DE102021108769A1

DE102021108769A1 - Fahrzeugsteuerungsverfahren eines autonomen fahrzeugs für rechtsabbiegen und linksabbiegen an einer kreuzung

Info

Publication number: DE102021108769A1
Application number: DE102021108769.4A
Authority: DE
Inventors: In-Su Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2022-04-21
Also published as: US11702071B2; KR20220051070A; US20220118972A1

Abstract

Fahrzeugsteuerungsverfahren eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung weist auf: Ermitteln (S10), ob ein zweites Fahrzeug beabsichtigt, eine Fahrspur unter Passieren einer Vorderseite oder Rückseite eines ersten Fahrzeugs zu wechseln, um auf eine Zielfahrspur für das Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung zu gelangen, wobei das zweite Fahrzeug von einer ersten Fahrspur des ersten Fahrzeugs um zwei oder mehr Fahrspuren getrennt fährt, Steuern (S20) des ersten Fahrzeugs, so dass dieses abgebremst wird, wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug das Wechseln der Fahrspur unter Passieren der Vorderseite des ersten Fahrzeugs beabsichtigt, Ermitteln (S30), ob das zweite Fahrzeug in die erste Fahrspur in Richtung zur Vorderseite oder Rückseite des ersten Fahrzeugs einfährt, Berechnen (S40) eines Lenkbetrags des zweiten Fahrzeugs, wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug in Richtung zur Vorderseite des ersten Fahrzeugs in die erste Fahrspur einfährt, und Steuern (S50) des ersten Fahrzeugs, so dass dieses in Abhängigkeit von dem Lenkbetrag abgebremst wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung/Erfindung (hierin kurz: Offenbarung) betrifft ein Fahrzeugsteuerungsverfahren eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung.
Hintergrund
Ein autonomes Fahrzeug ist ein Fahrzeug, welches eine Fahrumgebung erkennt, ein Risiko ermittelt und eine Fahrroute ohne direkte Betätigung/Eingriff durch einen Fahrer plant, um einen Fahrer-Fahrbetrieb zu minimieren und sicheres Fahren auf autonome Weise durchzuführen.
Während das autonome Fahrzeug und ein umliegendes Fahrzeug an einer Kreuzungseingang-Straße auf unterschiedlichen Fahrspuren gefahren werden, gibt es eine Situation, in welcher das umliegende Fahrzeug die Fahrspur für das Rechts- und Linksabbiegen an der Kreuzung wechselt. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass, falls keine geeignete Steuerstrategie eingeführt wird, eine Kollision zwischen den Fahrzeugen auftritt, wenn das umliegende Fahrzeug beim Passieren einer Vorder- oder Rückseite des Hauptfahrzeugs die Fahrspur wechselt.
Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung stellt eine andere Art von Offenbarung bereit, welche eine geeignete Steuerstrategie begründen kann, um einen Unfall zwischen Fahrzeugen zu verhindern, wenn ein Fahrzeug, welches von einem Hauptfahrzeug durch zwei Fahrspuren (auch Fahrstreifen genannt) oder mehr getrennt gefahren wird, an einem Kreuzungseingang-Straße eine Spur wechselt, um an der Kreuzung abzubiegen.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt ein Fahrzeugsteuerungsverfahren eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung bereit, welches aufweist: einen Ermittlungsschritt zum Ermitteln, ob ein zweites Fahrzeug, welches von einer ersten Fahrspur eines ersten Fahrzeugs (z.B. des zuvor genannten autonomen Fahrzeugs - auch „Hauptfahrzeug“) um zwei oder mehr Fahrspuren getrennt gefahren wird bzw. fährt (z.B. unterwegs ist), beabsichtigt, eine Fahrspur unter Passieren einer Vorderseite oder Rückseite des ersten Fahrzeugs (z.B. durch Vorbeifahren an einer Vorderseite oder Rückseite des ersten Fahrzeugs) zu wechseln, um auf eine Zielfahrspur für das Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung zu gelangen, einen ersten Steuerschritt des Steuerns, so dass das erste Fahrzeug abgebremst wird, wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug, welches das Wechseln der Fahrspur auf die Zielfahrspur beabsichtigt, die Vorderseite des ersten Fahrzeugs passiert, einen Ermittlungsschritt zum Ermitteln, ob das zweite Fahrzeug in die erste Fahrspur in Richtung zur Vorderseite oder Rückseite des ersten Fahrzeugs einfährt, einen Berechnungsschritt des Berechnens einer Lenkbetragsgröße (z.B. Höhe des Lenkbetrags) des zweiten Fahrzeugs zum Wechseln der Fahrspur auf die Zielfahrspur, wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug in Richtung zur Vorderseite des ersten Fahrzeugs in die erste Fahrspur einfährt, und einen zweiten Steuerschritt des Steuerns, so dass das erste Fahrzeug in Abhängigkeit von der Lenkbetragsgröße abgebremst wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann, wenn das umliegende Fahrzeug, welches von einem Hauptfahrzeug durch zwei oder mehr Fahrspuren getrennt auf einer Kreuzungseingang-Straße gefahren wird bzw. fährt, das Hauptfahrzeug passiert, das umliegende Fahrzeug den Fahrspurwechsel auf eine Zielfahrspur unter Verwendung von zahlreichen am Hauptfahrzeug montierten Sensoren, IoT (kurz für „Internet der Dinge“ - Englisch „Internet of Things“) und V2V-Technologie sicher durchführen.
