JP2004005616A - 運転者アシストシステム - Google Patents

Abstract

【課題】自動車に備わる各機能部品の機能範囲を個別に制御することが可能な運転者アシストシステムを提供する。
【解決手段】自動車の車両操作において運転者を支援する複数の機能部品を備えた運転者アシストシステムにおいて，例えば速度制御機能１６，間隔制御機能２８および警告機能３４等の機能部品を個別にスイッチオンまたはスイッチオフにすることを運転者に許容する，少なくとも１つの入力手段２２を備えることを特徴とする
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，自動車ガイドにおいて運転者を支援する，複数の機能部品を備えた自動車のための運転者アシストシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転者アシストシステムの代表的な例として，例えばデトロイトにおいて１９９６年２月２６日から２９日のＳＡＥ９６で公表された，ヴィナー，ヴィッテ他の論文「アダプティブクルーズコントロールシステム　視点と開発の展望」（ＳＡＥペーパーＮｏ．９６１０１０）に記載されている，ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃｒｕｉｓｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌ：順応型自動速度制御）−システムがある。
【０００３】
この種のＡＣＣ−システムにおいては，車両の速度は，運転者により設定可能な希望速度に自動的に制御される。さらに，このシステムには，間隔センサ，例えばレーダーセンサが搭載されており，そのセンサによって先行車両の位置を定めることができる。
【０００４】
先行車両が自己の走行車線内にいる場合には，希望速度に制御する代わりに，先行車両に対する適切な安全間隔への制御が行われる。この間隔は，速度に依存しており，大半は，間隔と車両の自己速度の商として定められるタイムギャップτの形式で表現される。ＡＣＣ−システムは，車両の駆動システムだけでなく，所定の状況においては，特に先行車両に対する安全距離を下回っている場合には，ブレーキシステムにも関係してくる。
【０００５】
しかし，このシステムの範囲内で許される制動減速は，車両搭乗者が不快または不安に感じられない値に制限されている。例えば，隣車線上を走行している車両が自己の車線へ割り込むことによる，緊急の衝突の危険が迫っているような非常事態においては，車両の制御は，運転者に委ねられ，この非常事態を確実にコントロールできるようにしなければならない。
【０００６】
上記の課題を解決するＡＣＣ−システムとして，所定の判断基準により，緊急の衝突の危険が迫り，運転者の介入が必要であることが検出された場合に，運転者に光学的および／または音響的な引継ぎ要請を出力する警告機能を備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。また，他方で，間隔制御機能のない純粋な速度制御システムも知られている。
【０００７】
【特許文献１】
ドイツ国特許出願公開明細書ＤＥ１００１９２５５Ａ号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，既知の運転者アシストシステムにおいて，上記の機能の範囲は，車両の生産段階で定められ，運転者は，システムをオンまたはオフにし，オンにされている状態において希望速度と，場合によっては，例えば所望のタイムギャップのような他のパラメータを入力するオプションを有するだけであった。生産側が様々な機能範囲を有するシステムを提供する場合において，これら機能範囲の決定は，それぞれ顧客の設定に従って行われ，手間がかかった。
【０００９】
