JP2009505895A - ナビゲーションシステムを有する自動車を縦方向に案内する装置 - Google Patents

Abstract

先行車両の位置計測をするセンサシステム（１２）と、目標速度が前記先行車両との車間距離に依存する自由走行モードまたは追従走行モードで車両（３２）の速度を前記目標速度に向けて調整する調整器（２２）と、走行ルートに関する情報を提供するナビゲーションシステム（２４）とのインターフェースと、前記提供された情報に基づいて前記目標速度を制限する制限デバイス（３０）とを有する、自動車を縦方向案内する装置であって、前記制限デバイス（３０）は、前記自由走行モードから前記追従走行モードへの切り替え時に自動的に停止し、かつ、前記追従モードから前記自由走行モードへの切り替え時に自動的に作動するように形成されることを特徴とする、自動車を縦方向に案内する装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、先行車両の位置を計測するセンサシステムと、目標速度が先行車両との車間距離に依存する自由走行モードまたは追従走行モードで車両の速度を目標速度に向けて調整する調整器と、走行ルートに関する情報を提供するナビゲーションシステムとのインターフェースと、提供された情報に基づいて目標速度を制限する制限デバイスと、を有する自動車を縦方向に案内する装置に関する。

自動車を縦方向案内するこのような装置は、ＡＣＣシステム（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）とも呼ばれ、通常、先行車両との車間距離および相対速度を計測することができるレーダセンサをセンサシステムとして有する。このような構成により、直前の先行車両、いわゆる対象物を適切な車間距離で、より正確には、適切に選択したタイムラグで追走することが可能である。現在用いられているシステムでは、対象物が存在しない自由走行モードにおいて、運転者が選択した所望の速度によって与えられた目標速度に向けた速度調整が行われる。

しかしながら特定の条件下、例えば狭いカーブを通行する場合などは、調整が現状況に適応せず、その結果、過度に高い速度でカーブを通行するようなことが起こり得る。その場合、運転者は縦方向案内に自ら介入し、ＡＣＣシステムを一時的に停止させることを余儀なくされる。

特許文献１及び特許文献２には、同様に車載されたナビゲーションシステムとリンクし、これにより、ナビゲーションシステムによって提供されたルート情報、特に、デジタルカードから読み取ることができる直前に位置する車道区間のカーブに関する情報が速度調整器に流入し得る縦方向案内システムが記載されている。

独国特許出願公開第１９８２１８０３号明細書 独国特許出願公開第１９９３１１６１号明細書

請求項１に記載の特徴を有する本発明により、縦方向案内システムとナビゲーションシステムとのリンクが具体化され、これにより、システム挙動全体が運転者にとってより明瞭および妥当なものになる。

このことは、本発明により、制限デバイスを自由走行モードから追従走行モードへの切り替え時に自動的に停止し、追従走行モードから自由走行モードへの切り替え時に自動的に作動するように形成することによって得られる。

この作動方法は、追従走行モードである自車が、前方に位置する区間を、その区間を通行する対象物と同じ速度で通行し得るという考え方に基づく。そうすると、制限デバイスの停止は、対象物との車間距離を一定に保ち、かつ、運転者の直感に反しそして燃料消費量を増加させる無用な減速工程および加速工程を回避するという有利な点を有する。すなわち、追従走行中の運転者は、自車の速度を評価する際に、先行車両との車間距離を重視し、そのため、妥当な説明がない車間距離のゆらぎを不快に感じることが経験から知られている。したがって、制限デバイスが自由走行モードでのみ作動するならば、システムに対するアクセプタンスを著しく高めることができる。

ナビゲーションシステムにより提供されるルート情報に基づいて決定された車道の湾曲の精度は制限されるので、目標速度の限界値を算定する際に特定の安全な余裕度を考慮するようプログラミングすることが有用である。制限デバイスは、自由走行モードでのみ作動するので、この安全な余裕度は、これが不快に感じられるであろう追従走行モードでは影響を及ぼさない。

例えば、先行車両が右左折するか、または車線変更した場合など、対象物が失われると、このシステムは自由走行モードに遷移し、制限デバイスが自動的に作動し、これにより、適切な速度で走行が続けられる。

