即設置多個安全狀態，從這些安全狀態中根據一個參數(或例如根據尤其相同或優選不同地構成的多個參數)找出或選出一個確定狀態，其中，車輛之后被全自動化地引導到該選出的安全狀態中。通過參數化，以有利的方式能夠實現與具體存在的、車輛當前所處的情形的靈活匹配。因為不是每種安全狀態對于每種情形是最合適的最安全狀態。因此，車輛例如也能夠以有利的方式對尤其在故障情況下計算出緊急行駛軌跡之后經歷的事件作出反應。這尤其在制動距離較長并且速度較快的情況下具有優點。

在本發明意義上的全自動化引導尤其意味著，車輛駕駛員不必再執行干預來引導車輛。車輛獨立地、即自主地行駛。

根據一個實施方式設置，多個安全狀態包括來自以下安全狀態組的要素：在行車道上的靜止狀態、在自己車道中的靜止狀態、在緊急停車道中的靜止狀態、在停車點中的靜止狀態、在停車場上的靜止狀態、車輛的引導與在該車輛前方行駛的車輛的引導的匹配。由此尤其實現這樣的技術優點，即通過這些安全狀態涵蓋了典型情形的大多數，車輛能夠到達這些情形中。由此能夠在相應的情形中實現特別匹配于該情形的安全狀態。因此以有利的方式提高了車輛的安全性和周圍交通的安全性。

在另一實施方式中設置，所述參數描述交通情形和/或傳感器可用性和/或硬件可用性和/或車輛駕駛員的健康狀況。由此尤其實現這樣的技術優點：涵蓋了最有意義的決定準則，即應選出哪個安全狀態。這些準則特別適合于選出對于具體存在的情形合適的安全狀態。由此也能夠以有利的方式改善車輛的安全性和周圍交通的安全性。

在交通情形方面尤其應注意的是，在這里，具有自身車輛的速度、所有其它交通參與者的位置和速度以及對應預測等的詳盡交通情形尤其一起起決定性作用。用于交通情形的示例如下：“擁堵行駛”、“高速公路行駛、車流密集”、“高速公路行駛、車流緩慢”、“高速公路行駛、車少，”、“停止&行駛”、“城市行駛”、“郊區行駛”。也就是說，例如求取車輛周圍環境的周圍環境模型。這尤其基于車輛周圍環境的獲知、例如借助車輛的周圍環境傳感裝置來進行。在此尤其設置，求取其它交通參與者的位置和/或速度和/或加速度。相應地尤其設置，相應于前述交通情形的示例將當前存在的交通情形分類。在這里應注意的是，前述的用于交通情形的示例僅是舉例，不是窮舉。

在傳感器可用性方面應注意的是，在這里尤其涉及，車輛的哪些周圍環境傳感器和慣性傳感器還可用。如果例如向前的周圍環境傳感器失靈(即前端傳感裝置失靈)，那么必須選擇與僅車輛的后端傳感器或側端傳感器失靈時不同的安全狀態。

在本發明意義上的傳感器例如是慣性傳感器和/或周圍環境傳感器。周圍環境傳感器例如是雷達傳感器、超聲波傳感器、視頻傳感器、激光傳感器或激光雷達傳感器。

在硬件可用性方面應注意的是，所述硬件例如能夠是車輛中的一個或多個控制器。這樣的控制器的示例如下：中央控制器，在該控制器上計算或求取規定軌跡，基于該規定軌跡調節車輛的實際軌跡；制動控制器；轉向控制器；監控功能控制器和所有其它安裝在車輛中的控制器。也就是說，與前述控制器中的哪種具有故障或已失靈(即可用或不可用)有關地從多個安全狀態中選出所述安全狀態。

根據一個實施方式，監控功能尤其監控控制器是否還有效，并且優選監控這些控制器是否還產生有意義和/或可信(即不導致碰撞)的數據。這例如被這樣獲知：基于冗余地計算出的周圍環境模型對得出的軌跡在無碰撞方面進行檢驗，其中，如果得出的軌跡是無碰撞的，那么控制器產生有意義和可信的數據。

