DE60106794T2

DE60106794T2 - Vorrichtung zur Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung

Info

Publication number: DE60106794T2
Application number: DE60106794T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Naka-gun Takenaga; Satoru Hitachi-shi Kuragaki; Hiroto Hitachi-shi Morizane
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2021-02-24
Also published as: US6516262B2; EP1481837A3; EP1127727A3; EP1481837A2; DE60106794D1; DE60135585D1; US20010034575A1; EP1127727A2; US20030078718A1; US6728623B2; EP1481837A9; EP1481837B1; JP2001236600A; JP3646605B2; EP1127727B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Fahrregelungssystem für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug, das einen Zustand eines vorausliegenden Lichtsignals erkennen kann, das sich auf der Strasse befindet, auf der das eigene Fahrzeug fährt, und eine Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und eine Entfernung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug angemessen steuern kann.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Leistung eines Kraftfahrzeugs wurde es wichtiger, vorbeugende Sicherheit durch Erkennen von Bedingungen der Umwelt, in der das eigene Fahrzeug fährt, zu liefern, um einen Zustand zu erfassen, in dem leicht ein Unfall passieren kann, um einen Alarm an einen Fahrer zu geben, um diesen anzuhalten, eine Bedienung zum Vermeiden von Gefahr und Verhindern eines Unfalls vor dem Eintreten durch automatisches Steuern des Fahrzeugs auf positive Art auszuführen.
Insbesondere ist ein automatisches Geschwindigkeitsregelungssystem bekannt, das eine Entfernung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem eigenen Fahrzeug fährt, unter Verwendung eines Laserradars oder Millimeterwellen-Radars misst, um mit einem konstanten Abstand zu fahren. Während derartige Systeme zur Verwendung auf Hauptverkehrsstraßen vorgesehen sind, bleibt eine Anwendung derartiger Systeme zum Fahren auf gewöhnlichen Strassen eine Aufgabe der Zukunft.
Systeme nach dem Stand der Technik sind in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-201100 (1991), in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-260899 (1991) und in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-250399 (1999) offenbart. Das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-201100 offenbarte herkömmliche System erkennt den Zustand eines Lichtsignals durch Bildverarbeitung, um dem Fahrer einen Zustand des Lichtsignals mitzuteilen, wenn das eigene Fahrzeug eine Position mit einer vorgegebenen Entfernung zu dem Lichtsignal erreicht, und veranlasst eine Verlangsamung des Fahrzeugs bei Rot. Andererseits weist das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-260899 offenbarte herkömmliche System Mittel zum Erfassen von Farbinformation des Lichtsignals auf, um die Tätigkeit einer Entfernungssteuerung zu beenden, wenn eine Farbe des erfassten Lichtsignals eine vorgegebene Farbe ist.
Andererseits erhält das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-250399 offenbarte herkömmliche System eine Entfernung zu einer Straßenkreuzung und einen Zustand des Lichtsignals von einer Gerätschaft auf der Strasse, das sich in einer bestimmten Entfernung zu der Straßenkreuzung befindet, und führt eine Steuerung durch.
Andererseits wird in dem herkömmlichen System ein Zustand des Lichtsignals, wenn das eigene Fahrzeug die Straßenkreuzung passiert, auf der Grundlage der erhaltenen Entfernung zu der Straßenkreuzung und einer Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs geschätzt und es wird entschieden, ob das eigene Fahrzeug bei den vorgegebenen Charakteristiken für die Verlangsamung an der Straßenkreuzung anhalten kann. Wenn das eigene Fahrzeug bei den vorgegebenen Charakteristiken für die Verlangsamung an der Straßenkreuzung anhalten kann, aber die Straßenkreuzung nicht sicher ü berqueren kann, wird der Fahrer gewarnt. Andererseits, wenn das eigene Fahrzeug bei den vorgegebenen Charakteristiken für die Verlangsamung an der Straßenkreuzung nicht anhalten kann, wird der Fahrer gewarnt, auch wenn das eigene Fahrzeug die Straßenkreuzung sicher überqueren kann.
Jedoch treten in dem herkömmlichen automatischen Geschwindigkeitsregelungssystem bei der Fahrt auf gewöhnlichen Strassen verschiedene Nachteile auf. Da das automatischen Geschwindigkeitsregelungssystem nur die Entfernung misst, kann, wenn das vorausfahrende Fahrzeug die Straßenkreuzung bei Gelb oder Rot überquert, das eigene Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug ungeachtet der Tatsache folgen, dass das Lichtsignal auf Rot steht.
Andererseits kann, da eine Verlangsamung nur unter Berücksichtigung des Zustands des Lichtsignals stattfindet, wenn das eigene Fahrzeug die Straßenkreuzung passiert, eine unnötige Verlangsamung verursacht werden und eine Verlangsamung, die ein Anhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt, kann nicht durchgeführt werden. Deswegen kann keine genauere Fahrzeug-Entfernungs-Steuerung durchgeführt werden.
US-A-5 940 010 betrifft ein Straßenkreuzungs-Warnsystem, das ein Fahrzeug anhalten soll an einer Begrenzungsposition, z.B. an einer Haltelinie, die zum Anhalten von Fahrzeugen vor dem Einfahren in eine Straßenkreuzung gesetzt ist, betrifft aber kein Geschwindigkeitsregelungssystem zum Beibehalten einer vorgegebenen Entfernung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug.
Das Dokument gemäß Stand der Technik von U. Franke et al „Automomous Driving Goes Downtown", IEEE Intelligent Systems, Nov. Dez. 1998, 13(6), S. 40 – 48 (D3) betrifft ein auf Sicht basierendes Navigationssystem und insbesondere Objekt-Erkennung und Bildverarbeitung, die zur Leitung von Fahrzeugen in einem städtischen Umfeld verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben angeführten Probleme erarbeitet. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren dafür vorzusehen, um die Geschwindigkeit eines eigenen Fahrzeugs unter Einschätzung der Bedingungen nicht nur zu steuern, wenn das eigene Fahrzeug eine Straßenkreuzung überqueren wird, sondern auch, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug die Straßenkreuzung passieren wird, um ein Fahren mit einem vorgegebenen Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu ermöglichen.
Um oben erwähnte Aufgabe zu erfüllen, weist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug zum Steuern der Geschwindigkeit eines eigenen Fahrzeugs derart, dass ein vorgegebener Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug beibehalten wird, auf:
Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel zum Erfassen von Charakteristiken eines vorausliegenden Lichtsignals, einschließlich Umschaltzeiten zwischen Signalzuständen des Lichtsignals;
Straßeninformations-Erfassungsmittel zum Erfassen von Information über Straßenkreuzungen, einschließlich einer Entfernung zu einer Straßenkreuzung;
Straßenkreuzungs-Ankunftszeit-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Ankunftszeit des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Grundlage eines Fahrzustands eines vorausfahrenden Fahrzeugs, oder des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Grundlage einer Entfernung zu der Straßenkreuzung, der eigenen Fahrgeschwindigkeit und dem Fahrzustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs;
Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel zum Schätzen des Zustands des Lichtsignals auf der Grundlage der Charakteristiken des Lichtsignals und der Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Straßenkreuzung; und
Regelungsinhalt-Modifikationsmittel zum Ändern eines Inhalts der Fahrgeschwindigkeitsregelung des eigenen Fahrzeugs abhängig von dem geschätzten Zustand des Lichtsignals.