本発明の有利な実施形態およびさらなる実施形態は、従属請求項から明らかになる。

本発明の有利な実施形態によると、制限デバイスが自由走行モードにおいてのみ作動するという規則に特定の例外がある。特に、予想される自車のルートが対象物のルートから外れ、かつ、自車のルートに適合した速度が、予想される対象物の速度よりも明らかに低い場合、制限デバイスは、例外的に追従走行モードでも作動する。典型例は、自車が交差点または分岐点に接近し、運転者が、例えば方向指示器（ウインカ）を点灯させて合図する一方で、対象物が直進するという状況である。一般的な例外基準は、自車のルートが対象物のルートとは異なることと、対象物がルートを走行し得る速度が、自車がルートを走行し得る速度よりも少なくとも特定の閾値だけ上回ることとが認識できることである。種々異なるルートを走行し得る速度は、ナビゲーションシステムによって提供されたデータに基づいて、特にそれぞれの車道の湾曲に基づいて決定され得る。

ナビゲーションシステムの目的地案内機能がアクティブな場合、自車の運転者は目的地案内機能によって算定されたルートを進むと想定することにより、自車のルートの予想が可能になる。

例えば、交差点または分岐点の手前などで自車にとって複数の可能なルートがある場合、制限デバイスが自由走行モードで動作し、好ましくは、可能なルートごとに１つの目標速度の限界値を算定し、目標速度を制限する限界値のうちの最大値を選択する。

このようにして、制限デバイスは、予想される走行ルートが明確でない場合であっても常時所定の状態であり、それゆえ、運転者が選択すると予想されるルートに関する情報がない場合であっても作動し得る。交差点または分かれ道に接近した場合、制限デバイスの作動方法は、運転者が種々異なった考えられ得るルートの中から、最も速い速度が許されるルートを選ぶという想定に基づく。この想定は常に正しいとは限らないが、走行ルートが未知の場合には制限デバイスが総じて作動し得、したがって、ルートが明らかである車道区間では速度の自動適合が必ず可能になるための前提条件を作り出す。その場合、運転者が折に触れて、すなわち、運転者が複数の可能なルートの中から低速走行のみが許されるルートを選んだ場合は、縦方向案内に能動的に介入しなければならないことは意識的に許容されうる。

しかしながら、運転者は、いずれにせよ散発的にしか発生しないこのような状況では、制限デバイスが適切な速度を正確に予想できないことを考慮し、それゆえ、縦方向案内に能動的に介入しなければならないことに対する心の準備をしておくことができる。このことと関連した快適性の損失は、やむをえないとして受け入れられうる。他のあらゆる状況で制限デバイスの機能が利用可能であるという利点の方が重要である。

本発明の実施形態を図面に示し、以下の記載にて詳述する。
図１はＡＣＣシステム１０を示すが、このシステムの基本構造と動作方法は公知であることを前提とすることができるので、ここでは概略を簡単に述べる。

車両の前部に取り付けられた角度分解型レーダセンサ１２が、位置を計測した物体の位置計測データ（車間距離、相対速度、方位角）をＡＣＣシステム１０に送達する。計測データは、周期的に更新される。トラッキングモジュール１４では、それぞれの場合について、最新計測データが、先行する周期的計測から得られた計測データと整合され、これにより個々の物体の動きを追跡することができる。

コース予測モジュール１６は、自車の予想コースを推定するために利用される。
このことのために、最も簡単な場合には、自車のヨー（Ｙａｗ）速度ｗのみを評価する。このヨー速度ｗがヨーレートセンサ１８を用いて計測され、自車の走行速度と関連付けられることにより、自車が通行中の車道区間における車道の湾曲を決定することが可能になる。

次に、予測されたコースに基づき、対象物としての車間距離調整の対象となる車両がある走行レーンを決定する。最も簡単な場合には、この走行レーンは、予測されたコースを辿る特定の標準幅を有する車両通行帯である。

次に、妥当化モジュール２０において、位置計測され、かつトラッキングモジュール１４にて追跡された物体が妥当化され、すなわち、各物体について、その物体がその走行レーン内にある確率（尤度、妥当性を表した度合）が示される。その場合、位置計測データ、特に、横方向位置データが、物体との距離が増すとともに大きくなる特定の許容誤差を有することを考慮に入れる。物体が走行レーン内にある確率が特定の閾値を上回る場合、その物体は「妥当化」され、すなわち、この物体は、自車線上に存在する関連する物体として扱われる。最終的に、妥当化された物体のなかで、最小車間距離を有する物体が車間距離調整される対象物として選択される。

