DE112010005463T5

DE112010005463T5 - Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010005463T5
Application number: DE112010005463T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Doi; Mitsuhisa Shida; Kenji Tadakuma
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2013-03-14
Also published as: CN102548821B; US9145137B2; US20130096773A1; JPWO2011125193A1; WO2011125193A1; JP5141849B2; CN102548821A

Abstract

In einer Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10 beinhaltet eine ECU 4 eine Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41, eine Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43 und eine Fahrunterstützungseinheit 44. Die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit erlangt eine Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs. Die Zielfahrtpositionsbestimmungseinheit 43 bestimmt eine Zielfahrtposition des Eigenfahrzeugs gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung. Die Fahrunterstützungseinheit 44 führt Unterstützung zum Führen des Eigenfahrzeugs zur Zielfahrtposition durch. Gemäß dieser Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10 kann, sogar wenn ein Bereich, in dem ein großer aerodynamischer Effekt, der durch ein vorausfahrendes Fahrzeug erlangt wird, in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs abweicht, das Eigenfahrzeug zu einer Position entsprechend der Abweichung geführt werden. Dadurch kann die Kraftstoffeffizienz effektiv verbessert werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung, die Fahrunterstützung eines Fahrzeugs durchführt.
Stand der Technik
Im Stand der Technik ist als eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung ein Kolonnenfahrsystem bekannt, das den Energieverbrauch der gesamten Kolonne durch Organisieren der Kolonnen gemäß den Projektionsbereichen der entsprechenden Fahrzeuge in der Windströmungsrichtung während der Kolonnenfahrt mehrerer Fahrzeuge reduziert, wie beispielsweise in Patentdokument 1 erläutert ist. In diesem Kolonnenfahrsystem sind, in einem Fall, in dem die Kolonne eine Reihe ist, Fahrzeuge mit einem relativ großen Projektionsbereich vorne angeordnet und direkt hinter dem vorderen Fahrzeug sind Fahrzeuge mit einem relativ kleinen Projektionsbereich angeordnet.
Literaturliste
Patent Literatur

Patent Literatur 1: Japanische nicht untersuchte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-157790

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch ist es sogar in dem Fall des Organisierens und Fahrens in einer einzelnen Kolonne möglich, dass der Bereich direkt hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug nicht der Bereich ist, in dem ein aerodynamischer Effekt am größten wird, wodurch in dem bevor beschriebenen Kolonnenfahrsystem eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz nicht effektiv erreicht werden kann.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung bereitzustellen, die effektiv die Kraftstoffeffizienz verbessern kann.
Lösung des Problems
Eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Luftwiderstandsverteilungserlangungsmittel zum Erlangen einer Luftwiderstandsverteilung in einer Linksrichtung und einer Rechtsrichtung eines Eigenfahrzeugs; ein Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Zielfahrtposition des Eigenfahrzeugs gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung; und ein Fahrunterstützungsmittel zum Durchführen einer Unterstützung zum Führen des Eigenfahrzeugs zur Zielfahrtposition.
Im Allgemeinen, obwohl davon ausgegangen wird, dass der Bereich unmittelbar hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug der Bereich sein kann, in dem der aerodynamische Effekt am größten wird, beispielsweise aufgrund des Einflusses von einem Seitenwind oder dergleichen kann der Bereich, in dem der aerodynamische Effekt am größten wird in der linken Richtung und der rechten Richtung ausgehend von direkt hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug abweichen. Gemäß der Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung wird die Unterstützung durchgeführt, um die Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs zu erlangen, die Zielfahrtposition des Eigenfahrzeugs gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung zu bestimmen, und das Fahrzeug zur Zielfahrtposition zu führen, und somit kann, sogar wenn der Bereich in dem ein großer aerodynamischer Effekt durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird, in der Linksrichtung und der Rechtsrichtung des Eigenfahrzeugs abweicht, das Eigenfahrzeug zu einer Position entsprechend der Abweichung geführt werden. Dadurch kann die Kraftstoffeffizienz effektiv verbessert werden.
Bevorzugt kann das Luftwiderstandsverteilungserlangungsmittel ferner die Luftwiderstandsverteilung in einer vorwärtigen Richtung und einer rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs erlangen.
In diesem Fall kann, da die Luftwiderstandsverteilung in der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung zusätzlich zur Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung erlangt wird, und die Zielfahrtposition unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung bestimmt wird, die Kraftstoffeffizienz noch effektiver verbessert werden.