Andererseits kann das Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug ferner Rechts- und Linksabbiege-Steuersignal-Erzeugungsmittel aufweisen zum Erzeugen eines Betriebsmusters des eigenen Fahrzeugs aus einem Zustand eines Fahrtrichtungssignals oder einer von den Straßeninformations-Erfassungsmitteln erzeugten Streckeninformation zu einem Ziel, um sie in die Regelungsinhalt-Modifikationsmittel einzugeben.
Das Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel kann umfassen Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel zum Messen von Charakteristiken des Lichtsignals und Lichtsignalcharakteristiken-Lernmittel zum Lernen der Charakteristiken des Lichtsignals, die von den Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel gemessen wurden.
Das Lichtsignalcharakteristiken-Lernmittel kann Information über Straßenkreuzungen von dem Straßeninformations-Erfassungsmittel in Übereinstimmung mit der Information über Straßenkreuzungen lernen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug zum Steuern der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs derart, dass ein vorgegebener Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug beibehalten wird, auf:
Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel, die Bildaufnahme-Mittel mit Vergrößerungsmitteln, Bildverarbeitungs-Mittel, die Lichtsignalcharakteristiken durch Verarbeitung eines Bildes des Bildaufnahme-Mittels erfassen, und Kommunikations-Mittel umfassen, die als Messmittel zum Erfassen von Charakteristiken eines vorausliegenden Lichtsignals dienen;
Straßeninformations-Erfassungsmittel zum Erfassen von Information über Straßenkreuzungen, einschließlich einer Entfernung zu einer Straßenkreuzung;
Straßenkreuzungs-Ankunftszeit-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Grundlage einer Entfernung zu der Straßenkreuzung, der eigenen Fahrgeschwindigkeit und dem Fahrzustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs;
Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel zum Schätzen des Zustands des Lichtsignals auf der Grundlage der Charakteristiken des Lichtsignals und der Ankunftszeit an der Straßenkreuzung;
Rechts- und Linksabbiege-Steuersignal-Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Betriebsmusters des eigenen Fahrzeugs aus einem Zustand eines Fahrtrichtungssignals oder einer von den Straßeninformations-Erfassungsmitteln erzeugten Streckeninformation zu einem Ziel, um sie in die Regelungsinhalt-Modifikationsmittel einzugeben;
Regelungsinhalt-Modifikationsmittel zum Ändern eines Inhalts der Fahrgeschwindigkeitsregelung des eigenen Fahrzeugs abhängig von dem geschätzten Zustand des Lichtsignals; und
Warn-Mittel zum Erzeugen einer entsprechenden Warnung, bevor der Inhalt der Regelung geändert wird.
Andererseits weist das Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug Kommunikationsmittel auf zum Erfassen des Fahrzu stands des vorausfahrenden Fahrzeugs von außerhalb. Auf der Grundlage des über das Kommunikationsmittel erhaltenen Fahrzustands (Entfernung und relative Geschwindigkeit) des vorausfahrenden Fahrzeugs werden die Ankunftszeit an der Straßenkreuzung des vorausfahrenden Fahrzeugs und der Zustand des Lichtsignals (rot, grün oder gelb) geschätzt, um eine Fahrzeug-Steuerung durchzuführen. Hier kann es sich bei dem von dem Kommunikationsmittel erhaltenen Fahrzustand des vorausfahrenden Fahrzeugs um den Fahrzustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge handeln.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung leichter verständlich, wobei diese jedoch nicht als begrenzend auf die Erfindung angesehen werden sollten, sondern nur zur Erläuterung und besseren Verständlichkeit.
In den Zeichnungen ist:
1 ein Blockdiagramm, das einen funktionellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine beispielhafte Darstellung für den Fall der Erfassens von Charakteristiken eines Lichtsignals;
3 eine Blockdarstellung, die einen Aufbau von Straßeninformations-Erfassungsmitteln zeigt;
4 eine beispielhafte Darstellung eines Verfahrens zum Schätzen eines Zustands eines Lichtsignals;
5 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau des Geschwindigkeitsregelungssystemsfür ein Kraftfahrzeug zeigt;
6 ein Ablaufdiagramm zum Diskutieren eines Vorgangs von Soll-Abstands-Setzmitteln und Geschwindigkeitsbefehls-Setzmitteln.
7 ein Ablaufdiagramm zum Diskutieren eines Vorgangs von Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungsmitteln;
8 eine Darstellung zum Diskutieren eines Verfahrens zum Ändern eines Regelungsinhalts;
9 eine Darstellung zum Diskutieren eines Beispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehls Vcop;
10 eine Darstellung zum Diskutieren eines weiteren Beispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehls Vcop;
11 ein Blockdiagramm zum Diskutieren eines Aufbaus von Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmitteln;
12 ein Blockdiagramm zum Diskutieren eines Aufbaus von Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmitteln;
13 ein Blockdiagramm zum Diskutieren eines weiteren Aufbaus von Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmitteln;
14 ein Blockdiagramm, das einen weiteren Aufbau des Geschwindigkeitsregelungssystemsfür ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau von Erfassungsmitteln für Information über ein vorausfahrendes Fahrzeug zeigt;
16 ein Blockdiagramm, das einen weiteren Aufbau des Geschwindigkeitsregelungssystemsfür ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
17 eine beispielhafte Darstellung eines Regelungsverfahrens der Regelungsinhalt-Modifikationsmittel.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden detailliert erläutert hinsichtlich des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargestellt, um ein gründliches Verstehen der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Es ist für Fachleute jedoch offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. Andererseits werden allgemein bekannte Strukturen nicht im Detail gezeigt, um eine unnötige Unverständlichkeit der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Geschwindigkeitsregelungssystemsfür ein Kraftfahrzeug. Das gezeigte Ausführungsbeispiels des Geschwindigkeitsregelungssystemsfür ein Kraftfahrzeug ist allgemein aus Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmitteln 1, Straßeninformations-Erfassungsmitteln 2, Straßenkreuzungs-Ankunftszeit-Berechnungsmitteln 3, Lichtsignalzustands-Schätzungsmitteln 4, Regelungsinhalt-Modifikationsmitteln 5, Geschwindigkeitsregelungsmitteln 6 und Warn-Mitteln 7 aufgebaut.
