JP2009541139A - 車両の速度を制御する方法、及び、車両の速度を制御するための装置 - Google Patents

車両の速度を制御する方法、及び、車両の速度を制御するための装置 Download PDF

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Abstract

車両(18)の速度を制御する方法、及び車両(18)の速度を制御するための付属する装置が提案される。その際、装置は、対象物検出システム(3)を具備しており、対象物検出システムにおいては、目標速度が、対象物検出システムの評価範囲(20)内の少なくとも1つの先行車両に従って決定され、制御される車両(18)の目前に迫る車線変更が検出された際には、目標速度の計算のために、評価範囲(20)が、目標車線の方向に隣接する目標車線(R)の車両が拡大される(21)ことにより追加的に考慮され、さらに、制御される車両との間の距離(dx1、dx2)が所定の距離値よりも小さい目標車線(R)上の車両のみが考慮される。追加的に、目標車線の反対側(L)の評価範囲(22)が車線変更の間縮小されることが構想可能である。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両の速度を制御する方法、及び、車両の速度を制御するための装置に関する。その際、装置は、対象物検出システムを具備しており、対象物検出システムにより、目標速度が、対象物検出システムの評価範囲内の少なくとも1つの先行車両に従って決定され、制御される車両の目前に迫る車線変更が検出された際には、目標車線の方向に評価範囲が拡大されることにより、隣接する目標車線の車両が目標速度の計算のために追加的に考慮され、かつ、制御される車両との間の距離が所定の距離値よりも小さい目標車線上の車両のみが考慮される。追加的に、車線変更の間、目標車線の反対側の評価範囲を縮小することが構想可能である。
目標車線という概念は、本発明の範囲においては、制御される車両が車線変更動作によって変更しようと意図している隣接車線を意味する。本発明の開示の範囲では、例えば、三車線道路の中央車線Mから右車線Rへの車両の車線変更が記載されている。しかし、この開示は、例として解説されており、当然のことながら、本発明の範囲内において、任意の車線から他の任意の左側又は右側の隣接車線への各車線変更が意図されている。その際、場合によっては、「左」、「右」及び「中央」という記載が、対応して変更されている。
独国特許出願公開第19637245号明細書において、先行車両を考慮した、車両の速度の制御方法及び車両の速度を制御するための装置が開示されている。先行車両を制御目標として選択するために、将来の車線の経路が決定される。制御される車両の車線変更が意図されている際に、及び/又は、制御される車両の車線変更の開始の際に、特定の将来の車線が拡大される。
従って、車線変更が意図される際に、隣接車線内の車両も考慮される。その際、多くの場合、隣接車線の車両が考慮されるため、速度制御装置のエラー応答〔Fehlreaktion〕が引き起こされる。すなわち、隣接車線の車両は、制御される車両との間の距離が大きいためにエラー応答を招き、運転者は状況を理解出来ず、快適ではない。
本発明の核〔Kern〕は、隣接車線上の、予定した車線変更に関わる車両のみを検出する方法及び装置を記載することにある。本発明に基づいて、これは、特許請求の範囲に記載の独立請求項によって解決される。好適な実施形態は、特許請求の範囲に記載の従属請求項から明らかとなろう。
このために、有利に、車線変更の意図が検出された際には、対象物検出センサの評価範囲が、自車線を越えて目標車線の方向へと拡大される。しかし、その際、その距離が特定の距離値を下回る隣接車線の車両のみが考慮される。これにより、隣接車線上の遥かに離れた車両は考慮されない。従って、望まれない、誤った制御装置動作が予防可能である。
有利に、基本的な評価範囲は、目下走行中の車線をとらえるように、大きさが定められている。
さらに、所定の距離値が固定値であることは有利である。