Wenn gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erwartet wird, dass das umliegende Fahrzeug eine Vorderseite des Hauptfahrzeugs passiert, wird das Hauptfahrzeug im Voraus abgebremst, um einen Kollisionsunfall zwischen den Fahrzeugen zu verhindern, und erfolgt während der Durchführung des Bremsvorgangs ein regeneratives Bremsen (z.B. energierückgewinnendes Bremsen bzw. rekuperierendes Bremsen bzw. Bremsen mittels Rekuperation eines Elektromotors), wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ermittelt, ob das umliegende Fahrzeug plötzlich gelenkt wird, während das umliegende Fahrzeug in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einfährt, um eine Höhe der Verzögerung des Hauptfahrzeugs zu steuern.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, welche schematisch eine Komponente, die für ein Fahrzeugsteuerungsverfahren eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung in einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung erforderlich ist, darstellt.
2 ist eine Darstellung, welche einen schematischen Schritt eines Fahrzeugsteuerungsverfahrens eines autonomen Fahrzeugs ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung in einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 ist eine Darstellung, welche Fahrzustände eines Hauptfahrzeugs und eines umliegenden Fahrzeugs an einer Kreuzungseingang-Straße in einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 ist eine Darstellung, welche einen Zustand darstellt, in dem ein umliegendes Fahrzeug an einer Kreuzungseingang-Straße in eine Fahrspur eines Hauptfahrzeugs in einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung einfährt.
5A und 5B sind Flussdiagramme, die einen Prozess eines Fahrzeugsteuerungsverfahrens eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung in einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung zeigen.

Detaillierte Beschreibung
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen eines Fahrzeugsteuerungsverfahrens eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung gemäß der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Begriffe oder Wörter, welche nachfolgend verwendet werden, sollten nicht als auf gewöhnliche oder lexikalische Bedeutungen beschränkt interpretiert werden und sollten als Bedeutungen und Konzepte, welche dem technischen Wesen der vorliegenden Offenbarung entsprechen, interpretiert werden, basierend auf dem Prinzip, wonach der Erfinder die Begriffe in geeignet definieren kann, um seine / ihre Offenbarung/Erfindung bestmöglich zu beschreiben.
(Bezogene Technik 1) Die offengelegte koreanische Patentanmeldung Nr. 10-2019-0069962 (Titel „Autonomes Fahrzeug und Verfahren zum Wechseln der Fahrspur“) umfasst einen Spurwechsel-Ermittlungsschritt zum Ermitteln eines Spurwechsels, einen Spurwechselabsicht-Mitteilungsschritt des Veränderns einer Fahrposition in der Fahrspur vor dem Wechsel, wenn der Fahrspurwechsel ermittelt wird, und des Mitteilens einer Spurwechselabsicht an das umliegende Fahrzeug durch Beibehalten einer festgelegten Zeit oder Entfernung, und einen Fahrspurwechselschritt des Fahrens und Bewegens des Fahrzeugs hin zu einer Fahrspur, in welche zu wechseln ist, nach Ablauf der festgelegten Zeit oder Entfernung verstrichen ist.
(Bezogene Technik 2) Das US-Patent Nr. US 9475491 (Titel „Fahrspurwechsel für autonome Fahrzeuge“) betrifft ein Steuerungsverfahren zum Identifizieren eines Abstands zwischen einem Paar von benachbarten Fahrzeugen, welche sich auf einer Fahrspur neben einer aktuell befahrenen Fahrspur des autonomen Fahrzeugs befinden, durch Verwenden eines Fahrzeugsensors und zum Versuchen des Fahrspurwechsels mittels des Abstands.
Die bezogenen Techniken 1 und 2 können jedoch nicht genutzt werden als eine Technologie zum Steuern des Hauptfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Absicht des Fahrzeugs, welches die Fahrspur an der Kreuzungseingang-Straße wechselt, und sind insbesondere nicht geeignet als Steuerungsverfahren für einen Fahrspurwechsel eines Fahrzeugs, welches durch zwei oder mehr Fahrspuren getrennt gefahren wird, anstatt für einen Einzelfahrspurwechsel.
1 ist eine Darstellung, welche schematisch eine Komponente, die für ein Fahrzeugsteuerungsverfahren eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung in einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung erforderlich ist, darstellt.
Bezugnehmend auf 1 weisen Komponenten zum Implementieren des Fahrzeugsteuerungsverfahrens eines autonomen Fahrzeugs (z.B. eines autonom fahrenden Personenkraftfahrzeugs) für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung auf: eine Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100, eine Antriebssteuereinheit 200, eine Bremssteuereinheit 300, eine Informationssammeleinheit 400 und eine Speichereinheit 500. Die jeweiligen Komponenten können in Modulen ausgebildet sein und voneinander separat sein, und eine Steuerungsfunktion und eine Kommunikationsfunktion können von einer elektronischen Steuereinheit, welche separat für jede Steuereinheit, welche in jedem System vorhanden ist, installiert ist, ausgeführt werden, oder die Funktion jeder Steuereinheit kann von einer einzigen ECU ausgeführt werden. Ein solches ECU-Modul kann als ein oder mehrere Prozessoren vorgesehen werden, welche von einem festgelegten Programm betrieben werden oder so ausgestaltet sind, dass sie jeden Schritt eines nachstehend beschriebenen Betriebsverfahrens ausführen.