Das Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel 1 besteht beispielsweise aus Bildaufnahme-Mitteln (101) zum Aufnehmen eines Bildes in der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs und Bildverarbeitungs-Mitteln (102, siehe 12) zum Verarbeiten des von dem Bildaufnahme-Mittel (101) aufgenommenen Bildes. Durch den Verarbeitungsvorgang, der später erläutert wird, werden in 2 gezeigte Charakteristiken Cs des Lichtsignals (Zeitdauer Tr für rotes Licht, Zeitdauer Tb für grünes Licht, Zeitdauer Ty für gelbes Licht und eine abgelaufene Zeitdauer T von dem Beginn eines Signalzustandszyklus bis zu dem jetzigen Zeitpunkt) zur Ausgabe an die Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel 4 erfasst.
Hier sind die von dem Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel 1 erfassten Charakteristiken Cs des Lichtsignals die Zeitdauer Tr für rotes Licht, die Zeitdauer Tb für grünes Licht, die Zeitdauer Ty für gelbes Licht und die abgelaufene Zeitdauer T von dem Beginn des Zyklus bis zu dem jetzigen Zeitpunkt, wobei die Zeitdauer grün-gelbrot als ein Zyklus betrachtet wird. Das Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel kann realisiert werden durch die Bildaufnahmevorrichtung, wie eine TV-Kamera, und eine Bildverarbeitungsvorrichtung kann beispielsweise das Lichtsignal durch Verarbeitung des von der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bildes erkennen und kann die Zeitdauer für grünes Licht, die Zeitdauer für gelbes Licht und die Zeitdauer für rotes Licht in Übereinstimmung mit der aktuellen Zeit messen. Alternativ können die Zeitdauer für rotes Licht, die Zeitdauer für grünes Licht, die Zeitdauer für gelbes Licht von dem Lichtsignal auf der Strasse, der Steuerungseinheit oder anderer Ge rätschaften auf der Strasse über Kommunikationsmittel erfasst werden.
Andererseits kann das Straßeninformations-Erfassungsmittel 2 realisiert werden durch Einsetzen einer Navigationsvorrichtung als Mittel zum Berechnen einer Entfernung L zu einer Straßenkreuzung, der sich das eigene Fahrzeug nähert, unter Verwendung der eigenen Position, die von einem GPS oder Ähnlichem und einer Straßenkarte erfasst wird. Das Straßeninformations-Erfassungsmittel 2 kann mit der Navigationsvorrichtung 20 konstruiert werden, welche beispielsweise, wie in 2 gezeigt, ein GPS und eine GPS-Antenne 21 verwendet. Eine Fahrposition des eigenen Fahrzeugs wird unter Verwendung des GPS abgeleitet, um eine Strasse, auf der das eigene Fahrzeug fährt, und eine Straßenkreuzung zu unterscheiden, der sich das Fahrzeug nähert, durch Herstellen einer Übereinstimmung zwischen der abgeleiteten Fahrposition und der in der Navigationsvorrichtung 20 gespeicherten Straßenkarte, um eine Entfernung L zu der Straßenkreuzung, der sich das Fahrzeug nähert, aus Information, wie der in der Straßenkarte gespeicherten Gestalt der Strasse oder Ähnliches, zu berechnen. Da die unterschiedene Strasse und die Straßenkreuzung in der Straßenkarte mit bestimmten eindeutigen Zahlen gespeichert sind, können die Nummer der Strasse und die Nummer der Straßenkreuzung zusammen mit der unterschiedenen Strasse und Straßenkreuzung ausgegeben werden.
Wenn eine Straßenberechnungsfunktion in der Navigationsvorrichtung vorgesehen ist, kann eine optimale Strecke von einem Startpunkt zu einem Ziel berechnet werden. Deswegen kann auf der Grundlage der berechneten Strecke ebenfalls Information zum Geradeaus-Fahren, Rechts-Abbiegen oder Links-Abbiegen ausgegeben werden.
Das Straßenkreuzungs-Ankunftszeit-Berechnungsmittel 3 schätzt unter Verwendung der Entfernung zu der Straßenkreuzung, einer Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und eines Fahrzustandes des vorausfahrenden Fahrzeugs (Entfernung und relative Geschwindigkeit), wann das eigene Fahrzeug und das vorausfahrende Fahrzeug die Straßenkreuzung erreichen. Angenommen, eine von dem Straßeninformations-Erfassungsmittel 2 ausgegebene Entfernung zu der Straßenkreuzung ist L, eine von dem Geschwindigkeitsregelungsmittel 6 ausgegebene Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs ist V0, der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug ist Dm und eine relative Geschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug ist Vr, dann werden ein Zeitpunkt Ts und ein Zeitpunkt Tp einer Ankunft an der Straßenkreuzung des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs durch die folgende Gleichung geschätzt, um sie an das Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel 4 auszugeben: Ts = L/ V0 Tp = (L – Dm)/Vs Vs=V0+Vr
Andererseits schätzt das Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel 4 den Signalzustand (grünes Licht, gelbes Licht, rotes Licht), wenn das eigene Fahrzeug und das vorausfahrende Fahrzeug die Straßenkreuzung erreichen, auf der Grundlage der Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Straßenkreuzung und den Charakteristiken des Lichtsignals (Zeitdauer Tr für rotes Licht, Zeitdauer Tb für grünes Licht, Zeitdauer Ty für gelbes Licht und eine abgelaufene Zeitdauer T von dem Beginn eines Signalzustandszyklus bis zu dem jetzigen Zeitpunkt). Dann schätzt das Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel 4 die Zustände STs und STp des Lichtsignals bei Ankunft des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs, wie in 4 gezeigt, unter Verwendung der von dem Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel 1 ausgegebenen Charakteristiken Cs des Lichtsignals und der von dem Straßenkreuzungs-Ankunftszeit-Berechnungsmittel 3 ausgegebenen Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs (Ts) und des vorausfahrenden Fahrzeugs (Tp) an der Straßenkreuzung. In einem Beispiel in 4 wird gezeigt, dass, wenn das vorausfahrende Fahrzeug an der Straßenkreuzung ankommt, das Lichtsignal einen „rotes Licht"-Zustand Tr aufweist, und, wenn das eigene Fahrzeug an der Straßenkreuzung ankommt, das Lichtsignal einen „grünes Licht"-Zustand Tb aufweist.
Das Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 regelt das Fahren des Fahrzeugs, indem es entscheidet, wann eine Entfernungsregelung weitergeführt werden soll oder wann eine Verlangsamung durchgeführt werden soll, abhängig von Verlangsamungscharakteristiken gemäß einer Entfernung zu der Straßenkreuzung und der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs abhängig von dem geschätzten Zustand des Lichtsignals (grünes Licht, gelbes Licht oder rotes Licht) bei Ankunft des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Straßenkreuzung. Andererseits ist es auch möglich, die Verlangsamung abhängig von dem Zustand des Lichtsignals (grünes Licht, gelbes Licht oder rotes Licht) bei Ankunft des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Straßenkreuzung zu modifizieren. Ein Fahr-Regelungs-Modus M und ein Geschwindigkeitsbefehl Vcop werden auf der Grundlage der von dem Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel 4 ausgegebenen geschätzten Lichtsignalzustände STs und STp, einer von dem Straßeninformations-Erfassungsmittel 2 ausgegebenen Entfernung L zu der Straßenkreuzung und der von dem Geschwindigkeitsregelungsmittel 6 ausgegebenen Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs ausgegeben. Darüber hinaus wird, wenn ein Fahr-Regelungs-Modus variiert wird, ein Steuerungssignal Sa zum Erzeugen einer Warnung, welche die Ver änderung des Fahr-Regelungs-Modus ankündigt, an das Warn-Mittel 7 ausgegeben.