従って、機能が容易に変換可能〔umsetzbar〕であり、距離に関連する制御装置動作が常に理解可能である。又は、所定の距離値は可変的な値でもある。従って、制御装置動作は、各車線変更の状況における特別な環境状況に対して調整可能であり、かつ、本方法は、この適応性によって特に快適である。所定の、可変的な距離値は、例えば、制御される自車両の速度に依存して生じる。又は、制御される自車両に関する目標車両線〔Zielfahrzeugspur〕上の検出された車両の相対速度に従って、形成されうる。
さらに、車線変更の間、目標車線の反対側の評価範囲が縮小されることは有利である。
従って、目標車線と反対側にある隣接車線に存在する車両の作用が低減される。このことは、目標車線と反対側の隣接車線上の車両が、目下の自車線へと変更しようとする場合に、特に重要となりうる。さらに、評価範囲が縮小されて自車線の一部がもはやカバーされないので、自車線に存在する先行車両は、より控えめに考慮される。従って、制御装置の動作は、より一層目標車線の車両によって決定され、人間の運転手による運転動作が、より強く反映される。その際、特に、評価範囲の縮小が、目標車線の反対側において距離範囲内で行なわれ、その距離範囲内では、評価範囲が目標車線側において拡大されることは、有利である。
さらに、制御される車両の次回の車線変更の検出が、車線変更検出装置の評価によって行なわれることは有利である。この場合、車線変更検出装置は、例えば、方向指示器と接続されうる。従って、運転者が方向指示器を操作し、方向表示器が作動される場合に、本発明にかかるシステムは、次回の車線変更を記録する。さらに、車両の垂直軸の周りの回転角が求められ、この回転角の時間微分〔zeitliche Ableitung〕から、自車両が隣接車線の方向に移動していることが検出されうることによって、ヨーレート信号を用いて次回の車線変更の意図を検出することが可能である。この種のシステムは、走行力学制御機能により多くの近代的な車両に既に存在し、従って、この信頼性の高い信号が、特に有利に利用可能である。次回の車線変更を検出するための更なる別の選択肢は、操舵角信号を評価することである。その際、例えば、ステアリング・ホイールのステアリングコラムに、車線変更へと繋がりうるステアリング・ホイールの動きを検出する回転角センサが組み込まれている。
さらに、目標車線側での評価範囲の拡大、及び/又は、目標車線側とは反対側の評価範囲の減少が、所定の時間が経過した後に取り消されることは有利である。その際、通常では、この時間内に平均的な車線変更が実行可能であるように、時間が見積もられている。代替的に、制御される車両の車線変更工程の終了が、車線変更検出手段の車線変更信号の評価により検出される場合に、目標車線側の評価範囲の拡大、及び/又は、目標車線の反対側の評価範囲の減少が取り消されることは有利である。この場合、車線変更検出手段として、方向指示器、ヨーレートセンサ、及び/又は、操舵角センサが、有利に設けられている。
車両の適応間隔又は速度制御装置のために設けられている制御素子の形態による本発明にかかる方法の実現は、特に重要である。その際、演算装置、特にマイクロプロセッサ又は信号プロセッサで駆動可能であり、本発明にかかる方法の実行に適したプログラムが、制御素子に格納されている。この場合、本発明は、制御素子に格納されたプログラムによって実現される。従って、プログラムを備えるこの制御素子は、発明と同様にその方法を表しており、プログラムはその方法の実行に適している。制御素子として、特に、例えばROM等の電気的な記憶媒体を利用することが可能である。
本発明のさらなる特徴、応用の可能性及び利点は、図に描写されている本発明の実施形態に関する以下の記載から明らかとなるであろう。その際、特許請求の範囲に記載の請求項における発明の要約〔Zusammenfassung〕又は請求項間の関連〔Rueckbeziehung〕とは独立して、又は、明細書の記述又は図における表現又は描写とは独立して、記載もしくは描写された全特徴は、それ独自で又は任意の組み合わせで本発明の主題となる。
以下では、本発明の実施形態が図を用いて解説される。