本発明は，従来の運転者アシストシステムが有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，自動車に備わる各機能部品の機能範囲を個別に制御することにより，様々な顧客のニーズをより簡単な方法で受け入れることの可能な，新規かつ改良された運転者アシストシステムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，自動車の車両操作において運転者を支援する複数の機能部品を備えた運転者アシストシステムにおいて，機能部品を個別にスイッチオンまたはスイッチオフにすることを運転者に許容する，少なくとも１つの入力手段を備えることを特徴とする，運転者アシストシステムが提供される。
【００１１】
このような本発明にかかる運転者アシストシステムによれば，運転者は，生産段階で設けられた機能部品の機能範囲を自分の希望に沿って個別に制御することが可能となる。このため本発明は，例えば運転者アシストシステムが一般に高い機能範囲を提供する車両，特に高級クラスの車両を，運転者アシストシステムの所定の機能部品を要求しようとしない，または常には要求しようとしない顧客によって購入されるという事情を回避可能となる。換言すると，本発明によれば，運転者は，希望しない機能部品を個別にスイッチをオフにすることが可能なので，自動車を形成，かつ供給する際に，顧客の希望に応じて上記事情を考慮する煩わしさが軽減される。
【００１２】
本発明の他の利点は，運転者が所定の機能部品をそのときの気分，またはそれぞれの交通状況に従って，各スイッチをオンまたはオフにすることが可能なことである。すなわち，運転者は，例えば休暇旅行等において交通量が少ない場合には，リラックスした走行方法を優先し，運転者アシストシステムの全機能範囲を要求しようとする。一方，他の状況においては，システムの所定の機能部品によっては，機能範囲の要求をむしろ煩わしく感じることもあり，これらの機能部品をオフにしたいと思った場合に，かかる機能部品をオフにすることができる。
【００１３】
また，本発明の好ましい実施形態は，従属請求項から明らかにされる。
【００１４】
このとき，車両等が複数の異なる構成の可能性を有するにも関わらず，運転者にシステムの単純でわかりやすい操作を可能にするために，アクティブな機能部品の選択において区別するための複数の予め定められた駆動モードを，これらの機能部品の機能範囲に従って半順序された列に配置し，かつ入力手段を，各駆動モードを一の入力指令により，かかる列に従って切り換え可能に構成すると効果的である。ここで，半順序された列というのは，列内の場所番号が上昇するにつれて機能範囲が一般に増大する列（上昇する機能範囲に従った半順序集合），または一般に減少する列（下降する機能範囲に従った半順序集合）のことである。その場合に，例えば駆動モードは，下降する機能範囲に従った半順序においては，順位ｊを有する他の駆動モードの全機能を含む，順位ｉを有する駆動モードについて，関係ｉ＜ｊが成立するように，配置されている。
【００１５】
また，このとき，ＡＣＣ−システムにおいては，車両に備わる機能部品の完全な機能範囲として，例えば速度制御，間隔制御および警告機能（引継ぎ要請）等の機能部品を備えることが可能である。他の機能部品として，間隔補正要請の出力が設けられることが好ましい。この選択は，間隔制御がアクティブでない場合に可能となる。その際に，タイムギャップによって定められる目標間隔と実際間隔との間に意味のある偏差と言った所定の差が発生し，既に引継ぎ要請または衝突警告のための条件が与えられていない場合，好ましくは速度に依存する許容誤差限界外にある場合に，運転者は，光学的または音響的な信号によって，先行車両に対する間隔を補正する要請を受ける。
【００１６】
さらに，このとき，駆動モードの選択に使用される入力手段は，回転つまみとして形成されていると同時に押しボタンの機能も有していることとしてもよい。この場合には，押しボタンを操作することによって，１つの駆動モードから次の駆動モードへ切り換えられ，つまみを回動させることによって，それぞれ選択された機能にとって重要なパラメータ，例えばタイムギャップを変化させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