Das Warn-Mittel 7 warnt den Fahrer mittels Ton, Licht, Vibration oder Ähnlichem, bevor eine Modifikation des Regelungsinhalts durchgeführt wird.
Das Geschwindigkeitsregelungsmittel 6 ist eine Regelungsvorrichtung zum Fahren des eigenen Fahrzeugs, um während des Fahrens den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug konstant zu halten, und ist beispielsweise aufgebaut, wie in 5 gezeigt wird. Das Geschwindigkeitsregelungsmittel 6 umfasst einen Radar 605 mit einem Soll-Abstands-(Dr)-Setzmittel 607, einem Erfassungsmittel 602 für die relative Geschwindigkeit (Vr), einem Abstands-(Dm)-Erfassungsmittel 604, einem Geschwindigkeitsbefehls-(Vcmd)-Setzmittel 608, einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsmittel 609, einem Erfassungsmittel 610 für die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, einem Drosselklappe-Stellglied 611, einem Getriebe-Stellglied 612 und einem Bremsen-Stellglied 613.
Als Erfassungsmittel 610 für die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, das die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs erfasst, kann zum Beispiel ein Radgeschwindigkeits-Sensor eingesetzt werden, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus einer Rotation des Rades feststellt. Der Radar besteht beispielsweise aus einem Millimeterwellen-Radar und weist Erfassungsmittel für die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und Erfassungsmittel 602 für die relative Geschwindigkeit auf, um jeweils den Abstand Dm und die relative Geschwindigkeit Vr zu messen und auszugeben.
Das Soll-Abstands-(Dr)-Setzmittel 607 setzt einen Soll-Abstand Dr auf der Grundlage der von dem Erfassungsmittel 610 für die Ge schwindigkeit des eigenen Fahrzeugs erfassten Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs.
In dem Geschwindigkeitsbefehls-Setzmittel 608 wird ein Geschwindigkeitsbefehls Vcmd auf der Grundlage des Soll-Abstands Dr, des gemessenen Abstands Dm und der gemessenen relativen Geschwindigkeit Vr gesetzt.
Das Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsmittel 609 leitet einen Drosselventilöffnung-Befehl, einen Schalt-Befehl und einen Brems-Befehl auf der Grundlage der Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs, des Geschwindigkeitsbefehls Vcmd, des Abstands Dm, der relativen Geschwindigkeit Vr, des Regelungs-Modus M und des Geschwindigkeitsbefehls Vcop ab, um das Drosselklappe-Stellglied 611, das Getriebe-Stellglied 612 und das Bremsen-Stellglied 613 zu regeln.
Das Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5, das Soll-Abstands-Setzmittel 607, das Geschwindigkeitsbefehls-Setzmittel 608 und das Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsmittel 609 können realisiert werden, indem beispielsweise durch einen Computer jeweilige Steuerprogramme ausgeführt werden. Ein den jeweiligen Steuerprogrammen entsprechendes Verfahren wird im Folgenden detailliert beschrieben.
Als erstes wird der von dem Soll-Abstands-Setzmittel 607 und dem Geschwindigkeitsbefehls-Setzmittel 608 durchzuführende Vorgang unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 6 diskutiert.
In Schritt 301 wird die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs von dem Erfassungsmittel 610 für die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs erfasst. In Schritt 302 wird der Soll-Abstand Dr gesetzt abhängig von der Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs. Bei diesem Setz-Verfahren wird zum Beispiel, wenn die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs geringer als 18 km/h ist, der Soll-Abstand Dr auf 10 m gesetzt. Wenn sich die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs in einem Bereich zwischen 18 km/h und 45 km/h befindet, wird der Soll-Abstand Dr von 10 m im Verhältnis zur Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Wenn die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs 45 km/h beträgt, wird der Soll-Abstand Dr auf 25 m gesetzt. Auch wenn die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs mehr oder gleich 45 km/h beträgt, wird der Soll-Abstand erhöht im Verhältnis zu einer Zunahme der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs. Wenn die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 90 km/h beträgt, wird der Soll-Abstand Dr auf 75 m gesetzt. Ein alternatives Setz-Verfahren ist ein Verfahren zum Ableiten des Soll-Abstands durch Multiplizieren der Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Zeitdauer (zum Beispiel 1 Sekunde).
In Schritt 303 wird der von dem Abstands-Erfassungsmittel 604 gemessene Abstand erfasst. In Schritt 304 wird die gemessene relative Geschwindigkeit Vr erfasst. In Schritt 305 wird der Geschwindigkeitsbefehls Vcmd aus dem Soll-Abstand Dr, dem Abstand Dm, der relativen Geschwindigkeit Vr und der Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs durch folgende Gleichung 1 abgeleitet:
wobei Ki ein Koeffizient zum Modifizieren der Soll-Geschwindigkeit abhängig von einem Unterschied zwischen dem Soll-Abstand Dr und dem gemessenen Abstand Dm ist, wenn der Unterschied für eine vorgegebene Zeitdauer beibehalten wird, t die vorgegebene Zeitdauer ist, Kp ein Koeffizient zum Modifizieren der Soll-Geschwindigkeit ab hängig von dem Unterschied zwischen dem Soll-Abstand Dr und dem gemessenen Abstand Dm ist, Kd ein Koeffizient zum Modifizieren der Soll-Geschwindigkeit abhängig von der relativen Geschwindigkeit ist. Diese Werte werden durch eine Offline-Simulation, Experimente usw. bestimmt und in ein Fahrzeug-Regelungsprogramm als Parameter aufgenommen.
Der von dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsmittel 609 durchzuführende Vorgang wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 7 diskutiert. In Schritt 401 wird der Regelungs-Modus M von dem Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 erfasst. In Schritt 402 wird entschieden, ob der Regelungs-Modus M den von dem Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 erzeugten Geschwindigkeitsbefehls Vcop verwendet. Wird der Geschwindigkeitsbefehl Vcop nicht verwendet, geht der Vorgang zu Schritt 404 weiter. Wird der Geschwindigkeitsbefehl Vcop verwendet, geht der Vorgang zu Schritt 403 weiter.
In Schritt 403, wenn der Geschwindigkeitsbefehl Vcop verwendet wird, wird der Geschwindigkeitsbefehl Vcop von dem Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 erfasst und gleich dem Geschwindigkeitsbefehl Vcmd gesetzt.
