JP2009500243A - 追突事故を防止する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両前部の方向に向けられた環境センサ（２）を用いて、自車両の前方に存在する車両との間隔（ｄ）および／または速度（ｖｒｅｌ）を求め、始動状況にある際に、自車両が自車両の前方に存在する車両と衝突する危険が存在するか否かについて、運転者により操作される直線走行設定（alpha FP, alpha BP）を評価し、衝突の危険が存在する場合に、衝突の危険を低減させるために車両の駆動装置（１０）および／または減速装置（１１）に介入し、および／または、運転者に衝突に危険を知らせるために運転者警告装置（１２，５）を駆動する、自車両の前方に存在する車両の後方で始動する際に追突事故を防止する方法および装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部の方向に向けられた環境センサを用いて、自車両の前方に存在する車両との間隔および／または速度を求め、始動状況にある際に、自車両が自車両の前方に存在する車両と衝突する危険があるかどうか、運転者により操作される直線走行設定を評価し、衝突の危険がある際に、衝突の危険を低減させるために車両の駆動装置および／または減速装置に介入し、および／または、運転者に衝突の危険を知らせるために運転者警告装置を駆動させる、自車両の前方に存在する車両の後方で始動する際に追突事故を防止する方法および装置に関する。

特許文献１には、車両において速度および間隔を制御する方法が開示されている。この特許文献１の方法では、自車両の前方に存在する車両との間隔が測定され、間隔制御のために、種類が異なる部分的に重なる速度領域において作動可能な、少なくとも２つの駆動モードが設けられている。この２つの駆動モードは、運転者の命令のみによって、少なくとも１つのモード（方向）において切り替えることが可能である。さらに、外挿法で推定される（extrapoliert）速度が実際のモードの許容範囲外にあり、実際の速度が他方のモードの許容範囲内にある場合に、自車両の前方に存在する車両の未来の速度が、自車両の速度および測定された間隔および／または相対速度データに基づいて推定され、（モードの）切り替え要求が運転者に出力される。

独国特許出願公開第１０２１８０１７号明細書

本発明の課題（Kern）は、衝突の危険を検出し（ermitteln）、車両の過度な加速を妨止するために衝突の危険度に従って車両の駆動装置および／または減速装置に介入し、運転者に運転者警告装置を用いて衝突の危険が高まったことを知らせて、自車両の前方に存在する車両の後方で始動する際に追突事故の危険を防止する、という方法および装置を示すことにある。

この場合、例えばアクセルペダル特性曲線（Fahrpedalkennlinie）を変更することにより駆動装置制御に介入するので、特定のアクセルペダル踏込み角α_ＦＰにおいて、通常走行時に割り当てられる加速要求よりも小さな加速要求が出力される。従って、車両に対してより小さな加速要求が発生するので、衝突の危険が高まった際に、車両は、運転者が通常走行で慣れている加速の強さよりも、弱い強さで加速される。

車両の減速装置への介入は、車輪ブレーキのブレーキ圧力構成（Bremsdruckaufbau、ブレーキ圧力を発生させ調整するための構成）が自動的に調整されて制御されることにより行われる。よって、衝突の危険が高まった際に、自車両の過度な加速を防ぐために、運転者のアクセルペダルの踏込みによる車両の加速と同時に、プレーキをかけるように設定することが可能である。さらに、勾配で始動する際において、運転者が適切にアクセルペダルを踏まない場合や、アクセルペダル特性曲線が同時に変更されているため通常の走行状況で慣れているよりも弱い強さで車両を加速した場合には、上記の自動的なブレーキ圧力構成によって自車両が後退するのを防ぐことが可能である。

本発明の利点として、始動状況は、自車両が停止状態から加速され、自車両速度が所定の制限速度を下回る（unterhalb）場合（制限速度未満の場合）に検出される。

さらに、本発明の利点として、環境センサは、超音波センサ、レーダセンサ、ライダセンサ（Lidarsensor：Light Detection And Ranging sensor）、ＰＭＤセンサ（Photonic Mixer Device sensor：レーザ距離センサ）、ビデオセンサまたはこれらのセンサの組み合わせである。

