DE102019117663A1

DE102019117663A1 - Fahrzeug-Steuerungs-System

Info

Publication number: DE102019117663A1
Application number: DE102019117663.8A
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Aoki; Tadashi OMACHI
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2020-03-26
Also published as: CN110949387A; JP2020052646A; US11072334B2; US20200094836A1

Abstract

Ein Fahrzeug-Steuerungs-System (100) beinhaltet: eine Fahrzeug-Erkennungs-Einheit (32), die dazu eingerichtet ist, ein hinteres seitliches Fahrzeug in einem rückwertigen Bereich des Hostfahrzeugs zu erkennen; eine Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41), die dazu eingerichtet ist, eine Restdistanz von einer aktuellen Position des Hostfahrzeugs zu einer Position, an der das Hostfahrzeug einen Spurwechsel abschließt, zu erfassen; eine Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30), die dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob der Spurwechsel möglich ist; und eine Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40), die dazu eingerichtet ist, bei einer Bestimmung durch die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, und die Restdistanz kürzer als eine erste Bestimmungsdistanz ist, die Lenkung des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass eine Position des Hostfahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung zu einer Position wird, die näher an der zweiten Spur ist, als eine Position, wenn die Restdistanz länger oder gleich der ersten Bestimmungsdistanz ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Steuerungs-System.
Beschreibung des nächstliegenden Stands der Technik
Die Druckschrift JP 2016-132421 A beschreibt eine Technik im Zusammenhang mit einem System, die eine automatisierte Fahrzeug-Antriebs-Steuerung so ausführt, dass das Fahrzeug mittels automatisierten Antriebs auf eine Zielspur wechselt. Wenn ein Hostfahrzeug mittels automatisierten Antriebs nicht auf eine Zielspur wechseln kann, weil andere Fahrzeuge auf der Zielspur fahren, oder aus anderen Gründen, wird das Hostfahrzeug mit dieser Technik so gesteuert, dass es auf einer Fahrspur in Orientierung an der Fahrstreifenbegrenzung zwischen der Fahrspur und der Zielspur an einem Wechselpunkt anhält.
Zusammenfassung der Erfindung
Wenn das Hostfahrzeug mittels automatisierten Antriebs nicht auf die Zielspur wechseln kann, wird das Hostfahrzeug mit der aus JP 2016-132421 A bekannten Technik so gesteuert, dass es auf der Fahrspur anhält. In diesem Fall wird die Systemassistenz für automatisierten Antrieb unterbrochen, sodass ein Fahrer des Hostfahrzeugs die Steuerung des Hostfahrzeugs manuell übernehmen muss. Wie voranstehend beschrieben bietet die aus JP 2016-132421 A bekannte Technik noch Raum für Verbesserung, um einen Spurwechsel so weit wie möglich mittels automatisierten Antriebs abzuschließen.
Die Erfindung stellt ein Fahrzeug-Steuerungs-System zur Verfügung, das die Möglichkeit eines Abschlusses eines Spurwechsels mittels automatisierten Antriebs verbessert.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Steuerungs-System, das an einem Hostfahrzeug angebracht ist, wobei das Fahrzeug-Steuerungs-System enthält: eine Fahrzeug-Erkennungs-Einheit, die dazu eingerichtet ist, ein hinteres seitliches Fahrzeug in einem rückwertigen Bereich des Hostfahrzeugs zu erkennen, wobei das hintere seitliche Fahrzeug eines von nahegelegenen Fahrzeugen ist, die auf einer zweiten Spur fahren, die neben der ersten Spur liegt, auf der das Hostfahrzeug fährt; eine Restdistanz-Erfassungs-Einheit, die dazu eingerichtet ist, eine Restdistanz von einer aktuellen Position des Hostfahrzeugs zu einer Position, an der das Hostfahrzeug einen Spurwechsel abschließt, zu erfassen; eine Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit, die dazu eingerichtet ist, basierend auf von der Fahrzeug-Erkennungs-Einheit erfassten Informationen, zu bestimmen, ob der Spurwechsel möglich ist; und einer Fahrzeug-Steuerungs-Einheit, die dazu eingerichtet ist, bei einer Bestimmung durch die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, und die Restdistanz kürzer als eine erste Bestimmungsdistanz ist, die Lenkung des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass eine Position des Hostfahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung zu einer Position wird, die näher an der zweiten Spur ist, als eine Position, wenn die Restdistanz länger oder gleich der ersten Bestimmungsdistanz ist.
In dem voranstehend genannten Aspekt kann die Fahrzeug-Erkennungs-Einheit dazu eingerichtet sein, ein vorderes seitliches Fahrzeug in einem vorderen Bereich des Hostfahrzeugs zu erkennen, wobei das vordere seitliche Fahrzeug eines von nahegelegenen Fahrzeugen ist, die auf der zweiten Spur fahren; und die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit kann dazu eingerichtet sein, eine Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass eine Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Hostfahrzeug und dem vorderen seitlichen Fahrzeug verringert wird, wenn alle Bedingungen i) bis iii) erfüllt sind: i) die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit bestimmt, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, ii) es gibt ein vorderes seitliches Fahrzeug und ein hinteres seitliches Fahrzeug, und iii) die Restdistanz ist kürzer als eine vorbestimmte zweite Bestimmungsdistanz.
In dem voranstehend genannten Aspekt kann die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit dazu eingerichtet sein, die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass die Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Hostfahrzeug und dem vorderen seitlichen Fahrzeug zunimmt, wenn die Bedingungen iv) bis vi) alle erfüllt sind: iv) die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit bestimmt, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, v) es gibt das vordere seitliche Fahrzeug, und vi) es gibt kein hinteres seitliches Fahrzeug.
In dem voranstehend genannten Aspekt kann die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit dazu eingerichtet sein, die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass die Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Hostfahrzeug und dem hinteren seitlichen Fahrzeug zunimmt, wenn die Bedingungen vii) bis ix) alle erfüllt sind: vii) die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit bestimmt, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, viii) es gibt das hintere seitliche Fahrzeug, und ix) es gibt kein vorderes seitliches Fahrzeug.
In dem voranstehend genannten Aspekt kann die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit dazu eingerichtet sein, eine Zeit bis zum Zusammenstoß mit einem nahegelegenen Fahrzeug zu berechnen, das eines von nahegelegenen Fahrzeugen ist, die auf der zweiten Spur fahren, und zu bestimmen, dass der Spurwechsel möglich ist, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß länger als eine vorbestimmte Bestimmungszeit ist.
Indem eine Restdistanz zu einer Position, an der das Fahrzeug einen Spurwechsel abschließt, überwacht wird, ist es mit dem Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß dem Aspekt der Erfindung möglich, eine Situation zu erfassen, in der das Fahrzeug das Vorfahrt Gewähren des hinteren seitlichen Fahrzeugs für einen Spurwechsel des Fahrzeugs benötigt. Wenn die Restdistanz kürzer als die erste Bestimmungsdistanz wird, wird die Position des Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung näher an die angrenzende Spur gebracht. Somit ist es möglich, dem hinteren seitlichen Fahrzeug eine Spurwechsel-Absicht des Fahrzeugs mitzuteilen und das Vorfahrt Gewähren zu bewirken. Somit wird die Möglichkeit einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen verbessert.