図１は，本発明の第１の実施の形態かかる運転者アシストシステムにおける間隔および速度制御のためのＡＣＣ−システムの構成図である。
【００１９】
本実施形態において，運転者は，ステアリングホィールに配置されているマルチ機能レバー１２を使用することにより，既知の方法で速度制御のための希望速度Ｖｗを予め設定することができる。マルチ機能レバー１２を上方または下方へ軽く叩いて微動させることによって，車両のその時点での速度が新しい希望速度となる。また，上方または下方へ揺動させた位置にレバーを比較的長く保持することによって，希望速度を徐々に上昇または下降させることができる。
【００２０】
本実施形態のＡＣＣ−システムに設けられた減算素子１４は，希望速度Ｖｗと測定された車両の実際速度Ｖｉの差を計算して，目標／実際−偏差に相当する信号を速度制御ブロック１６へ供給する。この速度制御ブロック１６は，目標加速度ａ１を計算し，この目標加速度ａ１によって車両の実際速度Ｖｉが希望速度Ｖｗと一致させられる。このとき，目標加速度ａ１は，負の値とすることにより減速することも可能である。モーターの制動トルクがこの負の目標加速度を実現するのに不十分な場合には，車両の制動システムへの自動的な干渉が行われる。
【００２１】
本実施形態のＡＣＣ−システムに設けられたレーダーセンサ１８は，自己の車両の前にある対象，特に先行車両の位置を定めて，その間隔，アジマス角度および相対速度を測定する。これらの測定データを用いて，検出ブロック２０は，先行車両が自己の車線上に位置するかを調べて，この車両を間隔制御のための目標対象として選択する。このとき，検出ブロック２０は，出力信号として，目標対象の実際間隔Ｄｉ，その相対速度Ｖｒおよび，目標対象の存在を示す論理信号Ｌを供給する。
【００２２】
本実施形態では，自動車の中央コンソールに配置されている入力手段２２は，特に制御パラメータとして間隔制御の基礎にされるタイムギャップτを入力するために使用される。間隔計算ブロック２４において，このタイムギャップτを実際速度Ｖｉで乗算することによって，目標対象のための目標間隔Ｄｓが計算される。この間隔計算ブロック２４で算出された目標間隔Ｄｓと検出ブロック２０で算出された目標対象の実際間隔Ｄｉとの差は，減算素子２６で求められ，その出力信号が間隔制御ブロック２８へ供給される。この間隔制御ブロック２８は，この出力信号に基づいて，上記の検出ブロック２０で算出された相対速度Ｖｒを考慮した上で間隔制御のための目標加速度ａ２を計算する。
【００２３】
選択ブロック３０において，上記の速度制御ブロック１６で算出された目標加速度ａ１と上記の間隔制御ブロック２８で算出された目標加速度ａ２から，最終的な目標加速度ａが求められる。この目標加速度ａは，先行車両の位置が定められなかった場合（Ｌ＝０）には，目標加速度ａ１に等しく，または目標対象に対する間隔制御が実施された場合には，目標加速度ａ１と目標加速度ａ２の最小値に等しい。
【００２４】
また，本実施形態において，間隔コントロールブロック３２は，上記の検出ブロック２０からの各信号（実際間隔Ｄｉ，相対速度Ｖｒ，および論理信号Ｌ）と減算素子２６の信号を受信して，これらの信号に基づいて間隔補正要請ＡＫを算出する。この間隔補正要請ＡＫは，先行車両の位置が定められて，この車両の目標間隔Ｄｓと実際間隔Ｄｉとの間の差が所定の場合，好ましくは速度に依存する許容誤差限界外にある場合に常に出力される。
【００２５】
さらに，警告機能ブロック３４は，上記の検出ブロック２０からの各信号（実際間隔Ｄｉ，相対速度Ｖｒ，および論理信号Ｌ）を受信して，これらの信号と実際速度Ｖｉを用いて警告信号ＷＳを算出する。この警告信号ＷＳは，位置を定められた目標対象の実際間隔Ｄｉと相対速度Ｖｒの実際の値に基づいて衝突が懸念される場合，換言すると衝突を回避するために運転者が比較的に精力的な介入が必要とされる場合に，常に出力される。
【００２６】