Zu dieser Zeit kann das Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel bevorzugt die Zielfahrtposition gemäß einer Regelgüte eines Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs bestimmen
Im Allgemeinen unterscheidet sich die Regelgüte bzw. Steuerungsdurchführung (control performance) des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Fahrzeugs für jedes Fahrzeug gemäß unterschiedlicher Faktoren, wie beispielsweise einem Ansprechverhalten (response performance) des Fahrzeugs, fahrerischem Können eines Fahrers und dergleichen. Aufgrund dessen wird es durch Bestimmen der Zielfahrtposition gemäß der Regelgüte des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs möglich, das Eigenfahrzeug zu einer Position zu führen, bei der die Kraftstoffeffizienz stabil verbessert werden kann, ungeachtet der niedrigen und hohen Regelgüte.
Bevorzugt kann die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ein Umgebungsinformationserlangungsmittel zum Erlagen von Umgebungsinformationen um das Eigenfahrzeug herum beinhalten, und das Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel kann die Zielfahrtposition auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung und der Umgebungsinformation bestimmen.
In diesem Fall, kann da die Umgebungsinformation des Eigenfahrzeugs erlangt wird, die Zielfahrtposition gemäß der Umgebung um das Eigenfahrzeug herum erlangt werden.
Bevorzugt kann die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ein Fahrrisikoerfassungsmittel zum Erfassen von Fahrrisiken bei jeder Position um das Eigenfahrzeug herum beinhalten und das Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel kann die Zielfahrtposition so bestimmen, dass das Fahrrisiko minimiert wird.
Beispielsweise können durch Bestimmen der Zielfahrtposition zum Minimieren des Fahrrisikos durch Erfassen des Fahrrisikos, wie beispielsweise ein Kontakt zwischen einem benachbarten Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug und einer Abweichung des Eigenfahrzeugs zur Außenseite einer Fahrspur das Fahren des Eigenfahrzeugs, das an die Umgebung angepasst ist, und die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz miteinander koexistieren.
Weiter bevorzugt kann das Fahrrisikoerfassungsmittel ferner ein Mittel zum Berechnen einer Kraftstoffeffizienz-Verbesserungskontur, auf der die Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate bei einem vorbestimmten Zielwert der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate konstant wird, auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung, und ein Mittel zum Berechnen des Fahrrisikos des Eigenfahrzeugs an jeder Position der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur beinhalten.
In diesem Fall können die Fahrt des Eigenfahrzeugs, die der Umgebung angepasst ist und die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz durch eine einfache Rechenverarbeitung miteinander koexistieren.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung bereit gestellt werden, die effektiv die Kraftstoffeffizienz verbessern kann
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild, das die schematische Konfiguration einer ersten Ausführungsform einer Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Fahrzeugfahrunterstützungsverarbeitungsprozedur darstellt, die durch eine ECU ausgeführt wird, die in 1 dargestellt ist.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Zustands des Führens eines Eigenfahrzeugs zu einer Position darstellt, in dem Luftwiderstand, der auf das Eigenfahrzeug ausgeübt wird, verringert wird.
4 ist ein Graph, der ein Beispiel der Verteilung einer aerodynamischen Wirkung darstellt, die durch ein vorausfahrendes Fahrzeug erlangt wird.
5 ist ein Blockschaltbild, das die schematische Konfiguration einer zweiten Ausführungsform einer Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Fahrzeugfahrunterstützungsverarbeitungsprozedur darstellt, die durch eine ECU ausgeführt wird, die in 5 dargestellt ist.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen einer Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In der Erläuterung der Zeichnungen werden, wenn möglich, die gleichen wesentlichen Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und wiederholte Erläuterung derselben wird weggelassen.
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Blockschaltbild, das die schematische Konfiguration einer ersten Ausführungsform einer Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt. In der Zeichnung ist die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise eine Vorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, um eine Fahrunterstützung eines Eigenfahrzeugs unter Verwendung der Verteilung eines Luftwiderstands, der auf das Fahrzeug ausgeübt wird, durchzuführen. Nachfolgend wird ein Fahrzeug, an dem die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10 angebracht ist, ein Eigenfahrzeug genannt.
Wie in 1 dargestellt ist, beinhaltet die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10 eine Luftwiderstandserfassungseinheit 1, eine Umgebungsinformationserlangungseinheit (Umgebungsinformationserlangungsmittel) 2, eine Fahrzeugzwischenabstandserfassungseinheit 3 und ECU (Electronic Control Unit, elektronische Steuereinheit) 4.