Wenn die Restdistanz kürzer als die zweite Bestimmungsdistanz wird, wird, gemäß dem Aspekt der Erfindung, die Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Fahrzeug und dem vorderen seitlichen Fahrzeug verringert. Somit ist es möglich, dem hinteren seitlichen Fahrzeug eine Spurwechsel-Absicht des Fahrzeugs mitzuteilen und das Vorfahrt Gewähren zu bewirken. Somit seigt die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen.
Wenn ein Spurwechsel nicht möglich ist und es das vordere seitliche Fahrzeug und kein hinteres seitliches Fahrzeug gibt, wird, gemäß dem Aspekt der Erfindung, die Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Fahrzeug und dem vorderen seitlichen Fahrzeug vergrößert. Somit kann das Fahrzeug schnell in einen Zustand gelangen, in der ein Spurwechsel möglich ist, wodurch die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, verbessert wird.
Wenn der Spurwechsel nicht möglich ist und es das hintere seitliche Fahrzeug und kein vorderes seitliches Fahrzeug gibt, wird, gemäß dem Aspekt der Erfindung, die Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Fahrzeug und dem vorderen seitlichen Fahrzeug vergrößert. Somit kann das Fahrzeug schnell in einen Zustand gelangen, in der ein Spurwechsel möglich ist, wodurch die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, verbessert wird.
Die Bestimmung, ob ein Spurwechsel möglich ist, kann erfolgen, indem die Zeit bis zur Kollision mit einem Umgebungsfahrzeug, das auf der zweiten Spur fährt, mit der vorbestimmten Bestimmungszeit verglichen wird. Somit ist es möglich, genau zu bestimmen, ob ein Spurwechsel möglich ist.
Auf diese Weise ist es gemäß dem Aspekt der Erfindung möglich, ein Fahrzeug-Steuerungs-System zur Verfügung zu stellen, das die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, verbessert.
Figurenliste
Funktionen, Vorteile als auch technische und industrielle Bedeutung von Ausführungsbeispielen der Erfindung sind nachstehend unter Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen Ziffern Elemente markieren, wobei:

1 eine schematische Ansicht einer Darstellung ist, die eine Spurwechsel-Steuerung eines Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
2 eine Konzeptansicht einer Darstellung ist, die eine Spurwechsel-Steuerung eines Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ein Diagramm ist, das die schematische Konfiguration des Fahrzeug-Steuerungs-Systems des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das einen Ablauf einer Spurwechsel-Steuerung zeigt, die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
5 eine Konzeptansicht einer Darstellung ist, die eine Spurwechsel-Steuerung eines Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das einen Teil eines Ablaufs der Spurwechsel-Steuerung zeigt, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird; und
7 ein Flussdiagramm ist, das den anderen Teil eines Ablaufs der Spurwechsel-Steuerung zeigt, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Wenn in den folgenden Ausführungsbeispielen auf die Nummer, Anzahl, Quantität, Bezug, Menge oder auf die Auswahl jedes Bestandteils Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, außer es ist anderweitig angegeben oder offenbar grundsätzlich so bestimmt. Die Strukturen, Schritte und dergleichen, die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben werden, sind nicht immer unverzichtbar für die Erfindung, außer es ist anderweitig angegeben oder offenbar grundsätzlich so bestimmt.
Ausführungsbeispiel
Übersicht über eine Spurwechsel-Steuerung eines Fahrzeug-Steuerungs-Systems
1 ist eine schematische Ansicht einer Darstellung, die eine Spurwechsel-Steuerung des Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Das Fahrzeug-Steuerungs-System ist an einem Fahrzeug angebracht und führt eine Spurwechsel-Steuerung aus, um einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb auszuführen. In der nachstehenden Beschreibung ist das mit dem Fahrzeug-Steuerungs-System ausgestattete Fahrzeug als Fahrzeug (1) bezeichnet, und Fahrzeuge, die in der Umgebung des Fahrzeugs (1) fahren, sind als Umgebungsfahrzeuge bezeichnet. Eine Spur, auf der das Fahrzeug (1) fährt, ist als erste Spur bezeichnet und von den Spuren, die an die erste Spur angrenzen, ist eine Zielspur, auf der das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel abschließt, als zweite Spur bezeichnet. Von den Umgebungsfahrzeugen ist ein nächstliegendes folgendes Fahrzeug, das auf der zweiten Spur fährt, als hinteres seitliches Fahrzeug (2) bezeichnet, und von den Umgebungsfahrzeugen ist das nächstliegende vorausfahrende Fahrzeug, das auf der zweiten Spur fährt, als vorderes seitliches Fahrzeug (3) bezeichnet.
Wenn das Fahrzeug-Steuerungs-System bestimmt, dass das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel auf Grundlage eines Spurplans benötigt, veranlasst das Fahrzeug-Steuerungs-System in der Spurwechsel-Steuerung automatisch das Fahrzeug (1), einen Spurwechsel von der ersten Spur auf die zweite Spur auszuführen. Zu diesem Zeitpunkt holt das Fahrzeug-Steuerungs-System Informationen aus der Umgebung des Fahrzeugs (1) ein und bestimmt basierend auf den Informationen aus der Umgebung, ob ein Spurwechsel des Fahrzeugs (1) möglich ist. Die Informationen aus der Umgebung enthalten eine Zwischenfahrzeugdistanz und eine relative Geschwindigkeit zu dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2), und eine Zwischenfahrzeugdistanz und eine relative Geschwindigkeit zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3). Wenn das Fahrzeug-Steuerungs-System bestimmt, dass ein Spurwechsel des Fahrzeugs (1) möglich ist, veranlasst das Fahrzeug-Steuerungs-System das Fahrzeug (1), einen Spurwechsel auf die zweite Spur auszuführen. Andererseits, wenn das Fahrzeug-Steuerungs-System bestimmt, dass ein Spurwechsel des Fahrzeugs (1) nicht möglich ist, veranlasst das Fahrzeug-Steuerungs-System das Fahrzeug (1) nicht, einen Spurwechsel auf die zweite Spur auszuführen und lässt das Fahrzeug (1) weiterhin auf der ersten Spur fahren. Wenn das Fahrzeug (1) einen Punkt erreicht hat, an dem es einen Spurwechsel abschließen sollte, obwohl das Fahrzeug-Steuerungs-System bestimmt, dass ein Spurwechsel des Fahrzeugs (1) nicht möglich ist, stoppt das Fahrzeug-Steuerungs-System das Fahrzeug (1), beendet den automatisierten Antrieb und schaltet auf manuellen Antrieb durch den Fahrer um.
Den Erfindern des Gegenstands der Anmeldung wurden schließlich nachstehende Bedenken bezüglich des voranstehend beschriebenen Fahrzeug-Steuerungs-Systems bewusst. Für das Fahrzeug (1) ist es schwierig, während dem automatisierten Antrieb mit Fahrern der Umgebungsfahrzeuge zu kommunizieren. Deshalb ist es für das Fahrzeug (1) schwierig während dem automatisierten Antrieb eine Gelegenheit zu bekommen, einen Spurwechsel basierend auf dem Vorfahrt Gewähren eines Umgebungsfahrzeugs, sodass die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, sinken kann.
