DE112017000884T5

DE112017000884T5 - Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung, Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahren und Fahrzeug-Regel-/Steuerprgramm

Info

Publication number: DE112017000884T5
Application number: DE112017000884.0T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Ishioka; Toru Kokaki; Daichi Kato
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2018-12-06
Also published as: US20190016338A1; WO2017141788A1; JPWO2017141788A1; JP6569186B2; CN108473140A

Abstract

Diese Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung ist mit einer Erkennungseinheit, welche die Position von umliegenden Fahrzeugen erkennt, welche in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs fahren; einer Zielposition-Festlegungseinheit, welche die Spuränderungs-Zielposition zu der Spuränderungs-Zielspur festlegt, zu welcher das Ego-Fahrzeug Spuren ändern wird; einer Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit, welche bestimmt, dass eine Spuränderung möglich ist, wenn eine erste Bedingung und/oder eine zweite Bedingung erfüllt ist, wobei die erste Bedingung ist, dass in einem verbotenen Bereich keine umliegenden Fahrzeuge vorliegend sind, welcher an der Seite des Ego-Fahrzeugs und in der Spuränderungs-Zielspur festgelegt ist, und die zweite Bedingung ist, dass die Kollisions-Spielraumzeit für eine Kollision zwischen dem Ego-Fahrzeug und umliegenden Fahrzeugen vor oder hinter der Zielposition größer ist als der Schwellenwert; und einer Regel-/Steuereinheit versehen, welche das Ego-Fahrzeug veranlasst, Spuren zu der Spuränderungs-Zielspur zu ändern, wenn die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Spuränderung möglich ist.

Description

[Technisches Feld]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung, ein Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahren und ein Fahrzeug-Regel-/Steuerprogramm.
Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2016-028721 , welche am 18. Februar 2016 angemeldet wurde, wobei deren Inhalte hiermit durch Bezug in die vorliegende Anmeldung aufgenommen sind.
[Stand der Technik]
In den vergangenen Jahren ist die Entwicklung von Technologie, welche einem Fahrzeug erlaubt, automatisch während eines Fahrens gemäß einer relativen Beziehung zwischen einem Ego-Fahrzeug und benachbarten Fahrzeugen seine Spur zu ändern, vorangeschritten. In diesem Bezug ist eine Fahrt-Regel-/Steuervorrichtung bekannt, welche einen Verkehrszustand, umfassend eine Fahrzeugdichte jeder Spur einer Straße, auf welcher Fahrzeuge fahren, aufnimmt, ein Fahrzeug veranlasst, eine Spur zu einer Spur mit einer höheren Fahrzeugdichte unter den Spuren zu ändern, und eine Fahrt-Regelung/Steuerung derart durchführt, dass es für den Abstand zwischen Fahrzeugen schwierig wird, kurz zu werden, je enger die Fahrzeugdichte für das Fahrzeug, welches eine Spur zu der Spur mit einer höheren Fahrzeugdichte geändert hat, zu einer Grenzdichte ist (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Darüber hinaus ist eine Fahrzeug-Positionsbeziehung-Anzeigevorrichtung bekannt, welche die Positionen von Fahrzeugen auf einer Straße erfasst, auf welcher die Fahrzeuge fahren, die Fahrzeuge veranlasst, eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen durchzuführen, um die erfassten Positionsinformationen bezüglich der Fahrzeuge auszutauschen, ein benachbartes Fahrzeug in einer Reihe von Fahrzeugen, welche in einem automatischen Fahrmodus nahe eines Ego-Fahrzeugs fahren, aus den Positionsinformationen von anderen Fahrzeugen, welche entlang einer automatischen Fahrspur auf der gleichen Straße fahren, welche über die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen empfangen wird, und eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem erkannten hintersten Fahrzeug anzeigt (siehe zum Beispiel Patentdokument 2).
[Liste von Zitierungen]

[Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der ersten Veröffentlichungsnummer 2010-036862
[Patentdokument 2] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der ersten Veröffentlichungsnummer 10-103982

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Jedoch war es herkömmlicherweise nicht möglich, zu bestimmen, ob es möglich ist, eine Fahrspur auf der Grundlage des Zustands einer Spur eines Spuränderungsziels angemessen zu ändern.
Aspekte der vorliegenden Erfindung wurden im Hinblick auf einen derartigen Umstand gemacht und eine der Aufgaben davon ist es, eine Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung, ein Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahren und ein Fahrzeug-Regel-/Steuerprogramm bereitzustellen, welche in der Lage sind, eine Spuränderbarkeits-Bestimmung angemessen zu erstellen.
[Lösung des Problems]

(1) Eine Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Erkennungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Position eines benachbarten Fahrzeugs zu erkennen, welches in der Nähe eines Ego-Fahrzeugs fährt; eine Zielposition-Festlegungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Zielposition für eine Spuränderung zu einer Spur eines Spuränderungsziels festzulegen, zu welcher das Ego-Fahrzeug eine Spur ändert; eine Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn eine oder beide aus einer ersten Bedingung, in welcher das benachbarte Fahrzeug in einem verbotenen Bereich nicht vorliegend ist, welcher an einer lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs und auf der Spur des Spuränderungsziels festgelegt ist, und einer zweiten Bedingung, in welcher eine Kollisions-Spielraumzeit zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem benachbarten Fahrzeug, welches vor oder nach der Zielposition vorhanden ist, größer ist als ein Schwellenwert, erfüllt sind; und eine Regel-/Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Ego-Fahrzeug zu veranlassen, eine Spur zu der Spur des Spuränderungsziels zu ändern, wenn die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es möglich ist, die Spur zu ändern.
(2) In dem Aspekt (1) kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung erfüllt sind, und kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmen, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn wenigstens eine aus der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung nicht erfüllt ist.
(3) In dem Aspekt (1) kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn wenigstens eine aus der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung erfüllt ist, und kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmen, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung nicht erfüllt sind.
(4) In einem der Aspekte (1) bis (3) kann die Regel-/Steuereinheit eine Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs auf der Grundlage von Positionen zu vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkten des Ego-Fahrzeugs erzeugen und eine Beschleunigung/Verzögerung und ein Lenken des Ego-Fahrzeugs regeln/steuern, so dass das Ego-Fahrzeug entlang der Zieltrajektorie fährt, wobei die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung ferner umfassen kann: eine Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine erwartete Trajektorie eines anderen Fahrzeugs auf der Grundlage von Positionen zu den vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkten des benachbarten Fahrzeugs zu erzeugen und bestimmt, ob sich die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs und die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs auf der Grundlage von Distanzen zwischen den Positionen der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs und Positionen, welche in Bezug auf Zeitpunkte zu den Positionen auf der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs unter Positionen auf der erwarteten Trajektorie des anderen Fahrzeugs entsprechen, gegenseitig beeinträchtigen, und kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs nicht beeinträchtigt.
(5) In dem Aspekt (4) kann die Bestimmung einer Spuränderbarkeit unter Verwendung der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung und die Bestimmung durch die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit wiederholt durchgeführt werden.
(6) Ein Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahren gemäß einemanderen Aspekt der vorliegenden Erfindung veranlasst einen OnBoard-Computer, Folgendes auszuführen: Erkennen einer Position eines benachbarten Fahrzeugs, welches in der Nähe eines Ego-Fahrzeugs fährt; Festlegen einer Zielposition für eine Spuränderung zu einer Spur eines Spuränderungsziels, zu welcher das Ego-Fahrzeug eine Spur ändert; Bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn eine oder beide aus einer ersten Bedingung, in welcher das benachbarte Fahrzeug in einem verbotenen Bereich nicht vorliegend ist, welcher an einer lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs und auf der Spur des Spuränderungsziels festgelegt ist, und einer zweiten Bedingung, in welcher eine Kollisions-Spielraumzeit zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem benachbarten Fahrzeug, welches vor oder nach der Zielposition vorhanden ist, größer ist als ein Schwellenwert, erfüllt sind; und Veranlassen des Ego-Fahrzeugs eine Spur zu der Spur des Spuränderungsziels zu ändern, wenn bestimmt wird, dass es möglich ist, die Spur zu ändern.
(7) Ein Fahrzeug-Regel-/Steuerprogramm gemäß einemanderen Aspekt der vorliegenden Erfindung veranlasst einen OnBoard-Computer, Prozesse auszuführen, umfassend: Erkennen einer Position eines benachbarten Fahrzeugs, welches in der Nähe eines Ego-Fahrzeugs fährt; Festlegen einer Zielposition für eine Spuränderung zu einer Spur eines Spuränderungsziels, zu welcher das Ego-Fahrzeug eine Spur ändert; Bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn eine oder beide aus einer ersten Bedingung, in welcher das benachbarte Fahrzeug in einem verbotenen Bereich nicht vorliegend ist, welcher an einer lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs und auf der Spur des Spuränderungsziels festgelegt ist, und einer zweiten Bedingung, in welcher eine Kollisions-Spielraumzeit zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem benachbarten Fahrzeug, welches vor oder nach der Zielposition vorhanden ist, größer ist als ein Schwellenwert, erfüllt sind; und Veranlassen des Ego-Fahrzeugs eine Spur zu der Spur des Spuränderungsziels zu ändern, wenn bestimmt wird, dass es möglich ist, die Spur zu ändern.

[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Gemäß den Aspekten (1), (6) und (7) kann die Regel-/Steuereinheit eine Spuränderbarkeits-Bestimmung während einer automatischen Fahrt-Regelung/Steuerung angemessen durchführen. Daher ist es möglich, eine Spur zu einem angemessenen Zeitpunkt gemäß einem Fahrzustand eines Fahrzeugs an einem Spuränderungsziel zu ändern.
Gemäß dem Aspekt (2), da die Regel-/Steuereinheit bestimmt, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn beide Bedingungen aus der ersten Bedingung auf Grundlage der Anwesenheit eines anderen Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich und der zweiten Bedingung auf Grundlage der Kollisions-Spielraumzeit des Ego-Fahrzeugs und des anderen Fahrzeugs erfüllt sind, ist es möglich, eine Spur zu einem noch angemesseneren Zeitpunkt zu ändern.
Gemäß dem Aspekt (3) kann die Regel-/Steuereinheit bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn entweder die erste Bedingung oder die zweite Bedingung nicht erfüllt sind. Auf diese Weise ist es möglich, den erlaubbaren Bereich der Spuränderbarkeit zu verbreitern.
Gemäß dem Aspekt (4) kann die Regel-/Steuereinheit die Spuränderbarkeit durch Bestimmen, ob sich die Fahrpositionen beeinträchtigen, unter Verwendung der erwarteten Trajektorien des Ego-Fahrzeugs und des anderen Fahrzeugs, welches auf der Spur des Spuränderungsziels fährt, noch angemessener bestimmen.
Gemäß dem Aspekt (5), da die Bestimmung einer Spuränderbarkeit unter Verwendung der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung und die Bestimmung durch die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit während eines Fahrens des Ego-Fahrzeugs wiederholt durchgeführt werden, kann die Regel-/Steuereinheit die Spuränderbarkeit gemäß einer Änderung in einem Fahrzustand bestimmen.
Figurenliste