図1には、適応間隔制御装置1が示されている。適応間隔制御装置1は入力回路2を有している。入力回路2によって、入力信号4、6、8、10が間隔制御装置12に供給可能である。入力信号4としては、例えばライダセンサ、レーダセンサ、ビデオセンサ、又は超音波センサとして実現可能な対象物検出センサ3の信号が用意される。この場合、レーダセンサとしての実現は特に有利であり、その際、レーダセンサ3によって、検出された対象物の間隔、ならびに、相対速度及びアジマス角が入力回路2へと伝達可能である。さらに、入力回路2には、運転者が操作可能な操作装置に由来する入力信号6が供給される。運転者が操作可能な操作装置5として、例えば、ステアリング・ホイールのステアリングコラム・レバー又は押しボタンが設けられている。ステアリング・ホイールのステアリングコラム・レバー又は押しボタンによって、運転者は、適応間隔制御装置1を始動したり停止することが可能であり、かつ、間隔制御装置1の駆動パラメータを変更することが可能である。さらに、適応間隔制御装置1の入力回路2には、走行速度センサ7に由来する入力信号8が供給可能である。その際、走行速度センサ7は、被制御車両(制御される車両)18の速度を表し適応間隔制御装置1に供給される信号を提供する。その理由は、対象物検出センサ3により検知された対象物の相対速度を換算し、速度に依存する機能を制御出来るようにするためである。さらに、車線変更検出装置9が設けられている。車線変更検出装置9によって、入力回路2に車線変更信号10を出力することが可能である。車線変更検出手段9は、例えば、方向指示器のスイッチとして実現されることが可能である。従って、運転者が方向指示器を操作した場合に、適応間隔及び速度制御装置1に、運転者が車線変更を予定していることが知らされる。さらに、車線変更検出装置9をヨーレートセンサとして実現することが可能である。ヨーレートセンサは、車両の垂直軸の周りの回転角を測定し、ヨーレート角の時間微分から車線変更を検出することが可能である。代替的に、車線変更検出装置として、操舵角センサを設けることが可能である。操舵角センサは、ステアリング・ホイールの操作から車線変更が意図されていることを検出できる。この車線変更検出信号10は、例えば、車線変更が意図されるかどうかについて、ならびに、車線変更が意図される場合には、どの方向への車線変更が予期されるのか、及び、場合によっては、その車線変更工程がいつ終了したのかについて、適応間度制御装置1に示すことが可能である。
入力回路2により適応間隔制御装置1へと供給された入力信号4、6、8、10は、データ交換装置11によって計算装置12へと伝達される。計算装置12では、入力信号から、本発明にかかる方法を用いて出力信号が決定される。計算装置12で決定された出力信号は、データ交換装置11を介して出力回路13へと伝達される。出力回路13は、出力信号14、16を提供する。その際、出力信号14は、加速信号に相当する。加速信号は、内燃機関の出力を定める制御素子15へと出力され、例えば、加速要求、又は、トルク要求として実現されることが可能である。この加速信号は、出力を定める制御素子15によって、車両加速へと変えられる。出力を定める制御素子15は、例えば、電気的に駆動可能な絞り弁として、又は、噴射システムの燃料噴射弁の形態をした電気的に駆動可能な燃料量計測装置として実現可能である。さらに、出力回路13によって、減速信号16が出力される。減速信号16は、車両の減速装置17に接続されている。その際、減速信号16は、減速要求、制動圧力要求又は制動力要求として出力され、ブレーキ増幅によって車両のホイール・ブレーキへと伝達される。ホイール・ブレーキは、減速信号を車両減速へと変える。本発明に基づき、予定された車線変更が車線変更検出装置9によって検出される場合、このことが適応間隔制御装置1に知らされる。さらに、計算装置12では、対象物検出センサ3により検出された対象物の評価範囲が、その評価範囲が目標車線の方向に拡大されるように、変更される。これにより、隣接する目標車線の車両に対する制御装置の応答〔Reglerreaktion〕が早期に変換可能であり、車両は、車線変更の際に、急に加速又は減速されることなく制御される。