Aus diesem Grund führt das Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Vorgang aus, um das Vorfahrt Gewähren eines Umgebungsfahrzeugs, abhängig von einer Restdistanz von einer aktuellen Position des Fahrzeugs (1) zu einer Position, an der das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel abschließen sollte. 2 ist eine Konzeptansicht einer Darstellung, die eine Spurwechsel-Steuerung des Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Wie in dieser Figur gezeigt, bringt das Fahrzeug-Steuerungs-System den Fahrweg des Fahrzeugs (1) in der ersten Spur nah an die zweite Spur. In der nachstehenden Beschreibung, ist ein Fahrweg, auf dem das Fahrzeug (1) fährt, während es die erste Spur beibehält, als Spur-Haltungs-Fahrweg bezeichnet, und ein Fahrweg, auf dem das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel von der ersten Spur auf die zweite Spur ausführt, ist als Spurwechsel-Fahrweg bezeichnet. Ein Fahrweg, der in der ersten Spur von dem Fahrzeug (1) von dem Spur-Haltungs-Fahrweg in Richtung der zweiten Spur verlagert wird, ist als verlagerter Fahrweg bezeichnet. Wenn das Fahrzeug (1) entlang einem solchen verlagerten Fahrweg fährt, nähert sich die Position des Fahrzeugs (1) in Fahrzeugbreitenrichtung der zweiten Spur an. Ein solches Verhalten des Fahrzeugs (1) drückt eine Spurwechsel-Intention für die Umgebungsfahrzeuge aus. Wenn das hintere seitliche Fahrzeug die Vorfahrt gewährt und abbremst, und in Erwiderung auf das Verhalten, dass das Fahrzeug (1) entlang dem verlagerten Fahrweg fährt, wird die Möglichkeit, einen Sicherheitsabstand für einen sicheren Spurwechsel vor dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2), zu wahren, verbessert. Infolgedessen steigt die Möglichkeit, zu bestimmen, dass ein Spurwechsel des Fahrzeugs (1) möglich ist.
Wenn das Fahrzeug (1) entlang dem verlagerten Fahrweg fährt, obwohl genügend Restdistanz besteht, kann das hintere seitliche Fahrzeug (2), das zulassen kann, dass das Fahrzeug (1) vorausfährt, dazu gedrängt werden, abzubremsen. Ein Umgebungsfahrzeug dazu zu drängen so abzubremsen, kann einen reibungslosen Verkehr behindern, deswegen ist es unerwünscht. Daher veranlasst das Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß dem Ausführungsbeispiel das Fahrzeug (1), abhängig von einer Restdistanz, entlang eines Fahrwegs zu fahren, um einen Spurwechsel abzuschließen, und dabei das hintere seitliche Fahrzeug (2) weitestgehend nicht zu einem Vorfahrt Gewähren, wie dem Abbremsen, zu veranlassen. Insbesondere, wenn die Restdistanz kürzer als eine vorbestimmte erste Bestimmungsdistanz ist, veranlasst das Fahrzeug-Steuerungs-System das Fahrzeug (1) entlang des verlagerten Fahrwegs zu fahren. Die erste Bestimmungsdistanz ist beispielsweise als niedrige Grenze für die Restdistanz festgelegt, um eine Möglichkeit, einen Spurwechsel abzuschließen, vorrangig aus der Perspektive, einen reibungslosen Verkehr beizubehalten, zu erhalten. Somit ist es möglich, die Möglichkeit zu verbessern, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, während die Möglichkeit, reibungslosen Verkehr zu behindern, verringert wird.
Beispiel einer Konfiguration eines Fahrzeug-Steuerungs-Systems:
Anschließend ist ein Beispiel der Konfiguration des Fahrzeug-Steuerungs-Systems beschrieben, das die voranstehend beschriebene Spurwechsel-Steuerung ausführt. 3 ist ein Diagramm, das die schematische Konfiguration des Fahrzeug-Steuerungs-Systems des ersten Ausführungsbeispiels zeigt. Das in 3 gezeigte Fahrzeug-Steuerungs-System ist an dem Fahrzeug (1) angebracht und führt automatisierte Antriebs-Steuerung aus, um den automatisierten Antrieb des Fahrzeugs (1) zu steuern.
Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) eine elektronische Fahrzeug-Steuerungs-Einheit ECU (10), die an dem Fahrzeug (1) angebracht ist. Das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) beinhaltet eine Kamera (11), ein Radar (12), eine HMI-Einheit (13), eine Kommunikationsvorrichtung (14), ein Navigationssystem (15), und einen Fahrzeug-Status-Erfassungs-Sensor (16), die mit der Eingangsseite der Fahrzeug-ECU (10) verbunden sind. Das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) beinhaltet ferner ein Lenkungs-System (52), ein Antriebs-System (54), und ein Brems-System (56) als ein Fahr-System (50), das mit der Ausgangsseite der Fahrzeug-ECU (10) verbunden ist.
Die Kamera (11) beinhaltet beispielsweise eine Frontkamera, eine rechte hintere Kamera und eine linke hintere Kamera. Die Frontkamera nimmt ein Bild von dem Bereich vor dem Fahrzeug (1) auf. Die rechte hintere Kamera nimmt ein Bild von dem Bereich hinter dem Fahrzeug (1) bis zur rechten Seite des Fahrzeugs (1) auf. Die linke hintere Kamera nimmt ein Bild von dem Bereich hinter dem Fahrzeug (1) bis zur linken Seite des Fahrzeugs (1) auf. Die Kamera (11) funktioniert als eine Informationen-Erfassungs-Einheit, die Informationen aus der Umgebung um das Fahrzeug (1) erfasst. Die von der Kamera (11) aufgenommen Bilder werden jedes Mal als Bilddaten an die Fahrzeug-ECU (10) übertragen, und jeder Bestandteil der Bilddaten wird einer Bildverarbeitung in der Fahrzeug-ECU (10) unterzogen. Umgebungsinformationen, die von der Kamera (11) erfasst werden, sind beispielsweise Positionsinformationen eines Umgebungsfahrzeugs, dass im Bereich um das Fahrzeug (1) fährt, Straßeninformationen, wie Informationen zu weißen Linien und Verkehrs-Signal-Informationen, und andere Informationen.
Das Radar (12) ist beispielsweise ein Laserradar, ein Millimeterwellen-Radar oder ein anderes Radar. Das Radar (12) funktioniert als eine Informationen-Erfassungs-Einheit, die Informationen aus der Umgebung um das Fahrzeug (1) erfasst. Das Radar (12) sendet Laserwellen, oder andere Wellen, sowohl nach vorne als auch nach hinten, vom Fahrzeug (1) aus gesehen, und empfängt reflektierte Wellen der Wellen. Somit erfasst das Radar (12) Informationen aus der Umgebung um das Fahrzeug (1). Beispiele der von dem Radar (12) erfassten Umgebungsinformationen beinhalten die Informationen, ob es ein Umgebungsfahrzeug gibt, Informationen über die Distanz zu dem Umgebungsfahrzeug, Informationen über den Winkel (das heißt die relative Position) des Umgebungsfahrzeugs, Informationen über die Geschwindigkeit (relative Geschwindigkeit) des Umgebungsfahrzeugs und Informationen über die Positionen von Strommasten, Gebäuden und dergleichen. Bestandteile der von dem Radar (12) erfassten Informationen werden jedes Mal an die Fahrzeug-ECU (19) übertragen.