Die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 ermittelt autonom eine Zielfahrroute durch Erkennen einer Umgebung mit einer Interne/Externe-Informationen-Erfassungs- und-Verarbeitungsfunktion mittels der Informationssammeleinheit 400 während der Fahrt, ohne dass eine Bremse, eine Griff (z.B. Lenkrad), ein Gaspedal usw. durch einen Fahrer gesteuert werden.
Die Antriebssteuereinheit 200 sendet ein Steuersignal an einen Elektromotor und/oder einen Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von einem Beschleunigungsanforderungssignal der Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100. Die Bremssteuereinheit 300 sendet ein Steuersignal, um eine regenerative Bremskraft (z.B. eine Bremskraft mittels Rekuperation eines Elektromotors), welche von einer Bremssteuereinrichtung gesteuert wird, und/oder ein Reibungsbremsen (z.B. Bremsen mittels einer Reibungsbremse) durch Hydraulikdruck in Abhängigkeit von einem Verzögerungsanforderungssignal der Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 zu erzeugen.
Die Informationssammeleinheit 400 sammelt interne Fahrzeuginformationen und externe Fahrzeuginformationen. Hier bedeuten die internen Fahrzeuginformationen Informationen, welche von verschiedenen Sensoren, welche dazu in der Lage sind, einen internen Fahrzeugzustand zu ermitteln, z.B. ein Raddrehzahlsensor, ein Gierratensensor, ein Lenkwinkelsensor, ein Querbeschleunigungssensor usw., gesammelt werden. Die externe Fahrzeuginformationen bedeuten Informationen, welche von verschiedenen Sensoren, welche dazu in der Lage sind, einen externen Fahrzeugzustand zu ermitteln, z.B. Radar, Lidar, ein Bildsensor, GPS, eine Navigationseinrichtung, ein Internet-der-Dinge-(IoT-)Modul, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V-)Einrichtung usw., gesammelt werden.
Die Speichereinheit 500 speichert die internen Fahrzeuginformationen und die externen Fahrzeuginformationen, welche von der Informationssammeleinheit 400 gesammelt werden, und stellt die Informationen, welche für einen Berechnungsprozess der Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 erforderlich sind, bereit.
2 ist eine Darstellung, welche einen schematischen Schritt eines Fahrzeugsteuerungsverfahrens eines autonomen Fahrzeugs ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung darstellt, 3 ist eine Darstellung, welche Fahrzustände eines Hauptfahrzeugs und eines umliegenden Fahrzeugs an einer Kreuzungseingang-Straße in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 4 ist eine Darstellung, welche einen Zustand darstellt, in welchem ein umliegendes Fahrzeug an einer Kreuzungseingang-Straße in eine Fahrspur (auch Fahrstreifen genannt) eines Hauptfahrzeugs in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung einfährt.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Steuerverfahren eines Hauptfahrzeugs (hierin auch z.B. stellenweise „autonomes Fahrzeug“ oder „erstes Fahrzeug“ genannt), wenn ein umliegendes Fahrzeug (z.B. ein in der Umgebung des Hauptfahrzeugs vorhandenes anderes (z.B. zweites) Fahrzeug) eine Spur wechselt, während es die Spur des Hauptfahrzeugs für die Rechts- und Rechtskurve an der Kreuzung passiert, in dem Fall, in dem das umliegende Fahrzeug auf einer Straße gefahren wird Fahrspur getrennt von der Fahrspur, auf der das Hauptfahrzeug an der Kreuzungseingangsstraße durch zwei oder mehr Fahrspuren gefahren wird.
Die vorliegende Offenbarung kann auf eine Situation/einen Fall angewendet werden, in welcher/welchem das umliegende Fahrzeug die Fahrspur hin zu einer Zielfahrspur wechselt, wobei es eine Vorderseite (z.B. einen Bereich vor dem Hauptfahrzeug, insbesondere einen Bereich vor dem Hauptfahrzeug in der Fahrspur des Hauptfahrzeugs) oder Rückseite (z.B. einen Bereich hinter dem Hauptfahrzeug, insbesondere einen Bereich hinter dem Hauptfahrzeug in der Fahrspur des Hauptfahrzeugs) des Hauptfahrzeugs passiert, wenn das umliegende Fahrzeug durch zwei oder mehr Fahrspuren vom Hauptfahrzeug getrennt gefahren wird bzw. fährt, und wird nicht auf einen Fall angewendet, in welchem das umliegende Fahrzeug eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit des Hauptfahrzeugs während des Fahrspurwechsels nicht beeinflusst oder bewirkt.
Eine Situation in einer Kreuzungseingang-Straße, auf die die vorliegende Offenbarung angewendet werden kann, wird nachstehend beschrieben. Bezugnehmend auf 3 befindet sich die Kreuzungseingang-Straße zwischen, beruhend auf einer Fahrtrichtung des Hauptfahrzeugs, der auf der Rückseite befindlichen (z.B. hinter dem Hauptfahrzeug liegenden) Kreuzung und der auf der Vorderseite befindlichen (z.B. vor dem Hauptfahrzeug liegenden) Kreuzung. Im gegebenen Fall ist die auf der Rückseite befindliche Kreuzung möglicherweise nicht vorhanden. Vier Spuren A, B, C und D in 3, welche durch die Verkehrslinien (z.B. Straßenmarkierungslinien) unterteilt sind, sind auf der Kreuzungseingang-Straße von 3 dargestellt. Falls jedoch das Hauptfahrzeug und das umliegende Fahrzeug durch zwei oder mehr Fahrspuren voneinander getrennt sein können, gibt es keine Begrenzung für die Anzahl der Fahrspuren.