本発明の利点として、車両の駆動措置への介入は、アクセルペダル特性曲線の変更によって行われる。ここでのアクセルペダル特性曲線は、目下調整されているアクセルペダル踏込み角α_ＦＰに従った加速要求またはエンジントルク要求（Motormomentenanforderung）に対応する。このような始動状況において特性曲線は、加速要求またはエンジントルク要求を、同じアクセルペダル踏込み角α_ＦＰにおいて通常走行で設けられている出力よりも小さく出力されるように変更することが可能である。

さらに、本発明の利点として、衝突の危険のある、運転者により操作される始動を防げるため、減速装置への介入は自動的なブレーキ圧力構成によって行われる。

本発明の利点として、勾配で始動する際に自車両が後退することを防ぐために、減速装置への介入（eingegriffen）が自動的なブレーキ圧力構成によって行われる。アクセルペダル特性曲線が変更されたため、特定のアクセルペダル踏込み角α_ＦＰにおいて通常の走行で設けられる要求よりも小さな加速要求またはエンジントルク要求が出力されることにより、勾配で始動する際の自車両の後退はさらに進む。すなわち、山道で始動する際に、このパラメータ変更（Umparametrierung）によって事実上要求される加速またはエンジントルク要求が小さくなるので、運転者にその心積もりがないまま自車両が後退する危険が存在する。特に、アクセルペダル特性曲線の変更と自動的なブレーキ圧力構成を組み合わせると、このような勾配での始動状況において後続の交通参加者（Verkehrsteilnehmer）がさらされる危険度合いが、本発明によるシステムがない場合よりも小さくなる。山道での始動を検出できるように、縦方向加速信号ａ_Ｘを提供する縦方向加速センサを設けることが可能である。または択一的に（wahlweise）、環境センサによって停止している対象物として検出された対象物の相対速度の時間的導関数（zeitliche
Ableitung）に基づく縦方向加速ａ_Ｘを、利用することもできる。

さらに、本発明の利点として、運転者警告装置は音響的信号装置、例えばテキスト出力またはブザーを発する形態で設けられている。音響的信号装置に加えてまたは択一的に、例えば警告灯を作動させるか、または計器盤（Armaturenbrett）の表示部に明確なテキストを出力する光学的運転者警告装置を設けることも可能である。

さらに、本発明の利点として、衝突回避機能は、上部（obere）限界速度を下回る（unterhalb）場合に（上部限界速度未満の場合に）作動する。すなわち、速度が比較的速い場合には通常走行にあると想定され（ausgegangen）、始動プロセスが終了している。従って、上部限界速度としては、例えば時速１０ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈまでの間の速度閾値（Geschwindigkeitsschwelle）が考えられる。

特に重要なのは、本発明による方法を、間隔制御の制御装置または車両の速度制御のために設けられている制御手段（Steuerelement）の形態で実現することである。その際、制御手段には、特にマイクロプロセッサまたは信号プロセッサのような計算装置上で実行可能な、本発明による方法の実行に適したプログラムが記憶されている。この場合、本発明は、制御手段に保存されているプログラムによって実現される。従って、このプログラムを備える制御手段は、同様に本発明とその方法を表しており、その方法を実行するには、プログラムが適している。制御手段として、例えばＲＯＭなど特に電気的な記憶媒体を利用することが可能である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について解説する。
図１には、本発明による装置のブロック図が示されている。また図１には、入力回路２を有する衝突警告および衝突回避装置１が示されている。