Die HMI-Einheit (13) ist eine Schnittstelle, die den Fahrer des Fahrzeugs (1) mit Informationen versorgt und ebenso Informationen von dem Fahrer empfängt. Zum Beispiel beinhaltet die HMI-Einheit (13) eine Eingabe-Vorrichtung, eine Anzeige-Vorrichtung und einen Lautsprecher. Beispiele der Eingabe-Vorrichtung beinhalten ein Berührungsfeld, eine Tastatur, einen Schalter und eine Taste. Die Eingabevorrichtung beinhaltet speziell einen Schalter für automatisierten Antrieb, um eine Funktion für automatisierten Antrieb anzuschalten oder abzuschalten. Der Fahrer kann mit der Eingabevorrichtung Informationen wie eine Zielvorgabe in die HMI-Einheit eingeben. Bestandteile der von dem Fahrer eingegebenen Informationen werden jedes Mal an die Fahrzeug-ECU (10) übertragen.
Die Kommunikations-Vorrichtung (14) funktioniert als eine Informationen-Erfassungs-Einheit, die Umgebungsinformationen von einer straßenseitigen Vorrichtung auf einer Straße über eine auf dem Fahrzeug (1) vorgesehene Antenne empfängt. Die straßenseitige Vorrichtung ist beispielsweise ein Ortungsgerät, das Verkehrs-Überlastungs-Informationen, Spur-spezifische Verkehrs-Informationen, Vorschrifts-Informationen wie vorläufiges Anhalten, Informationen über die Verkehrssituation eines toten Winkels, oder andere Informationen überträgt. Die Kommunikations-Vorrichtung (14) funktioniert als eine Informationen-Erfassungs-Einheit, die direkt oder über den Weiterleitungsweg (nicht gezeigt) mit einem Umgebungsfahrzeug im Bereich um das Fahrzeug (1) über die Antenne kommuniziert. Beispiele für die von der Kommunikations-Vorrichtung (14) erfassten Umgebungsinformationen beinhalten Informationen über die Position des Umgebungsfahrzeugs und Informationen über die Geschwindigkeit des Umgebungsfahrzeugs. Bestandteile der von der Kommunikations-Vorrichtung (14) empfangenen Informationen werden jedes Mal an die Fahrzeug-ECU (10) übertragen.
Das Navigationssystem (15) erfasst die aktuelle Position des Fahrzeugs (1) von einem GPS Satelliten über die Antenne und erfasst beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (1) oder führt eine Strecke zu einer Zielvorgabe mit GPS, einem Geschwindigkeitssensor, einem Gyroskop und dergleichen. Detaillierte Straßeninformationen enthaltende Karten-Daten sind in das Navigationssystem (15) integriert. Die Karten-Daten umfassen beispielsweise Informationen über den Verlauf und die Anzahl von Spuren, und Spurbreite jeder Straße. Informationen über die aktuelle Position, Straßeninformationen, oder andere von dem Navigationssystem (15) erfasste Informationen, werden jedes Mal an die Fahrzeug-ECU (10) übertragen.
Der Fahrzeug-Status-Erfassungs-Sensor (16) erfasst den Fahrstatus des Fahrzeugs (1). Beispiele für den Fahrzeug-Status-Erfassungs-Sensor (16) beinhalten einen Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor, einen seitlichen Beschleunigungs-Sensor und einen Gierratensensor. Von dem Fahrzeug-Status-Erfassungs-Sensor (16) erfasste Informationen werden an die Fahrzeug-ECU (10) übertragen.
Das Lenkungs-System (52) ist aus einer Lenkung und einem Lenkaktuator aufgebaut. Das Lenkungs-System (52) steuert automatisch einen Lenkwinkel abgesehen von der Lenkbetätigung des Fahrers. Die Lenkung ist ein allgemeines Lenkungs-System, dass die Richtung der Räder in Erwiderung auf die Lenkbetätigung des Fahrers dreht. Der Lenkaktuator verändert die Richtung der Räder als automatisierte Lenkung basierend auf einem Befehl von einer Lenkungs-Steuerungs-Einheit (44) (nachstehend beschrieben) abseits der Lenkbetätigung des Fahrers.
Das Antriebssystem (54) ist eine Antriebsquelle des Fahrzeugs (1) und ist beispielsweise ein Motor. Die Antriebskraft, die von dem Antriebssystem (54) erzeugt wird, wird mittels eines Leistungs-Übertragungs-Weges (nicht gezeigt) an die Antriebsräder übertragen. Eine Einspritzmenge und ein Einspritzzeitpunkt von Kraftstoff, ein Drosselöffnungsmaß des Motors und dergleichen, die als das Antriebssystem (54) dienen, werden von einer Geschwindigkeit-Steuerungs-Einheit (45) (nachstehend beschrieben) gesteuert. Somit wird die Antriebskraft des Fahrzeugs (1) gesteuert.
Das Bremssystem (56) ist aus einer Bremsvorrichtung und einem Bremsaktuator aufgebaut. Das Bremssystem (56) führt den Rädern automatisch Bremskraft zu unabhängig von einer Bremsbetätigung des Fahrers. Die Bremsvorrichtung ist eine allgemeine Bremsvorrichtung, so wie eine Druckluft-BremsVorrichtung, die eine Bremskraft auf den Vorderrädern und den Hinterrädern erzeugt unter Verwendung von Luftdruck in Erwiderung auf eine Drückbetätigung auf das Bremspedal durch den Fahrer. Der Bremsaktuator erzeugt als automatische Bremse Bremskraft einer ausgewählten Größe auf jedem Rad basierend auf einem Befehl von der Geschwindigkeit-Steuerungs-Einheit (45) (nachstehend beschrieben) abseits der Bremstätigung durch den Fahrer.
Beschreibung von Funktionen der Fahrzeug-ECU
Das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) führt eine automatisierte-Antriebs-Steuerung aus, um den automatisierten Antrieb des Fahrzeugs (1) zu steuern. Das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) beinhaltet die elektronische Fahrzeug-Steuerungs-Einheit ECU (10). Die Fahrzeug-ECU (10) ist ein Mikrocomputer, der eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle, einen Speicher und einen Prozessor beinhaltet. Die Fahrzeug-ECU (10) empfängt Informationen von der Kamera (11), dem Radar (12), der HMI-Einheit (13), der Kommunikations-Vorrichtung (14), dem Navigationssystem (15) und dem Fahrzeug-Status-Erfassungs-Sensor (16), und führt automatische-Antriebs-Steuerung basierend auf den empfangenen Informationen aus. Insbesondere legt die Fahrzeug-ECU (10) einen Fahrplan des Fahrzeugs (1) fest, und steuert das Fahrsystem (50), sodass das Fahrzeug (1) in Übereinstimmung mit dem Fahrplan fährt.
Die Fahrzeug-ECU (10) führt eine Spurwechsel-Steuerung in der eine automatisierte-Antriebs-Steuerung der Fahrzeug-ECU (10) aus. In der Spurwechsel-Steuerung veranlasst die Fahrzeug-ECU (10) das Fahrzeug (1), die Spur in Übereinstimmung mit dem Fahrplan zu wechseln. Die Fahrzeug-ECU (10) beinhaltet eine Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20), eine Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32), eine Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) und eine Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) als Funktionsblöcke zur Implementierung der Spurwechsel-Steuerung oder einer der Spurwechsel-Steuerung zugehörigen Steuerung.