Auf der Fahrspur C werden das Hauptfahrzeug, ein vorderes bzw. vorausfahrendes Fahrzeug, welches sich vor dem Hauptfahrzeug befindet, und ein hinteres bzw. hinterherfahrendes Fahrzeug, welches sich hinter dem Hauptfahrzeug befindet, gefahren. Auf Fahrspur A wechselt das umliegende Fahrzeug während der Fahrt die Fahrspur auf die Zielfahrspur D für das Linksabbiegen an der Kreuzung. Hier wird das umliegende Fahrzeug, welches beabsichtigt, die Vorderseite oder Rückseite des Hauptfahrzeugs unter Wechseln von zwei oder mehr Fahrspuren zu passieren, in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung als Zielfahrzeug definiert. In 3 ist ein Vorgang (1-2-3-4) dargestellt, bei dem das Zielfahrzeug die Fahrspur von der Fahrspur A auf die Zielfahrspur D wechselt (Es sei angemerkt, dass dabei das Piktogramm für das Zielfahrzeug jeweils unterschiedliche Fahrzeuggattungen darstellt, um den Fahrspurwechsel nochmal auch durch Änderung des Piktogramms zu unterstreichen). Die vorliegende Offenbarung kann jedoch natürlich auch auf einen Fall angewendet werden, in dem das Zielfahrzeug auf Fahrspur D gefahren wird und die Fahrspur auf die Zielfahrspur A für das Rechtsabbiegen an der Kreuzung wechselt.
Gemäß den Fahrzuständen des Hauptfahrzeugs und des Zielfahrzeugs in der Kreuzungseingang-Straße werden die folgenden Schritte in dem Fahrzeugsteuerungsverfahren des autonomen Fahrzeugs für das Rechtsabbiegen und das Linksabbiegen an der Kreuzung in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung durchgeführt. Dabei wird eine Hauptsteuerung jedes Schritts von der Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 des Hauptfahrzeugs durchgeführt.
Bezugnehmend auf 2 wird zunächst ein Schritt ausgeführt, in welchem ein Hauptfahrzeug eine Fahrspurwechselabsicht eines Zielfahrzeugs ermittelt (S10). Dies ist ein Schritt zum Ermitteln, ob das Zielfahrzeug, welches durch zwei oder mehr Fahrspuren vom Hauptfahrzeug getrennt gefahren wird, beabsichtigt, von einer Fahrspur auf eine Zielfahrspur zu wechseln, wobei es das Hauptfahrzeug für das Rechtsabbiegen und Linksabbiegen passiert bzw. an dem Hauptfahrzeug vorbeifährt.
Die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 ermittelt die Anzahl an Fahrspuren der Kreuzungseingang-Straße, eine gerade Fahrspur, eine Zielfahrspur für das Rechtsabbiegen und Linksabbiegen, usw. unter Verwendung verschiedener Sensoren, welche am Hauptfahrzeug angebracht sind, bevor die Fahrspurwechselabsicht des Zielfahrzeugs ermittelt. In einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung kann die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 jede Fahrspurinformation unter Verwendung einer Navigationseinrichtung bzw. eines Navigationssystems ermitteln und kann diese zusätzlich die Fahrspurinformation unter Verwendung von an dem Hauptfahrzeug angebrachten Sensoren, welche eine Kamera, einen Ultraschallsensor, ein Radar und/oder ein LIDAR umfassen, doppelt bestätigen und dann Navigationsinformationen korrigieren.
Die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 kann auf Grundlage der von der Informationssammeleinheit 400 gesammelten Informationen die Fahrspurwechselabsicht des Zielfahrzeugs ermitteln, kann ermitteln, ob das Zielfahrzeug die Vorderseite oder Rückseite des Hauptfahrzeugs passiert, usw.. Beispielsweise können das Hauptfahrzeug und das Zielfahrzeug als verbundene Autos (Englisch „connected cars“) Fahrinformationen unter Verwendung von Technologien wie IoT, V2V, usw. miteinander teilen, und infolgedessen empfängt das Hauptfahrzeug die Fahrspurwechselinformationen vom Zielfahrzeug, um die Fahrspurwechselabsicht des Zielfahrzeugs zu ermitteln.