1 ist eine Grafik, welche Komponenten eines Fahrzeugs darstellt, an welchen ein Fahrzeug-Regel-/Steuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform angebracht ist.
2 ist eine Grafik, welche eine funktionelle Konfiguration eines Ego-Fahrzeugs darstellt, an welchem das Fahrzeug-Regel-/Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform angebracht ist.
3 ist eine Grafik, welche darstellt, wie eine Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit eine relative Position eines Ego-Fahrzeugs in Relation zu einer Fahrspur erkennt.
4 ist eine Grafik, welche ein Beispiel eines Handlungsplans darstellt, welcher für ein bestimmtes Segment erzeugt worden ist.
5A ist eine Grafik, welche ein Beispiel einer Trajektorie darstellt, welche durch eine erste Trajektorien-Erzeugungseinheit erzeugt worden ist.
5B ist eine Grafik, welche ein Beispiel einer Trajektorie darstellt, welche durch eine erste Trajektorien-Erzeugungseinheit erzeugt worden ist.
5C ist eine Grafik, welche ein Beispiel einer Trajektorie darstellt, welche durch eine erste Trajektorien-Erzeugungseinheit erzeugt worden ist.
5D ist eine Grafik, welche ein Beispiel einer Trajektorie darstellt, welche durch eine erste Trajektorien-Erzeugungseinheit erzeugt worden ist.
6 ist eine Grafik, welche darstellt, wie eine Zielposition-Festlegungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform eine Zielposition festlegt.
7 ist eine Grafik, welche darstellt, wie eine zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform eine Trajektorie erzeugt.
8 ist eine Grafik, welche eine Bestimmung einer Beeinträchtigung zwischen einer Zieltrajektorie eines Ego-Fahrzeugs und einer erwarteten Trajektorie eines anderen Fahrzeugs beschreibt.
9 ist eine Grafik, welche ein Beispiel von Trajektorien darstellt, welche erzeugt werden, wenn ein Bedarf besteht, eine Spur zu ändern.
10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Spuränderungs-Regel-/Steuerprozesses darstellt.
11 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
12 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Zielposition-Änderungsprozesses darstellt.
13 ist eine Grafik, welche beschreibt, wie eine Zielposition zu einer vorderen Seite geändert wird.
14 ist eine Grafik, welche beschreibt, wie eine Zielposition zu einer Seite dahinter geändert wird.
15 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Nachfolgend werden Ausführungsformen einer Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung, eines Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahrens und eines Fahrzeug-Regel-/Steuerprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
<Erste Ausführungsform>
[Konfiguration eines Fahrzeugs]
1 ist eine Grafik, welche Komponenten eines Fahrzeugs (hierin nachfolgend als ein Ego-Fahrzeug M bezeichnet) darstellt, an welchem ein Fahrzeug-Regel-/Steuersystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform angebracht ist. Ein Fahrzeug, an welchem das Fahrzeug-Regel-/Steuersystem 1 angebracht ist, ist ein Automobil, wie beispielsweise ein zweirädriges Automobil, ein dreirädriges Automobil oder ein vierrädriges Automobil, und Beispiele davon umfassen ein Automobil, welches einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen Dieselmotor oder einen Benzinmotor, als eine Leistungsquelle verwendet, ein elektrisches Automobil, welches einen Motor als eine Leistungsquelle verwendet, und ein Hybrid-Automobil, welches einen Verbrennungsmotor und einen Motor als eine Leistungsquelle verwendet. Darüber hinaus wird das elektrische Automobil unter Verwendung von elektrischer Leistung angetrieben, welche durch eine Batterie abgegeben wird, wie beispielsweise eine Sekundärbatterie, eine Wasserstoff-Brennstoffzelle, eine Metall-Brennstoffzelle oder eine Alkohol-Brennstoffzelle.
Wie in 1 dargestellt, sind an dem Ego-Fahrzeug M Sensoren, wie beispielsweise Sucher 20-1 bis 20-7, Radare 30-1 bis 30-6 und eine Kamera 40, eine Navigationsvorrichtung 50 und eine Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 angebracht. Die Sucher 20-1 bis 20-7 verwenden light detection and ranging oder laser imaging detection and ranging (LIDAR), welche gestreutes Licht von Emissionslicht misst, um zum Beispiel eine Distanz zu einem Ziel zu messen. Zum Beispiel kann der Sucher 20-1 an einem vorderen Grill oder dergleichen angebracht sein und die Sucher 20-2 und 20-3 können an einer Seitenfläche eines Fahrzeugkörpers, an einem Türspiegel, an der Innenseite eines Scheinwerfers, in der Nähe eines Blinkerlichts oder dergleichen angebracht sein. Der Sucher 20-4 kann an einem Kofferraumdeckel oder dergleichen angebracht sein und die Sucher 20-5 und 20-6 können an einer Seitenfläche des Fahrzeugkörpers, an der Innenseite einer Rückleuchte oder dergleichen angebracht sein. Die Sucher 20-1 bis 20-6 weisen einen Erfassungsbereich auf, welcher zum Beispiel etwa 150° in Bezug auf eine laterale Richtung beträgt. Darüber hinaus kann der Sucher 20-7 an einer Dachlampe oder dergleichen befestigt sein. Der Sucher 20-7 weist einen Erfassungsbereich auf, welcher zum Beispiel in Bezug auf eine horizontale Richtung bei 360° liegt.
Die Radare 30-1 und 30-4 sind long-range millimeter-wave Radare, deren Erfassungsbereich in einer Tiefenrichtung zum Beispiel weiter ist als der von anderen Radaren. Darüber hinaus sind die Radare 30-2, 30-3, 30-5 und 30-6 mid-range millimeter-wave Radare, deren Erfassungsbereich in einer Tiefenrichtung zum Beispiel enger ist als der der Radare 30-1 und 30-4.
Hierin werden nachfolgend die Sucher 20-1 bis 20-7 einfach als ein „Sucher 20“ bezeichnet werden, wenn die Sucher nicht ausdrücklich unterschieden werden, und die Radare 30-1 bis 30-6 werden einfach als ein „Radar 30“ bezeichnet werden, wenn die Radare nicht ausdrücklich unterschieden werden. Der Radar 30 erfasst die Anwesenheit eines Objekts (zum Beispiel eines benachbarten Fahrzeugs (anderes Fahrzeug), eines Hindernisses oder dergleichen) um ein Ego-Fahrzeug M herum, die Distanz zu einem Objekt, eine relative Geschwindigkeit und dergleichen zum Beispiel gemäß eines Schemas einer frequenzmoderierten kontinuierlichen Welle (FM-CW).
Die Kamera 40 ist eine digitale Kamera, welche eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung verwendet, wie beispielsweise eine Ladungsträgergekoppelte Schaltung (CCD) oder einen komplementären Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS). Die Kamera 40 ist an einem oberen Abschnitt einer vorderen Windschutzscheibe oder an einer hinteren Fläche eines Rückspiegels angebracht. Die Kamera 40 nimmt das Bild der Seite vor dem Ego-Fahrzeug M zum Beispiel periodisch und wiederholt auf.
Die Komponenten, welche in 1 dargestellt sind, sind nur Beispiele und manche der Komponenten können weggelassen werden und andere Komponenten können hinzugefügt werden.
2 ist eine Grafik, welche eine funktionelle Konfiguration des Ego-Fahrzeugs M darstellt, an welchem das Fahrzeug-Regel-/Steuersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform angebracht ist. Zusätzlich zu dem Sucher 20, dem Radar 30 und der Kamera 40, sind die Navigationsvorrichtung 50, ein Fahrzeug-Sensor 60, eine Bedienungsvorrichtung 70, ein Bedienungs-Erfassungssensor 72, ein Wechselschalter 80, eine Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90, eine Lenkvorrichtung 92, eine Bremsvorrichtung 94 und die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 an dem Ego-Fahrzeug M angebracht. Diese Vorrichtungen und Geräte sind miteinander durch eine Multiplex-Kommunikationsleitung verbunden, wie beispielsweise eine controller area network (CAN) Kommunikationsleitung, eine serielle Kommunikationsleitung, eine drahtlose Kommunikationsleitung und dergleichen.
Die Navigationsvorrichtung 50 weist eine Empfangseinheit eines globalen Navigations-Satellitensystems (GNSS), Karteninformationen (Navigationskarte), eine Anzeigevorrichtung vom TouchPanel-Typ, welche als eine Benutzerschnittstelle fungiert, einen Lautsprecher, ein Mikrofon und dergleichen auf. Die Navigationsvorrichtung 50 identifiziert die Position des Ego-Fahrzeugs M mit der Hilfe der GNSS-Empfangseinheit und leitet eine Route von der Position zu einem Ziel, welches durch den Benutzer bestimmt wird, ab. Die Route, welche durch die Navigationsvorrichtung 50 abgeleitet wird, wird in einer Speichereinheit 150 als Routeninformationen 154 gespeichert. Die Position des Ego-Fahrzeugs M kann durch ein Inertial-Navigationssystem (INS), welches die Ausgabe des Fahrzeugsensor 60 verwendet, identifiziert oder kompensiert werden. Darüber hinaus stellt die Navigationsvorrichtung 50 eine Führung für eine Route zu einem Ziel über Ton und eine Navigationsanzeige bereit, wenn die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 in einem manuellen Fahrmodus betrieben wird. Eine Konfiguration zum Identifizieren der Position des Ego-Fahrzeugs M kann unabhängig von der Navigationsvorrichtung 50 bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann die Navigationsvorrichtung 50 durch eine Funktion einer Endgerätevorrichtung realisiert werden, wie beispielsweise einem Smartphone oder einem Tablett-Endgerät, welches einem Nutzer gehört. In diesem Fall übertragen und empfangen die Endgerätevorrichtung und die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 Informationen drahtlos oder über eine Kabelkommunikation.
Der Fahrzeugsensor 60 kann ein Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, welcher eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, ein Beschleunigungssensor, welcher eine Beschleunigung erfasst, ein Gierratensensor, welcher eine Winkelgeschwindigkeit um eine vertikale Achse erfasst, und ein Azimut-Sensor sein, welcher eine Richtung des Ego-Fahrzeugs M erfasst.
Die Bedienungsvorrichtung 70 umfasst zum Beispiel ein Gaspedal, ein Lenkrad, ein Bremspedal, einen Ganghebel und dergleichen. Ein Bedienungs-Erfassungssensor 42, welcher die Anwesenheit und die Menge einer Bedienung eines Fahrers erfasst, ist an der Bedienungsvorrichtung 70 angebracht. Der Bedienungs-Erfassungssensor 72 umfasst zum Beispiel einen Gaspedal-Öffnungssensor, einen Lenkmoment-Sensor, einen Bremssensor, einen Gangposition-Sensor und dergleichen. Die Bedienungs-Erfassungssensoren 72 können ein Gaspedal-Öffnungsausmaß, ein Lenkmoment, eine Bremspedal-Herunterdrückmenge, eine Gangposition und dergleichen an eine Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 als Erfassungsergebnisse ausgeben. Anstelle dessen können die Erfassungsergebnisse des Bedienungs-Erfassungssensors 72 direkt an die Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90, die Lenkvorrichtung 92 oder die Bremsvorrichtung 94 ausgegeben werden.
Der Wechselschalter 80 ist ein Schalter, welcher durch einen Fahrer oder dergleichen bedient wird. Der Wechselschalter 80 empfängt eine Bedienung eines Fahrers oder dergleichen, erzeugt ein Regel-/Steuermodus-Bestimmungssignal zum Bestimmen eines Regel-/Steuermodus der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 als einen automatischen Fahrmodus oder als einen manuellen Fahrmodus, und gibt das Regel-/Steuermodus-Bestimmungssignal an eine Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 aus. Wie oben beschrieben, ist der automatische Fahrmodus ein Fahrmodus, in welchem ein Fahrzeug in einen Zustand fährt, in welchem ein Fahrer keine Bedienungen durchführt (oder eine Bedienungsmenge kleiner ist oder eine Bedienungsfrequenz geringer ist als in dem manuellen Fahrmodus). Insbesondere ist der automatische Fahrmodus ein Fahrmodus, in welchem manche oder alle aus der Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90, der Lenkvorrichtung 92 und der Bremsvorrichtung 94 auf der Grundlage eines Handlungsplans geregelt/gesteuert werden.
Die Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 umfasst zum Beispiel einen Motor und eine elektronische Motor-Regel-/Steuereinheit (ECU), welche den Motor regelt/steuert, wenn das Ego-Fahrzeug M ein Automobil ist, welches einen Verbrennungsmotor als eine Leistungsquelle verwendet, umfasst einen Fahrtmotor und eine Motor-ECU, welche den Fahrtmotor regelt/steuert, wenn das Ego-Fahrzeug M ein elektrisches Automobil ist, welches einen Motor als eine Leistungsquelle verwendet, und umfasst einen Motor, eine Motor-ECU (Antriebs-ECU), einen Fahrtmotor und eine Motor-ECU, wenn das Ego-Fahrzeug M ein Hybrid-Automobil ist. Wenn die Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 nur einen Motor (einen Antrieb) umfasst, stellt die Motor-ECU eine Drosselöffnung, eine Gangstufe und dergleichen des Motors gemäß Informationen ein, welche von der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eingegeben werden, welche später beschrieben wird, und gibt eine Fahrt-Fahrkraft (Moment) aus, um dem Fahrzeug zu erlauben, zu fahren. Darüber hinaus, wenn die Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 nur einen FahrtMotor umfasst, wie oben beschrieben, stellt die Motor-ECU ein Leistungsverhältnis eines PWM-Signals, welches an den Fahrtmotor gemäß Informationen geliefert wird, welche von der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eingegeben werden, ein und gibt die Fahrt-Fahrkraft aus. Darüber hinaus, wenn die Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 nur einen Motor (einen Antrieb) und einen Fahrtmotor umfasst, regeln/steuern sowohl die Antriebs-ECU als auch die Motor-ECU die Fahrt-Fahrkraft gemeinsam gemäß Informationen, welche von der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eingegeben werden.
Die Lenkvorrichtung 92 umfasst zum Beispiel einen Elektromotor. Der Elektromotor appliziert eine Kraft an eine Zahnstangen-Funktion oder dergleichen, um zum Beispiel die Richtung eines Lenkrads zu ändern. Die Lenkvorrichtung 92 treibt den Elektromotor gemäß den Informationen an, welche von der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eingegeben werden, um die Richtung eines Lenkrads zu ändern.