Die Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) beinhaltet eine Spur-Planungs-Einheit (22). Die Spur-Planungs-Einheit (22) legt einen Spur-Plan basierend auf Zielinformationen fest, die von der HMI-Einheit (13) und den von dem Navigationssystem (15) übertragenen Karteninformationen übertragen werden. Der Spur-Plan enthält planmäßige Fahrspuren, auf denen das Fahrzeug (1) fährt. Die Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) bestimmt, ob) ein Spurwechsel durch das Fahrzeug (1) benötigt wird basierend auf dem festgelegten Spur-Plan und der eigenen Position, die von dem Navigationssystem (15) übertragen wird. Das Ergebnis der Bestimmung, ob das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel benötigt, wird an die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) übertragen.
Die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) ist ein Funktionsblock zum Erkennen des Status eines Umgebungsfahrzeugs, das im Bereich um das Fahrzeug (1) fährt. Die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erfasst Informationen zu Umgebungsfahrzeugen, insbesondere von der Kamera (11), dem Radar (12), der Kommunikations-Vorrichtung (14) und dem Navigationssystem (15), die allesamt Informations-Erfassungs-Einheiten sind. Beispiele von Informationen zu Umgebungsfahrzeugen beinhalten, ob es ein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt, das auf der zweiten Spur hintennach fährt, die Position und Fahrzeuggeschwindigkeit des hinteren seitlichen Fahrzeugs (2), ob es ein vorderes seitliches Fahrzeug (3) gibt, das auf der zweiten Spur voraus fährt, und die Position und Fahrzeuggeschwindigkeit des vorderen seitlichen Fahrzeugs (3). Die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkennt die relative Distanz (L) und die relative Geschwindigkeit (V) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem erkannten Umgebungsfahrzeug basierend auf den Informationen zu dem Umgebungsfahrzeug und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs (1), die von dem Fahrzeug-Status-Erfassungs-Sensor (16) übertragen werden. Die erkannten Informationen zu dem Umgebungsfahrzeug werden an die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) und die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) übertragen.
Die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) ist ein Funktionsblock, der bestimmt, ob ein Spurwechsel möglich ist, wenn Informationen, die angeben, dass das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel machen muss, von der Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) übertragen werden. Die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) berechnet die Zeit bis zur Kollision (TTC) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2) basierend auf der relativen Distanz L und der relativen Geschwindigkeit V, die von der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkannt werden. Wenn die berechnete TTC länger oder gleich einer vorbestimmten Bestimmungszeit ist, bestimmt die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30), dass ein Spurwechsel des Fahrzeugs (1) auf die zweite Spur möglich ist. Das bestimmte Ergebnis wird an die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) übertragen.
Die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) ist ein funktioneller Block, der als Fahrzeug-Steuerungs-Einheit funktioniert, die das automatisierte Fahren des Fahrzeugs (1) basierend auf Informationen steuert, die von der Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20), der Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30), und der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) übertragen werden. Die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) beinhaltet insbesondere eine Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41), eine Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42), eine Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43), eine Lenkungs-Steuerungs-Einheit (44), und die Geschwindigkeit-Steuerungs-Einheit (45).
Die Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) berechnet die Restdistanz (X) von der aktuellen Position des Fahrzeugs (1) zu einer Zielposition, an der ein Spurwechsel abgeschlossen wird basierend auf dem festgelegten Spur-Plan. Wenn beispielsweise die erste Spur eine Einordnungsspur ist, die auf die zweite Spur führt, kann die Zielposition auf das Ende der Einordnungsspur festgelegt werden, wo die Spurbreite enger zu werden beginnt. Alternativ kann die Zielposition auf einen Brems-Startpunkt festgelegt werden, um am Ende der Einordnungsspur die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit anzuhalten. Die Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) erkennt die Zielposition basierend auf den Umgebungsinformationen, die von der Kamera (11), dem Radar (12), und dem Navigationssystem (15) als Informations-Erfassungs-Einheiten erfasst werden. Die Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) erfasst eine Distanz von der eigenen Position, die von dem Navigationssystem (15) übertragen wird, zu der Zielposition als verbleibende Position X. Die erfasste Restdistanz (X) wird an die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) und die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) übertragen.
Die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) erzeugt einen Zielfahrweg des Fahrzeugs (1) basierend auf den von der Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20), Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) und Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) übertragenen Informationen. Wenn beispielsweise Informationen, die angeben, dass das Fahrzeug (1) keinen Spurwechsel machen muss, von der Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) übertragen wurden, erzeugt die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) einen Spur-Haltungs-Fahrweg. Wenn Informationen, die angeben, dass das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel machen muss, von der Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) übertragen wurden, und Informationen, die angeben, dass ein Spurwechsel möglich ist, von der Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) übertragen wurden, erzeugt die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) einen Spurwechsel-Fahrweg. Wenn des weiteren Informationen, die angeben, dass das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel machen muss, von der Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) übertragen wurden, und Informationen, die angeben, dass ein Spurwechsel nicht möglich ist, von der Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) übertragen wurden, erzeugt die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) einen verlagerten Fahrweg basierend auf der Restdistanz (X), der von der Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) übertragen wird. Ein spezifischer Prozess, der von der Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) ausgeführt wird, wird im Einklang mit einem Flussdiagramm (nachstehend beschrieben) beschrieben.
Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) erzeugt eine Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs (1) basierend auf von der Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42), Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32), Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) und der Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) übertragenen Informationen. Beispielsweise erzeugt die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) eine Zielgeschwindigkeit für die Realisierung des Zielfahrwegs, der von der Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) bei gleichzeitigem Wahren des Sicherheitsabstandes zu dem Umgebungsfahrzeug übertragen wird, das von der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkannt wird. Bei der nachstehenden Beschreibung ist die Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs (1), das auf dem Spur-Haltungs-Fahrweg fährt, als Spur-Haltungs-Geschwindigkeit bezeichnet, und die Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs (1), das auf dem Spurwechsel-Fahrweg fährt, wird als Spurwechsel-Geschwindigkeit bezeichnet.
Die Lenkungs-Steuerungs-Einheit (44) bestimmt das Maß an Betätigung des Lenkungs-Systems (52) für die Realisierung des Zielfahrwegs. Die Geschwindigkeit-Steuerungs-Einheit (45) bestimmt das Maß an Betätigung des Antriebssystems (54) und Bremssystems (56) für die Realisierung der Zielgeschwindigkeit.
Spezifischer Prozess der Spurwechsel-Steuerung
Anschließend wird der spezifische Prozess der Spurwechsel-Steuerung, der von der Spurwechsel-Steuerung (100) des ersten Ausführungsbeispiels mit der voranstehend beschriebenen Konfiguration ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Spurwechsel-Steuerung zeigt, die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Der in 4 gezeigte Ablauf wird wiederholt von der Fahrzeug-ECU (10) in vorbestimmten Steuerungsintervallen (zum Beispiel Intervalle von 0,1 Sekunden) während dem automatisierten Fahren des Fahrzeugs (1) ausgeführt.
Wenn der in 4 gezeigte Ablauf gestartet wird, bestimmt als erstes die Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) der Fahrzeug-ECU (10), ob das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel machen muss basierend auf einem festgelegten Plan und einer eigenen Position, die von dem Navigationssystem (15) übertragen wird (Schritt S100). Wenn die Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) bestimmt, dass das Fahrzeug (1) keinen Spurwechsel machen muss, erzeugt die Fahrzeug-ECU (10) als Ergebnis einen Spur-Haltungs-Fahrweg (Schritt S102).