Bezugnehmend auf 2 wird als Nächstes ein Schritt des Abbremsens des Hauptfahrzeugs ausgeführt (S20), wenn ermittelt wird, dass das Zielfahrzeug beabsichtigt, in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs (z.B. in eine dem Hauptfahrzeug vorausliegende Position in der Fahrspur des Hauptfahrzeugs) einzufahren. Das Zielfahrzeug kann für den Fahrspurwechsel die Vorderseite oder Rückseite des Hauptfahrzeugs passieren, und dieser Schritt dient als ein Steuerschritt für einen Fall, in welchem ermittelt wird, dass das Zielfahrzeug die Vorderseite des Hauptfahrzeugs passiert. Natürlich befindet sich in diesem Schritt das Zielfahrzeug (noch) nicht in einem Zustand, in welchem es auf die Fahrspur des Hauptfahrzeugs einfährt (sondern z.B. nur in einem Zustand, in welchem dies beabsichtigt wird). Unter Bezugnahme auf 3 kann das Hauptfahrzeug ermitteln, ob das Zielfahrzeug beabsichtigt, in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einzufahren, bis es sich von einer ersten Fahrspur A aus auf eine benachbarte Fahrspur B des Hauptfahrzeugs bewegt. In diesem Fall kann die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 die Fahrinformationen des Zielfahrzeugs unter Verwendung der V2V-Technologie empfangen oder die Fahrzustandsinformationen des Zielfahrzeugs unter Verwendung des am Hauptfahrzeug montierten Sensors empfangen. Ferner empfängt die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 Verkehrsinformationen in der Kreuzungseingang-Straße unter Verwendung der IoT-Technologie, um zu ermitteln, ob das Zielfahrzeug beabsichtigt, in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einzufahren.
Wenn ermittelt wird, dass das Zielfahrzeug die Vorderseite des Hauptfahrzeugs passiert, sendet die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 ein Steuersignal zum Abbremsen des Hauptfahrzeugs an die Bremssteuereinheit 300. In diesem Fall führt die Bremssteuereinheit 300 vorzugsweise kein Reibungsbremsen durch, sondern ein regeneratives Bremsen (z.B. energierückgewinnendes Bremsen bzw. rekuperierendes Bremsen bzw. Bremsen mittels Rekuperation eines Elektromotors), um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Dementsprechend berechnet das Bremssteuergerät 300 eine maximale Verzögerung des regenerativen Bremsens und sendet dann das Steuersignal an die Bremse. In diesem Schritt führt das Hauptfahrzeug ein Bremsen im Voraus durch, bevor das Zielfahrzeug in die Fahrspur des Hauptfahrzeugs einfährt, um einen Sicherheitsabstand, innerhalb welchen das Zielfahrzeug die Vorderseite des Hauptfahrzeugs passieren kann, zu gewährleisten, und infolgedessen wird eine Kollision zwischen den Fahrzeugen verhindert und wird die Kraftstoffeffizienz durch das regenerative Bremsen des Hauptfahrzeugs verbessert.
Wenn indessen ermittelt wird, dass das Zielfahrzeug die Rückseite des Hauptfahrzeugs passiert, ist es nicht erforderlich, das Hauptfahrzeug abzubremsen.
Bezugnehmend auf 2 wird als Nächstes ein Schritt zum Ermitteln, ob das Zielfahrzeug in die Fahrspur des Hauptfahrzeugs einfährt (S30), durchgeführt. In diesem Fall ermittelt das Hauptfahrzeug, ob das Zielfahrzeug (z.B. tatsächlich) in die Vorderseite oder Rückseite des Hauptfahrzeugs einfährt.
Ein Zeitpunkt zum Ermitteln, ob das Zielfahrzeug in die Fahrspur des Hauptfahrzeugs einfährt, ist ein Zeitpunkt, an welchem sich das Zielfahrzeug in einem voreingestellten vorbestimmten Bereich P befindet. In den 3 und 4 ist hier der vorbestimmte Bereich P ein Bereich, welcher auf Grundlage einer Begrenzungsverkehrslinie zwischen der Fahrspur C des Hauptfahrzeugs und der dazu benachbarten Fahrspur B festgelegt ist. In 4 ist ein Vorgang (1'-2'-3') dargestellt, bei dem das Zielfahrzeug die Fahrspur von der Fahrspur A aus in den vorbestimmten Bereich P wechselt. In diesem Fall kann die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 sich vergewissern bzw. bestätigen, dass sich das Zielfahrzeug in dem vorbestimmten Bereich P befindet, indem der am Hauptfahrzeug montierte Sensor, das IoT, die V2V-Kommunikation, usw. verwendet wird/werden.
Falls das Zielfahrzeug in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einfährt, ist es notwendig, einen ausreichenden Abstand sicherzustellen, damit das Zielfahrzeug die Fahrspur des Hauptfahrzeugs passieren kann. Falls sich hierbei ein vorausfahrendes Fahrzeug vor dem Hauptfahrzeug befindet, ist ein ausreichender Sicherheitsabstand zwischen dem Hauptfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug erforderlich, und, falls sich ein hinterherfahrendes Fahrzeug hinter dem Hauptfahrzeug befindet, ist ein ausreichender Sicherheitsabstand zwischen dem Hauptfahrzeug und dem hinterherfahrenden Fahrzeug erforderlich. In diesem Fall fordert die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 das Beschleunigen beim Hauptfahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung der V2V-Technologie an (z.B. wird mittels V2V-Technologie eine Beschleunigungsanfrage an das vorausfahrende Fahrzeug übermittelt) und fordert die Autonomes-Fahren-Steuereinheit das Abbremsen beim hinterherfahrende Fahrzeug an (z.B. wird mittels V2V-Technologie eine Bremsanfrage an das hinterherfahrende Fahrzeug übermittelt), um den Sicherheitsabstand sicherzustellen.