本実施形態において，入力手段２２は，同時に選択スイッチの機能も有しており，この選択スイッチ機能によって，ＡＣＣ−システムの各駆動モードを選択することができる。選択された駆動モードを示す信号は，選択ブロック３０および機能選択ブロック３６へ伝達される。機能選択ブロック３６は，複数のスイッチ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを備え，これらのスイッチ３６ａ，３６ｂ，３６ｃによって，上記のそれぞれ選択された駆動モードに従って，上記の目標加速度ａ，間隔補正要請ＡＫおよび警告信号ＷＳの１つまたは複数の伝達を遮断することができる。
【００２７】
図２は，本実施形態における運転者アシストシステムの様々な駆動モードと上記の付属のパラメータの関係が記載されている表である。この表の中で第１の列には，使用可能な駆動モードが順番にリストアップされている。第１の列に記載されたモードが「ＡＣＣ＋Ｗ」である場合には，ＡＣＣ−機能，従って速度制御と間隔制御および警告機能ブロック３４の警告機能がアクティブな状態である。従ってこのモードにおいては，スイッチ３６ａ，３６ｃが閉成され，スイッチ３６ｂが開放されている。この駆動モードは，ＡＣＣ−システム１０の最大の機能範囲に相当する。
【００２８】
次のモード「ＣＣ＋ＡＫ＋Ｗ」においては，機能範囲は，ＡＣＣ−機能の代わりに速度制御のみが実施され，かつ間隔制御の代わりに間隔補正要請ＡＫの出力のみが実行されるという点で制限されている。このモードにおいては，全部のスイッチ３６ａ，３６ｂおよび３６ｃが閉成されている。しかし，選択ブロック３０の機能は，修正されており，目標加速度ａとして常に速度制御ブロック１６の目標加速度ａ１のみが通過させされる。
【００２９】
次のモード「ＣＣ＋ＡＫ」は，上記のモード「ＣＣ＋ＡＫ＋Ｗ」とは異なり，スイッチ３６ｃが開放されており，従って警告機能は，非アクティブである。
【００３０】
それに対して次のモード「ＣＣ＋Ｗ」においては，間隔補正要請ＡＫの出力は，非アクティブであって，その代わりに警告機能ＷＳがアクティブである。従って，ここではスイッチ３６ａ，３６ｃが閉成されており，スイッチ３６ｂは，開放されている。
【００３１】
次のモード「ＣＣ」においては，速度制御のみがアクティブであって，スイッチ３６ａのみが閉成されている。
【００３２】
また，次のモード「ＡＫ＋Ｗ」において，機能範囲は，さらに制限されている。ここでは，間隔制御も速度制御も実行されない。この状態にも関わらず，先行車両に対する間隔は監視され，目標間隔からの偏差がある場合には，間隔補正要請ＡＫが出力される。衝突の危険がある場合には，警告信号ＷＳが出力され，この警告信号ＷＳは，間隔補正要請ＡＫから明確に区別可能であり，より大きい緊急性を信号で示すこととなる。
【００３３】
次のモード「ＡＫ」においては，間隔補正要請ＡＫのみがアクティブであり，すなわちスイッチ３６ｂのみが閉成されている。
【００３４】
次のモード「Ｗ」においては，逆に，警告機能ＷＳのみがアクティブであって，スイッチ３６ｃのみが閉成されている。
【００３５】
最後のモード「ＯＦＦ」においては，全機能は，非アクティブであり，すなわちＡＣＣ−システムは，完全にオフにされている。
【００３６】
間隔制御または間隔補正要請がアクティブであるモードにおけるＡＣＣ−システム１０の作用方法は，図２の表の該当する行に記載されているような，パラメータ（タイムギャップτ）によって調節される。本図の例においては，タイムギャップτは，１．４から２．２の範囲内の５つの異なる値に調節することが可能となっている。
【００３７】
図３は，本実施形態における運転者アシストシステムの入力手段２２の構成を示した図である。この入力手段２２によって駆動モードの選択も，パラメータτ，場合によっては他のパラメータの選択も可能である。入力手段２２は，ここでは回転つまみとして形成されており，本実施形態では，この回転つまみは，同時に押しボタンの機能も有する。
【００３８】
押しボタンの操作によって，上記の各駆動モードは，図２に示される次の下の行への移動に応じて１ステップずつさらに切り換えられる。図２の表で示される最も下の行（ＯＦＦ）に達した場合には，押しボタンの新たな操作によって，ＡＣＣ−システムのスイッチ入力と，図２の表における最も上の行，従ってモード「ＡＣＣ＋Ｗ」へ移動されるようになる。