在本發明意義上的故障尤其是前述控制器中的至少一個出現故障和/或前述控制器中的至少一個失靈。

在本發明意義上的故障尤其是前述傳感器中的一個或多個失靈或功能故障。

尤其也就是說，在前述傳感器之一和/或前述控制器之一出現功能故障和/或失靈的情況下從多個安全狀態中選出一個安全狀態，其中，車輛之后被全自動化地引導到該選出的安全狀態中。

駕駛員的健康狀況也尤其被作為對此的量度，以便決定，故障是否存在。因為，如果駕駛員例如不再能夠獨立地引導車輛，那么車輛基于法律規定必須被引導到安全狀態中。這也在車輛本身還能夠繼續全自動化地行駛時進行。駕駛員的健康狀況例如能夠是昏厥或受限的駕駛適宜性。因此，駕駛員的失能或受限的駕駛適宜性尤其是一種故障。

在另一實施方式中設置，所述參數描述車輛后端傳感裝置的失靈，并且車輛的引導匹配于在所述車輛前方行駛的車輛的引導。所述車輛的引導與在所述車輛前方行駛車輛的引導的匹配尤其指，所述車輛在車流中隨行。該行駛策略尤其在行車較少的高速公路上在具有在前行駛車輛并且此外具有可用的前端傳感裝置的情況下是有利的。自身車輛的引導與在前行駛車輛的引導的匹配尤其包括制動或者加速到在前行駛車輛的速度以及包括車道保持，即保持當前行車道。

根據另一實施方式設置，所述參數描述駕駛員失能，并且將車輛停放在停車點中或停車場上。該策略尤其在駕駛員觀察裝置反饋：駕駛員有健康問題時具有優點。高度自動化車輛在該情形中例如還具有完全功能，但是由于法律規定不再被允許繼續行駛。

在另一實施方式中設置，所述參數描述車輛電子穩定程序的失靈，并且將該車輛停放在自己的車道上。這是能特別簡單地實現的行駛策略。該行駛策略尤其能夠在車輛(并且例如所有周圍車輛)稍微更快地行駛并且具有小間距時被利用或被使用。例如在彎道中的擁堵中是這種情況。為了不由于非預見性的制動操作而附加地危及其他交通參與者，該狀態優選僅當在本車輛(自身車輛)后方探測到的車輛與本車輛相比不是明顯更快(最大距離優選為在完全制動情況下的制動距離的2至3倍)時才被激活。這些交通參與者優選具有之前標稱的小間距，使得這些車輛可看到在前行駛車輛(自身車輛)的行動并且相應地制動它們的車輛。該情形大多又出現在擁堵場景中。

因此，例如在電子穩定程序(esp)失靈而eps轉向裝置還能運轉的情況下，在自己車道中的靜止狀態被選作安全狀態。如果在車輛中存在起作用的冗余轉向裝置，那么在另一實施方式中該狀態(即在自己車道中的靜止狀態)在制動裝置和轉向裝置都失靈的情況下也被選出(作為最安全的狀態)。

在另一實施方式中設置，所述參數描述車輛電子穩定程序和車輛轉向裝置的失靈，并且將所述車輛停放在行車道上。

如果esp和轉向裝置都失靈，那么通常僅還能夠借助冗余制動裝置將車輛置于靜止狀態中。尤其特別有意義的是，不再執行進一步轉向嘗試。基本上尤其有以下四種狀態：

1.車輛應行駛到停車點或執行到右邊行車道邊緣的車道變換。

2.車輛應被保持在其自己的車道中。

3.車輛應停止。

4.車輛應在車流中隨行。

這尤其與失靈的嚴重程度有關。如果esp失靈，那么通常僅還能夠借助冗余制動裝置進行制動，這導致盡可能快地使車輛停止。如果轉向裝置失靈，那么同樣除了盡可能快地進入靜止狀態外沒有其他選適用。在傳感器失靈的情況下，優選設置第一狀態(停車點/向右邊行車道邊緣的車道變換)或第二狀態(保持在自己的車道中)。