In Schritt 404 wird ein Geschwindigkeitsregelungs-Soll-Drehmoment Tcmd durch die folgende Gleichung 2 abgeleitet.
wobei Ki und Kq vorgegebene Regelungs-Konstanten sind, wobei Ki ein Koeffizient zum Modifizieren eines Soll-Drehmoments abhängig von einem Zeit-Integral (Abstand, der während der vorgegebenen Zeitdauer bei einer Unterschieds-Geschwindigkeit zurückgelegt wird) des Unterschieds zwischen der Soll-Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs ist, und Kq ein Koeffizient zum Modifizieren des Soll-Drehmoments abhängig von der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs ist.
In Schritt 405 wird das Geschwindigkeitsregelungs-Soll-Drehmoment Tcmd mit einem vorgegebenen Soll-Drehmoment-Schwellenwert Tth verglichen. Der Soll-Drehmoment-Schwellenwert Tth ist ein Schwellenwert, um zu entscheiden, ob die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs hauptsächlich unter Verwendung des Drosselklappeöffnung-Befehls gesteuert werden soll, oder ob die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs hauptsächlich unter Verwendung des Brems-Befehls gesteuert werden soll. Wenn Tcmd ≥ Tth, wird ein Verfahren von Schritt 406 bis Schritt 408 durchgeführt, und wenn Tcmd < Tth, wird ein Verfahren von Schritt 409 bis Schritt 411 durchgeführt.
Wenn Tcmd ≥ Tth, wird eine Beschleunigungssteuerung hauptsächlich unter Verwendung des Drosselklappeöffnung-Befehls und eine Verlangsamungssteuerung hauptsächlich unter Verwendung des Brems-Befehls durchgeführt. In Schritt 406 wird der Drosselklappeöffnung-Befehl gesetzt. Der Drosselklappeöffnung-Befehl wird ausgehend von einem Soll-Motor-Drehmoment und einer Motor-Drehzahl gesetzt, indem das Soll-Motor-Drehmoment aus einem aktuellen Getriebe-Übersetzungs-Verhältnis und dem Geschwindigkeitsregelungs-Soll-Drehmoment Tcmd berechnet wird. Dabei wird eine Beziehung zwischen der Motor-Drehzahl, der Drosselventil-Öffnung und dem Motor-Drehmoment verwendet.
In Schritt 407 wird ein Schalt-Befehl gesetzt. Wenn das Geschwindigkeitsregelungs-Soll-Drehmoment Tcmd eine Verlangsamung durch Motor-Bremsen erfordert, wird der Schalt-Befehl zum Herunterschalten gesetzt. In Schritt 408 wird ein Brems-Befehl gesetzt. Da es hier nicht erforderlich ist, die Bremse zu betätigen, wird der Brems-Befehl zum Freigeben der Bremse gesetzt.
Andererseits, wenn Tcmd < Tth, wird eine Steuerung der Verlangsamung hauptsächlich unter Verwendung der Bremse durchgeführt. In Schritt 409 wird, da eine Verlangsamung durch Steuerung der Bremse durchgeführt wird, der Öffnungsgrad der Drosselklappe auf vollständig geschlossen gesetzt. In Schritt 410 wird ein Getriebe-Übersetzungs-Verhältnis des Getriebe-Stellglieds 612 gesetzt. In Schritt 411 wird der Brems-Befehl abhängig von dem Geschwindigkeitsbefehls-Soll-Drehmoment Tcmd gesetzt. Auf der Grundlage des Befehls für den Öffnungsgrad der Drosselklappe wird das Drosselklappe-Stellglied 611 betrieben. Das Getriebe-Stellglied 612 wird auf der Grundlage des Schalt-Befehls betrieben. Das Bremsen-Stellglied 613 wird auf der Grundlage des Brems-Befehls betrieben. Somit wird die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs gesteuert.
Im Folgenden wird der von dem Regelungsinhalt-Modifikationsmittel durchzuführende Vorgang unter Bezugnahme auf 8 diskutiert.
In 8 zeigt (A) den Zustand des Lichtsignals bei Ankunft des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Straßenkreuzung durch
und Δ, die in zwölf Zustände, d.h. (1) bis (12), abhängig von dem Zustand des Lichtsignals bei dem vorausfahrenden Fahrzeug klassifiziert werden können. Die Funktion des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 in jedem Zustand wird im Folgenden diskutiert.
In (A) von 8 zeigen die Zustände (1) bis (3) den Zustand, in dem kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, und stellen den Zustand dar, in dem das eigene Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit fährt. In diesem Zustand wird, da es nur erforderlich ist, den Zu stand des Lichtsignals in Betracht zu ziehen, wenn das eigene Fahrzeug die Straßenkreuzung erreicht, der folgende Ablauf als Regelungs-Modus M des eigenen Fahrzeugs betrachtet. Im Folgenden werden die Regelungs-Modi M, die abhängig von den Regelungs-Zuständen (1) bis (12) von dem Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 erzeugt werden, in 8(B) gezeigt.

Zustand (1) : Da das eigene Fahrzeug bei grünem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, ist es nur erforderlich, die Abstands-Steuerung beizubehalten, wie sie besteht. Demgemäß muss der Regelungs-Modus den Geschwindigkeitsbefehl Vcmd des Geschwindigkeitsbefehls-Setzmittels 608 verwenden.
Zustand (2): Da das eigene Fahrzeug bei gelbem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, muss es an der Straßenkreuzung anhalten. Demgemäß muss der Regelungs-Modus M den Geschwindigkeitsbefehl Vcop des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 verwenden. Als ein Verfahren zum Erzeugen des Geschwindigkeitsbefehls ist es erforderlich, die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs an der Straßenkreuzung auf Null zu setzen, zum Beispiel. Deshalb kann ein in 9 gezeigtes Muster, das die Entfernung L zu der Straßenkreuzung und die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs verwendet, berücksichtigt werden.
Zustand (3): Da das eigene Fahrzeug bei rotem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, muss es an der Straßenkreuzung anhalten. Demgemäß muss der Regelungs-Modus M den Geschwindigkeitsbefehl Vcop des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 verwenden. Für den Geschwindigkeitsbefehl Vcop kann dasselbe Muster wie in Zustand (2) verwendet werden.
Die Zustände (4) bis (6) zeigen den Zustand, in dem das vorausfahrende Fahrzeug bei grünem Licht in die Straßenkreuzung einfährt. Bei diesen Zuständen werden, da ähnliche Regelungen wie in den Zuständen (1) bis (3) durchzuführen sind, die folgenden Abläufe als Regelungs-Modi M des eigenen Fahrzeugs betrachtet.