【００３９】
タイムギャップτが重要なパラメータをなしているモードを選択した限りにおいて，このパラメータは，入力手段２２を右または左へ回転させることによって０．２のステップだけ増大または低下させることができる。このようにして，ＡＣＣ−システムの極めて人間工学的なボタン操作が可能となる。それぞれ調節された駆動モードと，および場合によっては，タイムギャップの有効な値が，例えば自動車の中央コンソール４０内で，入力ユニット２２の上方に配置されているディスプレイ３８内に表示される。
【００４０】
入力手段２２とディスプレイ３８は，制御ユニット４２と接続されており，この制御ユニット４２は，実際の駆動モードと調節されたパラメータを記憶するためのメモリ４４を有している。また，制御ユニット４２自体は，データバス４６，例えばＣＡＮ−バスを介してＡＣＣ−システム１０と接続されている。この制御ユニット４２は，入力手段２２から単に押しボタンが操作されたこと，または入力手段が所定角度右または左へ回動されたことを示す信号のみを得る。その他において，制御ユニット４２内で駆動モードとタイムギャップτの選択が行われる。
【００４１】
また，本実施形態では，タイムギャップτの他に，選択的に，他の駆動モードにとって重要な他のパラメータを調節することも可能である。例えば，警告機能ブロック３４がその中で有効になるモードにおいて，衝突警告のための「前警告時間」を定めるパラメータを調節することができる。その際に，このパラメータは，例えば，ＡＣＣ−システムがモード「Ｗ」にある場合に，調節手段（入力手段）２２の回転によって調節される。
【００４２】
また，ＡＣＣ−モードにおけるタイムギャップτについて，間隔補正要請ＡＫのみが出力されるモードの場合とは，異なる値が有効になることも考えられる。
【００４３】
本実施形態においては，ＡＣＣ−システムの全機能ブロックが常にアクティブであって，ただ出力信号のみがスイッチ３６ａ，３６ｃにより駆動モードに従って遮断される。しかし，修正された他の実施形態においては，ＡＣＣ−システム内の該当する機能ブロックが直接非アクティブにされ，またはこれら機能ブロック内部で利用されるパラメータ，例えば警告機能ブロック３４の内部の許容誤差パラメータが信号の出力を抑圧するように変更されることによって，各機能部品をアクティブにすることも可能である。
【００４４】
図３の入力手段２２の代わりに，入力手段を他の構成とすることも考えられる。例えば，入力手段を十字形状に配置された４つの矢印キーとして設けることができる。その場合に，例えば下方を示す矢印キーは，各機能部品の機能範囲を減少させるために使用され（図３の回転つまみの押圧に相当），上方を示す矢印キーは，機能範囲の増大を可能にし，右と左の矢印キーは，タイムギャップの選択に使用される（回転つまみの回転に相当）。
【００４５】
また，他の変形例として，各機能部品の機能範囲を選択するための入力手段を，図２に示す各駆動モードの１つに対応づけられたキーの列によって形成することもできる。図２の表の各行内の２つのキーを有する二重列により，さらに，パラメータ，例えばタイムギャップの選択が可能になる。その場合には，２つのキーの１つの第１の操作によって，該当するモードがアクティブにされ，同じ行内で各パラメータがさらにキーを押圧することによって変更される。
【００４６】
他の変形例として，入力手段を，図１に示されているマルチ機能選択レバー１２によって形成することもできる。従来は，このマルチ機能選択レバーは，４つの方向，すなわち希望速度のセットと上昇または低下のために上方と下方へ，希望速度を消去するために後方へ，そして希望速度を再記録するために前方にしか揺動されない。機能範囲の選択は，長手軸を中心とするマルチ機能レバーの回転によって達成することができる。各駆動モードに，例えば３０°の角度間隔で停止する，各々の係止位置を対応づけることとすることも可能である。
【００４７】
以上，添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４８】