附圖說明

下面根據優選實施例詳細闡述本法發明。在此示出：

圖1用于運行車輛的方法的流程圖，

圖2用于運行車輛的設備和

圖3安全狀態的級聯圖。

具體實施方式

圖1示出用于運行車輛的方法的流程圖。

根據步驟101，車輛被全自動化地引導。如果根據步驟103在全自動化引導期間探測到故障，那么根據步驟105根據一個參數從多個安全狀態中選出一個安全狀態。

故障例如是車輛的一個或多個控制器的失靈和/或功能故障和/或車輛的一個或多個傳感器、例如周圍環境傳感器和/或慣性傳感器的失靈和/或功能故障。故障例如是駕駛員失能的存在。故障例如是駕駛員的受限駕駛能力的存在。尤其，多個故障被探測。

在步驟107中，車輛全自動化地被引導到選出的安全狀態中。

圖2示出用于運行車輛(未示出)的設備201。

設備201包括引導裝置203，該引導裝置構造成用于全自動化地引導車輛。對此，引導裝置尤其與車輛的促動器和/或執行器處于作用連接中。尤其，引導裝置203與車輛的制動系統、轉向系統和/或驅動系統處于作用連接中。

設備201還包括用于探測故障的探測裝置205。此外設置選擇裝置207，該選擇裝置構造成用于在借助引導裝置203進行全自動化引導期間在借助探測裝置205探測到故障時根據一個參數從多個安全狀態中選出一個安全狀態。在此，引導裝置203構造成用于將車輛全自動化地引導到借助選擇裝置207已被選出的安全狀態中。多個安全狀態例如存儲在存儲裝置中。

根據本發明尤其設置，從用于具體存在的情形(車輛當前處于該情形中)的多個安全狀態中選出最合適的安全狀態。基于該選出的安全狀態，車輛被全自動化地引導到該安全狀態中。將車輛引導到該安全狀態中尤其包括基于預定策略的車輛引導，該策略也可以被稱為返回策略。本發明提供大量限定的返回策略并且根據決定準則(通過所述一個或多個參數來描述)在線地(并且優選在自動化行駛到新情形上期間的每個時間點、即連續地)自己選出最有意義的返回策略。

因此，以有利的方式能夠在每個時間點并且根據情形、根據確定的車輛系統狀態和探測出的功能故障從之前限定的技術上可行的安全狀態的庫中自動地求取所述安全狀態。根據本發明優選限定過程和策略，以便在每個時間點選擇合適的返回模式。由此，能夠被稱作自主或全自動化車輛的車輛在故障情況下能夠在沒有駕駛員影響的情況下進入安全狀態中。在此，所述安全狀態的限定與車輛當前所處的情形非常相關。因此，根據本發明尤其設置，在每個時間點根據所述情形(通過所述參數來描述)、系統狀態和探測出的功能故障自動地選擇安全狀態。

例如能夠限定以下安全狀態：

1)在行車道上的靜止狀態

2)在自己車道中的靜止狀態

3)在緊急停靠車道中的靜止狀態

4)在停車點/停車場中的靜止狀態

5)繼續行駛“在車流中隨行”(即例如本車輛的行駛策略與在前行駛車輛的匹配)

安全狀態的選出例如與以下評估有關：

交通情形

在這里，例如具有本車輛的速度、所有其它交通參與者的位置和速度以及對應預測等的詳盡交通情形起決定性作用。例如，“擁堵行駛”、“高速公路行駛、車流密集”、“高速公路行駛、車流緩慢”、“高速公路行駛、車少”、“停止&行駛”、“城市行駛”、“郊區行駛”。

傳感器可用性

在這里尤其涉及：哪些周圍環境傳感器和慣性傳感器還可用。如果例如向前的周圍環境傳感器失靈，那么系統必須選擇一個與僅后端傳感器或側端傳感器失靈時不同的安全狀態。

硬件可用性

在這里尤其涉及車輛中的控制器，例如包括中央控制器(在該控制器上進行計算)、制動控制器、轉向控制器、監控功能控制器和/或安裝在車輛中的所有其它控制器。

圖3示出安全狀態的級聯圖，針對這些狀態可以例如限定給定的可用性。不同的擴展級別被示出。不嚴重的級別是繼續行駛(當例如后端傳感器可能失靈時)，但是，當此外例如轉向裝置還失靈或駕駛員還失能時，返回模式能夠繼續升級(即根據情形而定啟動其它狀態)。因此在上下文中意味著使用表述“級聯”。“給定的可用性”就此而言意味著，與哪些車輛部件(傳感器、控制器等)還能運轉有關地利用或使用確定的返回策略。