Wenn das Zielfahrzeug in die Fahrspur des Hauptfahrzeugs einfährt, ist auch der Sicherheitsabstand zwischen dem Hauptfahrzeug und dem Zielfahrzeug erforderlich, und infolgedessen muss das Hauptfahrzeug abgebremst werden. Hier kann ein Grad einer Höhe der Verzögerung des Hauptfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Lenkbetragsgröße (z.B. Höhe des Lenkbetrags) des Zielfahrzeugs variieren. Wenn sich beispielsweise das Zielfahrzeug hin zur Zielfahrspur bewegt, ist ein größerer Lenkbetrag erforderlich, da die Anzahl an Fahrspurwechseln (z.B. erforderlichen Fahrspurwechseln zum Erreichen der Zielfahrspur - auch Fahrspurwechsel-Male) größer ist (da z.B. das Fahrzeug über mehrere Fahrspuren zur Zielfahrspur gelangen muss), und infolgedessen ist ein Verzögerungsgrad des Hauptfahrzeugs hoch. Dementsprechend wird der folgende Schritt ausgeführt.
Bezugnehmend auf 2 wird als Nächstes, wenn das Zielfahrzeug in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einfährt, ein Schritt des Berechnens der Lenkbetragsgröße des Zielfahrzeugs durchgeführt (S40). Die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 berechnet die Lenkbetragsgröße des Zielfahrzeugs zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Zielfahrzeug in dem vorbestimmten Bereich P befindet. Die Lenkbetragsgröße ist umgekehrt proportional zu einer Kreuzung-Passieren-Möglich-Zeit des Zielfahrzeugs (z.B. eine (Rest-)Zeit, während welcher ein Passieren (Durchqueren) der Kreuzung für das Zielfahrzeug möglich ist und/oder während welcher der Fahrspurwechsel bis zur Kreuzung für das Zielfahrzeug möglich ist) und proportional zur Anzahl an Fahrspurwechseln (z.B. erforderlichen Fahrspurwechseln zum Erreichen der Zielfahrspur) des Zielfahrzeugs. Hier ist die Kreuzung-Passieren-Möglich-Zeit des Zielfahrzeugs umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs und proportional zu einer Entfernung d vom Zielfahrzeug, welches sich in dem vorbestimmten Bereich P befindet, bis zur Kreuzung. In diesem Fall kann zur Sicherheit eine freie Zeit (z.B. Zusatzzeit) zur Kreuzung-Passieren-Möglich-Zeit des Zielfahrzeugs addiert werden. Die Anzahl an Fahrspurwechseln des Zielfahrzeugs ist die Anzahl der Fahrspuren, auf die das in dem vorbestimmten Bereich P befindliche Zielfahrzeug bis zur Zielfahrspur wechseln soll.
Bezugnehmend auf 2 wird als Nächstes ein Schritt des Abbremsens des Hauptfahrzeugs gemäß der Lenkbetragsgröße des Zielfahrzeugs durchgeführt (S50).
Wenn die Lenkbetragsgröße des Zielfahrzeugs berechnet wird, vergleicht die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 die Lenkbetragsgröße und einen voreingestellten Referenzlenkbetrag. Der Referenzlenkbetrag ist eine Referenz (z.B. Vergleichsgröße) zum Ermitteln, ob das Zielfahrzeug plötzlich gelenkt wird. Hier bedeutet ein Fall, in dem die Lenkbetragsgröße größer als der Referenzlenkbetrag ist, dass das Zielfahrzeug plötzlich gelenkt wird, und ein Fall, in dem die Lenkbetragsgröße kleiner als der Referenzlenkbetrag ist, bedeutet, dass das Zielfahrzeug nicht plötzlich gelenkt wird. In dem Fall, in dem das Zielfahrzeug plötzlich gelenkt wird, sollte die Höhe der Verzögerung des Hauptfahrzeugs entsprechend erhöht werden, und in dem Fall, in dem das Zielfahrzeug nicht plötzlich gelenkt wird, sollte die Höhe der Verzögerung des Hauptfahrzeugs entsprechend verringert werden.
In dem Fall, in dem das Zielfahrzeug plötzlich gelenkt wird, sendet die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 ein Steuersignal an die Bremssteuereinheit 300, um sowohl das Reibungsbremsen als auch das regenerative Bremsen durchzuführen, um die Höhe der Verzögerung des Hauptfahrzeugs auf ein vorbestimmtes Niveau oder mehr einzustellen. Im Gegensatz dazu, sendet in dem Fall, in dem das Zielfahrzeug nicht plötzlich gelenkt wird, die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 ein Steuersignal an die Bremssteuereinheit 300, um nur das regenerative Bremsen durchzuführen, um die Höhe der Verzögerung des Hauptfahrzeugs auf ein vorbestimmtes Niveau oder weniger einzustellen. Hier wird in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung in dem Fall, in dem das Zielfahrzeug nicht plötzlich gelenkt wird, nur das regenerative Bremsen durchgeführt, und infolgedessen wird ein Effekt der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz erzeugt.
Wenn das Zielfahrzeug indessen in die Rückseite des Hauptfahrzeugs einfährt, ist es erforderlich, den ausreichenden Abstand sicherzustellen, damit das Zielfahrzeug die Fahrspur des Hauptfahrzeugs passiert. Falls sich hier das vorausfahrende Fahrzeug vor dem Hauptfahrzeug befindet, ist der ausreichende Sicherheitsabstand zwischen dem Hauptfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug erforderlich, und, falls sich das hinterherfahrende Fahrzeug hinter dem Hauptfahrzeug befindet, ist der ausreichende Sicherheitsabstand zwischen dem Hauptfahrzeug und dem hinterherfahrenden Fahrzeug erforderlich. In diesem Fall fordert die Autonomes-Fahren-Steuereinheit 100 unter Verwendung der V2V-Technologie das Beschleunigen beim dem Hauptfahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs an und das Abbremsen beim dem Hauptfahrzeug hinterherfahrenden Fahrzeug an, um den Sicherheitsabstand sicherzustellen. Da jedoch das Zielfahrzeug die Rückseite des Hauptfahrzeugs passiert, wird der Schritt des Steuerns des Abbremsens des Hauptfahrzeugs in Abhängigkeit von der Lenkbetragsgröße des Zielfahrzeugs nicht durchgeführt.