この衝突警告および衝突回避装置１には、入力回路２によって入力信号が供給される。入力信号として、例えば超音波センサ、レーダセンサ、ライダセンサ、ビデオセンサまたはこれらのセンサの組み合わせ等として形成されうる環境センサ３の出力信号が入力回路２に供給される。この環境センサ３は、車両の前方領域（Vorderumfeld）を検出して（erfassen）、前方から向かって来る（vorherfahrende）車両、または自車両の前方に存在する停止している車両など車両の前方領域にある対象物を検出し、対象物と自車両との間隔ｄおよび対象物との相対速度Ｖ_ｒｅｌを求めるように、方向が位置づけられている。さらに、自車両の前方に存在する対象物を検出した際のアジマス角（Azimutwinkel）を求めることができる環境センサ３を使用することが可能である。

入力回路２に供給された入力信号は、データ交換装置７によって、マイクロプロセッサ等として構成されている計算装置８へ供給される。計算装置８は、制御情報の形式をした本発明による方法を実行し、入力回路２に供給された入力信号に基づいて、出力信号を計算するプログラムを含んでいる。出力信号は、後に（信号経路の後段に）配置されている調整装置（Stelleinrichtung）へと出力される。この出力信号は、データ交換装置７によって出計算装置８から出力回路９へ出力される。出力回路９には、後に配置されている調整要素（Stellglieder）が接続している。

車両の駆動装置に作用する調整要素として、内燃機関の出力を定める調整要素１０が設けられている。調整要素１０は、例えば、電子制御可能な絞り弁または噴射弁の形態をした燃料量調整装置（Kraftstoffmengenzumesseinrichtung）として構成可能であり、運転者により要求された加速要求またはエンジントルク要求に基づいて、内燃機関を適切に制御する。

さらなる別の調整要素として、例えば音響的および／または光学的信号装置として、例えば瞬時に点灯する警告灯や車両の計器盤の表示部での明確な文字表示（Klartextanzeige）のような形態で、警告ブザーまたはスピーカーを介した機械的なテキスト出力（Textausgabe）として構成可能な運転者警告装置１２が設けられている。

運転者に衝突に危険が高まったことを知らせる、さらなる別の可能性として、電子制御可能な（regelbar）戻り力を生成できるアクティブなアクセルペダル5を設けることが可能であり、運転者の足に対するペダルの抵抗力を調整することができる。出力回路９による調整信号Ｆ_ＦＰの出力によってアクセルペダル５の戻り力を適切に調整することで、運転者にアクセルペダルをより弱い強さで踏むべきであることを信号で知らせることが可能である。

図２には、本発明による方法のフローチャート図が示されている。

本方法は、ステップＳ１３で開始し、始動状況が検出されたか否かを検査するステップ１４に進む。始動状況は、自車両の前方に存在する停止状態の車両が環境センサ３に検出されたことによって検出される。さらに、自車両が、例えばエンジントルク要求によって加速されて、もはや停止状態にないことが確認されると始動状況が検出され、ステップＳ１４は、“はい（ｙ）”へ分岐する。ステップＳ１４で始動状況が検出されない場合、フローチャート図は“いいえ（ｎ）”へ分岐しステップＳ２０で終了する。

ステップＳ１４で始動状況が検出されると、フローチャート図のステップＳ１５に進み、速度センサ４によって求められた車両速度Ｖ_Ｆｚｇが所定の限界速度Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}より速いか否かが検査される。ここでの限界速度Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}は、本発明の方法を実行する限界（速度）に相当する上部速度閾値（obere Geschwindigkeitsschwelle）を表している。自車両速度Ｖ_Ｆｚｇが、例えば時速１０ｋｍ／ｍから２０ｋｍ／ｈまでの間で設定される上部限界速度Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}を上回る（oberhalb）場合には、もはや始動状況ではなく通常の走行状態であることが想定される。ステップＳ１５で目下の車両速度Ｖ_Ｆｚｇがこの限界速度Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}より速いことが検出されると、本方法は“はい”へ分岐し、ステップＳ２０で終了する。車両速度Ｖ_Ｆｚｇがこの限界速度Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}より遅いまたは限界速度Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}と同じであることが検出されると、本方法はステップ１６に進む。