Die Bremsvorrichtung 94 ist eine elektrische Servobremsvorrichtung, welche zum Beispiel einen Bremssattel, einen Zylinder, welcher einen hydraulischen Druck an den Bremssattel überträgt, einen Elektromotor, welcher einen hydraulischen Druck in dem Zylinder erzeugt, und eine Brems-Regel-/Steuereinheit umfasst. Die Brems-Regel-/Steuereinheit der elektrischen Servobremsvorrichtung regelt/steuert den Elektromotor gemäß Informationen, welche von der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eingegeben werden, so dass ein Bremsmoment, welches einer Bremsbedienung entspricht, an jeweilige Räder ausgegeben wird. Die elektrische Servobremsvorrichtung kann einen Back-up-Mechanismus zum Übertragen des hydraulischen Drucks, welcher durch eine Betätigung des Bremspedals erzeugt wird, an den Zylinder über einen Hauptzylinder umfassen. Die Bremsvorrichtung 94 ist nicht auf die elektrische Servobremsvorrichtung begrenzt, welche oben beschrieben worden ist, sondern kann eine elektronisch geregelte/gesteuerte hydraulische Bremsvorrichtung sein. Die elektronisch geregelte/gesteuerte hydraulische Bremsvorrichtung regelt/steuert einen Aktuator gemäß Informationen, welche von der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eingegeben werden, um den hydraulischen Druck des Hauptzylinders an den Zylinder zu übertragen. Darüber hinaus kann die Bremsvorrichtung 94 eine regenerative Bremse auf Grundlage eines Fahrt-Motors umfassen, welcher in der Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 umfasst ist.
[Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung]
Hierin wird nachfolgend die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 beschrieben werden. Die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 ist ein Beispiel einer „Regel-/Steuereinheit“.
Die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 umfasst zum Beispiel eine Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102, eine Außenwelt-Erkennungseinheit 104, eine Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106, eine Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110, eine erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112, eine Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120, eine Bedienungs-Anfrageeinheit 128, eine Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130, eine Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 und eine Speichereinheit 150. Manche oder alle aus der Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102, der Außenwelt-Erkennungseinheit 104, der Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106, der Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110, der ersten Trajektorien-Erzeugungseinheit 112, der Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120, der Bedienungs-Anfrageeinheit 128, der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 und der Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 sind funktionelle Schalteinheiten, welche funktionieren, wenn ein Prozessor, wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein Programm ausführt. Darüber hinaus können manche oder alle dieser Komponenten funktionale Hardwareeinheiten, wie beispielsweise eine large scale integration (LSI) oder eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) sein. Darüber hinaus kann die Speichereinheit 150 durch einen Festwertspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Festplatte (HDD), einen Flash-Speicher oder dergleichen realisiert sein. Ein Programm, welches durch einen Prozessor ausgeführt wird, kann in der Speichereinheit 150 vorab gespeichert sein und kann von einer externen Vorrichtung über eine OnBoard-Interneteinrichtung oder dergleichen heruntergeladen werden. Darüber hinaus kann das Programm in der Speichereinheit 150 installiert werden, wenn ein tragbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Programm an ein Laufwerk (nicht dargestellt) angeschlossen wird. Auf diese Weise kann ein OnBoard-Computer des Ego-Fahrzeugs M verschiedene Prozesse der ersten Ausführungsform durch Kooperation mit den funktionalen Hardwareeinheiten und Software, umfassend Programme, und ähnlichem oben Beschriebenen realisieren.
Die Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102 erkennt eine Spur (eine Fahrspur oder eine Ego-Spur), entlang welcher das Ego-Fahrzeug M fährt und eine relative Position des Ego-Fahrzeugs M in Relation zu der Fahrspur auf der Grundlage der Karteninformationen 152, welche in der Speichereinheit 150 gespeichert sind, und der Informationen, welche von dem Sucher 20, dem Radar 30, der Kamera 40, der Navigationsvorrichtung 50 oder dem Fahrzeugsensor 60 eingegeben werden. Die Karteninformationen 152 sind Karteninformationen mit einer höheren Genauigkeit als die Navigationskarte, welche zum Beispiel in der Navigationsvorrichtung 50 umfasst ist, und umfasst Informationen über das Zentrum einer Spur oder Informationen über die Grenzen einer Spur. Insbesondere umfassen die Karteninformationen 152 Straßeninformationen, Verkehrregulierungs-Informationen, Adressinformationen (eine Adresse und eine Postleitzahl), Gebäudeinformationen, Telefonnummerinformationen und dergleichen. Die Straßeninformationen umfassen Informationen, welche den Typ einer Straße anzeigen, wie beispielsweise eine Schnellstraße, eine Mautstraße, eine Staatsstraße oder eine öffentliche Straße, und Informationen über die Anzahl von Spuren einer Straße, einer Breite von jeder Spur, einer Steigung einer Straße, der Position einer Straße (dreidimensionale Koordinaten, umfassend eine Breite, eine Länge und eine Höhe), eine Krümmung einer Kurve einer Spur, Positionen von Abzweige- und Verbindungspunkten einer Spur und Zeichen, welche an einer Straße bereitgestellt sind. Die Verkehrregulierungs-Informationen umfassen Informationen einer Blockierung einer Spur auf Grund von Straßenarbeiten, Verkehrsunfällen, Stau und dergleichen.
3 ist eine Grafik, welche darstellt, wie die Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102 eine relative Position des Ego-Fahrzeugs M in Bezug auf eine Fahrspur L1 erkennt. Die Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102 erkennt zum Beispiel eine Abweichung OS eines Referenzpunkts (zum Beispiel des Schwerpunkts) des Fahrzeugs M von einem Fahrspurzentrum CL und einen Winkel Θ zwischen einer Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs M und einer Erweiterungslinie des Fahrspurzentrums CL als die relative Position des Ego-Fahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur L1 (eine Ego-Spur L). Anstelle davon kann die Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102 die Position oder dergleichen des Referenzpunkts des Ego-Fahrzeugs M in Bezug auf jedes laterale Ende der Ego-Spur L1 als die relative Position des Ego-Fahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur erkennen.
Die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkennt die Position eines benachbarten Fahrzeugs und den Zustand davon, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung oder dergleichen, auf der Grundlage von Informationen, welche von dem Sucher 20, dem Radar 30, der Kamera 40 und dergleichen eingegeben werden. Ein benachbartes Fahrzeug ist in der ersten Ausführungsform zum Beispiel ein anderes Fahrzeug, welches um das Ego-Fahrzeug M herum fährt, und ein Fahrzeug, welches in der gleichen Richtung fährt wie das Ego-Fahrzeug M. Zum Beispiel kann die Position eines benachbarten Fahrzeugs durch einen repräsentativen Punkt, wie beispielsweise dem Schwerpunkt oder einer Ecke des anderen Fahrzeugs, und kann durch einen Bereich repräsentiert werden, welcher durch eine Außenlinie des anderen Fahrzeugs repräsentiert wird. Der „Zustand“ des benachbarten Fahrzeugs kann Informationen umfassen, welche anzeigen, ob ein benachbartes Fahrzeug eine Beschleunigung oder eine Spur ändert (oder versucht, eine Spur zu ändern) auf der Grundlage der Informationen, welche durch verschiedene Geräte eingegeben werden. Darüber hinaus kann der „Zustand“ des benachbarten Fahrzeugs Abstandsinformationen zwischen dem Ego-Fahrzeug M und jedem benachbarten Fahrzeug umfassen. Darüber hinaus kann die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 die Position einer Leitplanke, eines Telegrafenmasts, eines geparkten Fahrzeugs, eines Fußgängers und anderer Objekte sowie von benachbarten Fahrzeugen erkennen. Die Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102 und die Außenwelt-Erkennungseinheit 104, wie oben beschrieben, sind Beispiele einer „Erkennungseinheit“.
Die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 legt einen Startpunkt eines automatischen Fahrens und/oder ein Ziel des automatischen Fahrens fest. Der Startpunkt des automatischen Fahrens kann eine momentane Position des Ego-Fahrzeugs M sein und kann eine Position sein, an welcher eine Anweisung zum automatischen Fahren durchgeführt wird. Die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 erzeugt einen Handlungsplan in einem Segment zwischen dem Startpunkt und dem Ziel des automatischen Fahrens. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 den Handlungsplan in Bezug auf ein beliebiges Segment erzeugen.
Der Handlungsplan umfasst eine Mehrzahl an Ereignissen, welche zum Beispiel sequenziell ausgeführt werden. Beispiele der Ereignisse umfassen ein Verzögerungsereignis eines Verzögerns des Ego-Fahrzeugs M, ein Beschleunigungsereignis eines Beschleunigens des Ego-Fahrzeugs M, ein Spurhalteereignis, eines Veranlassens des Ego-Fahrzeugs M, derart zu fahren, dass es nicht von einer Fahrspur abweicht, ein Spuränderungsereignis eines Änderns einer Fahrspur, ein Überholereignis eines Veranlassens des Ego-Fahrzeugs M, ein vorausfahrendes Fahrzeug zu überholen, ein Divergenzereignis eines Veranlassens des Ego-Fahrzeugs M, seine Spur auf eine gewünschte Spur an einem Abzweigungspunkt zu ändern oder ohne Abweichen von der momentanen Spur zu fahren, und ein Zusammenführungsereignis eines Beschleunigens oder Verzögerns des Ego-Fahrzeugs M an einer zusammenführenden Spur zum Zusammenführen mit einer Hauptspur, um eine Fahrspur zu ändern.
Zum Beispiel, wenn eine Abzweigung (ein Abzweigungspunkt) in einer Mautstraße (zum Beispiel einer Schnellstraße oder dergleichen) vorhanden ist, muss die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 eine Spur ändern oder beibehalten, so dass das Ego-Fahrzeug M in der Richtung zu einem Ziel in einem automatischen Fahrmodus fährt. Daher, wenn bestimmt wird, dass eine Abzweigung auf einer Route durch Bezug auf die Karteninformationen 152 vorhanden ist, legt die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 ein Spuränderungsereignis zum Ändern einer Spur zu einer gewünschten Spur fest, auf welcher das Ego-Fahrzeug M in der Richtung zu einem Ziel in einem Segment von der momentanen Position (den momentanen Koordinaten) des Ego-Fahrzeugs M zu der Position (den Koordinaten) der Abzweigung fährt. Die Informationen, welche den Handlungsplan anzeigen, welcher durch die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 erzeugt worden ist, sind in der Speichereinheit 150 als Handlungsplan-Informationen 156 gespeichert.
4 ist eine Grafik, welche ein Beispiel eines Handlungsplans anzeigt, welcher für ein bestimmtes Segment erzeugt worden ist. Wie in 4 dargestellt, klassifiziert die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 Situationen, welche auftreten, wenn das Ego-Fahrzeug M entlang einer Route zu einem Ziel fährt, und erzeugt einen Handlungsplan, so dass Ereignisse auf Grundlage der individuellen Situationen durchgeführt werden. Die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 kann den Handlungsplan dynamisch gemäß einer Änderung der Situation des Ego-Fahrzeugs M ändern.
Die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 kann den erzeugten Handlungsplan auf der Grundlage eines Außenzustands, welcher zum Beispiel durch die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkannt wird, ändern (aktualisieren). Allgemein ändert sich der Außenzustand ständig, während ein Fahrzeug fährt. Insbesondere, wenn das Ego-Fahrzeug M auf einer Straße fährt, welche eine Mehrzahl an Spuren umfasst, ändert sich der Abstand zwischen dem Ego-Fahrzeug M und anderen Fahrzeugen relativ. Zum Beispiel, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug abrupt bremst und verzögert oder ein Fahrzeug, welches auf einer benachbarten Spur fährt, das Ego-Fahrzeug M vor diesem schneidet, muss das Ego-Fahrzeug M fahren, während die Geschwindigkeit und die Spur im Einklang mit einem Verhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder einem Verhalten eines Fahrzeugs auf einer benachbarten Spur angemessen geändert werden. Daher kann die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 Ereignisse, welche für jeweilige Regel-/Steuersegmente festgelegt sind, gemäß einer derartigen Änderung in dem Außenzustand, wie oben beschrieben, ändern.
Insbesondere, wenn die Geschwindigkeit eines anderen Fahrzeugs, welches durch die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkannt wird, während einer Fahrt des Ego-Fahrzeugs einen Grenzwert überschreitet oder eine Bewegungsrichtung eines anderen Fahrzeugs, welches auf einer Spur fährt, welche zu der Ego-Spur benachbart ist (hierin nachfolgend als eine „benachbarte Spur“ bezeichnet), auf die Richtung der Ego-Spur gerichtet ist, kann die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 Ereignisse ändern, welche für ein Fahrsegment festgelegt sind, entlang welchen das Ego-Fahrzeug M geplant ist, zu fahren. Zum Beispiel, wenn Ereignisse derart festgelegt sind, dass ein Spuränderungsereignis einem Spurhalteereignis nachfolgend ausgeführt wird, und es durch das Erkennungsergebnis der Außenwelt-Erkennungseinheit 104 bestimmt wird, dass ein Fahrzeug von der Seite hinter einer Spur eines Spuränderungsziels während dem Spurhalteereignis mit einer Geschwindigkeit fährt, welche gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, ändert die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 ein Ereignis, welches dem Spurhalteereignis nachfolgend ist, von dem Spuränderungsereignis zu einem Verzögerungsereignis, einem Spurhalteereignis oder dergleichen. Im Ergebnis kann, selbst wenn eine Änderung in dem Außenzustand auftritt, die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 dem Ego-Fahrzeug M erlauben, in einem automatischen Fahrmodus sicher zu fahren.
[Spurhalteereignis]