調整器２２にて、対象物の位置計測データに基づいて、駆動システムに、および、必要に応じて、車両の制動システムにも介入することにより実質的な車間距離調整が行われ、これにより、運転者が特定の範囲内で選択できるタイムラグで対象物を追走する。対象物が存在しない場合、このシステムは自由走行モードになり、通常、運転者が選択した所望の速度に向けた速度調整が行われる。

本明細書中に記載のＡＣＣシステム１０は、車両のナビゲーションシステム２４とのインターフェースを有する。このナビゲーションシステムは、デジタル形式で格納された道路地図を含み、ＧＰＳシステム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて自車の現位置を検出するので、ＡＣＣシステムにて道路タイプ（高速道路または国道）に関する情報、および間近に迫った出口、交差点、合流点、カーブ等に関する情報も利用可能になる。

特に、デジタルカード（記録媒体）に格納されたデータから、直前に位置する車道区間の湾曲を決定することができる。この情報は、予測モジュール１６でのコース予測を改善するために利用され得るが、特に自由走行モードで、車両の縦方向案内を改善するために用いることもできる。快適であるとなお感じられる車両タイプに依存する最大横加速度をプリセットして、すなわち、車道の湾曲に基づいて、当該車道区間を通行する速度の上限値を算定することができる。この限界値が所望の速度よりも小さい場合、所望の速度ではなく、この限界値に向けて調整されるように速度調整を改変することが有用である。

さらに、ナビゲーションシステムによって送達されたデータに基づいて、前方に位置する車道区間が家屋の密集する集落の外側にある国道なのか、集落の中にある道路なのかを判定することもでき、これにより、当該道路タイプに適用される法定最高速度を限界値として選択することができる。「インテリジェント」ナビゲーションシステムが、例えば、現行の速度制限に関する情報を提供する場合にも同じことが言える。

しかしながら、交差点、分岐点、または分かれ道の手前で複数の可能な走行ルートが利用可能になり、このことがナビゲーションシステムのデータに基づいても認識できる場合、システムがどんな状況でも所定の挙動を示すようにするために、運転者が進むと予想されるルートに関する特定の想定が行われなければならない。このような理由で、図１に示す装置は、ナビゲーションシステム２４のデータに基づいて走行ルートの多義性（多様性）を認識するモジュール２６を有する。このような多義性を排除または少なくとも限定するために、モジュール２６は、自車の進行方向指示器（ウインカ）の現状態を示す状態センサ２８からさらに信号を受け取る。例えば、右折することが可能であり、右ウインカが点灯した場合、このことから運転者が右折を意図していることが推察でき、したがって、右折ルートが速度限界値を決定するための決め手となる。しかしながら、左右どちらのウインカも点灯しなかった場合は状況が多義的になる。なぜなら、運転者が実際に直進を所望しているのか、または、ウインカを点灯させることを失念しただけなのかが不明確だからである。その場合、多義性の排除は、場合によっては、運転者の操舵挙動を評価することによっても可能である。このために、図示された実施形態において、モジュール２６はさらにヨーレートセンサ１８の信号を受け取る。

ナビゲーションシステム２４で目的地案内機能がアクティブになると、多義性を排除するために、選択的に、運転者が目的地案内システムによって算定されたルートを進むと想定することもできる。しかしながら、ここで考察する実施形態では、目的地案内システムによって算定されたルートは考慮に入れられない。別の実施形態では、予想される自車のルートが知られている場合、すなわち、例えば目的地案内機能がアクティブな場合にのみ、制限デバイスを自由走行モードでも作動するようにプログラムすることもできる。

追従走行状態で対象物を選択して追走した場合、自車が対象物のコースを進むと想定することは、車間距離調整のために有意義である。この想定は、予測モジュール１６のコース予測に基づく。

自由走行モードでは、上述の速度限界値の算定が、多義性を可能な限り排除した後になお残ったすべての可能なルートの車道データをモジュール２６から受け取る制限デバイス３０にて行われる。さらに、制限デバイス３０は、対象物が選択されたか否かという情報を妥当化モジュール２０から受け取る。追従走行モードで対象物が選択された場合、制限デバイス３０は停止したままであり、調整器２２にて、ナビゲーションシステム２４が提供するデータに依存せずに対象物との車間距離調整が行われる。