ステップＳ１６では、検出された自車両の前方に存在する車両と自車両との間隔ｄの測定値と、自車両における目下のアクセル踏込み角α_ＦＰおよび目下のブレーキペダル踏込み角α_ＢＰに対する前方車両の相対速度Ｖ_ｒｅｌとが求められ、計算装置８で処理される。アクセルペダル踏込み角α_ＦＰ、α_ＢＰを用いて、運転者がブレーキペダルを開放しアクセルペダルを踏んでいるか否か、すなわち自車両の始動過程を実行したいのか否か、始動するため自車両をどのぐらいの強さで加速したいのか、および対向車がどのくらいの速さで離れいくのかを、間隔ｄおよび相対速度Ｖ_ｒｅｌを評価することによって確認することができる。

後続のステップＳ１７において、自車両の前方に存在する車両の力学的な走行時の挙動（Fahrdynamik）に関する値および運転者要求信号α_ＦＰ、α_ＢＰに基づき、例えば自車両が目下の加速要求でさらに駆動された場合に、自車両の前方に存在する車両との間の予想される衝突が起こるまで、あとどのくらいの時間が残っているのかが計算されて、衝突の危険度合が計算される。しかし、その他のアルゴリズムを用いて、例えば、当該測定値ｄ、Ｖ_ｒｅｌ、α_ＦＰおよびα_ＢＰが当該衝突危険値と対応している多次元的な表に基づいて、衝突の危険度合を検出することも構想される。

ステップＳ１８ａでは、アクセルペダル特性曲線は、ステップＳ１７において求められた衝突の危険度合に基づいて変更されるので、定められたアクセルペダル踏込み角α_ＦＰにおいて、従来の走行における同じアクセルペダル踏込み角α_ＦＰより小さな加速要求またはエンジントルク要求が出力される。

ステップＳ１８ａおよびＳ１８ｂに代わる選択肢として、またはステップＳ１８ａおよびＳ１８ｂとの任意の組み合わせで設けられるステップＳ１８ｃでは、音響的および／または光学的信号装置１２が、運転者に衝突の危険が発生していることを知らせる運転者に対する警告の出力が行われる。

ステップＳ１８ｄでは、任意に、または上記のステップＳ１８ａ〜Ｓ１８ｃに代わる選択肢として、アクセルペダル戻り力を表す目標値（Sollwert）Ｆ_ＦＰを出力することが可能である。アクティブなアクセルペダル５は、運転者が実際に行っているよりアクセルペダル５を弱い力で変位させる（auslenken）べきであることを運転者に信号で知らせるために、また、ステップＳ１７で計算された発生している衝突の危険を防止するために、アクセルペダル戻り力を使って運転者の足に対して反発する圧力をかける。

最後にステップＳ１９では、運転手によるアクセルペダルの踏込みまたはブレーキペダルの踏込みによって、発生している衝突の危険に反応しているか否か、システムを強い加速要求または強い減速希望によって上位制御しようとしているか否か、および、それと共に衝突警告および衝突回避装置を上位制御しようとしているか否かが、検査される。ステップＳ１９で運転者による上位制御が検出されると、ステップは“はい”へ分岐し、本方法はステップＳ２０で終了するので、通常の走行へ移行する。ステップＳ１９で運転者による上位制御希望がないことが検出されると、ステップＳ１９は“いいえ”へ分岐し、本方法はステップＳ１５へ戻る。ステップＳ１５では、自車両速度Ｖ_Ｆｚｇが所定の限界速度Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}よりも速くなく、本方法が新たに実行されるという作動条件が整っているか否かが新たに検査される。従って、測定値ｄ、Ｖ_ｒｅｌ、α_ＦＰおよびα_ＢＰが新たに読み込まれた新たな交通状況において、動作に転換するための出力値がステップＳ１８ａ〜Ｓ１８ｄに基づき制御される。