Die Luftwiderstandserfassungseinheit 1 erfasst den Luftwiderstand, der auf entsprechende Abschnitte des Eigenfahrzeugs ausgeübt wird. Konkret weist die Luftwiderstandserfassungseinheit 1 beispielsweise Windsensoren oder Strömungssensoren auf, die auf den entsprechenden Abschnitten des Eigenfahrzeugs installiert sind, und erfasst den Luftwiderstand, der auf die entsprechenden Abschnitte des Eigenfahrzeugs ausgeübt wird, unter Verwendung derartiger Sensoren. Ferner überträgt die Luftwiderstandserfassungseinheit 1 das Ergebnis der Erfassung an die ECU 4.
Die Umgebungsinformationserlangungseinheit 2 erlangt Umgebungsinformationen um das Eigenfahrzeug herum und überträgt die erlangten Umgebungsinformationen an die ECU 4. Die Umgebungsinformationen beinhalten Straßeninformationen und Wetterinformationen. Die Straßeninformation ist eine Information, die beispielsweise die Position oder dergleichen eines Tunnels oder Brücke angibt, der oder die bei einer Straße vorliegt, auf der das Eigenfahrzeug fährt. Die Straßeninformation wird beispielsweise unter Verwendung eines Navigationssystems (nicht dargestellt) erlangt.
Die Wetterinformation ist eine Information, die die Windgeschwindigkeit oder die Windenergie für jede Jahreszeit oder Zeit in der Nähe des Eigenfahrzeugs angibt. Die Wetterinformation wird beispielsweise durch Rundfunk oder das AMeDAS (Automated Meteorological Data Acquisition System; Automatisiertes Datenerfassungssystem für meterologische Daten) des Wetterbüros erlangt. Ferner kann die Wetterinformation auf der Basis der vergangenen Durchführung des Eigenfahrzeugs korrigiert werden, das alleine gefahren ist (ohne jegliches vorausfahrendes Fahrzeug, das den aerodynamischen Effekt verursacht). In diesem Fall kann eine Wetterinformation erlangt werden, die wahrscheinlicher ist.
Die Fahrzeugzwischenabstandserfassungseinheit 3 weist beispielsweise eigen Fahrzeugzwischenabstandssensor wie beispielsweise ein Millimeter-Wellen-Radar oder dergleichen auf und erfasst den Fahrzeugzwischenabstand beziehungsweise die Fahrzeugzwischenlücke zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug unter Verwendung des Fahrzeugzwischenabstandsensors. Ferner überträgt die Fahrzeugzwischenabstandserfassungseinheit 3 das Ergebnis der Erfassung an die ECU 4.
Die ECU 4 ist eine elektronische Steuereinheit die eine CPU, ein ROM, ein RAM und einen Eingabe/Ausgabe Port beinhaltet. In Funktion beinhaltet die ECU 4 eine Luftwiderstandsverteilungserfassungseinheit (Luftwiderstandsverteilungserfassungsmittel) 41, eine Regelgütebestimmungseinheit bzw. Steuerungsdurchführungsbestimmungseinheit 42, eine Zielfahrtpositionbestimmungseinheit (Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel) 43 und eine Fahrunterstützungseinheit (Fahrunterstützungsmittel) 44.
Die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41 erlangt die Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung und der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs. Konkret berechnet die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41 die Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung und der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs in der gegenwärtigen Fahrzeugzwischenlücke beziehungsweise dem gegenwärtigen Fahrzeugzwischenabstand auf der Basis des Ergebnisses der Erfassung, die durch die Luftwiderstandserfassungseinheit 1 und die Fahrzeugzwischenabstanderfassungseinheit 3 durchgeführt wird. Ferner überträgt die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41 Informationen, die die Luftwiderstandsverteilung angeben an die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43.
Die Regelgütebestimmungseinheit 42 bestimmt die Regelgüte (wird später beschrieben) des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs. Ferner überträgt die Regelgütebestimmungseinheit 42 das Bestimmungsergebnis der Regelgüte an die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43.
Die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43 bestimmt die Zielfahrtposition des Eigenfahrzeugs gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung, die durch die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41 erlangt wird, und der Umgebungsinformation, die durch Umgebungsinformationserlangungseinheit 2 erlangt wird. Konkret bestimmt die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43 die Zielfahrtposition gemäß dem Bestimmungsergebnis der Regelgüte, das durch die Regelgütebestimmungseinheit 42 bestimmt wird, unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung und der Umgebungsinformation. Die Zielfahrtposition ist eine Position, in der beziehungsweise bei der der Luftwiderstand, der auf das Eigenfahrzeug ausgeübt wird, herabgesetzt ist. Ferner überträgt die Zielfahrtpositionsbestimmungseinheit 43 Informationen, die die Zielfahrtposition angeben, an die Fahrunterstützungseinheit 44.