自由走行モードでは、制限デバイス３０は、それぞれの場合について当該ルートに当てはまる車道湾曲に基づいて、可能なルートごとに別個の限界値を算定する。次に、制限デバイス３０は、算定した限界値のうちの最大値を選択して、この最大値を運転者が選択した所望の速度と比較する。相互に比較された２つの値のうちの小さいほうの値が目標速度として調整器２２に伝送される。

図２において、上述の装置の動作方法を例を用いて示す。
図１による装置を備える車両３２が優先道路３４上で交差点３６に接近する。したがって、車両３２には、車道の湾曲が異なる３つの可能なルート３８、４０、４２が利用可能である。ルート３８、４２は、ルート４０よりも明らかに低い速度でのみ走行できる。

ＡＣＣシステム１０は追従走行モードであり、交差点３６を横断中の先行車両４４を対象物として追跡する。車両３２のルートに関して何も知られていないあいだは、その対象物を引き続き追走すると想定される。したがって、調整器２２は、車両４４を適切な時間間隔で追走するように車両３２の速度を調整する。道路３４のさらに先には狭カーブがあり、車両４４が速度を落とした場合であっても、調整器２２は対象物と車両３２との間のタイムラグを実質的に一定に保つ。なぜなら、制限デバイス３０が作動していないからである。

次に、図２が示す状況では、モジュール２６は、車両３２の運転者が右ウインカを操作することを認識し、そのことから、車両３２がルート４２を進む、すなわち、右折することが推察される。あるいは、このことは、ナビゲーションシステム２４の目的地案内システムがルート４２を算定したことからも認識できる。

次に、モジュール２６は、予測モジュール１６にコース予測を修正させるが、これは対象物が予測された走行レーンにはもはや存在しないということを意味する。したがって、妥当化モジュール２０により対象物が放棄されるので、システムは自由走行モードに遷移する。それに応じて、制限デバイス３０が作動し、調整器２２の目標速度を制限して、適切な速度で右左折プロセスを実行できるようにする。車両３２の運転者が予想に反して直進した場合、対象物が再び検知され、システムが追従走行モードに戻り、そして制限デバイス３０を停止させる。

改変された実施形態では、３つの可能なルート３８、４０、４２の速度限界値が、図２で示される状況になる前に算定される。車両４４が交差点３６に到達しないうちに、システムは、対象物の速度がルート３８および４２を走行するには過度に高速であることを認識でき、このことから、対象物がルート４０を進むこと、すなわち、現在のルート４２を外れると推察することができる。この場合、制限デバイス３０はすでに作動しているが、システムは、さしあたりまだ追従走行モードのままである。制限デバイスによって車間距離調整が完結されるのではなく、目標速度の上限が与えられるにすぎないので、車両３２は右左折プロセスのために減速し、対象物が減速した場合には、その対象物に過度に接近しないように走行する。

図３は、上述の作動方法と結果において等価な、わずかに改変された装置の作動方法をフローチャートで示す。

ステップＳ１にて、ＡＣＣシステム１０が追従走行モード（ＹＥＳ）であるのか、自由走行モード（ＮＯ）であるのかが決定される。システムが追従走行モードである場合、ステップＳ２にて、調整器２２はトラッキングモジュール１４から送達された対象物に関するデータに基づいて、対象物がプリセットしたタイムラグで追走されることを保証する追従走行・目標加速度を目標加速度として算定する。

次にステップＳ３にて、依然として追従走行モードであるモジュール２６が、車両３２の前方領域に分岐点または交差点３６が存在するかどうか、および、車両３２が右左折するかどうかをチェックする。イエスの場合、ステップＳ４にて、自由走行・目標加速度が算定され、この加速度によって、車両は、右左折プロセスの間の速度が算定した限界値と可能な限り等しくなるように減速される。こうして算定されたステップＳ２の自由走行・目標加速度と追従走行・目標加速度とから最小値が最終的な目標加速度として選ばれる。