Wenn der Spur-Haltungs-Fahrweg in Schritt S102 erzeugt wird, erzeugt die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) der Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) folglich eine Spur-Haltungs-Geschwindigkeit (Schritt S104). Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) erzeugt eine Geschwindigkeit als Spur-Haltungs-Geschwindigkeit, um zu bewirken, dass das Fahrzeug (1) entlang des Spur-Haltungs-Fahrwegs fährt, der von der Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) bei gleichzeitigem Wahren des Sicherheitsabstandes zu dem von der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkannten Umgebungsfahrzeug, übertragen wird.
Andererseits, wenn die Spurwechsel-Bedarf-Bestimmungs-Einheit (20) in Schritt S102 bestimmt, dass das Fahrzeug (1) einen Spurwechsel machen muss, bestimmt die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) der Fahrzeug-ECU (10), ob ein Spurwechsel möglich ist (Schritt S106). Wenn die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) bestimmt, dass ein Spurwechsel möglich ist, erzeugt die Fahrzeug-ECU (10) als Ergebnis einen Spurwechsel-Fahrweg (Schritt S108).
Wenn der Spurwechsel-Fahrweg in Schritt S108 erzeugt wird, erzeugt die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) folglich eine Spurwechsel-Geschwindigkeit (Schritt S110). Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) erzeugt eine Geschwindigkeit als Spurwechsel-Geschwindigkeit, um zu bewirken, dass das Fahrzeug (1) entlang des Spurwechsel-Fahrwegs fährt, der von der Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) bei gleichzeitigem Wahren des Sicherheitsabstandes zu dem von der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkannten Umgebungsfahrzeug, übertragen wird.
Andererseits, wenn die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) in dem Prozess in Schritt S105 bestimmt, dass ein Spurwechsel nicht möglich ist, bestimmt die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) der Fahrzeug-ECU (10), ob es ein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt (Schritt S112). Wenn die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) bestimmt, dass es kein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt, geht der Prozess als Ergebnis zu Schritt S102 über.
Andererseits, wenn die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) in dem Prozessschritt S112 bestimmt, dass es ein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt, geht der Prozess zum nächsten Schritt über. In dem nächsten Schritt bestimmt die Fahrzeug-ECU (10), ob die Restdistanz (X) kürzer als die vorbestimmte erste Distanz (Schritt S114) ist. Die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) vergleicht die Restdistanz (X), die von der Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) erfasst wird, mit der ersten Bestimmungsdistanz. Die erste Bestimmungsdistanz ist beispielsweise als niedrige Grenze für die Restdistanz festgelegt, um eine Möglichkeit, einen Spurwechsel abzuschließen, vorrangig aus der Perspektive, einen reibungslosen Verkehr beizubehalten, zu erhalten. Wenn die Fahrzeug-ECU (10) bestimmt, dass die Restdistanz (X) nicht kürzer als die erste Bestimmungsdistanz ist, geht der Prozess zu Schritt S102 über.
Andererseits, wenn die Fahrzeug-ECU (10) in dem Prozessschritt S114 bestimmt, dass die Restdistanz (X) kürzer als die erste Bestimmungsdistanz ist, geht der Prozess zum nächsten Schritt über. In dem nächsten Schritt berechnet die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) der Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) das Maß an Verlagerung des Fahrwegs (Schritt S116). Die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) berechnet das Maß an Verlagerung des Spur-Haltungs-Fahrwegs, um die Position des Fahrzeugs (1) in Fahrzeugbreitenrichtung an die zweite Spur anzunähern. Die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) berechnet beispielsweise das Maß an Verlagerung, das das Fahrzeug (1) innerhalb der ersten Spur an die zweite Spur annähert basierend auf Karteninformationen und der eigenen Position, die von dem Navigationssystem (15), den Informationen zu weißen Linien, die von der Kamera (11), und anderen Informationen übertragen werden. Anschließend erzeugt die Fahrweg-Erzeugungs-Einheit (42) einen verlagerten Fahrweg basierend auf dem berechneten Maß an Verlagerung (Schritt S118). Wenn der verlagerte Fahrweg in Schritt S118 erzeugt ist, geht der Prozess zu Schritt S104 über.
Wenn der Prozessschritt S104 oder S110 ausgeführt wird, steuert die Fahrzeug-ECU (10) folglich die Lenkung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) (Schritt S120). Die Lenkungs-Steuerungs-Einheit (44) bestimmt das Maß an Betätigung des Lenkungs-Systems (52) für die Realisierung des Zielfahrwegs, und steuert das Lenkungs-System (52). Zusätzlich bestimmt die Geschwindigkeit-Steuerungs-Einheit (45) das Maß an Betätigung des Antriebssystems (54) und des Bremssystems (56) für die Realisierung der Zielgeschwindigkeit, und steuert das Antriebssystem (54) und das Bremssystem (56).
Mit einer solchen Steuerung wird die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, verbessert, weil der verlagerte Fahrweg abhängig von der Restdistanz (X) erzeugt wird.
Ausführungsbeispiel
Anschließend wird ein Fahrzeug-Steuerungs-System eines zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Konfiguration eines Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
Die Konfiguration des Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die gleiche wie die des Fahrzeug-Steuerungs-Systems (100) des in 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels. Deshalb wird auf eine detaillierte Beschreibung des Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verzichtet.
Charakteristische Funktion des Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
Bei dem Fahrzeug-Steuerungs-System (100) des ersten Ausführungsbeispiels fährt das Fahrzeug (1) entlang des verlagerten Fahrwegs, um zu bewirken, dass das hintere seitliche Fahrzeug (2) die Vorfahrt gewährt. Das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) weist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Charakteristik in der Betätigung auf, zu bewirken, dass das hintere seitliche Fahrzeug (2) die Vorfahrt gewährt, indem die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) verringert wird, wenn es beide Arten von Fahrzeugen gibt, ein vorderes seitliches Fahrzeug (3) und ein hinteres seitliches Fahrzeug (2).
5 ist eine Konzeptansicht einer Darstellung, die eine Spurwechsel-Steuerung eines Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Wie in dieser Figur gezeigt, wenn es ein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt und die Restdistanz (X) kürzer als die vorbestimmte erste Bestimmungsdistanz ist, steuert das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) die Lenkung des Fahrzeugs (1) derart, dass das Fahrzeug (1) entlang des verlagerten Fahrwegs fährt. Diese Betätigung ist der Betätigung des Fahrzeug-Steuerungs-Systems (100) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich. Wenn es nicht nur ein hinteres seitliches Fahrzeug (2), sondern auch ein vorderes seitliches Fahrzeug (3) gibt, und die Restdistanz kürzer als die vorbestimmte zweite Bestimmungsdistanz ist, steuert das Fahrzeug-Steuerungs-System (100) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) derart, dass sich die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) verringert. In der nachstehenden Beschreibung wird diese Geschwindigkeit als Zwischenfahrzeugdistanz-Verringerungs-Geschwindigkeit bezeichnet. Wenn das Fahrzeug (1) mit der Zwischenfahrzeugdistanz-Verringerungs-Geschwindigkeit fährt, kann das Fahrzeug (1) dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2) eine Spurwechsel-Absicht mitteilen. Wenn das hintere seitliche Fahrzeug (2) die Vorfahrt gewährt und in Erwiderung auf ein solches Verhalten des Fahrzeugs (1) langsamer wird, verbessert sich die Möglichkeit, einen Sicherheitsabstand für einen sicheren Spurwechsel vor dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2), zu wahren. Somit verbessert sich auch die Möglichkeit der Bestimmung, dass ein Spurwechsel des Fahrzeugs (1) möglich ist.