Die Fahrunterstützungseinheit 44 führt Unterstützung zum Führen des Eigenfahrzeugs zur Zielfahrtposition durch. Konkret präsentiert die Fahrunterstützungseinheit 44 dem Fahrer durch einen Anzeigebildschirm beispielsweise eine Information zum Ermutigen desselben das Eigenfahrzeug zur Zielfahrtposition zu bewegen, oder führt das Eigenfahrzeug zur Zielfahrtposition durch ein Gaspedal, das Gegenkraft oder Reifenmomentsteuerung aufweist.
Als Nächstes wird, mit Bezug auf 2, eine Fahrzeugfahrunterstützungsverarbeitungsprozedur erläutert, die durch eine ECU 4 ausgeführt wird.
In der Zeichnung wird als Erstes die Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs auf der Basis des Luftwiderstands erlangt, der auf die entsprechenden Abschnitte des Eigenfahrzeugs ausgeübt wird, der durch die Luftwiderstandserfassungseinheit erfasst wird (Schritt S1).
Dann wird die Position, in der der Luftwiderstand, der auf das Eigenfahrzeug ausgeübt wird, erniedrigt wird, als die Zielfahrtposition unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung bestimmt, die in Schritt S1 (Schritt S2). Wenn beispielsweise, wie in 3 dargestellt ist, das Eigenfahrzeug durch Seitenwind beeinflusst wird, wird die Position, bei der der Winddruck klein wird, die Zielfahrtposition. Ferner, wie in 3 dargestellt ist, wird die Unterstützung zum Führen des Eigenfahrzeugs zur Zielfahrtposition, die in Schritt S2 bestimmt wird, durchgeführt (Schritt S3).
Dann wird bestimmt, ob die Luftwiderstandsverteilung in der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs erlangt werden kann (Schritt S4). In Schritt S4 ist, wenn bestimmt wird, dass die Luftwiderstandsverteilung in der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs nicht erlangt werden kann, die Fahrzeugfahrunterstützungsverarbeitung beendet.
Andererseits, wenn in Schritt S4 bestimmt wird, das die Luftwiderstandsverteilung in der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs erlangt werden kann, wird die Luftwiderstandsverteilung in der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeug auf der Basis des Luftwiderstandes erlangt, der auf die entsprechenden Abschnitte des Eigenfahrzeugs ausgeübt wird, die durch die Luftwiderstandserfassungseinheit erfasst werden (Schritt S5).
Dann wird die Regelgüte des Verhaltens in der linken und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs bestimmt (Schritt S6). In dem Fell, in dem das Eigenfahrzeug in einem automatisierten Fahrzustand ist, wird die Regelgüte auf der Basis der Straßenerkennungsdurchführung und Ansprechverhalten des Eigenfahrzeugs oder des Straßenunebenheitszustands bestimmt. Ferner wird in dem Fall, in dem das Eigenfahrzeug in einem Assistenzfahrzustand ist, die Steuerdurchführung auf der Basis der Assistenzdurchführung des Eigenfahrzeugs oder dergleichen bestimmt. Ferner wird in dem Fall, in dem das Eigenfahrzeug in einem manuellen Fahrzustand ist, die Steuerungsunterstützung auf der Basis des fahrerischen Könnens des Fahrers bestimmt.
Dann wird eine Zielfahrtposition gemäß der Regelgüte, die im Schritt S6 bestimmt wird, auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung bestimmt, die in den Schritten S1 bis S5 erlangt wird (Schritt S7).
Die Verteilung der aerodynamischen Wirkung, die durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird, unterscheidet sich gemäß dem Fahrzeugzwischenabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug. 4 ist ein Graph, der ein Beispiel der Verteilung der aerodynamischen Wirkung darstellt, die durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird. In den entsprechenden Graphen von 4 bildet die horizontale Achse eine Position in der Linksrichtung und Rechtsrichtung des Eigenfahrzeugs im Hinblick auf das vorausfahrende Fahrzeug ab, das den Ursprung darstellt, und die vertikale Achse bildet die Größe der aerodynamischen Wirkung ab, die durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird. Ferner gibt in den entsprechenden Graphen von 4 eine durchgezogene Linie die Verteilung der aerodynamische Wirkung in dem Fall an, in dem die Fahrzeugzwischenlücke beziehungsweise der Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug relativ klein ist, und die gestrichelte Linie gibt die Verteilung der aerodynamischen Wirkung in dem Fall an, in dem der Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug relativ groß ist.