これに対して自由走行モードでは、ステップＳ５にて、制限デバイス３０によって可能なルートの各々について所望の目標加速度および自由走行・目標加速度が算定される。所望の目標加速度は、運転者が選択した所望の速度を保つか、または、これに再び達するために必要な加速度である。自由走行・目標加速度は、当該ルートの車道湾曲および／または他の車道の特徴に依存する。制限デバイス３０は、これらを算定する際に、ナビゲーションシステム２４が提供した、モジュール２６によって可能であるとみなされたルートに関する車道データに依拠する。次にステップＳ６にて、制限デバイス３０は、所望の目標加速度と、自由走行・目標加速度のうちの最大値とから最小値を目標加速度として算定する。

次にＳ７にて、調整器２２は、ステップＳ２またはステップＳ４で算定された目標加速度、または、ステップＳ６で算定された目標加速度を車両の駆動システムおよび／または制動システムに出力する。

したがってこの実施形態では、先に述べた実施形態とは異なり、目標速度ではなく目標加速度に合わせて調整される。しかしながらここでも、ステップＳ４およびステップＳ５にて自由走行・目標加速度の算定が、まず車道湾曲に基づいてルートごとに速度限界値が決定され、次に、当該車道区間に到達したときの現速度が限界値に対応するように目標加速度が算定されるという方法で行われる。したがってこの限界値は、自由走行・目標加速度に暗示的に含まれ、ステップＳ４およびステップＳ６にて算定された目標加速度は目標速度の制限を暗示的に含む。

縦方向案内装置のブロック図である。 装置の作動方法を示すための交通状態の概略図である。 改変された実施形態による装置の作動方法を説明するフローチャートである。

Claims (7)

1. 先行車両（４４）の位置を計測するセンサシステム（１２）と、
   目標速度が前記先行車両（４４）に対する車間距離に依存する自由走行モードまたは追従走行モードにおいて、車両（３２）の速度を前記目標速度に向けて調整する調整器（２２）と、
   走行ルート（４２）に関する情報を提供するナビゲーションシステム（２４）に対するインターフェースと、
   提供された前記情報に基づいて、前記目標速度を制限する制限デバイス（３０）と、
   を有する自動車を縦方向に案内する装置であって、
   前記制限デバイス（３０）は、
   前記自由走行モードから前記追従走行モードへの切り替え時に自動的に停止し、かつ、
   前記追従走行モードから前記自由走行モードへの切り替え時に自動的に作動するように形成されることを特徴とする、自動車を縦方向に案内する装置。
2. 前記追従モードで、前記ナビゲーションシステム（２４）のデータに基づいて、複数の可能なルート（３８、４０、４２）が利用可能であることを認識するためのモジュール（２６）が形成され、
   前記自動車を縦方向に案内する装置は、
   さらに、前記先行車両（４４）が進むと予想されるルート（４０）が、前記自車（３２）が進むと予想されるルート（４２）から外れ、かつ、前記自車のルート（４２）が前記先行車両のルート（４０）よりも明らかに低い速度のみを許すという状況を認識し、
   当該状況にて前記制限デバイス（３０）を作動させるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車を縦方向に案内する装置。
3. 前記モジュール（２６）は、
   前記ナビゲーションシステム（２４）のデータに基づいて、前記自車（３２）の分岐点または交差点（３６）への接近を認識し、
   次に、さらなる情報に基づいて前記自車の運転者が右左折を所望することを認識するように形成されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車を縦方向に案内する装置。
4. 前記さらなる情報の１つは、前記車両（３２）の方向指示器の状態を示す状態センサ（２８）の信号であることを特徴とする、請求項３に記載の自動車を縦方向に案内する装置。
5. 前記さらなる情報の１つは、前記算定された走行ルートに関する前記ナビゲーションシステム（２４）の目的地案内情報であることを特徴とする、請求項３または４に記載の自動車を縦方向に案内する装置。
6. 前記制限デバイス（３０）は、前記自由走行モードにおいて前記走行ルートの多義性が認識された場合、前記可能なルート（４０、４２）ごとに１つの前記目標速度の限界値を算定し、かつ、前記目標速度を制限するために前記限界値のうちの最大値を選択するように形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の自動車を縦方向に案内する装置。
7. 前記目標速度の限界値は、前記ナビゲーションシステム（２４）によって提供された前記ルート（４０、４２）上の車道の湾曲に関する情報に依存することを特徴とする、請求項６に記載の自動車を縦方向に案内する装置。

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