5A und 5B sind Flussdiagramme, die einen Prozess eines Fahrzeugsteuerungsverfahrens eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
Nachfolgend wird das Fahrzeugsteuerungsverfahrens eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschrieben.
Zunächst wird basierend auf den von der Informationssammeleinheit 400 gesammelten Informationen ermittelt, ob das Zielfahrzeug auf der Fahrspur, welche durch zwei Fahrspuren oder mehr vom Hauptfahrzeug getrennt ist, vorhanden ist (S105). Wenn das Zielfahrzeug vorhanden ist (z.B. dessen Vorhandensein ermittelt wurde), wird ermittelt, ob das Zielfahrzeug beabsichtigt, die Fahrspur auf die Zielfahrspur unter Passieren der Vorderseite oder Rückseite des Hauptfahrzeugs zu wechseln für das Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung (S110). Falls es kein Zielfahrzeug oder keine Fahrspurwechselabsicht gibt, wird das Steuerungsverfahren in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung nicht durchgeführt.
Wenn das Zielfahrzeug beabsichtigt, die Fahrspur zu wechseln, dann ermittelt das Hauptfahrzeug, ob voraussichtlich erfolgt bzw. geplant ist, dass das Zielfahrzeug in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einfährt (S200). Wenn es voraussichtlich erfolgt bzw. geplant ist, dass das Zielfahrzeug in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einfährt, bremst das Hauptfahrzeug ab, indem es im Voraus das regenerative Bremsen durchführt (S212).
Danach ermittelt das Hauptfahrzeug, ob das Zielfahrzeug in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs (S300) einfährt. Falls das Zielfahrzeug in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einfährt und wenn der Sicherheitsabstand gewährleistet sein muss, wird das Beschleunigen beim vorausfahrenden Fahrzeug angefordert (z.B. eine Beschleunigungsanfrage an das vorausfahrende Fahrzeug übermittelt) und wird das Abbremsen beim hinterherfahrenden Fahrzeug angefordert (z.B. eine Bremsanfrage an das vorausfahrende Fahrzeug übermittelt) (S312). In diesem Fall berechnet das Hauptfahrzeug die Kreuzung-Passieren-Möglich-Zeit und die Lenkbetragsgröße des Zielfahrzeugs (S314 und S316), um zu ermitteln, ob das Zielfahrzeug plötzlich gelenkt wird (S400). In dem Fall, in welchem das Zielfahrzeug plötzlich gelenkt wird, führt das Hauptfahrzeug sowohl das Reibungsbremsen als auch das regenerative Bremsen durch (S412), und in dem Fall, in welchem das Zielfahrzeug nicht plötzlich gelenkt wird, führt das Hauptfahrzeug nur das regenerative Bremsen durch (S414). Danach ermittelt das Hauptfahrzeug, ob das Zielfahrzeug die Vorderseite des Hauptfahrzeugs passiert bzw. passiert hat (z.B. bereits durchfahren hat oder noch nicht), anhand der Informationen der Informationssammeleinheit 400 (S500). Wenn das Zielfahrzeug die Vorderseite des Hauptfahrzeugs passiert hat, wird die Steuerung in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung beendet, und, wenn das Zielfahrzeug die Vorderseite des Hauptfahrzeugs nicht passiert hat, wird ein Steuerprozess zum Sicherstellen des Sicherheitsabstands kontinuierlich (z.B. wiederholt) durchgeführt.
Falls das Zielfahrzeug nicht in die Vorderseite des Hauptfahrzeugs einfährt, ermittelt das Hauptfahrzeug, ob das Zielfahrzeug in die Rückseite des Hauptfahrzeugs einfährt (S600). Wenn das Zielfahrzeug in die Rückseite des Hauptfahrzeugs einfährt und der Sicherheitsabstand gewährleistet sein muss, dann werden das Beschleunigen bei dem vorausfahrenden Fahrzeug und das Abbremsen bei dem hinteren Fahrzeug angefordert (S612). Danach ermittelt das Hauptfahrzeug anhand der Informationen der Informationssammeleinheit 400, ob das Zielfahrzeug die Rückseite des Hauptfahrzeugs passiert hat (z.B. bereits durchfahren hat oder noch nicht)(S700). Wenn das Zielfahrzeug die Rückseite des Hauptfahrzeugs passiert, wird die Steuerung in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung beendet, und, wenn das Zielfahrzeug die Rückseite des Hauptfahrzeugs nicht passiert (z.B. noch nicht passiert hat), wird der Steuerungsprozess zum Sicherstellen des Sicherheitsabstands kontinuierlich z.B. wiederholt) durchgeführt.