4a zeigt die Verteilung der aerodynamischen Wirkung, wenn es keinen Einfluss von Seitenwind oder dergleichen gibt, 4b zeigt die Verteilung der aerodynamischen Wirkung, die aufgrund des Einflusses des Seitenwindes geändert ist, und 4c zeigt die Verteilung der aerodynamischen Wirkung, die aufgrund des Einflusses einer Wandoberfläche eines Tunnels geändert ist. Wie in den entsprechenden Graphen von 4 dargestellt ist, wenn die Fahrzeugzwischenlücke beziehungsweise der Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug relativ klein, weist die Verteilung der aerodynamischen Wirkung, die durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird, den maximalen Wert auf, der relativ groß ist und eine Verteilungsbreite, die relativ schmal ist. Andererseits, wenn der Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug relativ groß ist, weist die Verteilung der aerodynamischen Wirkung, die durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird, den maximalen Wert, der relativ klein ist und eine Verteilungsbreite auf, die relativ breit ist.
Aufgrund dessen, wenn die Regelgüte des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs hoch ist, kann eine große aerodynamische Wirkung durch in Betracht ziehen der Position, bei der der Fahrzeugzwischenabstand relativ klein ist, als die Zielfahrtposition beziehungsweise die zum Ziel gesetzte Fahrtposition erlangt werden. Andererseits, wenn die Regelgüte des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs niedrig ist, kann eine stabile aerodynamische Wirkung durch in Betracht ziehen der Position, in der der Fahrzeugzwischenabstand relativ groß ist, als die Zielfahrtposition erlangt werden.
Ferner wird Unterstützung durchgeführt, um so das Eigenfahrzeug zur Zielfahrtposition, die im Schritt S7 bestimmt wird, zu führen (Schritt S8).
Ferner kann in den Schritten S2 und S7 die Zielfahrtposition im Hinblick auf die Umgebungsinformation, die durch die Umgebungsinformationserlangungseinheit 2 erlangt wird, korrigiert werden. Beispielsweise, wenn durch die Straßeninformation, die in der Umgebungsinformation beinhaltet ist, bestätigt wird, dass das Eigenfahrzeug innerhalb eines Tunnels fährt, kann die Zielfahrtposition im Hinblick auf Änderungen der Luftströmung durch die Wandoberfläche des Tunnels korrigiert werden.
Wie vorstehend beschrieben führt die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10 bezüglich dieser Ausführungsform die Unterstützung durch Erlangen der Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung und der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs durch, in dem sie die Zielfahrtposition des Eigenfahrzeugs gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung Luftwiderstandsverteilung durchführt, und führt das Fahrzeug zur Zielfahrtposition. Aufgrund dessen kann gemäß der Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10, sogar wenn die Bereich, in der eine große aerodynamische Wirkung durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird, in der der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs abweicht, das Eigenfahrzeug zu einer Position entsprechend der Abweichung geführt werden. Demzufolge kann die Kraftstoffeffizienz effektiv verbessert werden.
Ferner, da die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 10 die Zielfahrtposition gemäß der Regelgüte des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs bestimmt, wird es möglich, das Eigenfahrzeug zu einer Position zu führen, bei der die Kraftstoffeffizienz stabil, ungeachtet der niedrigen und hohen Regelgüte, verbessert werden kann.
[Zweite Ausführungsform]
5 ist ein Blockschaltbild, das die schematische Konfiguration einer zweiten Ausführungsform einer Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. In der selben Zeichnung ist die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100, gemäß dieser Ausführungsform, beispielsweise eine Vorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, um eine Fahrunterstützung des Fahrzeugs unter Verwendung der Verteilung des Luftwiderstands durchzuführen, der auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Nachfolgend wird ein Fahrzeug, an dem die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 angebracht ist, als ein Eigenfahrzeug bezeichnet.
Wie in 5 dargestellt ist, beinhaltet die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 eine Luftwiderstandserfassungseinheit 1, eine Umgebungsinformationserlangungseinheit 2, eine Zielkraftstoffeffizienzerlangungseinheit 5, eine Peripherieüberwachungsinformationserlangungseinheit 6 und eine ECU 7.
Wie vorstehend beschrieben ist, erfasst die Luftwiderstandserfassungseinheit 1 den Luftwiderstand, der auf die entsprechenden Abschnitte des Eigenfahrzeugs ausgeübt wird, und überträgt das Ergebnis der Erfassung an die ECU 7. Ferner, wie vorstehend beschrieben ist, erlangt die Umgebungsinformationserlangungseinheit 2 die Umgebungsinformationen um das Eigenfahrzeug herum und überträgt die Umgebungsinformationen an die ECU 7.