Wenn das Fahrzeug (1) auf eine Weise fährt, dass sich die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) verringert, obwohl eine ausreichende Restdistanz (X) gegeben ist, kann das hintere seitliche Fahrzeug (2), das zulassen kann, dass das Fahrzeug (1) vorausfährt, dazu gedrängt werden, abzubremsen. Ein Umgebungsfahrzeug dazu zu drängen so abzubremsen, kann einen reibungslosen Verkehr behindern, deswegen ist es unerwünscht. Daher fährt das Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß dem Ausführungsbeispiel mit einer Geschwindigkeit, abhängig von einer Restdistanz, um einen Spurwechsel abzuschließen, und dabei das hintere seitliche Fahrzeug (2) weitestgehend nicht dazu zu veranlassen Vorfahrt zu gewähren und abzubremsen. Besonders, wenn die Restdistanz kürzer als eine vorbestimmte zweite Bestimmungsdistanz ist, steuert das Fahrzeug-Steuerungs-System die Geschwindigkeit derart, dass sich die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) verringert. Die zweite Bestimmungsdistanz ist beispielsweise als niedrige Grenze für die Restdistanz festgelegt, um eine Möglichkeit, einen Spurwechsel abzuschlie-ßen, aus der Perspektive, vorrangig einen reibungslosen Verkehr beizubehalten, zu erhalten. Dabei hat die zweite Bestimmungsdistanz nicht notwendiger Weise den gleichen Wert wie die erste Bestimmungsdistanz. Somit ist es möglich, die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, zu verbessern, während die Möglichkeit, einen reibungslosen Verkehr zu behindern, verringert wird.
Bei der Spurwechsel-Steuerung des Fahrzeug-Steuerungs-Systems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, kann die Geschwindigkeitssteuerung wie nachstehend beschrieben ausgeführt werden. Wenn es ein hinteres seitliches Fahrzeug (2), aber kein vorderes seitliches Fahrzeug (3) gibt, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) derart gesteuert werden, dass sich die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2) vergrößert. In der nachstehenden Beschreibung wird die Geschwindigkeit zum Wahren des Sicherheitsabstandes zwischen dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2) und dem Fahrzeug (1) als hinterer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit bezeichnet. Wenn das Fahrzeug (1) mit hinterer-seitlicher-Abstands-Wahrungs-Geschwindigkeit fährt, wird die Zeit, die es braucht, um einen Sicherheitsabstand zu dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2) zu wahren, verringert. Somit wird die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, verbessert.
Andererseits, wenn es ein vorderes seitliches Fahrzeug (3), aber kein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) derart gesteuert werden, dass sich die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) vergrößert. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird die Geschwindigkeit zum Wahren eines Sicherheitsabstandes zwischen dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) und dem Fahrzeug (1) als vorderer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit bezeichnet. Wenn das Fahrzeug (1) mit vorderer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit fährt, wird die Zeit, die es braucht, um einen Sicherheitsabstand zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) zu wahren, verringert. Somit wird die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, verbessert.
Spezifischer Prozess einer Spurwechsel-Steuerung
Anschließend wird der spezifische Prozess einer Spurwechsel-Steuerung, der von dem Fahrzeug-Steuerungs-System (100) des zweiten Ausführungsbeispiels mit der voranstehend beschriebenen Konfiguration ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm beschrieben. 6 und 7 zeigen Flussdiagramme, die den Ablauf der Spurwechsel-Steuerung zeigen, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. A und B in 6 entsprechen jeweils A und B in 7. Der in 6 und 7 gezeigte Ablauf wird wiederholt von der Fahrzeug-ECU (10) in vorbestimmten Steuerungsintervallen (zum Beispiel Intervalle von 0,1 Sekunden) während des automatisierten Antriebs des Fahrzeugs (1) ausgeführt.
In den Prozessschritten S200 bis S210 des in 6 gezeigten Ablaufs werden ähnliche Prozesse wie in den Prozessschritten S100 bis S110 des in 4 gezeigten Ablaufs ausgeführt. Wenn die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30) in dem Prozessschritt S206 bestimmt, dass ein Spurwechsel nicht möglich ist, bestimmt die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) folglich, ob es das vordere seitliche Fahrzeug (3) und kein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt (Schritt S212). Wenn die Bestimmung bestätigt wird, bestimmt die Fahrzeug-ECU (10) demzufolge, dass ein Sicherheitsabstand nach vorne und zur Seite des Fahrzeugs (1) gewahrt werden muss, während das Fahrzeug (1) weiter auf der ersten Spur fährt, anschließend geht der Prozess zu dem nächsten Schritt über.
In dem nächsten Schritt erzeugt die Fahrzeug-ECU (10) einen Spur-Haltungs-Fahrweg (Schritt S214). Ein ähnlicher Prozess wie der in 4 gezeigte Prozessschritt S102 wird ausgeführt. Wenn der Spur-Haltungs-Fahrweg in Schritt S214 erzeugt wird, erzeugt die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) der Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) eine vorderer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit (Schritt S216). Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) erzeugt eine vorderer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit zum Wahren des Sicherheitsabstandes für einen Spurwechsel hinter einem vorderen seitlichen Fahrzeug (3), das von der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkannt wird, während das Fahrzeug (1) auf dem Spur-Haltungs-Fahrweg fährt. Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) legt die vorderer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit als eine Geschwindigkeit fest, die niedriger als die des vorderen seitlichen Fahrzeugs (3) ist, sodass sich die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3) vergrößert.
Wenn die Bestimmung negativ ist, bestimmt die Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) als Ergebnis des Prozessschritts S212 folglich, ob es kein vorderes seitliches Fahrzeug (3) und ein hinteres seitliches Fahrzeug (2) gibt (Schritt S218). Wenn die Bestimmung positiv ist, bestimmt die Fahrzeug-ECU (10) demzufolge, dass ein Sicherheitsabstand nach hinten und seitlich des Fahrzeugs (1) gewahrt werden muss, während das Fahrzeug (1) weiter auf der ersten Spur fährt, anschließend geht der Prozess zu dem nächsten Schritt über.
In dem nächsten Schritt erzeugt die Fahrzeug-ECU (10) ein Spur-Haltungs-Fahrweg (Schritt S220). Ein ähnlicher Prozess wie der in Prozessschritt S114 wird ausgeführt. Wenn der Spur-Haltungs-Fahrweg in Schritt S220 erzeugt wird, erzeugt die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) der Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) eine hinterer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit (Schritt S222). Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) erzeugt eine hinterer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit zum Wahren des Sicherheitsabstandes für einen Spurwechsel vor einem hinteren seitlichen Fahrzeug (2), das von der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkannt wird, während das Fahrzeug (1) auf dem Spur-Haltungs-Fahrweg fährt. Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) legt die hinterer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit als eine höhere Geschwindigkeit als die des hinteren seitlichen Fahrzeugs (2) fest, sodass sich die Zwischenfahrzeugdistanz zu dem hinteren seitlichen Fahrzeug (2) vergrößert.