Die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 bestimmt einen Fahrmodus unter einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, einem Folge-Fahren, einer verzögernden Fahrt, einer Kurven-Fahrt und einer Fahrt, um ein Hindernis zu meiden, wenn ein Spurhalteereignis, welches in dem Handlungsplan umfasst ist, durch die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 ausgeführt wird. Zum Beispiel bestimmt die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit als einen Fahrmodus, wenn ein anderes Fahrzeug an der Seite vor dem Ego-Fahrzeug nicht vorhanden ist. Darüber hinaus bestimmt die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 eine Folge-Fahrt als einen Fahrmodus, wenn das Ego-Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug folgt. Darüber hinaus bestimmt die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 eine verzögernde Fahrt als einen Fahrmodus, wenn eine Verzögerung eines vorausfahrenden Fahrzeugs durch die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkannt wird, oder das Ego-Fahrzeug führt ein Ereignis, wie beispielsweise ein Stoppen oder ein Parken, durch. Darüber hinaus bestimmt die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 eine Kurven-Fahrt als einen Fahrmodus, wenn die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkannt hat, dass das Ego-Fahrzeug M in einer gekrümmten Straße angekommen ist. Darüber hinaus bestimmt die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 eine Fahrt, um ein Hindernis zu meiden, als einen Fahrmodus, wenn die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkannt hat, dass auf der Seite vor dem Ego-Fahrzeug M ein Hindernis vorhanden ist.
Die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 erzeugt eine Trajektorie auf der Grundlage des Fahrmodus, welcher durch die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 bestimmt wird. Eine Trajektorie ist ein Satz (eine Trajektorie) von Punkten, welche durch Abtasten in vorbestimmten Zeitintervallen von zukünftigen Zielpunkten erhalten wird, an welchen das Ego-Fahrzeug M erwartet wird, anzukommen, wenn das Ego-Fahrzeug M auf der Grundlage des Fahrmodus fährt, welcher durch die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 bestimmt wird. Die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 berechnet eine Zielgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs M auf der Grundlage von mindestens der Geschwindigkeit eines Zielobjekts, welches an der Seite vor dem Ego-Fahrzeug M vorhanden ist, welches durch die Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit 102 oder die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkannt wird, und dem Abstand zwischen dem Ego-Fahrzeug M und dem Zielobjekt. Die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 erzeugt eine Trajektorie auf der Grundlage der berechneten Zielgeschwindigkeit. Das Zielobjekt umfasst ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Punkt, wie beispielsweise einen Zusammenführungspunkt, einen Abzweigungspunkt oder einen Zielpunkt, und einem Hindernis, wie beispielsweise einem Hindernis.
Hierin nachfolgend wird eine Erzeugung von Trajektorien in sowohl einem Fall, in welchem das Vorhandensein eines Zielobjekts in Betracht gezogen wird, als auch einem Fall, in welchem das Vorhandensein nicht in Betracht gezogen wird, beschrieben werden. 5A bis 5D sind Grafiken, welche Beispiele einer Trajektorie darstellen, welche durch die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 erzeugt wird. Wie in 5A zum Beispiel dargestellt ist, legt die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 zukünftige Zielpositionen K(1), K(2), K(3),... als die Trajektorie des Ego-Fahrzeugs M unter Verwendung der momentanen Position des Ego-Fahrzeugs M als eine Referenz fest, wann immer ein vorbestimmtes Zeitintervall Δt von der momentanen Zeit verstrichen ist. Hierin werden nachfolgend diese Zielpositionen einfach als ein „Trajektorienpunkt K“ bezeichnet werden, wenn die Positionen nicht unterschieden werden. Zum Beispiel wird die Anzahl an Trajektorienpunkten K gemäß einer Zielzeit T bestimmt. Zum Beispiel, wenn die Zielzeit T 5 Sekunden beträgt, legt die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 den Trajektorienpunkt K auf der zentralen Linie der Fahrspur zu jedem vorbestimmten Zeitintervall Δt (zum Beispiel 0,1 Sekunden) in den fünf Sekunden fest und bestimmt ein Anordnungsintervall der Mehrzahl an Trajektorienpunkten K auf der Grundlage des Fahrmodus. Die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 kann die zentrale Linie der Fahrspur aus Informationen ableiten, wie beispielsweise der Breite einer Spur, welche in den Karteninformationen 152 umfasst ist, und kann die zentrale Linie aus den Karteninformationen 152 entnehmen, wenn die Positionsinformationen der zentralen Linie vorab in den Karteninformationen 152 umfasst sind.
Zum Beispiel, wenn eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit als der Fahrmodus durch die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 bestimmt wird, legt die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 eine Mehrzahl an Trajektorienpunkten K zu gleichen Intervallen fest, um eine Trajektorie zu erzeugen, wie in 5A dargestellt.
Darüber hinaus, wenn eine verzögernde Fahrt als der Fahrmodus durch die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 bestimmt wird (umfassend einen Fall, in welchem ein vorausfahrendes Fahrzeug in einer Folge-Fahrt verzögert), erzeugt die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 eine Trajektorie derart, dass je früher der Ankunftszeitpunkt des Trajektorienpunkts K ist, desto breiter wird das Intervall, und je später der Ankunftszeitpunkt des Trajektorienpunkts K ist, desto enger wird das Intervall, wie in 5B dargestellt. In diesem Fall kann ein vorausfahrendes Fahrzeug als ein Zielobjekt festgelegt werden und ein Punkt, wie beispielsweise ein Zusammenführungspunkt, ein Abzweigungspunkt oder ein Zielpunkt, welcher von dem vorausfahrenden Fahrzeug, einem Hindernis oder dergleichen verschieden ist, kann als das Zielobjekt festgelegt werden. Auf diese Weise, da der Trajektorienpunkt K, dessen Ankunftszeit des Ego-Fahrzeugs M später ist, näher an die momentane Position des Ego-Fahrzeugs M heran kommt, verzögert die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130, welche später beschrieben wird, das Ego-Fahrzeug M.
Wie in 5C dargestellt, wenn die Straße eine gekrümmte Straße ist, bestimmt die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110 eine Kurven-Fahrt als den Fahrmodus. In diesem Fall ordnet die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 die Mehrzahl an Trajektorienpunkten K an, während die laterale Position (die Position in einer Spur-Breitenrichtung) geändert wird, in Bezug auf die Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs M zum Beispiel gemäß der Krümmung der Straße, um eine Trajektorie zu erzeugen. Darüber hinaus bestimmt die Fahrmodus-Bestimmungseinheit 110, wie in 5D dargestellt, wenn ein Hindernis OB, wie beispielsweise eine Person oder ein gestopptes Fahrzeug, auf der Spur an der Seite vor dem Ego-Fahrzeug M vorhanden ist, eine Fahrt, um ein Hindernis zu meiden, als den Fahrmodus. In diesem Fall ordnet die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 die Mehrzahl an Trajektorienpunkten K an, um zu fahren, während das Hindernis OB gemieden wird, um eine Trajektorie zu erzeugen.
[Spuränderungsereignis]
Die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 führt eine Regelung/Steuerung durch, wenn ein Ereignis (ein Spuränderungsereignis) eines automatischen Änderns einer Spur, umfasst in dem Handlungsplan, durch die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 durchgeführt wird. Die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 umfasst zum Beispiel eine Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121, eine Zielposition-Festlegungseinheit 122, eine Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, eine zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 und eine Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125. Die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 kann eine Regelung/Steuerung, welche später beschrieben wird, durchführen, wenn ein Abzweigungsereignis oder ein Zusammenführungsereignis durch die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 durchgeführt wird.
Die Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121 spezifiziert eine erste Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer Spur, entlang welcher das Ego-Fahrzeug M fährt, und eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeit eines benachbarten Fahrzeugs, welches entlang einer Zielspur eines Spuränderungsziels fährt. Die erste Fahrzeuggeschwindigkeit ist eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit, welche von einem oder einer Mehrzahl an benachbarten Fahrzeugen (zum Beispiel benachbarte Fahrzeuge direkt vor und hinter dem Ego-Fahrzeug M), welche auf der Ego-Spur fahren, erhalten wird, aber die erste Fahrzeuggeschwindigkeit ist darauf nicht limitiert. Zum Beispiel kann die erste Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs M sein und kann eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs M und eines oder einer Mehrzahl an benachbarten Fahrzeugen sein, welche auf der Ego-Spur fahren. Die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit ist zum Beispiel eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit von einem oder einer Mehrzahl an benachbarten Fahrzeugen, welche auf der Spur eines Spuränderungsziels fahren, aber die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit ist darauf nicht limitiert. Die Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121 kann die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung von Geschwindigkeitsinformationen spezifizieren, welche von einer vorbestimmten Anzahl (zum Beispiel drei) an benachbarten Fahrzeugen erhalten werden, welche näher zu dem Ego-Fahrzeug M unter einem oder einer Mehrzahl an benachbarten Fahrzeugen angeordnet ist, welche zum Beispiel auf der Spur des Spuränderungsziels fahren, und kann die Geschwindigkeit eines benachbarten Fahrzeugs, welches auf der Spur des Spuränderungsziels fährt, als die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit spezifizieren.
Die Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121 kann die erste Fahrzeuggeschwindigkeit und die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit als feste Werte spezifizieren. In diesem Fall kann die Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121 zum Beispiel eine Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer Fahrspur, welche von einer Überholspur verschieden ist, als einen ersten festen Wert (zum Beispiel etwa 80 km/h) spezifizieren und kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer Überholspur als einen zweiten festen Wert (zum Beispiel 100 km/h) spezifizieren.
Der Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationsprozess der Spur-basierten Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121 kann zum Beispiel während einer Fahrt des Ego-Fahrzeugs M nicht wiederholt durchgeführt werden und kann durchgeführt werden, wenn die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 bestimmt, dass es nicht möglich ist, die Spur zu ändern.
Die Zielposition-Festlegungseinheit 122 legt eine Zielposition TA für eine Spuränderung zu einer Spur eines Spuränderungsziels fest, zu welchem das Ego-Fahrzeug M seine Spur automatisch ändert. Zum Beispiel spezifiziert die Zielposition- Festlegungseinheit 122 ein Fahrzeug, welches auf einer benachbarten Spur fährt, welche zu einer Spur (einer Ego-Spur) benachbart ist, auf welcher das Ego-Fahrzeug M fährt, und welches auf der Seite vor dem Ego-Fahrzeug M fährt, und ein Fahrzeug, welches auf einer benachbarten Spur fährt und an der Seite hinter dem Ego-Fahrzeug M fährt, und legt die Zielposition TA zwischen diesen Fahrzeugen fest. Die benachbarte Spur ist zum Beispiel eine Spur eines Spuränderungsziels auf Grundlage eines Handlungsplans, welcher durch die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 erzeugt wird. Hierin nachfolgend wird ein Fahrzeug, welches auf einer benachbarten Spur fährt und auf der Seite vor dem Ego-Fahrzeug M fährt, als ein vorderes Referenzfahrzeug bezeichnet und ein Fahrzeug, welches auf einer benachbarten Spur fährt und auf der Seite hinter dem Ego-Fahrzeug M fährt, wird als ein hinteres Referenzfahrzeug bezeichnet werden. Die Zielposition TA ist ein relativer Bereich auf Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem Ego-Fahrzeug M, dem vorderen Referenzfahrzeug und dem hinteren Referenzfahrzeug.
6 ist eine Grafik, welche darstellt, wie die Zielposition-Festlegungseinheit 122 gemäß der ersten Ausführungsform die Zielposition TA festlegt. In 6 zeigt mA ein vorausfahrendes Fahrzeug an, welches direkt vor dem Ego-Fahrzeug M fährt, mB zeigt ein vorderes Referenzfahrzeug an und mC zeigt ein hinteres Referenzfahrzeug an. Darüber hinaus zeigt ein Pfeil d eine Bewegungsrichtung (Fahrtrichtung) des Ego-Fahrzeugs M an, L1 zeigt eine Ego-Spur an und L2 zeigt eine benachbarte Spur an. In dem Beispiel von 6 legt die Zielposition-Festlegungseinheit 122 eine Zielposition TA (eine erste Zielposition) zwischen dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC auf der benachbarten Spur L2 fest. Das heißt, das vordere Referenzfahrzeug mB ist ein Fahrzeug, welches direkt vor der Zielposition TA fährt, und das hintere Referenzfahrzeug mC ist ein Fahrzeug, welches direkt hinter der Zielposition TA fährt.
Die Zielposition-Festlegungseinheit 122 ändert (setzt zurück) die Zielposition, wenn die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, welche später beschrieben wird, bestimmt, dass es nicht möglich ist, die Spur zu dem momentanen Zeitpunkt zu ändern.
In diesem Fall ändert die Zielposition-Festlegungseinheit 122 die Zielposition (legt eine zweite Zielposition fest) unter Verwendung der Informationen der ersten Fahrzeuggeschwindigkeit und der zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit, welche durch die Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121 erhalten werden.
In der ersten Ausführungsform bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 zum Beispiel, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, als eine vorübergehende Bestimmung, wenn sowohl eine erste Bedingung, in welcher ein benachbartes Fahrzeug nicht in einem verbotenen Bereich vorhanden ist, welcher an einer lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs M und auf einer Spur des Spuränderungsziels festgelegt ist, und eine zweite Bedingung, in welcher eine Kollisions-Spielraumzeit (Zeit bis zu einer Kollision: TTC) zwischen dem Ego-Fahrzeug M und den benachbarten Fahrzeugen, welche vor und hinter der Zielposition vorhanden sind, größer oder gleich als ein Schwellenwert ist, erfüllt sind.