図2には、直線走行の場合の対象物検出システム3の評価範囲が記載されている。ここでは、車両前方に対象物検出センサ3を備えた、被制御車両18が存在する。対象物検出センサ3は、レーダセンサとして実現されている場合には、マイクロ波ビームを送信し、検出範囲内の対象物によって反射されたビームを受信し、検出された対象物の間隔及び相対速度を検出する。そのために、対象物検出センサ3には、座標系dx、dyが設定されている〔einbeschreiben〕。その際、座標軸dxは、車両の縦軸の延長線上の方向へと向かい、座標軸dyは、走行方向に対して横方向に向いている。対象物検出範囲内には、評価範囲20が設けられている。評価範囲20は、基本的に目下走行中の車線の範囲を含み、従って、典型的な幅dyL〜dyRを有する。その際、dyLとdyRとの間の間隔は、典型的に、走行車線の幅に相当する。この評価範囲20の端は、車線境界の範囲において評価範囲境界19によって区切られている。この評価範囲を設けることによって、この範囲内に存在する、検出された対象物のみが評価され、評価範囲20の外に存在する対象物は評価されない。被制御車両18が例えば三車線道路の中央車線Mを走行する場合に、例えば、評価範囲20によって、関連する対象物に係わる中央車線Mのみが評価される。目下走行中の車線Mの左又は右に存在する対象物、すなわち、横方向オフセット〔Lateralversatz〕がdy<dyLの対象物と、評価範囲20の右隣に存在する対象物、すなわち、横方向オフセットがdy>dyRの対象物とは、従って、左の隣接車線L、又は、右の隣接車線Rに存在し、かつ、被制御車両18の目標速度の決定のために考慮されない。この上述の評価範囲20を設けることによって、隣接車線内の車両は評価されない。従って、隣接車線のより遅い対象物、又は、車道の端に停止している対象物は、適応間隔制御装置1の目標速度に作用しない。
適応間隔制御装置1が作動している状態での走行の間に、車線変更検出装置9によって目前に迫る車線変更が検出される場合には、計算装置12内の関連する評価範囲が変更される。このために、図3に記載するように、目標車線に対応する側において、評価範囲20が拡大される。右への車線変更の場合には、右の隣接車線が目標車線であり、左への車線変更が意図される場合には、左の隣接車線が目標車線である。記載される例では、例えば運転者により右方向に方向指示器が出されることによって、又は、対応するステアリング・ホイールの動きが確認されることによって、又は、対応するヨーレート信号が確認されることによって、車線変更検出装置9は、右への車線変更を検知する。この場合、目標車線の側で、すなわち、車線Rの範囲内で、右の隣接車線の範囲を評価する拡大された評価範囲21が設けられている。ここでは、拡大された評価範囲21の幅は、典型的に車線幅を予め見積もるように、測られている。従って、拡大された評価範囲21の右の境界DY=DYRneuは、車線幅の半分にあたるDYRの3倍に相当する。本発明に基づいて、目標車線の更なる別の遠くの対象物は目下の制御のために考慮される必要がないので、特定の距離dxまでの拡大された評価範囲21が評価される。従って、2つの評価範囲パラメータdx1及びdx2が設けられている。その際、拡大された評価範囲21は、dx=dx1のところから通常の幅へと狭められ始め、距離dx2のところで、評価範囲20は、図2に示すように、直線走行の際の評価範囲20の端の境界19に到達する。その際、評価範囲パラメータdx1及びdx2は、所定の距離値に相当しうる。しかし、択一的に、走行速度センサ7により確認された目下の車両速度Vに従って、又は、対象物検出センサ3を用いて確定可能な相対速度Vrelに従って、この距離値dx1及びdx2を変更することも可能である。従って、例えば、より速い速度Vの場合に、拡大された評価範囲21の奥行きをより長い距離dxへとずらすことが可能である。dx=0から距離値dx=dx1又はdx=dx2までの距離範囲内の評価範囲20を、図3に示すように拡大することによって(21)、目標速度の制御に係わる距離範囲に存在する目標車線の車両のみが考慮される。
図4では、車線変更を検知した際に適応間隔制御装置1の制御動作を改善する本発明にかかる更なる別の実施形態が示されている。ここでは、前方に対象物検出センサ3が取り付けられた被制御車両18が存在する。対象物速度センサ3は、関連する対象物に係わる車両前方の領域を監視する。先に述べた例のように、右の車線Rへの車線変更が検出される場合には、目下走行中の車線Mの範囲内の対象物、すなわち、横方向オフセットがdyL<dy<dyRの対象物のみならず、横方向オフセットdyR<dy<dyRneuを有する右の隣接車線Rの対象物も、追加的に制御のために援用される。その際、この拡大された評価範囲21は、距離値dx=dx1又はdx=dx2までである。