Obwohl die vorliegende Offenbarung/Erfindung durch beschränkte beispielhafte Ausführungsformen und Zeichnungen beschrieben wurde, verstehen die Fachleute, dass die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht darauf beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Abwandlungen innerhalb des technischen Wesens der vorliegenden Offenbarung/Erfindung und dem Äquivalenzbereich der Ansprüche, welche nachstehend beschrieben werden, vorgenommen werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020190069962 [0010]
US 9475491 [0011]

Claims

Fahrzeugsteuerungsverfahren eines autonomen Fahrzeugs für ein Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an einer Kreuzung, wobei das Fahrzeugsteuerungsverfahren aufweist: Ermitteln (S10), ob ein zweites Fahrzeug beabsichtigt, eine Fahrspur unter Passieren einer Vorderseite oder Rückseite eines ersten Fahrzeugs zu wechseln, um auf eine Zielfahrspur für das Rechtsabbiegen und Linksabbiegen an der Kreuzung zu gelangen, wobei das zweite Fahrzeug von einer ersten Fahrspur des ersten Fahrzeugs um zwei oder mehr Fahrspuren getrennt fährt, Steuern (S20) des ersten Fahrzeugs, so dass dieses abgebremst wird, wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug das Wechseln der Fahrspur unter Passieren der Vorderseite des ersten Fahrzeugs beabsichtigt, Ermitteln (S30), ob das zweite Fahrzeug in die erste Fahrspur in Richtung zur Vorderseite oder Rückseite des ersten Fahrzeugs einfährt, Berechnen (S40) eines Lenkbetrags des zweiten Fahrzeugs, wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug in Richtung zur Vorderseite des ersten Fahrzeugs in die erste Fahrspur einfährt, und Steuern (S50) des ersten Fahrzeugs, so dass dieses in Abhängigkeit von dem Lenkbetrag abgebremst wird.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob das zweite Fahrzeug in die erste Spur einfährt, aufweist: Sammeln, durch das erste Fahrzeug, von Fahrspurwechselabsichtsinformationen des zweiten Fahrzeugs mittels V2V-Kommunikation mit dem zweiten Fahrzeug.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuern des ersten Fahrzeugs zum Abbremsen, wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug beabsichtigt, die Fahrspur unter Passieren der Vorderseite des ersten Fahrzeugs zu wechseln, aufweist: Durchführen (S212) eines regenerativen Bremsens, wenn das erste Fahrzeug abgebremst wird.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ermitteln, ob das zweite Fahrzeug in die erste Fahrspur einfährt, aufweist: Ermitteln, ob das zweite Fahrzeug in die erste Fahrspur in Richtung der Vorderseite oder der Rückseite des ersten Fahrzeugs einfährt, wenn das zweite Fahrzeug in einen voreingestellten vorbestimmten Bereich (P) einfährt, basierend auf einer Begrenzungsverkehrslinie zwischen der ersten Fahrspur und einer benachbarten Fahrspur.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: wenn ermittelt wird, dass das zweite Fahrzeug in die erste Fahrspur in Richtung der Vorderseite oder der Rückseite des ersten Fahrzeugs einfährt, dann Anfordern (S612, S312), durch das erste Fahrzeug, einer Geschwindigkeitsänderung bei einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem hinterherfahrenden Fahrzeug des ersten Fahrzeugs für das Passieren der ersten Fahrspur mittels V2V-Kommunikation.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach Anspruch 5, wobei das Anfordern der Geschwindigkeitsänderung aufweist: Anfordern (S612, S312), durch das erste Fahrzeug, eines Beschleunigens an das vorausfahrende Fahrzeug, und Anfordern (S612, S312), durch das erste Fahrzeug, eines Abbremsens an das hinterherfahrende Fahrzeug.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Berechnen der Größe des Lenkbetrags des zweiten Fahrzeugs aufweist: Berechnen des Lenkbetrags (S316) durch eine erste Berechnungsgleichung, in welcher der Lenkbetrag umgekehrt proportional zu einer Passieren-Möglich-Zeit von einer aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs aus bis zur Kreuzung ist und proportional zur Anzahl an Fahrspurwechseln von einer gegenwärtigen Fahrspur des zweiten Fahrzeugs aus bis zur Zielfahrspur ist.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach Anspruch 7, wobei das Berechnen der Lenkbetragsgröße aufweist: Berechnen der Passieren-Möglich-Zeit (S314) durch eine zweite Berechnungsgleichung, in welcher die Passieren-Möglich-Zeit umgekehrt proportional zu einer momentanen Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs ist und proportional zu einer Entfernung von der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs aus bis zur Kreuzung ist.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach Anspruch 8, wobei das Berechnen der Passieren-Möglich-Zeit aufweist: Hinzuaddieren einer voreingestellten freien Zeit zu der zweiten Berechnungsgleichung zur Kollisionsvermeidung.
Fahrzeugsteuerungsverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Steuern des ersten Fahrzeugs, so dass es in Abhängigkeit von der Lenkbetragsgröße abbremst, aufweist: wenn der Lenkbetrag größer als ein voreingestellter Referenzlenkbetrag ist (S400), Durchführen (S412) von sowohl einem Reibungsbremsen als auch einem regenerativen Bremsen.
Fahrzeugsteuerverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Steuern des ersten Fahrzeugs, so dass es in Abhängigkeit von der Lenkbetragsgröße abbremst, aufweist: wenn der Lenkbetrag kleiner als ein voreingestellter Referenzlenkbetrag ist (S400), Durchführen nur eines regenerativen Bremsens (S414).