Hier wird die Spuränderbarkeits-Bestimmung im Detail unter Verwendung von 6 beschrieben werden. Wie oben beschrieben, bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, ob es möglich ist, eine Spur zu der Zielposition TA zu ändern (das heißt, zwischen dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC), welche durch die Zielposition-Festlegungseinheit 122 festgelegt wird. In diesem Fall projiziert die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 das Ego-Fahrzeug M auf eine Spur L2 eines Spuränderungsziels und legt einen verbotenen Bereich RA mit einem kleinen Distanzspielraum in einer Vorwärts-RückwärtsRichtung fest. Der verbotene Bereich RA wird als ein Bereich festgelegt, welcher sich von einem Ende in einer horizontalen Richtung der Spur L2 zu dem anderen Ende erstreckt.
Wenn ein Abschnitt eines benachbarten Fahrzeugs (ein vorderes Referenzfahrzeug mB oder hinteres Referenzfahrzeug mC) in dem verbotenen Bereich RA vorhanden ist, bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu der Zielposition TA zu ändern. Der verbotene Bereich RA kann auf einen Bereich festgelegt werden, welcher „7,0 (m) + Versatz 4,5 (m)“ in Richtung der vorderen Seite und „7,0 (m) + Versatz 1,0 (m)“ in Richtung der hinteren Seite von dem Schwerpunkt oder dem Zentrum der hinteren Radwelle des Ego-Fahrzeugs M angeordnet ist.
Wenn das benachbarte Fahrzeug in dem verbotenen Bereich RA nicht vorhanden ist, bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 ferner, ob es möglich ist, eine Spur zu ändern, auf der Grundlage der Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) und TTC(C) zwischen dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC und dem Ego-Fahrzeug M.
Die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 zeichnet virtuelle Linien von dem vorderen und dem hinteren Ende des Ego-Fahrzeugs M in Richtung der Spur L2 des Spuränderungsziels, um eine Erweiterungslinie FM und eine Erweiterungslinie RM zu erzeugen, wie beispielsweise in 6 dargestellt.
Die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 berechnet die Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) zwischen der Erweiterungslinie FM und dem vorderen Referenzfahrzeug mB und die Spielraumzeit TTC(C) zwischen der Erweiterungslinie RM und dem hinteren Referenzfahrzeug mC.
Die Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) ist eine Zeit, welche durch Teilen des Abstands (eines Abstands zwischen Fahrzeugen) zwischen der Erweiterungslinie FM und dem hinteren Ende des vorderen Referenzfahrzeugs mB durch eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Ego-Fahrzeug M und dem vorderen Referenzfahrzeug mB abgeleitet wird. Die Kollisions-Spielraumzeit TTC(C) ist eine Zeit, welche durch Teilen des Abstands (eines Abstands zwischen Fahrzeugen) zwischen der Erweiterungslinie RM und dem vorderen Ende des hinteren Referenzfahrzeugs mC durch die relative Geschwindigkeit zwischen dem Ego-Fahrzeug M und dem hinteren Referenzfahrzeug mC abgeleitet wird. Die Distanz zwischen Fahrzeugen, wie oben beschrieben, kann auf der Grundlage des Schwerpunkts oder des Zentrums der hinteren Radwelle von jedem Fahrzeug berechnet werden.
Die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 bestimmt, dass das Ego-Fahrzeug M seine Spur zu der Zielposition TA ändern kann, wenn die Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) größer ist als ein Schwellenwert Th(B) und die Kollisions-Spielraumzeit TTC(C) größer ist als ein Schwellenwert Th(C) als eine vorläufige Bestimmung. Die Schwellenwerte Th(B) und Th(C) können zum Beispiel gemäß der Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs M festgelegt werden und können gemäß einer rechtlichen Geschwindigkeitsgrenze einer Fahrstraße festgelegt werden. Die Schwellenwerte Th(B) und Th(C) können der gleiche Wert sein und können verschiedene Werte sein. Die Schwellenwerte Th(B) und Th(C) sind zum Beispiel 2,0 (s). Ein Fall, in welchem eines oder beide aus dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC nicht vorhanden ist, kann auftreten. In diesem Fall, selbst wenn es nicht möglich ist, die Kollisions-Spielraumzeit eines Fahrzeugs zu berechnen, welches nicht vorhanden ist, bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, dass die Kollisions-Spielraumzeit größer ist als der Schwellenwert, und bestimmt, ob es möglich ist, die Spur zu ändern.
Die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 erzeugt eine Trajektorie zum Ändern der Spur zu der Zielposition TA, wenn es bestimmt wird, dass das Ego-Fahrzeug M die Spur zu der Zielposition TA ändern kann, als eine vorläufige Bestimmung. Hier ist die Trajektorie ein Satz (eine Trajektorie) von Trajektorienpunkten K, welche durch Abtasten in vorbestimmten Zeitintervallen von zukünftigen Zielpunkten, an welchen das Ego-Fahrzeug M erwartet wird, anzukommen, wenn das Ego-Fahrzeug M seine Spur zu der Spur des Spuränderungsziels ändert, erhalten werden.
Die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 kann bestimmen, ob das Ego-Fahrzeug M seine Spur zu der Zielposition TA ändern kann, unter Beachtung der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, der Ableitung der Beschleunigung (Stoß) und dergleichen des vorausfahrenden Fahrzeugs mA, des vorderen Referenzfahrzeugs mB und des hinteren Referenzfahrzeugs mC. Zum Beispiel, wenn die Geschwindigkeit des vorderen Referenzfahrzeugs mB und des hinteren Referenzfahrzeugs mC größer ist als die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs mA und es erwartet wird, dass das vordere Referenzfahrzeug mB und das hintere Referenzfahrzeug mC das vorausfahrende Fahrzeug mA innerhalb einer Zeitperiode überholen werden, welche das Ego-Fahrzeug M benötigt, um seine Spur zu ändern, kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 bestimmen, dass das Ego-Fahrzeug M seine Spur zu der Zielposition TA nicht ändern kann, welche zwischen dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC festgelegt ist.
7 ist eine Grafik, welche darstellt, wie die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 gemäß der ersten Ausführungsform eine Trajektorie erzeugt. Zum Beispiel erzeugt die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 eine Trajektorie unter der Annahme, dass das vordere Referenzfahrzeug mB und das hintere Referenzfahrzeug mC gemäß vorbestimmten Geschwindigkeitsmodellen fahren, so dass das Ego-Fahrzeug M zwischen dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC zu einer bestimmten zukünftigen Zeit vorliegt, so dass das Ego-Fahrzeug M das vorausfahrende Fahrzeug mA auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs M und der Geschwindigkeitsmodelle der drei Fahrzeuge nicht beeinträchtigt.
Zum Beispiel verbindet die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 den vorliegenden Punkt (die vorliegende Position) des Ego-Fahrzeugs M, das Zentrum der Spur des Spuränderungsziels und einen Spuränderungs-Endpunkt glatt unter Verwendung einer polynominalen Kurve, wie beispielsweise einer Spline-Kurve, und ordnet eine vorbestimmte Anzahl an Trajektorienpunkten K auf dieser Kurve in gleichen oder ungleichen Intervallen an. Die Trajektorienpunkte K können den Trajektorienpunkten, welche oben beschrieben worden sind, entsprechen, können wenigstens einen der Trajektorienpunkte umfassen, und können die Trajektorienpunkte nicht umfassen. In diesem Fall erzeugt die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 eine Trajektorie derart, dass wenigstens einer der Trajektorienpunkte K in der Zielposition TA angeordnet ist.
Die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 schätzt eine erwartete Trajektorie eines anderen Fahrzeugs (zum Beispiel KmC, wie in 7 dargestellt) auf Grundlage von Positionen zu vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkten des benachbarten Fahrzeugs (zum Beispiel des hinteren Referenzfahrzeugs mC, welches in 7 dargestellt ist). Die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 wendet ein konstantes Geschwindigkeitsmodell, ein konstantes Beschleunigungsmodell, ein konstantes Stoß (Ableitung der Beschleunigung) Modell oder dergleichen auf der Grundlage des Erkennungsergebnisses des benachbarten Fahrzeugs (des hinteren Referenzfahrzeugs mC) an, welches durch die Außenwelt-Erkennungseinheit 104 erkannt wird, und erzeugt eine erwartete Trajektorie eines anderen Fahrzeugs (eine geschätzte Trajektorie eines anderen Fahrzeugs) auf der Grundlage des angewandten Modells. Die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs wird als Satz an Trajektorienpunkten zu jedem vorbestimmten Zeitintervall Δt (zum Beispiel 0,1 Sekunden), zum Beispiel ähnlich zu der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M) erzeugt.
Die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 bestimmt, ob die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M beeinflusst, auf der Grundlage der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M und der erwarteten Trajektorie des anderen Fahrzeugs, und insbesondere auf der Grundlage des Abstands zwischen jeder Position auf der Trajektorie des Ego-Fahrzeugs M und der Position, welche in Bezug auf einen Zeitpunkt der Position (der Trajektorienpunkt) auf der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M unter den Positionen auf der Trajektorie des benachbarten Fahrzeugs (des hinteren Referenzfahrzeugs mC) entspricht.
8 ist eine Grafik, welche eine Beeinträchtigungs-Bestimmung zwischen der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M und der erwarteten Trajektorie des anderen Fahrzeugs beschreibt. In dem Beispiel von 8, obwohl dargestellt ist, wie eine Beeinträchtigungs-Bestimmung zwischen den Trajektorien des Ego-Fahrzeugs M und dem hinteren Referenzfahrzeug mC erstellt wird, kann eine Beeinträchtigungs-Bestimmung zwischen dem Ego-Fahrzeug M und dem vorausfahrenden Fahrzeug mA oder dem vorderen Referenzfahrzeug mB durch ein ähnliches Verfahren erstellt werden.
Zum Beispiel misst die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 einen Abstand zwischen Punkten zwischen einem oder einer Mehrzahl von Trajektorienpunkten der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M und der erwarteten Trajektorie des anderen Fahrzeugs (das Erste ist durch KM bezeichnet und dass Letztere ist durch KmC bezeichnet) und bestimmt, ob eine Beeinträchtigung vorhanden ist.
Zum Beispiel extrahiert die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 Trajektorienpunkte KmC des hinteren Referenzfahrzeugs mC entsprechend einer Periode zwischen einer Startzeit (T - Spielraumzeit), welche die Zeit ist, welche früher ist als ein Zeitpunkt T, durch die Spielraumzeit und einer Endzeit (T + Spielraumzeit), welche die Zeit ist, welche später ist als ein Zeitpunkt T, durch die Spielraumzeit, in Bezug auf den Trajektorienpunkt KM des Ego-Fahrzeugs M zu dem Zeitpunkt T und erzeugt einen Kreis mit einem vorbestimmten Radius R um jeden der extrahierten Trajektorienpunkte KmC. Wenn der Trajektorienpunkt KM des Ego-Fahrzeugs M zu dem Zeitpunkt T in einem der erzeugten Kreise nicht vorhanden ist (oder keinen Kontakt mit den erzeugten Kreisen herstellt), wird es bestimmt, dass keine Beeinträchtigung zu dem Zeitpunkt T aufgetreten ist. Die Spielraumzeit wird zum Beispiel auf etwa 0,5 (s) festgelegt. Die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 erstellt eine solche Bestimmung zu einer Mehrzahl von zukünftigen Zeitpunkten. In dem Beispiel von 8 wird eine Bestimmung in Bezug auf die Trajektorienpunkte KM des Ego-Fahrzeugs M zu Zeitpunkten von t = 0 (s), t = 0,5, t = 1,0, t = 1,5 und t = 2,0 erstellt.
Hier kann die Spielraumzeit ein Wert sein, welcher ansteigt, wenn zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, eher als ein fester Wert zu sein. Darüber hinaus kann die Größe eines Kreises zum Beispiel ein Wert sein, welcher ansteigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, eher als ein fester Wert zu sein. Darüber hinaus, obwohl eine Beeinträchtigungs-Bestimmung unter Verwendung eines Kreises zum Zwecke der Verständlichkeit durchgeführt wird, kann eine ähnliche Bestimmung durch Berechnen eines Abstands zwischen Punkten zwischen dem Trajektorienpunkt KM und dem Trajektorienpunkt KmC erstellt werden.
In der ersten Ausführungsform bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 schlussendlich, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, als eine sekundäre Bestimmung, zusätzlich zu der vorläufigen Bestimmung, wenn die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 bestimmt, dass die Trajektorie des Ego-Fahrzeugs M die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs nicht beeinträchtigt, auf der Grundlage des Ergebnisses der Beeinträchtigungs-Bestimmung zwischen der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M und des benachbarten Fahrzeugs (zum Beispiel dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC). Die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 kann bestimmen, ob es möglich ist, eine Spur zu ändern, durch nur die vorläufige Bestimmung, ohne die Beeinträchtigungs-Bestimmung (eine sekundäre Bestimmung) durch die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 durchzuführen. Darüber hinaus kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 bestimmen, ob es möglich ist, eine Spur zu ändern, unter einer Bedingung, in welcher eine Beschleunigung/Verzögerung, ein Abbiegewinkel, eine erwartete Gierrate und dergleichen von jedem Punkt des Trajektorienpunkts KM in einem vorbestimmten Bereich fallen.
In der ersten Ausführungsform kann die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 eine Mehrzahl von Spuränderungs-Trajektorien erzeugen, eher als nur eine Spuränderungs-Trajektorie. Darüber hinaus, selbst wenn eine oder eine Mehrzahl von Spuränderungs-Trajektorien erzeugt werden, erzeugt die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 kontinuierlich eine Trajektorie, um dem Ego-Fahrzeug M zu erlauben, zu fahren, während die Ego-Spur gehalten wird. Die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 führt eine Beeinträchtigungs-Bestimmung in Bezug auf eine Mehrzahl von Spuränderungs-Trajektorien durch. Die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 wählt zum Beispiel eine Fahrtroute aus und ändert die Spur, wenn die Trajektorien des Ego-Fahrzeugs M und des benachbarten Fahrzeugs sich nicht beeinträchtigen und es eine optimale kurze Fahrtroute gibt, und wählt eine Spurhalte-Trajektorie aus, um dem Ego-Fahrzeug M zu erlauben, entlang der Ego-Spur kontinuierlich zu fahren, wenn es keine Rute gibt, entlang welcher es möglich ist, die Spur zu ändern.