被制御車両18の目標速度を決定する際に、左の隣接車線Lに存在し場合によっては中央車線Mの非常に近くを走行する車両、又は、車線Lから車線Mへの車線変更を意図する車両、を確実に考慮に入れないために、追加的に、評価範囲20の左の境界19は、もはや通常のようにdy=dyLに位置せず、これは、評価範囲20が境界22によって区切られるように、ずらされることが可能である。その理由は、運転者が不快に、場合によっては危険と感じる望まれない制御応答が発生しうるためである。従って、目標車線Rの反対側の端の評価範囲20が縮小する。これは、評価境界19の左端が、より小さなdy値へと変更されることによって、行なわれる。従って、目標車線の反対側の新しい評価範囲境界22の端は、さらに、目下走行中の車線Mの車線の中央へとずれる。
図5では、本発明に基づく方法のフローチャートが示されている。フローチャートは、「開始」に相当する工程S24で始まる。その際、工程S24は、場合よっては先行する工程S32「終了」の後に続くこともある。次の工程S25では、適応間隔及び速度制御装置1が作動しているか又は停止しているのかについて検査される。ACCシステム1が停止している場合には、S25はいいえ(No)に分岐し、適応間隔制御装置1が作動されるまで待機する。適応間隔及び速度制御装置1が作動している場合には、工程S25は、はい(Yes)に分岐し、工程S26において、車線変更が予期されるかについて問い合わせが行われる。このために、車線変更検出装置9の入力信号10が評価される。この評価により、車線変更が予期されないことが判明した場合には、工程S26は再びいいえに分岐し、本方法は、車線変更検出装置9によって車線変更が検出されるまで待機する。車線変更が検出された場合には、工程S26において、本方法がはいに分岐し、工程S27において、中央車線Mをとらえる評価範囲20が、拡大された評価範囲21に基づいて目標車線へと拡大される。択一的に、次の工程S28において、dy=dyLからdy=dyLneuへと評価範囲20の左の境界19を縮小することによって、目標車線の反対側、すなわち、左の隣接車線Lの評価範囲20を狭めることが、追加的又は代替的に構想可能である。この段階では、車線変更の間に、修正された評価範囲が処理される。修正された評価範囲においては、目標車線の車両が、被制御車両18の目標速度を決定するために援用され、目下走行中の車線Mの左端、すなわち、左境界19と22との間に存在しうる対象物が、もはや被制御車両の目標速度を決定するために考慮されない。後続の工程S29において、車線変更検出装置9によって、車線変更が未だに終了していないことが検知された場合に、又は、車線変更のための所定の時間が未だに経過していない場合に、工程S29はいいえに分岐し、変更された評価範囲が、先行する工程S27及びS28に基づいて維持される。工程S29で、車線変更が終了しているか、又は、車線変更のために設けられた時間が経過していることが検出された場合に、工程S29は、はいに分岐し、次の工程S30において、拡大された評価範囲21は、目下走行中の車線の幅へと戻るように縮小される。従って、横方向オフセットがdy>dyRの対象物は、もはや制御のために評価されない。代替的又は択一的な工程S28が設けられていた場合には、代替的又は択一的な工程S31も必要である。代替的又は択一的な工程S31では、評価範囲20の左の境界を再び横方向オフセットdy=dyLに戻して設定することによって、dy=dyLneuへと狭められた評価範囲を、以前の大きさに戻すことが構想されている。工程S30及び/又はS31に基づいて、本来の評価範囲20が再生され、かつ、被制御車両18が再び車線変更を意図せずに直進する場合に、本発明にかかる方法はS32で終了し、新たな車線変更が検出された場合には、再び工程S26から続行する。
本発明にかかる装置の実施形態の構成図を示す。 本発明にかかるシステムの検出範囲の上面図を示す。 本発明にかかるシステムの、評価範囲が拡大された検出範囲の上面図を示す。 本発明にかかる方法のフローチャートを示す。

Claims (12)

  1. 車両(18)の速度を制御する方法であって、前記車両(18)は、対象物検出システム(3)を具備しており、前記対象物検出システム(3)によって、目標速度が、前記対象物検出システム(3)の評価範囲(20)内の少なくとも1つの先行車両に従って決定され、制御される前記車両(18)の目前に迫る車線変更が検出された際には、目標車線の方向に前記評価範囲(20)が拡大されることにより(21)、隣接する目標車線(R)の車両が前記目標速度の計算のために追加的に考慮される、車両(18)の速度を制御する方法において、