如果根據方框301存在后端傳感裝置的失靈，那么根據方框303例如設置按照在車流中隨行駛來的繼續行駛。

如果根據方框305探測出車輛駕駛員失能，那么根據方框307設置，將車輛停放在停車點中或在停車場上(在停車點中或停車場上的靜止狀態)。

如果根據方框309探測出esp失靈，那么根據方框311設置，將車輛停放在自己的車道中(在自己車道中的靜止狀態)。

如果根據方框313探測出，esp和車輛轉向裝置都已失靈，那么根據方框315設置，將車輛停放在行車道上(在行車道上的靜止狀態)。

在返回層面中的示例性策略的示例性級聯例如能夠例如如下：

1)完全的冗余的繼續行駛：

冗余地設計的傳感器/控制器失靈。在這里，在一定情形中可能在速度減小和功能范圍減小的情況下通過基本傳感器并且沒有冗余地繼續行駛是最安全的狀態。一定情形尤其是這樣的情形：在這些情形中另一策略可能具有提高的事故風險。例如，當車輛在左側車道上行駛并且在自身車輛后方沒有車輛到來時，在該車道中制動。之后，快速駛來的車輛可能從后方撞上我們的(所述)車輛。功能范圍的減小：無車道變換、無超車操作、“隨行”，減小速度以便強行得到較短的制動距離和較小的必要預見。最大允許的制動距離與實際留下的功能表現(例如對周圍環境模型的預見)有關。

2)接收前行者(即在前行駛的車輛)的速度并且跟隨車道：

該策略包括制動或加速到在前行駛車輛的速度以及包括車道保持。該策略在行車較少的、在高速公路上在具有前行者和可用的前端傳感裝置的情況下尤其有利。例如在后端傳感器失靈的情況下，“行車較少”尤其指，與在前行駛或在后行駛的車輛的間距明顯大于制動距離。

3)主動變換車道到應急停車帶：

例如，當在駕駛員觀察裝置反饋出：駕駛員有健康問題時，該策略被使用。高度自動化車輛在該情形中還具有完全功能，但是由于法律規定而不再被允許繼續行駛。

4)向緊急停車道或應急停車帶方向緩慢移動：

該策略包括兩個步驟。在第一步驟中不進一步加速。在第二步驟中車輛嘗試緩慢地向右(向緊急停車道的方向)移動。“緩慢”尤其與還能夠提供多少轉向力矩有關。“緩慢”在這里優選指的是，動態性能對于轉向調節裝置沒有明顯影響。該策略在具有少量交通參與者、小速度差別和高絕對速度的情形中尤其有利。

5)在自己車道中制動：

這是最簡單的策略，該策略尤其能夠在該車輛(和所有周圍車輛)稍微更快行駛并且具有小間距時被利用。例如在彎道中的擁堵中是這種情況。為了不通過非預見性的制動操作附加地危及其他交通參與者，該狀態尤其僅當在本車輛后方探測到的車輛與該車輛(自身車輛)相比不是明顯更快(例如最大快10km/h至20km/h，最大距離為在完全制動情況下的制動距離的2至3倍)時才被激活。這些車輛具有足夠小的間距，使得這些車輛可獲知所述自身車輛的行動并且相應地制動它們的車輛。該情形大多又出現在擁堵場景中。

在esp失靈但eps轉向裝置還能運轉的情況下，在自己車道中的靜止狀態能夠被視作從多個安全狀態中選出的安全狀態。如果在車輛中存在起作用的冗余轉向裝置，那么該狀態在制動裝置和轉向裝置都失靈的情況下也是安全狀態。

6)(直線地)制動

如果esp和轉向裝置都失靈，那么僅還能夠借助冗余制動裝置將車輛置于靜止狀態中。

因此，根據本發明，返回策略的選擇與安裝在車輛(例如轎車)中的、起作用或已失靈的部件以及與交通情形有關。