例えば，本発明は，ＡＣＣ−システムに限定されるものではなく，他の機能またはＡＣＣ−システムを越える他の機能部品，例えばそれぞれ機能範囲に応じて車両操舵への自動的な介入が実行され，それにより車両を走行車線の中央に維持し，あるいは運転者が走行車線の境界に著しく接近した場合に，単に車線逸脱警告を出力する横ガイド支援を提供する運転者アシストシステムにおいても利用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば，運転者が自動車に備わる各機能部品の機能範囲を運転時の状況等により自分の意向に沿って個別に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に基づく運転者アシストシステムのブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における運転者アシストシステムの様々な駆動モードと付属のパラメータが記載されている表である。
【図３】図１および図２に基づく運転者アシストシステムのための入力手段を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１２　　マルチ機能レバー
１４，２６　　減算素子
１６　　速度制御ブロック
１８　　レーダーセンサ
２０　　検出ブロック
２２　　入力手段
２４　　間隔計算ブロック
２８　　間隔制御ブロック
３０　　選択ブロック
３２　　間隔コントロールブロック
３４　　警告機能ブロック
３６　　機能選択ブロック
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ　　スイッチ
Ｖｗ　　希望速度
Ｖｉ　　実際速度
ａ１，ａ２，ａ　　目標加速度
Ｄｉ　　実際間隔
Ｖｒ　　相対速度
Ｌ　　論理信号
τ　　タイムギャップ
Ｄｓ　　目標間隔
ＡＫ　　間隔補正要請

Claims (10)

1. 自動車の車両操作において運転者を支援する複数の機能部品を備えた運転者アシストシステムにおいて；
   前記機能部品を個別にスイッチオンまたはスイッチオフにすることを前記運転者に許容する，少なくとも１つの入力手段を備えることを特徴とする，運転者アシストシステム。
2. 前記機能部品の１つは，速度制御機能であることを特徴とする，請求項１に記載の運転者アシストシステム。
3. 前記機能部品の１つは，間隔制御機能であることを特徴とする，請求項１に記載の運転者アシストシステム。
4. 前記機能部品の１つは，警告信号によって前記運転者に切迫した衝突の危険を指示する警告機能であることを特徴とする，請求項１から３のいずれか１項に記載の運転者アシストシステム。
5. 前記機能部品の１つは，先行車両に対する測定された実際間隔が，予め定められた目標間隔と所定の差を有する場合に，間隔補正要請が出力されることを特徴とする，請求項１から４のいずれか１項に記載の運転者アシストシステム。
6. 前記間隔制御のための目標間隔は，前記間隔補正要請のための目標間隔と等しいことを特徴とする，請求項３および５に記載の運転者アシストシステム。
7. 前記機能部品の提供可能な部分量を有する複数の予め定められた駆動モードが，前記機能部品の機能範囲に従って半順序された列内に配置され，前記入力手段からの一の入力指令によって，一の前記駆動モードから他の前記駆動モードへ切り換えるように形成されていることを特徴とする，請求項１から６のいずれか１項に記載の運転者アシストシステム。
8. 前記入力手段が，押しボタンであることを特徴とする，請求項７に記載の運転者アシストシステム。
9. 前記入力手段は，前記押しボタンであると同時に，それぞれ調節された駆動モードのためのパラメータを選択するための回転つまみとして形成されていることを特徴とする，請求項８に記載の運転者アシストシステム。
10. 前記各機能部品がそれぞれスイッチオンされていることを表示するためのディスプレイを備えることを特徴とする，請求項１から９のいずれか１項に記載の運転者アシストシステム。

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