Zustand (4): Da das eigene Fahrzeug bei grünem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, ist es nur erforderlich, die Abstands-Steuerung beizubehalten, wie sie besteht. Demgemäß muss der Regelungs-Modus den Geschwindigkeitsbefehl Vcmd des Geschwindigkeitsbefehls-Setzmittels 608 verwenden.
Zustand (5): Da das eigene Fahrzeug bei gelbem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, muss es an der Straßenkreuzung anhalten. Demgemäß muss der Regelungs-Modus M den Geschwindigkeitsbefehl Vcop des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 verwenden. Als ein Verfahren zum Erzeugen des Geschwindigkeitsbefehls ist es zum Beispiel erforderlich, die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs an der Straßenkreuzung auf Null zu setzen. Deshalb kann ein in 9 gezeigtes Muster, das die Entfernung L zu der Straßenkreuzung und die Geschwindigkeit V0 des eigenen Fahrzeugs verwendet, berücksichtigt werden.
Zustand (6): Da das eigene Fahrzeug bei rotem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, muss es an der Straßenkreuzung anhalten. Demgemäß muss der Regelungs-Modus M den Geschwindigkeitsbefehl Vcop des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 verwenden. Für den Geschwindigkeitsbefehl Vcop kann dasselbe Muster wie in Zustand (5) verwendet werden.
Die Zustände (7) bis (9) zeigen den Zustand, in dem das vorausfahrende Fahrzeug bei gelbem Licht in die Straßenkreuzung einfährt. Bei diesem Zustand kann ein Fall betrachtet werden, in dem das vorausfahrende Fahrzeug bei gelbem Licht die Straßenkreuzung überquert, und ein Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug bei gelbem Licht anhält. Das Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 muss den Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug die Straßenkreuzung überquert, vom Standpunkt der Sicherheit aus betrachten. Der Geschwindigkeitsbefehls Vcop kann jedoch unter der Berücksichtigung erzeugt werden, dass das vorausfahrende Fahrzeug an der Straßenkreuzung anhält. Demgemäß werden als Regelungs-Modi M des eigenen Fahrzeugs die folgenden Abläufe betrachtet.
Zustand (7): Da das eigene Fahrzeug bei gelbem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, muss es an der Straßenkreuzung anhalten. Demgemäß muss der Regelungs-Modus M den Geschwindigkeitsbefehl Vcop des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 verwenden. Als ein Verfahren zum Erzeugen des Geschwindigkeitsbefehls Vcop, wird Ähnliches wie bei den Zuständen (5) und (6) in Betracht gezogen, und unter der Berücksichtigung, dass das vorausfahrende Fahrzeug an der Straßenkreuzung anhält, wird die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs an einem Punkt L1 auf Null gesetzt, der abgeleitet wird durch Subtrahieren eines Wertes, der die Fahrzeuglänge des vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt, von der Entfernung L zu der Straßenkreuzung, wie zum Beispiel in 10 gezeigt wird. Als die Fahrzeuglänge des vorausfahrenden Fahrzeugs wird die Fahrzeuglänge eines normalen Fahrzeugs als Standardlänge programmiert. Alternativ wird, wenn das Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel 1 mit der Bildaufnahmevorrichtung und der Bildverarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist, das Nummernschild des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst, um die Art des vorausfahrenden Fahrzeugs zu erkennen, um so die Fahrzeuglänge abhängig von der Art des vorausfahrenden Fahrzeugs zu verwenden.
Zustand (8): Da das eigene Fahrzeug bei rotem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, muss es an der Straßenkreuzung anhalten. Demgemäß muss der Regelungs-Modus M den Geschwindigkeitsbefehl Vcop des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 verwenden. Für den Geschwindigkeitsbefehl Vcop kann dasselbe Muster wie in Zustand (7) verwendet werden.
Zustand (9): Da das eigene Fahrzeug bei grünem Licht in die Straßenkreuzung einfährt, kann die Abstands-Steuerung beibehalten werden, wie sie besteht. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug bei gelbem Licht anhält, funktioniert die Abstands-Regelung. Demgemäß muss der Regelungs-Modus den Geschwindigkeitsbefehl Vcmd des Geschwindigkeitsbefehls-Setzmittels 608 verwenden.
Die Zustände (10) bis (12) zeigen den Zustand, in dem das vorausfahrende Fahrzeug bei rotem Licht in die Straßenkreuzung einfährt. Es wird angenommen, dass das vorausfahrende Fahrzeug bei diesem Zustand an der Straßenkreuzung anhält, das eigene Fahrzeug kann die Abstands-Regelung beibehalten. Demgemäß müssen alle Regelungs-Modi der Zustände (10) bis (12) den Geschwindigkeitsbefehl Vcmd des Geschwindigkeitsbefehls-Setzmittels 608 verwenden.

In 8 wird der Fall betrachtet, in dem die Lichtsignalzustände des vorausfahrenden Fahrzeugs und des eigenen Fahrzeugs in einen Zyklus fallen, wobei die Lichtsignalzustände mit grünem Licht, gelbem Licht und rotem Licht als ein Zyklus angesehen werden. Es ist jedoch möglich, dass sich die Lichtsignalzustände des vorausfahrenden Fahrzeugs und des eigenen Fahrzeugs über zwei Zyklen ausdehnen. Es sollte angemerkt werden, dass es in diesem Fall möglich sein kann, da angenommen werden kann, dass ein Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug ausreichend ist, eine Geschwindigkeitsregelung oder Fahrregelung mit gleich bleibender Abstands-Regelung durchzuführen, bis die Lichtsignalzustände des vorausfahrenden Fahrzeugs und des eigenen Fahrzeugs in einen Zyklus fallen, wie in 8 gezeigt.
Andererseits, wenn das Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 den Fahr-Regelungs-Modus M variiert, wird das Steuerungssignal Sa (1) erzeugt, um eine Warnung über diese Tatsache zur Ausgabe an das Warn-Mittel 7 zu erzeugen.
Das in 1 gezeigte Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel 1 zum Erfassen der Charakteristiken des Lichtsignals (zum Beispiel einen Zyklus des grünen Lichts, des gelben Lichts und des roten Lichts, die Zeitdauer Tr für rotes Licht, die Zeitdauer Tb für grünes Licht, die Zeitdauer Ty für gelbes Licht und eine abgelaufene Zeitdauer T von dem Beginn eines Signalzustandszyklus bis zu dem jetzigen Zeitpunkt) ist zum Beispiel wie in 11 gezeigt aufgebaut. Das Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel 1 weist ein Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel 10 und ein Lern-Mittel 11 auf. In dem Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel 10 werden die Charakteristiken des Lichtsignals gemessen. In dem Lern-Mittel 11 werden die von dem Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel 10 gemessenen Charakteristiken des Lichtsignals zusammen mit der Nummer der Straßenkreuzung oder der Straßennummer gespeichert. Wenn das Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel 10 die Charakteristiken des Lichtsignals nicht messen kann oder eine Messung schwierig ist, werden die vorher gespeicherten Charakteristiken des Lichtsignals von dem Lern-Mittel 11 auf der Grundlage der Nummer der Straßenkreuzung oder der Straßennummer ausgelesen.