本発明一実施形態に基づく装置のブロック図である。 本発明による方法の一実施形態に基づくフローチャート図である。

符号の説明

１ 衝突警告および衝突回避装置
２ 入力回路
３ 環境センサ
４ 速度センサ
５ アクセルペダル
６ ブレーキペダル
７ データ交換装置
８ 計算装置
９ 出力回路
１０ 出力を定める調整要素
１１ 減速装置
１２ 運転者警告装置

Claims (14)

1. 自車両の前方に存在する車両の後方で始動する際に追突事故を防止する装置であって、車両の前方に向けられた環境センサ（３）を用いて、自車両の前方に存在する車両との間隔（ｄ）および／または速度（ｖｒｅｌ）を求め、始動状況にある際に、自車両が自車両の前方に存在する車両と衝突する危険が存在するか否かについて、運転者により操作される直線走行設定（α_ＦＰ、α_ＢＰ）を評価する装置において、
   衝突の危険が存在する場合に、衝突の危険を低減させるために車両の駆動装置（１０）および／または減速装置（１１）に介入し、および／または、運転者に衝突の危険を知らせるために運転者警告装置（１２，５）を駆動することを特徴とする、自車両の前方に存在する車両の後方で始動する際に追突事故を防止する装置。
2. 始動状況を、運転者によるアクセルペダルの踏込みによって検出することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 始動状況を、自車両速度（ｖ_Ｆｚｇ）が所定の制限速度（Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}）を下回る場合にのみ検出することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 前記環境センサ（３）は、超音波センサ、レーダセンサ、ライダセンサ、ビデオセンサまたはこれらのセンサの組み合わせであることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の装置。
5. 運転者により操作される前記直線走行設定は、アクセルペダルの踏込み（α_ＦＰ）および／またはブレーキペダルの開放（α_ＢＰ）であることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の装置。
6. 車両の前記駆動装置（１０）への介入を、アクセルペダル特性曲線の変更によって行うことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の装置。
7. 衝突の危険が存在する運転者により操作される始動を妨げるために、前記減速装置（１１）への介入を自動的なブレーキ圧力構成によって行うことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の装置。
8. 勾配における自車両の後退を防ぐために、前記減速装置（１１）への介入を自動的なブレーキ圧力構成によって行うことを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の装置。
9. 運転者に対する前記警告（５）を、電子制御可能な戻り力（Ｆ_ＦＰ）があるアクセルペダル（５）を用いて行い、
   衝突の危険がより高まった際に、アクセルペダルの戻り力（Ｆ_ＦＰ）を高めることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の装置。
10. 前記運転者警告装置（１２）は、音響的信号装置であることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の装置。
11. 衝突回避機能を、運転者によるアクセルペダルの上位装置（５）によって非作動にすることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の装置。
12. 衝突回避機能を、上部制限速度（Ｖ_{Ｇｒｅｎｚ}）を下回る場合に作動させることを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の装置。
13. 衝突回避機能を、アクセルペダル（α_ＦＰ）の上位制御による運転者の前記駆動装置（１０）への介入、および／または、ブレーキペダル（α_ＢＰ）の踏込みによる運転者の前記減速装置への介入により非作動にすることを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の装置。
14. 自車両の前方に存在する車両の後方で始動する際に追突事故を防止する方法であって、環境センサ（３）を用いて求められる、自車両の前方に存在する車両との間隔（ｄ）および／または速度（ｖｒｅｌ）に基づいて、始動状況にある際に自車両が自車両の前方に存在する車両と衝突する危険が存在するか否かについて、運転者により操作される直線走行設定を評価する方法において、
    衝突の危険が存在する場合に、衝突の危険を低減させるために車両の駆動装置（１０）および／または減速装置（１１）に介入し、および／または、運転者に衝突の危険を知らせるために運転者に対する警告（１２，５）を出力することを特徴とする、自車両の前方に存在する車両の後方で始動する際に追突事故を防止する方法。

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