9 ist eine Grafik, welche ein Beispiel einer Trajektorie darstellt, welche erzeugt wird, wenn ein Bedarf besteht, eine Spur zu ändern. Wenn ein Bedarf besteht, eine Spur von der Fahrt-Ego-Spur L1 zu der Spur L2 des Spuränderungsziels zu ändern, erzeugt die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 Trajektorienpunkte (Trajektorienpunkte KM1 und KM2, welche in dem Beispiel aus 9 dargestellt sind), entsprechend der einen oder einer Mehrzahl von Spuränderungs-Trajektorien, und erzeugt einen Trajektorienpunkt (einen Trajektorienpunkt KM3, welcher in dem Beispiel aus 9 dargestellt ist), um dem Ego-Fahrzeug M zu erlauben, kontinuierlich zu fahren, während die Spur gehalten wird.
Zum Beispiel, wenn ein Hindernis OB oder dergleichen auf der Seite vor der Ego-Spur L1 vorhanden ist, auf welcher das Ego-Fahrzeug M fährt, versucht die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120, eine aus der Mehrzahl von Spuränderungs-Trajektorien auszuwählen, welche durch die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 erzeugt werden, und ändert die Spur. Wenn es möglich ist, die Spur zu ändern, ändert das Ego-Fahrzeug M zum Beispiel die Spur gemäß einer aus den Trajektorien auf Grundlage der Trajektorienpunkte KM1 und KM2, welche in 9 dargestellt sind. Jedoch, wenn es nicht möglich wird, eine Spur zu ändern, zum Beispiel auf Grund einer abrupten Beschleunigung des hinteren Referenzfahrzeugs mC, welches in 9 dargestellt ist, fährt das Ego-Fahrzeug M gemäß einer Spurhalte-Trajektorie (den Trajektorienpunkten KM3, welche in dem Beispiel aus 9 dargestellt sind), welche zusammen mit der Spuränderungs-Trajektorie erzeugt wird.
[Prozessfluss]
Hierin nachfolgend wird der Fluss des Prozesses der Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung wird der Fluss eines Spuränderungs-Regel-/Steuerprozesses des Ego-Fahrzeugs M unter verschiedenen Prozessen der Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 beschrieben werden. 10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Spuränderungs-Regel-/Steuerprozesses darstellt. Zuerst wartet die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 bis ein Spuränderungs-Ereignis von der Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 empfangen wird (Schritt S100).
Auf ein Empfangen des Spuränderungs-Ereignisses hin führt die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 einen Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozess durch (Schritt S102). Die Details des Prozesses dieses Schrittes werden später beschrieben werden.
Nachfolgend bestimmt die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120, ob es möglich ist, eine Spur zu ändern, auf der Grundlage des Verarbeitungsergebnisses aus Schritt S102 (Schritt S104). Wenn es nicht möglich ist, die Spur zu ändern, führt die Zielposition-Festlegungseinheit 122 einen Zielposition-Änderungsprozess auf der Grundlage der Spur-basierten Geschwindigkeit durch, welche durch die Spur-basierte Geschwindigkeits-Spezifikationseinheit 121 spezifiziert wird (Schritt S106). Nachfolgend wartet die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 bis ein Zeitpunkt eintritt, um eine Spur zu ändern (Schritt S108).
Wenn die Zeit kommt, eine Spur zu ändern, kehrt die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 zu Schritt S102 zurück.
Wenn es in Schritt S104 bestimmt wird, das es möglich ist, die Spur zu ändern, veranlasst die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130, eine Trajektorie auszugeben und eine Spur zu ändern (Schritt S112).
[Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozess]
11 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Der Prozess in 11 entspricht dem Prozess aus Schritt S102 in 10, welcher oben beschrieben worden ist. Als Erstes legt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 einen verbotenen Bereich RA zu einer Spur eines Spuränderungsziels fest (Schritt S200). Als Nächstes bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, ob ein Abschnitt eines benachbarten Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich RA vorhanden ist, welcher in dem Schritt S200 festgelegt worden ist (Schritt S202).
Wenn das benachbarte Fahrzeug in dem verbotenen Bereich RA nicht vorhanden ist, berechnet die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 eine Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) und TTC(C) des vorderen Referenzfahrzeugs mB und des hinteren Referenzfahrzeugs mC (Schritt S204).
Als Nächstes bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, ob die TTC(B) des vorderen Referenzfahrzeugs mB größer ist als der Schwellenwert Th(B) (Schritt S206). Wenn TTC(B) größer ist als Th(B), bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, ob die TTC(C) des hinteren Referenzfahrzeugs mC größer ist als der Schwellenwert Th(C) (Schritt S208). Wenn TTC(C) größer ist als Th(C) erzeugt die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 erwartete Trajektorien des anderen Fahrzeugs des vorausfahrenden Fahrzeugs mA, des vorderen Referenzfahrzeugs mB und des hinteren Referenzfahrzeugs mC (Schritt S210).
Als Nächstes bestimmt die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125, ob die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs beeinträchtigt (Schritt S212). Wenn die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 bestimmt, dass die Trajektorien sich nicht beeinträchtigen, bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, dass das Ego-Fahrzeug M die Spur zu der Spur des Spuränderungsziels ändern kann (Schritt S214).
Auf der anderen Seite, wenn die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 bestimmt, dass die Trajektorien sich gegenseitig beeinträchtigen, bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern (Schritt S216) und der Fluss kehrt zu dem Prozess von Schritt S200 zurück. Ein oberes Limit kann auf die Anzahl von Wiederholungsschleifen festgelegt werden und ein Bestimmungsergebnis, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, kann zurückgegeben werden, wenn die Anzahl von Wiederholungsschleifen das obere Limit erreicht. Ein Bestimmungsergebnis, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, kann unmittelbar nach dem es bestimmt worden ist, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, zurückgegeben werden, ohne zu dem Prozess von Schritt S200 zurückzukehren.
Auf diese Weise ist es in der ersten Ausführungsform möglich, da die Bestimmung einer Spuränderbarkeit auf Grundlage der ersten und der zweiten Bedingung und die Bestimmung der Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 während einer Fahrt des Ego-Fahrzeugs M wiederholt durchgeführt werden, zu bestimmen, ob es möglich ist, eine Spur gemäß einer Änderung in einem Fahrtzustand angemessen zu ändern. In der ersten Ausführungsform können der Prozess der Schritte S210 und S212 des Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozesses weggelassen werden.
[Beispiel eines Zielposition-Änderungsprozesses]
12 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Zielposition-Änderungsprozesses darstellt. Der Prozess aus 12 entspricht dem Prozess aus Schritt S106 in 10. Als Erstes spezifiziert die Spur-basierte Geschwindigkeits-Spezifikationseinheit 121 eine Fahrzeuggeschwindigkeit (eine erste Fahrzeuggeschwindigkeit) auf der Ego-Spur (Schritt S300). Als Nächstes spezifiziert die Spur-basierte Geschwindigkeits-Spezifikationseinheit 121 eine Fahrzeuggeschwindigkeit (eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeit) auf der Spur eines Spuränderungsziels (Schritt S302).
Als Nächstes bestimmt die Zielposition-Festlegungseinheit 122, ob die erste Fahrzeuggeschwindigkeit schneller ist als die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit (Schritt S304). Wenn die erste Fahrzeuggeschwindigkeit schneller ist als die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit, ändert die Zielposition-Festlegungseinheit 122 die Zielposition TA zu einer Position an der vorderen Seite des vorderen Referenzfahrzeugs mB (Schritt S306). Auf der anderen Seite, wenn die erste Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner als die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wird die Zielposition TA zu einer Position auf der hinteren Seite des hinteren Referenzfahrzeugs mC geändert (Schritt S308).
13 ist eine Grafik, die beschreibt, wie die Zielposition zu einer vorderen Seite geändert wird. Das Beispiel aus 13 entspricht dem Prozess aus Schritt S306. Wie oben beschrieben worden ist, wenn es bestimmt wird, dass das Ego-Fahrzeug M die Spur zu der Spur eines Spuränderungsziels nicht ändern kann, spezifiziert die Zielposition-Festlegungseinheit 122 eine Fahrzeuggeschwindigkeit (zum Beispiel die erste Fahrzeuggeschwindigkeit und die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit) auf jeder Spur, wie oben beschrieben, und ändert die Zielposition TA auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses der Geschwindigkeiten. In dem Beispiel aus 13, da die erste Fahrzeuggeschwindigkeit schneller ist als die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit, wird eine Zielposition TAF nach einer Änderung zu einer Position an der vorderen Seite des vorderen Referenzfahrzeugs mB festgelegt.
Auf diese Weise, wenn eine neue Zielposition TAF festgelegt wird, wartet die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 bis einem Zeitpunkt eines Änderns der Spur (zum Beispiel bis die Zielposition TAF die laterale Seite des Ego-Fahrzeugs M erreicht) eintritt und führt einen Spuränderungs-Prozess zu einem Zeitpunkt durch, zu welchem der Spuränderungs-Zeitpunkt erreicht ist. In diesem Fall kann die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 veranlassen, eine Geschwindigkeitsanpassung-Regelung/Steuerung derart durchzuführen, dass sich das Ego-Fahrzeug M der Zielposition TAF nähert, während das Ego-Fahrzeug M beschleunigt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Spur schneller zu ändern.
14 ist eine Grafik, welche beschreibt, wie eine Zielposition zu einer Seite dahinter geändert wird. Das Beispiel aus 14 entspricht dem Prozess aus Schritt S308. In dem Beispiel aus 14, da die erste Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner ist als die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit, wird eine Zielposition TAR zu einer Position an der hinteren Seite des hinteren Referenzfahrzeugs mC festgelegt.
Auf diese Weise, wenn eine neue Zielposition TAR festgelegt wird, wartet die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 bis ein Zeitpunkt eines Änderns der Spur (zum Beispiel bis die Zielposition TAR die laterale Seite des Ego-Fahrzeugs M erreicht) eintritt und führt einen Spuränderungs-Prozess zu einem Zeitpunkt durch, zu welchem ein Spuränderungs-Zeitpunkt erreicht wird. In diesem Fall kann die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 veranlassen, eine Geschwindigkeitsanpassung-Regelung/Steuerung derart durchzuführen, dass sich das Ego-Fahrzeug M der Zielposition TAR nähert, während das Ego-Fahrzeug M verzögert wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Spur schneller zu ändern.
Die Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit 120 kann die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 veranlassen, eine Geschwindigkeitsanpassung-Regelung/Steuerung durchzuführen, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit (der zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit) auf der Spur des Spuränderungsziels oder der Geschwindigkeit (der Geschwindigkeit von einem beliebigen Fahrzeug oder einer durchschnittlichen Geschwindigkeit) von Fahrzeugen ist, welche auf der vorderen oder hinteren Seite der Zielposition TAR fahren, unmittelbar nachdem die Zielposition TAR, nach einer Änderung, auf der lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Änderung in der Geschwindigkeit zu senken, wenn die Spur nachfolgend geändert wird, und eine Spur reibungsfrei zu ändern.
[Fahrt-Regelung/Steuerung]
Die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 legt den Regel-/Steuermodus auf einen automatischen Fahrmodus oder einen manuellen Fahrmodus gemäß der Regelung/Steuerung der Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 fest und regelt/steuert ein Regel-/Steuerziel, umfassend manche oder alle aus der Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90, der Lenkvorrichtung 92 und der Bremsvorrichtung 94 gemäß dem festgelegten Regel-/Steuermodus. Die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 liest die Handlungsplan-Informationen 156, welche durch die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 erzeugt werden, in dem automatischen Fahrmodus aus und regelt/steuert ein Regel-/Steuerziel auf der Grundlage des Ereignisses, welches in den ausgelesenen Handlungsplan-Informationen 156 umfasst sind. Darüber hinaus regelt/steuert die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eine Beschleunigung/Verzögerung und ein Lenken des Ego-Fahrzeugs M, so dass das Ego-Fahrzeug M entlang der erzeugten Zieltrajektorie fährt.
Zum Beispiel, wenn das Ereignis ein Spurhalte-Ereignis ist, bestimmt die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eine Regel-/Steuermenge (zum Beispiel Umdrehungen pro Minute) des Elektromotors der Lenkvorrichtung 92 und eine Regel-/Steuermenge (zum Beispiel eine Motor-Drosselöffnung oder eine Schaltstufe) der ECU der Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 gemäß der Trajektorie, welche durch die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 erzeugt worden ist. Insbesondere leitet die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs M in jedem vorbestimmten Zeitintervall Δt auf der Grundlage des Abstands zwischen den Trajektorienpunkten K und dem vorbestimmten Zeitintervall Δt ab, wenn die Trajektorienpunkte K angeordnet sind, und bestimmt die Regel-/Steuermenge der ECU der Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 gemäß der Geschwindigkeit in jedem vorbestimmten Zeitintervall Δt. Darüber hinaus bestimmt die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eine Regel-/Steuermenge des Elektromotors der Lenkvorrichtung 92 gemäß dem Winkel zwischen einer Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs M für jeden Trajektorienpunkt K und die Richtung des nächsten Trajektorienpunkts in Bezug auf den Trajektorienpunkt.