Die Zielkraftstoffeffizienzerlangungseinheit 5 legt einen zum Ziel gesetzten Wert der Kraftstoffeffizienzverbesserungsrate (Zielkraftstoffeffizienzverbesserungsrate) fest, der durch die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 zu erreichen ist. Beispielsweise wird die Zielkraftstoffeffizienzverbesserungsrate durch einen Fahrer, durch eine vorbestimmte Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) festgefegt. Ferner überträgt die Zielkraftstoffeffizienzerlangungseinheit 5 Informationen, die die festgelegte Zielkraftstoffeffizienzverbesserungsrate angeben, an die ECU 7.
Beispielsweise erlangt die Peripherieüberwachungsinformationserlangungseinheit 6 Peripherieüberwachungsinformationen durch Millimeter-Wellen-Radar oder eine Kamera. Beispielsweise beinhaltet die Peripherieüberwachungsinformation Informationen, die eine Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eine Breite einer Straße, auf der das Eigenfahrzeug fährt, eine Position eines Eigenfahrzeugs auf einer Straße und eine Position, eine Richtung oder eine Geschwindigkeit eines benachbarten Fahrzeugs, einschließlich eines entgegenkommenden Fahrzeugs angeben. Beispielsweise kann die Peripherieüberwachungsinformationserlangungseinheit 6 eine derartige Peripherieüberwachungsinformation durch Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation unter Verwendung einer vorbestimmten Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) erlangen. Ferner überträgt die Peripherieüberwachungsinformationserlangungseinheit 6 die Peripherieüberwachungsinformation an die ECU 7.
Die ECU 7 ist eine elektronische Steuereinheit, die eine CPU, einen ROM, einen RAM und einen Eingabe/Ausgabeport beinhaltet. In Funktion beinhaltet die ECU 7 eine Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41, eine. Regelgütebestimmungseinheit 42, eine Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43, eine Fahrrisikoerfassungseinheit (Fahrrisikoerfassungsmittel) 45 und eine Fahrunterstützungseinheit 44.
Wie vorstehend beschrieben erlangt die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41 die Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung und in der vorwärtigen Richtung und in der rückwärtigen Richtung das Eigenfahrzeugs auf der Basis des Luftwiderstands, der auf den entsprechenden Abschnitt des Eigenfahrzeugs ausgeübt wird, der durch die Luftwiderstandserfassungseinheit 1 erlangt wird. Ferner überträgt die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41 eine Information, die die Luftwiderstandsverteilung angibt, an die Fahrrisikoerfassungseinheit 45.
Die Fahrrisikoerfassungseinheit 45 erfasst Fahrrisiken an jeder Position, die das Eigenfahrzeug umgibt, auf der Basis der Peripherieüberwachungsinformation, die durch die Peripherieinformationserlangungseinheit 6 erlangt wird. Ferner überträgt die Fahrrisikoerfassungseinheit 45 die Information, die die Fahrrisiken angibt, an die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43. Insbesondere beinhaltet die Fahrrisikoerfassungseinheit 45 eine Konturberechnungseinheit 51 und Fahrrisikoberechnungseinheit 52.
Die Konturberechnungseinheit 51 berechnet eine Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratekontur, aufgrund der eine Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate bei einer Zielkraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung konstant wird, die durch die Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit 41 erlangt wird. Die Fahrrisikoberechnungseinheit 52 berechnet das Fahrrisiko des Eigenfahrzeugs in den entsprechenden Positionen der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur. Ferner beinhaltet beispielsweise das Fahrrisiko ein Kontaktrisiko zwischen dem Eigenfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, einem entgegenkommenden Fahrzeug oder irgendeinem anderen benachbarten Fahrzeug und ein Abweichungsrisiko des Eigenfahrzeugs bezüglich der Fahrspur. Beispielsweise kann ein derartiges Fahrrisiko durch die folgende Gleichung berechnet werden. Fahrrisiko = ε₁f(w) + ε₂g(x) + ε₃h(y) + ε₄k(z)
Hierbei kennzeichnet w einen Abstand zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem Eigenfahrzeug, x kennzeichnet einen Abstand zwischen einem entgegenkommenden Fahrzeug und einem Eigenfahrzeug, y kennzeichnet einen Abstand zwischen einem Eigenfahrzeug und einem benachbarten Fahrzeug, außer dem vorausfahrenden und dem entgegenkommenden Fahrzeug, und z kennzeichnet einen Abstand bis das Eigenfahrzeug von der Sparspur abweicht. Ferner sind f, g, h und k vorbestimmte Funktionen, die entsprechend zugeordnete Variablen w, x, y und z aufweisen. Demzufolge gibt f(w) ein Kontaktrisiko zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug an, g(x) gibt ein Kontaktrisiko zwischen dem entgegenkommenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug an, h(y) gibt ein Kontaktrisiko zwischen dem Eigenfahrzeug und dem benachbarten Fahrzeug, außer dem vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeug an, und k(z) gibt das Abweichungsrisiko des Eigenfahrzeugs von der Fahrspur an. Ferner sind ε₁ bis ε₄ Parameter zum Gewichten der entsprechenden Risiken.