Wenn die Bestimmung negativ ist, geht der Prozess als Ergebnis des Prozessschritts S218 zu dem Schritt S224 über. In den Prozessschritten S224 bis S228 werden ähnliche Prozessschritte wie in S114 bis S118 ausgeführt. In dem Prozessschritt S230 wird ein ähnlicher Prozess wie der in 4 gezeigte Prozessschritt S102 ausgeführt.
Wenn der Prozessschritt S228 oder S230 ausgeführt wird, bestimmt die Fahrzeug-ECU (10) folglich, ob eine Restdistanz kürzer als die vorbestimmte zweite Bestimmungsdistanz ist (Schritt S232). Die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) vergleicht die Restdistanz (X), die von der Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41) erfasst wird, mit der zweiten Bestimmungsdistanz. Die zweite Bestimmungsdistanz ist beispielsweise als niedrige Grenze für die Restdistanz festgelegt, um eine Möglichkeit, einen Spurwechsel abzuschließen, vorrangig aus der Perspektive, einen reibungslosen Verkehr beizubehalten, zu erhalten. Wenn die Fahrzeug-ECU (10) bestimmt, dass die Restdistanz (X) kürzer als die zweite Bestimmungsdistanz ist, erzeugt die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) der Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) eine Zwischenfahrzeugdistanz-Verringerungs-Geschwindigkeit (Schritt S234). Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) erzeugt eine Geschwindigkeit als Zwischenfahrzeugdistanz-Verringerungs-Geschwindigkeit zum Verringern der Zwischenfahrzeugdistanz zu dem vorderen seitlichen Fahrzeug (3), das von der Umgebungsfahrzeug-Erkennungs-Einheit (32) erkannt wird, während das Fahrzeug (1) auf dem Spur-Haltungs-Fahrweg fährt. Die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) legt die hinterer-seitlicher-Abstand-Wahrungs-Geschwindigkeit als eine Geschwindigkeit fest, die höher ist als die Geschwindigkeit des vorderen seitlichen Fahrzeugs (3).
Andererseits, wenn die Fahrzeug-ECU (10) bestimmt, dass die Restdistanz (X) nicht kürzer als die zweite Bestimmungsdistanz ist, bestimmt die Fahrzeug-ECU (10) in dem Prozessschritt S232, dass das Fahrzeug (1) nicht bewirken muss, dass das hintere seitliche Fahrzeug (2) Vorfahrt gewährt, anschließend geht der Prozess zu dem nächsten Schritt über. In dem nächsten Schritt erzeugt die Geschwindigkeit-Erzeugungs-Einheit (43) der Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40) eine Spur-Haltungs-Geschwindigkeit (Schritt S236). Ein ähnlicher Prozess wie in dem Prozessschritt S202 wird ausgeführt.
Wenn der Prozessschritt S204, S210, S216, S222, S234 oder S236 ausgeführt wird, steuert die Fahrzeug-ECU (10) folglich die Lenkung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) (Schritt S238). Ein ähnlicher Prozess wie der in 4 gezeigte Prozessschritt S120 wird ausgeführt.
Da die Zwischenfahrzeugdistanz-Verringerungs-Geschwindigkeit abhängig von der Restdistanz (X) erzeugt wird, wird die Möglichkeit, einen Spurwechsel mit automatisiertem Antrieb abzuschließen, verbessert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016132421 A [0002, 0003]

Claims

Fahrzeug-Steuerungs-System (100), das an einem Hostfahrzeug (1) angebracht ist, wobei das Fahrzeug-Steuerungs-System umfasst: eine Fahrzeug-Erkennungs-Einheit (32), die dazu eingerichtet ist, ein hinteres seitliches Fahrzeug in einem rückwertigen Bereich des Hostfahrzeugs zu erkennen, wobei das hintere seitliche Fahrzeug eines von nahegelegenen Fahrzeugen ist, die auf einer zweiten Spur fahren, die neben der ersten Spur liegt, auf der das Hostfahrzeug fährt; eine Restdistanz-Erfassungs-Einheit (41), die dazu eingerichtet ist, eine Restdistanz von einer aktuellen Position des Hostfahrzeugs zu einer Position, an der das Hostfahrzeug einen Spurwechsel abschließt, zu erfassen; eine Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit (30), die dazu eingerichtet ist, basierend auf von der Fahrzeug-Erkennungs-Einheit erfassten Informationen zu bestimmen, ob der Spurwechsel möglich ist; und eine Fahrzeug-Steuerungs-Einheit (40), die dazu eingerichtet ist, bei einer Bestimmung durch die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, und die Restdistanz kürzer als eine erste Bestimmungsdistanz ist, die Lenkung des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass eine Position des Hostfahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung zu einer Position wird, die näher an der zweiten Spur ist, als eine Position, wenn die Restdistanz länger oder gleich der ersten Bestimmungsdistanz ist.
Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß Anspruch 1, wobei: die Fahrzeug-Erkennungs-Einheit dazu eingerichtet ist, ein vorderes seitliches Fahrzeug in einem vorderen Bereich des Hostfahrzeugs zu erkennen, wobei das vordere seitliche Fahrzeug eines von nahegelegenen Fahrzeugen ist, die auf einer zweiten Spur fahren, enthalten ist; und die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit dazu eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass eine Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Hostfahrzeug und dem vorderen seitlichen Fahrzeug verringert wird, wenn die Bedingungen i) bis iii) alle erfüllt sind: i) die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit bestimmt, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, ii) es gibt das vordere seitliche Fahrzeug und das hintere seitliche Fahrzeug, und iii) die Restdistanz ist kürzer als eine vorbestimmte zweite Bestimmungsdistanz.
Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß Anspruch 2, wobei die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit dazu eingerichtet ist, die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass die Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Hostfahrzeug und dem vorderen seitlichen Fahrzeug zunimmt, wenn die Bedingungen iv) bis vi) alle erfüllt sind: iv) die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit bestimmt, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, v) es gibt das vordere seitliche Fahrzeug, und vi) es gibt kein hinteres seitliches Fahrzeug.
Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Fahrzeug-Steuerungs-Einheit dazu eingerichtet ist, die Geschwindigkeit des Hostfahrzeugs so zu steuern, dass die Zwischenfahrzeugdistanz zwischen dem Hostfahrzeug und dem hinteren seitlichen Fahrzeug zunimmt, wenn die Bedingungen vii) bis ix) alle erfüllt sind: vii) die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit bestimmt, dass der Spurwechsel nicht möglich ist, viii) es gibt das hintere seitliche Fahrzeug, und ix) es gibt kein vorderes seitliches Fahrzeug.
Fahrzeug-Steuerungs-System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spurwechsel-Möglichkeit-Bestimmungs-Einheit dazu eingerichtet ist, eine Zeit bis zur Kollision mit einem nahegelegenen Fahrzeug zu berechnen, das eines von nahegelegenen, auf der zweiten Spur fahrenden Fahrzeugen, ist, und zu bestimmen, dass der Spurwechsel möglich ist, wenn die Zeit bis zur Kollision länger als eine vorbestimmte Bestimmungszeit ist.