Wenn das Ereignis ein Spuränderungs-Ereignis ist, bestimmt die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eine Regel-/Steuermenge des Elektromotors der Lenkvorrichtung 92 und eine Regel-/Steuermenge der ECU der Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung 90 gemäß der Trajektorie, welche durch die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 oder die zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit 124 erzeugt worden ist.
Die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 gibt die Informationen, welche die Regel-/Steuermenge anzeigen, welche für jedes Ereignis bestimmt worden ist, an das entsprechende Regel-/Steuerziel aus. Auf diese Weise können die jeweiligen Regel-/Steuerziel-Vorrichtungen (90, 92, 94) die Ego-Vorrichtungen gemäß den Informationen regeln/steuern, welche die Regel-/Steuermenge anzeigen, welche von der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 eingegeben worden ist. Darüber hinaus stellt die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 die vorbestimmte Regel-/Steuermenge auf der Grundlage des erfassten Ergebnisses des Fahrzeugsensors 60 genau ein.
Die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 regelt/steuert ein Regel-/Steuerziel auf der Grundlage von Bedienungs-Erfassungssignalen, welche durch den Bedienungs-Erfassungssensor 72 ausgegeben worden sind, in einem manuellen Fahrmodus. Zum Beispiel gibt die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 die Bedienungs-Erfassungssignale, welche durch den Bedienungs-Erfassungssensor 72 ausgegeben worden sind, an die jeweiligen Regel-/Steuerziel-Vorrichtungen so wie sie sind aus.
Die Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 schaltet den Regel-/Steuermodus des Ego-Fahrzeugs M durch die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 von dem automatischen Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus oder von dem manuellen Fahrmodus in den automatischen Fahrmodus auf der Grundlage der Handlungsplan-Informationen 156, welche durch die Handlungsplan-Erzeugungseinheit 106 erzeugt worden sind und in der Speichereinheit 150 gespeichert sind. Darüber hinaus schaltet die Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 den Regel-/Steuermodus des Ego-Fahrzeugs M durch die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 von dem automatischen Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus oder von dem manuellen Fahrmodus in den automatischen Fahrmodus auf der Grundlage des Regel-/Steuermodus-Bestimmungssignals, welches von dem Wechselschalter 80 eingegeben worden ist. Das heißt, der Regel-/Steuermodus der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 kann beliebig durch eine Bedienung des Fahrers während einem Fahren oder wenn gestoppt worden ist geändert werden.
Die Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 schaltet den Regel-/Steuermodus des Ego-Fahrzeugs M durch die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 von dem automatischen Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus auf der Grundlage des Bedienungs-Erfassungssignals, welches von dem Bedienungs-Erfassungssensor 72 eingegeben worden ist. Zum Beispiel schaltet die Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 den Regel-/Steuermodus der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 von dem automatischen Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus, wenn eine Bedienungsmenge, welche in dem Bedienungs-Erfassungssignal umfasst ist, einen Schwellenwert überschreitet (das heißt, die Bedienungsvorrichtung 70 wird unter Verwendung einer Bedienungsmenge bedient, welche einen Schwellenwert überschreitet). Zum Beispiel, wenn das Ego-Fahrzeug M in dem automatischen Fahrmodus fährt, da die Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 auf den automatischen Fahrmodus festgelegt worden ist, und das Lenkrad, das Gaspedal oder das Bremspedal durch den Fahrer mit einer Bedienungsmenge, welche einen Schwellenwert überschreitet, bedient wird, schaltet die Regel-/Steuer-Schalteinheit 140 den Regel-/Steuermodus der Fahrt-Regel-/Steuereinheit 130 aus dem automatischen Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus. Auf diese Weise kann die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 unmittelbar in den manuellen Fahrmodus schalten und nicht über die Bedienung des Wechselschalters 80 gemäß einer sofortigen Bedienung des Fahrers, wenn sich ein Objekt, wie beispielsweise eine Person, schnell in einen Fahrweg bewegt und ein vorausfahrendes Fahrzeug abrupt stoppt. Im Ergebnis kann die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100 mit einer Bedienung während eines Notfalls unter Verwendung des Fahrers mithalten und die Sicherheit während eines Fahrens verbessern.
Gemäß der Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100, dem Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahren und dem Fahrzeug-Regel-/Steuerprogramm gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, zu bestimmen, ob es möglich ist, eine Spur angemessen zu ändern, auf der Grundlage der Anwesenheit eines Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich RA und der TTC während einer automatischen Fahrt-Regelung/Steuerung. Daher ist es möglich, eine Spur zu einem angemessenen Zeitpunkt zu ändern, gemäß einem Fahrzustand eines Fahrzeugs auf einem Spuränderungsziel.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, da es bestimmt wird, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn beide Bedingungen aus der ersten Bedingung auf Grundlage der Anwesenheit eines anderen Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich RA und der zweiten Bedingung auf der Grundlage der Kollisions-Spielraumzeit des Ego-Fahrzeugs und des anderen Fahrzeugs erfüllt sind, eine Spur zu einem verbesserten Zeitpunkt zu ändern.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, da es bestimmt wird, ob Fahrpositionen unter Verwendung der vorhergesagten Trajektorien des Ego-Fahrzeugs M und eines anderen Fahrzeugs, welches auf einer Spur des Spuränderungsziels fährt sich gegenseitig beeinflussen und die Spur auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses geändert wird, genauer zu bestimmen, ob es möglich ist, eine Spur zu ändern.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, da die Spuränderbarkeits-Bestimmung wiederholt durchgeführt wird, die Spuränderbarkeit gemäß einer Änderung in einem Fahrzustand zu bestimmen.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, da die Zielposition auf der Grundlage der ersten Fahrzeuggeschwindigkeit und der zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit geändert wird, welche durch die Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit 121 spezifiziert worden sind, wenn die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 bestimmt, dass es nicht möglich ist, die Spur zu ändern, die Zielposition für eine Spuränderung genauer festzulegen.
<Zweite Ausführungsform>
Hierin wird nachfolgend eine zweite Ausführungsform beschrieben werden. In der ersten Ausführungsform, wenn beide Bedingungen eines Falls (die erste Bedingung), in der kein Fahrzeug in dem verbotenen Bereich vorhanden ist, und eines Falls (zweite Bedingung), in dem die Kollisions-Spielraumzeit zwischen dem Ego-Fahrzeug M und dem benachbarten Fahrzeug (zum Beispiel dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC) gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, erfüllt sind, wird es bestimmt, dass das Ego-Fahrzeug M die Spur zu dem Spuränderungsziel ändern kann. In der zweiten Ausführungsform wird es bestimmt, dass das Ego-Fahrzeug M die Spur zu dem Spuränderungsziel ändern kann, wenn wenigstens eine aus einer Mehrzahl von Bedingungen, umfassend die erste Bedingung und die zweite Bedingung, erfüllt ist.
In der zweiten Ausführungsform, da der Inhalt des Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozesses nur dahingehend von dem der ersten Ausführungsform verschieden ist, und die funktionelle Konfiguration und dergleichen ähnlich sind zu derjenigen der ersten Ausführungsform, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen werden und hauptsächlich werden Unterschiede beschrieben werden.
15 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Spuränderbarkeits-Bestimmungsprozesses gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. In dem Beispiel aus 15 legt als Erstes die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 den verbotenen Bereich RA auf der Spur des Spuränderungsziels fest (Schritt S400). Als Nächstes bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, ob ein Abschnitt eines benachbarten Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich RA vorhanden ist, welcher in dem Schritt S400 festgelegt worden ist (Schritt S402).
Hier, in der zweiten Ausführungsform, wird es bestimmt, selbst wenn ein benachbartes Fahrzeug in dem verbotenen Bereich RA vorhanden ist, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, falls eine vorbestimmte Bedingung für die Kollisions-Spielraumzeit erfüllt ist. Daher, wenn ein Abschnitt des benachbarten Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich RA vorhanden ist, berechnet die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 die Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) und TTC(C) des vorderen Referenzfahrzeugs mB und des hinteren Referenzfahrzeugs mC (Schritt S404).
Als Nächstes bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, ob die Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) größer ist als der Schwellenwert Th(B) (Schritt S406). Wenn die Kollisions-Spielraumzeit TTC(B) größer ist als Th(B), bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, ob die Kollisions-Spielraumzeit TTC(C) größer ist als der Schwellenwert Th(C) (Schritt S408). Wenn die Kollisions-Spielraumzeit TTC(C) größer ist als der Schwellenwert Th(C), erzeugt die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 die erwarteten Trajektorien (die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M und die erwarteten Trajektorien des anderen Fahrzeugs) aus den vorliegenden Positionen des Ego-Fahrzeugs M, des vorderen Referenzfahrzeugs mB und des hinteren Referenzfahrzeugs mC, welche durch die erste Trajektorien-Erzeugungseinheit 112 erhalten worden sind (Schritt S410). In der zweiten Ausführungsform, in Schritt S402, wenn ein Abschnitt des benachbarten Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich RA nicht vorhanden ist, werden die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs M und die erwarteten Trajektorien des anderen Fahrzeugs erzeugt.
Als Nächstes bestimmt die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 auf der Grundlage der Trajektorien des Ego-Fahrzeugs M und der anderen Fahrzeuge, ob sich das Ego-Fahrzeug M und die anderen Fahrzeuge (das vordere Referenzfahrzeug mB und das hintere Referenzfahrzeug mC) gegenseitig beeinträchtigen (Schritt S412). Wenn die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 bestimmt, dass sich die Fahrzeuge nicht beeinträchtigen, bestimmt die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, dass das Ego-Fahrzeug M die Spur zu dem Spuränderungsziel ändern kann (Schritt S414).
Auf der anderen Seite, wenn die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit 125 bestimmt, dass sich die Fahrzeuge gegenseitig beeinträchtigen, wird es bestimmt, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern (Schritt S416) und der Fluss kehrt zu Schritt S400 zurück. Ein oberes Limit kann auf die Anzahl an Wiederholungsschleifen festgelegt werden und ein Bestimmungsergebnis, das es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, kann zurückgegeben werden, wenn die Anzahl an Wiederholungsschleifen das obere Limit erreicht. Ein Bestimmungsergebnis, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, kann unmittelbar zurückgegeben werden, nachdem es bestimmt worden ist, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, ohne zu dem Prozess des Schritts S400 zurückzukehren.
Gemäß der Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung 100, dem Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahren und dem Fahrzeug-Regel-/Steuerprogramm gemäß der zweiten Ausführungsform wird es bestimmt, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn die erste Bedingung auf der Grundlage der Anwesenheit eines anderen Fahrzeugs in dem verbotenen Bereich RA erfüllt ist. Selbst wenn die erste Bedingung nicht erfüllt ist, wenn die zweite Bedingung auf der Grundlage der Kollisions-Spielraumzeit des anderen Fahrzeugs erfüllt ist, ist es möglich, zu bestimmen, dass es möglich ist, die Spur zu ändern. Auf diese Weise ist es in der zweiten Ausführungsform möglich, den erlaubbaren Bereich der Spuränderbarkeit im Vergleich zu der ersten Ausführungsform zu verbreitern. Darüber hinaus bestimmt in der zweiten Ausführungsform die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn die erste und die zweite Bedingung nicht erfüllt sind. Als eine weitere Ausführungsform kann die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit 123 die Bestimmung auf Grundlage der ersten Bedingung durchführen, wenn die zweite Bedingung zum Beispiel nicht erfüllt ist, und kann die Bestimmung für die Spuränderbarkeit auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses durchführen.
Während Modi zur Implementierung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen und Ersetzungen können hinzugefügt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug-Regel-/Steuersystem
20: Sucher
30: Radar
40: Kamera
50: Navigationsvorrichtung
60: Fahrzeugsensor
70: Bedienungsvorrichtung
72: Bedienungs-Erfassungssensor
80: Wechselschalter
90: Fahrt-Fahrkraft-Ausgabevorrichtung
92: Lenkvorrichtung
94: Bremsvorrichtung
100: Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung
102: Ego-Fahrzeug-Positionserkennungseinheit
104: Außenwelt-Erkennungseinheit
106: Handlungsplan-Erzeugungseinheit
110: Fahrtmodus-Bestimmungseinheit
112: Erste Trajektorien-Erzeugungseinheit
120: Spuränderungs-Regel-/Steuereinheit
121: Spur-basierte Geschwindigkeit-Spezifikationseinheit
122: Zielposition-Festlegungseinheit
123: Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit
124: Zweite Trajektorien-Erzeugungseinheit
125: Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit
130: Fahrt-Regel-/Steuereinheit
140: Regel-/Steuer-Schalteinheit
150: Speichereinheit
M: Ego-Fahrzeug