Das Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel 10 ist aufgebaut, wie in 12 gezeigt wird. In 12 ist das Bildaufnahme-Mittel 101 zum Aufnehmen des Bildes, das die Fahrt des eigenen Fahrzeugs betrifft, und das Bildverarbeitungs-Mittel 102 zum Verarbeiten des von dem Bildaufnahme-Mittel 101 aufgenommenen Bildes vorgesehen. In dem Aufbau von 12 wird als ein Verfahren zum Messen der Lichtsignalcharakteristiken die Farb-Information grün, gelb und rot aus dem von dem Bildaufnahme-Mittel 101 aufgenommenen Bild erfasst, um das Lichtsignal durch eine Bewertung, ob die Anordnung von grün, gelb und rot genauso wie bei einem Lichtsignal ist oder nicht, zu erkennen. Dann wird durch Durchführen dieses Vorgangs für eine Reihe von Bildern jede Zeitdauer des grünen Lichts, des gelben Lichts und des roten Lichts gemessen. Die gemessenen Charakteristiken des Lichtsignals werden an das Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel 4 ausgegeben und in Verbindung damit an das Lern-Mittel 11 ausgegeben. Wenn zum Beispiel das Bildaufnahme-Mittel 101 das Bild des Lichtsignals wegen eines großen Fahrzeugs vor dem eigenen Fahrzeug nicht aufnehmen kann, werden die Charakteristiken des Lichtsignals von dem Lern-Mittel 11 ausgelesen, um die ausgelesene Information auszugeben. Wenn andererseits eine Entfernung zu der Straßenkreuzung groß ist, ist das aufgenommene Bild des Lichtsignals klein. Deswegen wird durch Verwendung einer Linse mit einem Vergrößerungs-Mechanismus eine Vergrößerung des Vergrößerungs-Mechanismus abhängig von dem Abstand zu der Linse abgeleitet, um ein Vergrößerungs-Steuerungssignal Zm zur Steuerung der Vergrößerungs-Linse zu erzeugen.
Ein weiterer Aufbau des Lichtsignalcharakteristiken-Messmittels 10 wird in 13 gezeigt. Der Aufbau von 13 soll die Charakteristiken des Lichtsignals von dem sich auf der Strasse befindenden Lichtsignals oder dessen Steuerungseinheit über Kommunikationsmittel erfassen. Das Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel 10 kann durch das Kommunikationsmittel 103 unter Verwendung von Funkwellen oder Licht realisiert werden. In dem Kommunikationsmittel werden die gemessenen Charakteristiken Cs des Lichtsignals an das Licht signalzustands-Schätzungsmittel 4 und an das Lern-Mittel 11 ausgegeben.
Das Lern-Mittel 11 kann zum Beispiel unter Verwendung eines Speichers realisiert werden.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzustand (Entfernung und relative Geschwindigkeit) des vorausfahrenden Fahrzeugs von dem Geschwindigkeitsregelungsmittel 6 erfasst. Es ist jedoch auch ein Aufbau, wie er in 14 gezeigt wird, als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich. Das in 14 gezeigte Ausführungsbeispiel erfasst den Fahrzustand des vorausfahrenden Fahrzeugs über die sich auf der Strasse befindende Steuerungseinheit und ist zusätzlich zu dem Ausführungsbeispiel von 1 mit einem Erfassungsmittel 8 für die Information über ein vorausfahrendes Fahrzeug ausgestattet. Das Erfassungsmittel 8 für die Information über ein vorausfahrendes Fahrzeug kann mit Kommunikationsmitteln 81 und Verarbeitungsmitteln 82 aufgebaut sein, wie in 15 gezeigt. Das Kommunikationsmittel 81 erhält den Fahrzustand des vorausfahrenden Fahrzeugs von der Steuerungseinheit auf der Strasse unter Verwendung von Funkwellen oder Licht. Das Verarbeitungsmittel 82 gibt den erhaltenen Fahrzustand des vorausfahrenden Fahrzeugs an das Straßenkreuzungs-Ankunftszeit-Messmittel 3 aus.
Wenn das in 14 gezeigte Ausführungsbeispiel Anwendung findet, wird es möglich, den Fahrzustand einer Vielzahl vor dem eigenen Fahrzeug vorausfahrender Fahrzeuge von der Steuerungseinheit auf der Strasse zu erfassen. In diesem Fall kann die Ankunftszeit an der Straßenkreuzung und der Zustand des Lichtsignals für das Fahrzeug geschätzt werden können, das vor dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt, dem das eigene Fahrzeug folgt. Deswegen kann eine präzisere Steuerung realisiert werden, um zur Verbesserung des Fahrkomforts beizutragen.
Darüber hinaus wird als ein Ausführungsbeispiel zur Realisierung der vorliegenden Erfindung zum Beispiel ein in 16 gezeigter Aufbau in Betracht gezogen. In dem in 16 gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, das eigene Fahrzeug in Anbetracht von aus der entgegengesetzten Richtung kommenden Fahrzeugen und Fußgängern oder Ähnliches zu steuern, wenn das eigene Fahrzeug in der Straßenkreuzung rechts oder links abbiegt. Deswegen werden zusätzlich zu dem Aufbau des Ausführungsbeispiels in 1 Links- und Rechtsabbiege-Steuersignal-Erzeugungsmittel 9 vorgesehen. Das Links- und Rechtsabbiege-Steuersignal-Erzeugungsmittel kann auch in dem in 14 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen werden.
Das Links- und Rechtsabbiege-Steuersignal-Erzeugungsmittel 9 empfängt den Zustand eines Abbiege-Signals und eine von dem Straßeninformations-Erfassungsmittel erzeugte Strecken-Information (fahre geradeaus, biege rechts ab oder biege links ab) zum Ziel, um ein Rechts- oder Linkssabbiege-Steuersignal R/L zur Ausgabe an das Regelungsinhalt-Modifikationsmittel zu erzeugen, wenn der Zustand des Abbiege-Signals und/oder die Strecken-Information ein Rechtsabbiegen oder ein Linksabbiegen anzeigen. Das Rechts- oder Linkssabbiege-Steuersignal R/L weist ein Muster auf, dass R/L = 0, wenn das eigene Fahrzeug gerade aus über die Straßenkreuzung fahren soll, R/L = 1, wenn das eigene Fahrzeug an der Straßenkreuzung rechts abbiegen soll, und R/ L = 2, wenn das eigene Fahrzeug an der Straßenkreuzung links abbiegen soll. Das Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 modifiziert den Inhalt der Geschwindigkeitsregelung des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage des Wertes des Rechts- oder Linkssabbiege-Steuersignals R/L. Zum Beispiel gelten die Betriebszustände (1) bis (12) des Regelungsinhalt-Modifikations mittels 5, die von dem Signalzustand des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs abhängig sind, nur für den Fall R/L = 0 (geradeaus). Wenn R/L = 1 oder 2, erfolgt eine Warnung an den Fahrer für die Notwendigkeit einer Überprüfung, ob Fahrzeuge aus der entgegengesetzten Richtung kommen oder Fußgänger vorhanden sind. Der Geschwindigkeitsbefehl erzeugt den Regelungs-Modus M, um den von dem Regelungsinhalt-Modifikationsmittel 5 erzeugten Geschwindigkeitsbefehl Vcop zu verwenden. Der Regelungs-Modus des Regelungsinhalt-Modifikationsmittels 5 wird in 17 entsprechend dem Rechts- oder Linkssabbiege-Steuersignal R/L gezeigt.