Die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43 bestimmt die Zielfahrtposition um so das berechnete Fahrrisiko, wie vorstehend beschrieben, zu minimieren. Konkret bestimmt die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43 eine Position, bei der das Fahrrisiko aus entsprechenden Positionen auf der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur minimiert wird, als die Zielfahrtposition.
Ferner kann die Zielfahrtpositionbestimmungseinheit 43 die Zielfahrtposition im Hinblick auf die Regelgüte des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs bestimmen, die durch die Regelgütebestimmungseinheit 42 bestimmt wird.
Als Nächstes wird, mit Bezug auf 6, eine Fahrzeugfahrunterstützungsverarbeitungsprozedur erläutert, die durch eine ECU 7 ausgeführt wird.
In der Zeichnung wird als Erstes die Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung und der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs, auf der Basis des Luftwiderstands erlangt, der auf die entsprechenden Abschnitte des Eigenfahrzeugs ausgeübt wird, der durch die Luftwiderstandserfassungseinheit 1 erfasst wird (Schritt S11). Dann wird die Zielkraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate, die durch die Zielkraftstoffeffizienzerlangungseinheit 5 festgelegt, eingegeben (Schritt S12). Dann wird die Peripherieüberwachungsinformation, die durch die Peripherieüberwachungsinformationserlangungseinheit 6 erlangt wird, eingegeben (Schritt S13). Die Schritte S11 bis S13 können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.
Dann wird auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung, die bei Schritt S11 erlangt wird, eine Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur, auf der eine Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate bei einer Zielkraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate konstant wird, die in Schritt 12 festgelegt wird, berechnet (Schritt S14). Zu dieser Zeit beziehungsweise zu diesem Zeitpunkt ist die berechnete Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur beispielsweise durch eine durchgezogene Linie angegeben, die als ein Symbol S in 7 dargestellt ist. Die horizontale Achse und die vertikale Achse in 7 sind Koordinatenachsen im Hinblick auf das vorausfahrende Fahrzeug das den Ursprung darstellt.
Dann wird das Fahrrisiko des Eigenfahrzeugs in den entsprechenden Positionen auf der Kraftstoffeffizienzverbesserungsratenkontur S, die in Schritt S14 berechnet wird, berechnet (Schritt S15).
Dann wird die Position, bei der das Fahrrisiko, das in Schritt S15 berechnet wird, aus den entsprechenden Positionen auf der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur S, die in Schritt S14 berechnet wird, als die Zielfahrtposition bestimmt (Schritt S16). Zu diesem Zeitpunkt, wie in 7 dargestellt, wird die Position, bei der das Kontaktrisiko f(w) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug C₁ und dem Eigenfahrzeug C₀ aus den entsprechenden Positionen auf der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur S minimiert wird, zur Position P, bei der der Abstand zwischen dem vorausfahren Fahrzeug C₁ und dem Eigenfahrzeug C₀ maximiert wird. Nähert sich jedoch ein entgegenkommendes Fahrzeug C2 auf der rechten Seite des Eigenfahrzeugs wird die Position P relativ nahe zum entgegenkommenden Fahrzeug C2, wodurch das Kontaktrisiko g(x) zwischen dem entgegenkommenden Fahrzeug C2 und dem Eigenfahrzeug C0 relativ groß wird. Demzufolge wird die Position (Zielfahrtposition) bei der das Fahrrisiko unter dem entsprechenden Positionen auf der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur S minimiert wird, eine Position Q, bei der sowohl das Kontaktrisiko f(w) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug C₁ und dem Eigenfahrzeug C₀ und das Kontaktrisiko g(x) zwischen dem entgegenkommenden Fahrzeug C₂ und dem Eigenfahrzeug C₀ relativ klein wird.
Dann wird die Unterstützung durchgeführt, um das Eigenfahrzeug zur Zielfahrtposition zu führen, die in Schritt S16 bestimmt wird (Schritt S17).