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 2016028721 [0002]

Claims

Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung, umfassend: eine Erkennungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Position eines benachbarten Fahrzeugs zu erkennen, welches in der Nähe eines Ego-Fahrzeugs fährt; eine Zielposition-Festlegungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Zielposition für eine Spuränderung zu einer Spur eines Spuränderungsziels festzulegen, zu welcher das Ego-Fahrzeug eine Spur ändert; eine Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn eine oder beide aus einer ersten Bedingung, in welcher das benachbarte Fahrzeug in einem verbotenen Bereich nicht vorliegend ist, welcher an einer lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs und auf der Spur des Spuränderungsziels festgelegt ist, und einer zweiten Bedingung, in welcher eine Kollisions-Spielraumzeit zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem benachbarten Fahrzeug, welches vor oder nach der Zielposition vorhanden ist, größer ist als ein Schwellenwert, erfüllt sind; und eine Regel-/Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Ego-Fahrzeug zu veranlassen, eine Spur zu der Spur des Spuränderungsziels zu ändern, wenn die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es möglich ist, die Spur zu ändern.
Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung erfüllt sind, und die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn wenigstens eine aus der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung nicht erfüllt ist.
Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn wenigstens eine aus der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung erfüllt ist, und die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es nicht möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung nicht erfüllt sind.
Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Regel-/Steuereinheit eine Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs auf der Grundlage von Positionen zu vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkten des Ego-Fahrzeugs erzeugt und eine Beschleunigung/Verzögerung und ein Lenken des Ego-Fahrzeugs regelt/steuert, so dass das Ego-Fahrzeug entlang der Zieltrajektorie fährt, die Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung ferner umfasst: eine Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine erwartete Trajektorie eines anderen Fahrzeugs auf der Grundlage von Positionen zu den vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkten des benachbarten Fahrzeugs zu erzeugen und bestimmt, ob sich die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs und die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs auf der Grundlage von Distanzen zwischen den Positionen der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs und Positionen, welche in Bezug auf Zeitpunkte zu den Positionen auf der Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs unter Positionen auf der erwarteten Trajektorie des anderen Fahrzeugs entsprechen, gegenseitig beeinträchtigen, und die Spuränderbarkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Zieltrajektorie des Ego-Fahrzeugs die erwartete Trajektorie des anderen Fahrzeugs nicht beeinträchtigt.
Fahrzeug-Regel-/Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Bestimmung einer Spuränderbarkeit unter Verwendung der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung und die Bestimmung durch die Beeinträchtigungs-Bestimmungseinheit wiederholt durchgeführt werden.
Fahrzeug-Regel-/Steuerverfahren zum Veranlassen eines OnBoard-Computers, Folgendes auszuführen: Erkennen einer Position eines benachbarten Fahrzeugs, welches in der Nähe eines Ego-Fahrzeugs fährt; Festlegen einer Zielposition für eine Spuränderung zu einer Spur eines Spuränderungsziels, zu welcher das Ego-Fahrzeug eine Spur ändert; Bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn eine oder beide aus einer ersten Bedingung, in welcher das benachbarte Fahrzeug in einem verbotenen Bereich nicht vorliegend ist, welcher an einer lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs und auf der Spur des Spuränderungsziels festgelegt ist, und einer zweiten Bedingung, in welcher eine Kollisions-Spielraumzeit zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem benachbarten Fahrzeug, welches vor oder nach der Zielposition vorhanden ist, größer ist als ein Schwellenwert, erfüllt sind; und Veranlassen des Ego-Fahrzeugs eine Spur zu der Spur des Spuränderungsziels zu ändern, wenn bestimmt wird, dass es möglich ist, die Spur zu ändern.
Fahrzeug-Regel-/Steuerprogramm zum Veranlassen eines OnBoard-Computers, Prozesse auszuführen, umfassend: Erkennen einer Position eines benachbarten Fahrzeugs, welches in der Nähe eines Ego-Fahrzeugs fährt; Festlegen einer Zielposition für eine Spuränderung zu einer Spur eines Spuränderungsziels, zu welcher das Ego-Fahrzeug eine Spur ändert; Bestimmen, dass es möglich ist, eine Spur zu ändern, wenn eine oder beide aus einer ersten Bedingung, in welcher das benachbarte Fahrzeug in einem verbotenen Bereich nicht vorliegend ist, welcher an einer lateralen Seite des Ego-Fahrzeugs und auf der Spur des Spuränderungsziels festgelegt ist, und einer zweiten Bedingung, in welcher eine Kollisions-Spielraumzeit zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem benachbarten Fahrzeug, welches vor oder nach der Zielposition vorhanden ist, größer ist als ein Schwellenwert, erfüllt sind; und Veranlassen des Ego-Fahrzeugs eine Spur zu der Spur des Spuränderungsziels zu ändern, wenn bestimmt wird, dass es möglich ist, die Spur zu ändern.