Mit der vorliegenden Erfindung kann bei einer Fahrt auf einer normalen Strasse beim Folgen eines vorausfahrenden Fahrzeugs ein Einfahren während des Folgens des vorausfahrenden Fahrzeugs in die Straßenkreuzung bei gelbem Licht vermieden werden, um für den Fahrer ein Fahren ohne das Gefühl der Unsicherheit zu ermöglichen.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele dargestellt und erläutert wurde, sollte für Fachleute offensichtlich sein, dass vorhergehende und verschiedene andere Änderungen, Weglassungen und Ergänzungen hierin und hierzu gemacht werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Deswegen sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf das oben angeführte Ausführungsbeispiel begrenzt angesehen werden, sondern als alle möglichen Ausführungsbeispiele einschließend, die in einem Umfang aufgenommen werden können, der die in den angehängten Ansprüchen dargestellten Merkmale umfasst und äquivalent hierzu ist.

Claims

Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug zum Steuern der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs derart, dass ein vorgegebener Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug beibehalten wird, mit: Regelungsinhalt-Modifikationsmitteln (5) zum Ändern eines Inhalts der Fahrgeschwindigkeitsregelung des eigenen Fahrzeugs; gekennzeichnet durch – Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel (1) zum Erfassen von Charakteristiken Cs eines vorausliegenden Lichtsignals, einschließlich Umschaltzeiten zwischen Signalzuständen des Lichtsignals; – Straßeninformations-Erfassungsmittel (2) zum Erfassen von Information über Straßenkreuzungen, einschließlich einer Entfernung L zu einer Straßenkreuzung; – Straßenkreuzungs-Ankunftszeit-Berechnungsmittel (3) zum Berechnen einer Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Grundlage der Entfernung L zu der Straßenkreuzung, der eigenen Fahrgeschwindigkeit V0 und dem Fahrzustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs; und – Lichtsignalzustands-Schätzungsmittel (4) zum Schätzen des Zustands des Lichtsignals auf der Grundlage der Charakteristiken Cs des Lichtsignals und der Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Straßenkreuzung, wobei ein Inhalt einer Fahrgeschwindigkeitsregelung des eigenen Fahrzeugs von den Regelungsinhalt-Modifikations mitteln (5) in Abhängigkeit von dem geschätzten Zustand des Lichtsignals geändert wird.
Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kommunikationsmittel (103) in den Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmitteln (1) zum Erfassen des Zustands des Lichtsignals oder des Fahrzustands des vorausfahrenden Fahrzeugs vorgesehen ist.
Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner aufweist Rechts- und Linksabbiege-Steuersignal-Erzeugungsmittel (9) zum Erzeugen eines Betriebsmusters des eigenen Fahrzeugs aus einem Zustand eines Fahrtrichtungssignals oder einer von den Straßeninformations-Erfassungsmitteln (2) erzeugten Streckeninformation zu einem Ziel, um sie in die Regelungsinhalt-Modifikationsmittel (5) einzugeben.
Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel (1) umfasst Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel (10) zum Messen von Charakteristiken Cs des Lichtsignals und Lichtsignalcharakteristiken-Lernmittel (11) zum Lernen der Charakteristiken Cs des Lichtsignals, die von den Lichtsignalcharakteristiken-Messmittel (10) gemessen wurden.
Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignalcharakteristiken-Lernmittel (11) Information über Straßenkreuzungen von dem Straßeninformations-Erfassungsmittel in Übereinstimmung mit der Information über Straßenkreuzungen lernt.
Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsignalcharakteristiken-Erfassungsmittel (1) Bildaufnahme-Mittel (101) mit Vergrößerungsmitteln, Bildverarbeitungs-Mittel (102), die Lichtsignalcharakteristiken durch Verarbeitung eines Bildes des Bildaufnahme-Mittels (101) erfassen, und Kommunikations-Mittel (103) umfassen, die als Messmittel (10) zum Erfassen von Charakteristiken Cs eines vorausliegenden Lichtsignals dienen.
Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Warn-Mittel (7) zum Erzeugen einer entsprechenden Warnung, bevor der Inhalt der Regelung geändert wird.
Verfahren zum Betrieb eines Geschwindigkeitsregelungssystems für ein Kraftfahrzeug zum Steuern der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs derart, dass ein vorgegebener Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug beibehalten wird, mit den Schritten: Ändern eines Inhalts des Geschwindigkeitsregelungssystems des eigenen Fahrzeugs; gekennzeichnet durch Erfassen von Charakteristiken Cs eines vorausliegenden Lichtsignals, wobei die Charakteristiken Cs Umschaltzeiten zwischen Signalzuständen des Lichtsignals umfassen; Erfassen von Information über Straßenkreuzungen, einschließlich einer Entfernung L zu einer Straßenkreuzung; Berechnen einer Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Grundlage der Entfernung L zu der Straßenkreuzung, einer eigenen Fahrgeschwindigkeit V0 und einem Fahrzustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs; und Schätzen des Zustands des Lichtsignals auf der Grundlage der Charakteristiken Cs des Lichtsignals und der Ankunftszeit des eigenen Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs an der Straßenkreuzung; und Ändern eines Inhalts des Geschwindigkeitsregelungssystems des eigenen Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem geschätzten Zustand des Lichtsignals.
Verfahren gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch Erfassen des Zustands des Lichtsignals oder Fahrzustands des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch Erzeugen eines Betriebsmusters des eigenen Fahrzeugs aus einem Zustand eines Fahrtrichtungssignals oder einer Streckeninformation zu einem Ziel.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch Messen von Charakteristiken Cs des Lichtsignals und Lernen der gemessenen Charakteristiken Cs des Lichtsignals.
Verfahren gemäß Anspruch 11, gekennzeichnet durch Lernen der Information über Straßenkreuzungen von dem Straßeninformations-Erfassungsmittel (2) in Übereinstimmung mit der Information über Straßenkreuzungen.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch Erfassen von Lichtsignalcharakteristiken Cs durch Verarbeitung eines Bildes von Bildaufnahme-Mitteln (101) mit Vergrößerungsmitteln.
Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch Erzeugen einer entsprechenden Warnung, bevor der Inhalt der Regelung geändert wird.