    前記制御される車両(18)との間の距離(dx1、dx2)が所定の距離値よりも小さい前記目標車線(R)上の車両のみが考慮されることを特徴とする、車両(18)の速度を制御する方法。
  2. 基本的な前記評価範囲(20)は、目下走行中の車線(M)であることを特徴とする、請求項1に記載の車両(18)の速度を制御する方法。
  3. 前記所定の距離値(dx1、dx2)は、固定値であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の車両(18)の速度を制御する方法。
  4. 前記所定の距離値(dx1、dx2)は、可変的な値であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の車両(18)の速度を制御する方法。
  5. 前記所定の距離値(dx1、dx2)は、前記制御される車両(18)の速度(v)に依存することを特徴とする、請求項4に記載の車両(18)の速度を制御する方法。
  6. 前記所定の距離値(dx1、dx2)は、前記制御される車両(18)に関する前記目標車線(R)上の検出された車両の相対速度(vrel)に依存することを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の車両(18)の速度を制御する方法。
  7. 車線変更の間、前記目標車線の反対側(L)の前記評価範囲(22)が縮小される、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の車両(18)の速度を制御する方法。
  8. 前記評価範囲の縮小(22)が、前記目標車線の反対側(L)において距離範囲(dx1、dx2)内で行なわれ、前記距離範囲(dx1、dx2)内では、前記評価範囲が前記目標車線側(R)において拡大されることを特徴とする、請求項7に記載の車両(18)の速度を制御する方法。
  9. 前記制御される車両(18)の目前に迫る車線変更の検出は、方向指示器信号(9)の評価、目下のヨーレート(9)の評価、及び/又は、操舵角信号(9)の評価によって行なわれ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車両(18)の速度を制御する方法。
  10. 前記目標車線側(R)の前記評価範囲の拡大(21)、及び/又は、前記目標車線の反対側(L)の前記評価範囲の縮小(22)は、所定の時間が経過した後に取り消され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車両(18)の速度を制御する方法。
  11. 前記目標車線側(R)の前記評価範囲の拡大(21)、及び/又は、前記目標車線の反対側(L)の前記評価範囲の縮小(22)は、前記制御される車両(18)の車線変更工工程終了を検知した後に、前記方向指示器信号(9)の評価、前記目下のヨーレート(9)の評価、及び/又は、操舵角信号(9)の評価によって取り消され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車両(18)の速度を制御する方法。
  12. 車両(18)の速度を制御するための装置であって、前記装置は、対象物検出システム(3)を有しており、前記対象物検出システム(3)によって、目標速度が、前記対象物検出システム(3)の評価範囲(20)内の少なくとも1つの先行車両に従って決定され、制御される前記車両(18)の目前に迫る車線変更を検出することが可能な車線変更検出手段(9)が設けられており、目前に迫る車線変更が検出された際には、前記対象物検出システム(3)の前記評価範囲が目標車線(R)の方向に拡大されることにより、隣接する目標車線(R)上の車両が前記目標速度の計算のために追加的に考慮される、車両(18)の速度を制御するための装置において、
    前記装置では、請求項1〜請求項11のいずれかに記載の方法が実行されることを特徴とする、車両(18)の速度を制御するための装置。
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