Ferner kann in Schritt S16 die Zielfahrtposition im Hinblick auf die Umgebungsinformation bestimmt werden, die durch die Umgebungsinformationserlangungseinheit 2 erlangt wird. Ferner kann in Schritt S16 die Zielfahrtposition unter weiterer Berücksichtigung der Regelgüte des Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs bestimmt werden, die durch die Regelgütebestimmungseinheit 42 bestimmt wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, erlangt die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 die Luftwiderstandsverteilung in der linken Richtung und der rechten Richtung und in der vorwärtigen Richtung und der rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs und berechnet die Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung. Ferner bestimmt die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 die Position auf der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur als die Zielfahrtposition und führt die Unterstützung durch, um das Fahrzeug zur Zielfahrtposition zu führen. Aufgrund dessen kann, sogar wenn die Bereich, in der eine große aerodynamische Wirkung durch das vorausfahrende Fahrzeug erlangt wird, in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs abweicht, das Eigenfahrzeug zu einer Position entsprechend der Abweichung geführt werden.
Ferner berechnet die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 die Fahrrisiken in den entsprechenden Positionen, die das Eigenfahrzeug umgeben, und bestimmt die Position, in der das Fahrtrisiko minimal wird, als die Zielfahrtposition. Zu dieser Zeit bestimmt die Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 die Position, in der das Fahrrisiko minimal wird, unter den entsprechenden Positionen auf der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur als die Zielfahrtposition. Aufgrund dessen können gemäß der Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung 100 sowohl das Fahren des Eigenfahrzeugs, das an die Umgebung angepasst ist als auch die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz miteinander koexistieren.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise, wenn die Zielfahrtposition vom Zentrum der Fahrspur beziehungsweise der Mitte der Fahrspur abweicht, wenn die Unterstützung zum Führen des Eigenfahrzeugs zur Zielfahrtposition durchgeführt wird, kann der Fahrer hinsichtlich der entsprechenden Führung beunruhigt sein. Aufgrund dessen kann ferner eine HMI (Human Machine Interface, Mensch-Maschinen-Schnittstelle) zum Erlangen der Entscheidung vom Fahrer, ob die Unterstützung zum Führen des Eigenfahrzeugs zur Zielfahrtposition weiter bereitgestellt werden soll. Es ist bevorzugt, dass diese HMI so konfiguriert ist, dass der Fahrer sinnlich eine Position mit einer großen aerodynamischen Wirkung durch auditive, visuelle und taktile Sinne bestimmen kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung, die die Kraftstoffeffizienz effektiv verbessern kann, kann bereit gestellt werden.
Bezugszeichenliste

2: Umgebungsinformationserlangungseinheit
4, 7: ECU
41: Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit
42: Regelgütebestimmungseinheit
43: Zielfahrtpositionbestimmungseinheit
44: Fahrunterstützungseinheit
45: Fahrrisikoerfassungseinheit
51: Konturberechnungseinheit
52: Fahrrisikoberechnungseinheit

Claims

Eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung, aufweisend: ein Luftwiderstandsverteilungserlangungsmittel zum Erlangen einer Luftwiderstandsverteilung in einer Linksrichtung und einer Rechtsrichtung eines Eigenfahrzeugs; ein Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Zielfahrtposition des Eigenfahrzeugs gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung der Luftwiderstandsverteilung; und ein Fahrunterstützungsmittel zum Durchführen einer Unterstützung zum Führen des Eigenfahrzeugs zur Zielfahrtposition.
Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Luftwiderstandsverteilungserlangungsmittel ferner die Luftwiderstandsverteilung in einer vorwärtigen Richtung und einer rückwärtigen Richtung des Eigenfahrzeugs erlangt.
Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel die Zielfahrtposition gemäß einer Regelgüte eines Verhaltens in der linken Richtung und der rechten Richtung des Eigenfahrzeugs bestimmt.
Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, für die ferner ein Umgebungsinformationserlangungsmittel zum Erlangen von Umgebungsinformationen um das Eigenfahrzeug herum aufweist, wobei das Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel die Zielfahrtposition auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung und der Umgebungsinformation bestimmt.
Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner ein Fahrrisikoerfassungsmittel zum Erfassen von Fahrrisiken bei jeder Position um das Eigenfahrzeug herum aufweist, wobei das Zielfahrtpositionsbestimmungsmittel die Zielfahrtposition so bestimmt, dass das Fahrrisiko minimiert wird.
Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Fahrrisikoerfassungsmittel aufweist: ein Mittel zum Berechnen einer Kraftstoffeffizienz-Verbesserungskontur, auf der die Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate bei einem vorbestimmten Zielwert der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsrate konstant wird, auf der Basis der Luftwiderstandsverteilung; und ein Mittel zum Berechnen des Fahrrisikos des Eigenfahrzeugs an jeder Position der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsratenkontur.