JP2016536192A - 自動車を案内する方法および該方法を実施する自動車 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の方法ステップでは、前記自動車（１）は、運転者支援システム（６）を用いて自動化方式で案内され、前記第１の方法ステップに続く第２の方法ステップでは、前記自動車（１）は、運転者（２）によって非自動化方式で案内される、自動車（１）を案内する方法に関している。ここでは自動車の自動化方式の案内から非自動化方式の案内への円滑な移行のために、前記第１の方法ステップから前記第２の方法ステップへの移行時に、前記自動車（１）のアクセルペダル（１０）が、ペダルアクチュエータ（１２）を用いて調整され、この調整によって前記アクセルペダル（１０）が、前記第２の方法ステップの開始時点で、前記第１の方法ステップ終了時の自動車（１）の車両の動きに対応する移行ペダル位置をとることが提案される。本発明はさらに、前記方法を実施する自動車にも関している。

Description

本発明は、第１の方法ステップでは、前記自動車は、運転者支援システムを用いて自動化方式で案内され、前記第１の方法ステップに続く第２の方法ステップでは、前記自動車は、運転者によって非自動化方式で案内される、自動車を案内する方法に関している。その他に本発明は、このような方法を実施する自動車に関している。

運転者が乗っている自動車を自動化方式で案内するための様々な方法が既に公知である。これらの方法は、それらの自動化レベルに応じて区別され、これらの方法の区別は、自動化レベルに応じて、例えばドイツ連邦運輸省交通研究所によって示されており、本特許出願でもその区別が適用される。

その後の高度な自動化方式で自動車を案内する方法では、運転者支援システムが、自動車の横方向及び長手方向の案内を、特定の状況下で所定の期間の間引き継いでいる。自動車を全自動化方式で案内する方法では、運転者支援システムは、自動車の横方向及び長手方向の案内を、定められた適用ケースにおいて完全に引き継ぐ。この全自動化方式の案内のケースでは、運転者支援システムは、適用ケースを離れる前に、運転作業の引き継ぎ、すなわち自動車の案内の引き継ぎのための十分な時間余裕度を運転者に要求する。高度に自動化された案内のケースでは、引き継ぎ要求が必要に応じて、十分な時間余裕度でもって行われる。運転作業を引き継ぐためには、どちらのケースにおいても、すなわち自動車の高度に自動化された案内においても、全自動化された案内においても、運転者支援システムを用いてそのつど引き継ぎ準備が必要である。この高度な自動化方式若しくは全自動化方式の自動車の案内は、より高度な自動化レベルでの自動車案内とも称されている。

上述した両方のケース、すなわち自動車の、高度に自動化された案内と完全に自動化された案内においては、運転者は、運転者支援システムを監視する必要はない。

それとは対照的に、運転者は、より低い自動化レベルの方法では、すなわち運転者支援システムを用いて自動車を部分自動化方式で案内する方法あるいは運転者支援システムを用いて自動車を支援のみの方式で案内する方法では、運転者支援システムを持続的に監視しなければならない。つまり運転者支援システムを用いて自動車を部分自動化方式で案内する方法においても、運転者支援システムを用いて自動車を支援のみの方式で案内する方法においても、運転者は、車両案内の完全な引き継ぎのために常に待機している必要がある。

運転者支援システムを用いた自動車の部分自動化方式での案内方法では、運転者支援システムは、自動車の横方向および長手方向案内を所定の期間の間、または特定の状況において引き継ぐ。運転者支援システムを用いた自動車の支援方式での案内方法では、運転者は持続的に横方向または縦方向の制御を行い、各ケースの他の運転作業は、運転者支援システムにより所定の制限内で実施される。

特に自動車が運転者支援システムを用いた自動化方式で長手方向に案内される場合には、自動車の非自動化方式での長手方向案内への移行の際に、自動車の不所望な速度変化の危険性が生じる。

本発明の課題は、自動車の自動化方式での案内から非自動化方式での案内への円滑な移行が提供される、冒頭に述べたような形式の方法を提供することにある。その他にも本発明の課題は、そのような方法を実施する自動車を提供することにある。

本発明の最初に述べた課題は、第１の方法ステップから第２の方法ステップへの移行時に、自動車のアクセルペダルが、ペダルアクチュエータを用いて調整され、この調整によってアクセルペダルが、第２の方法ステップの開始時点で、第１の方法ステップ終了時の自動車の車両の動きに対応する移行ペダル位置をとることによって解決される。本発明による方法の第２の方法ステップは、好ましくは第１の方法ステップにすぐに続けられる。

したがって、本発明は、第１の方法ステップにおいては、自動車が自動化方式で少なくとも長手方向に案内される方法に関している。また本発明は、自動車が第１の方法ステップにおいて支援のみで運転者支援システムを用いて所定の制限内で少なくとも長手方向に案内される方法を含む。好ましくは、本発明は、第１の方法ステップにおいて、自動車が全自動化方式または高度な自動化方式または部分自動化方式で案内される方法に関している。

第２の方法ステップでは、自動車は、運転者によって非自動化方式で、少なくとも長手方向に案内される。以下では、自動車の自動化方式での案内とは、基本的に少なくとも自動車の自動化された長手方向案内を指し、自動車の非自動化方式での案内は、基本的に少なくとも自動車の非自動化方式の長手方向案内を指す。

本発明における特別な利点は、自動車が既に第１の方法ステップにおいて運転者により、非自動化方式で、すなわち自動車を長手方向案内する運転者支援システムの影響なしで案内された場合にアクセルペダルが占めるであろうと想定される正確な位置において運転者がアクセルペダルを引き継ぐことにある。アクセルペダルに対する別の一般的な名称は加速ペダルである。ペダルアクチュエータは、運転者に依存することのないアクセルペダルの調整に用いられる。ペダルアクチュエータに対する別の一般的な名称はペダルアクタである。

移行ペダル位置は、第１の方法ステップ終了時の自動車の車両の動き、特に車両長手方向の動きに対応している。それによりこの移行ペダル位置は、例えば、それぞれ第１の方法ステップの終了時点における、自動車の速度、自動車の変速機の変速段、自動車が走行しているルートの勾配、自動車が走行している区間の道路状況に依存している。別の表現によれば、この移行ペダル位置は、第１の方法ステップ終了時点での自動車の駆動機関の負荷状況に対応している。アクセルペダルの移行ペダル位置とは、自動車が非自動化方式で長手方向に案内されるときに、すなわちアクセルペダルがその時点で同じ車両の動きに対してドライバによって操作されるときに、第１の方法ステップの終了時点においてアクセルペダルがとると想定されるアクセルペダル位置である。

これにより運転者は、好ましくはこれ以降自動車を第２の方法ステップにおいて非自動化方式で案内するために、ペダルアクチュエータによって設定されるペダル位置、すなわち移行ペダル位置を直接引き継ぐことができるようになる。この本発明によれば、ドライバによる非自動化方式、つまりマニュアルでの自動車案内を引き継ぐ際に、自動車の望ましくない減速や自動車の望ましくない加速が行われることはない。同様に、この引き継ぎの際の自動車の望ましくないジャーキングも回避される。運転者は、本発明による方法を用いることによって、アクセルペダルの位置を、好ましくは迅速かつ快適に、速度変動なしで引き継ぐことが可能になる。そこでは好ましくは、いわゆるオーバードライブ（正の加速度）も、負の加速度（ドラッグトルク）も存在しない。

ペダルアクチュエータを用いたアクセルペダルの調整は、好ましくは専ら自動車が運転者支援システムを用いて自動化方式で案内される場合に行われる。ペダルアクチュエータを用いたアクセルペダルの調整は、好ましくは電動方式の調整である。自動車が運転者によって非自動化方式で案内されるときには、好ましくはペダルアクチュエータを用いたアクセルペダルの調整は行われない。ペダルアクチュエータは好ましくは、自動車が運転者によって非自動化方式で案内される場合には、非活動状態である。

本発明の好ましいさらなる改善例は、従属請求項に記載されている。

アクセルペダルは、例えば第１の方法ステップ全般に亘ってペダルアクチュエータにより、アクセルペダル位置がそのつど現下の実際の車両の動きに対応するように調整されることが想定できる。それに対して特に好ましくは、本発明の一改善例によれば、第１の方法ステップは、前記第２の方法ステップの開始と共に終了する移行フェーズを含んでおり、前記アクセルペダルは、前記移行フェーズ中に前記ペダルアクチュエータを用いて、ペダル休止位置から前記移行ペダル位置に調整される。これにより、このアクセルペダルは、自動車が自動化方式で案内される第１の方法ステップの期間中は完全に休止位置におかれる。それにより、一方では自動車のフットウエルズ空間において付加的空間が解放され、運転者によるアクセルペダルの不用意な操作が未然に回避され、他方では、自動車の乗員にとっての快適性を場合によっては損なわせ、ペダルアクチュエータに負担をかけるアクセルペダルの絶え間ない動きが回避される。

移行フェーズは、自動車の非自動化方式の案内が準備されるフェーズである。この移行フェーズは、例えば数秒の期間、例えば５〜１０秒の期間を含んでいてもよい。

本発明の好ましい改善例によれば、移行フェーズ中のアクセルペダルは、ペダルアクチュエータを用いて自動車の車両の動き、特に車両長手方向の動きに対応するように連続的に調整される。上述したように車両の動きは、様々な要因に依存する。別の言い方をすれば、移行フェーズ中のアクセルペダルの位置は、本発明のこの改善例によれば、自動車の駆動機関のそのつどの負荷状況に対応している。移行フェーズ中の車両の動き若しくは駆動機関のそのつどの負荷状況に対するアクセルペダル位置の対応付けにより、後続の非自動化方式の自動車の案内の際にアクセルペダルを操作する運転者の足部が、既に移行フェーズ中にアクセルペダルに載置可能となり、その際のアクセルペダルの動きが有利に開始される。移行フェーズ期間中のアクセルペダルの各位置は、本発明のこの改善例のもとでは、それぞれ次のようなアクセルペダルの位置である。すなわち自動車が非自動化方式で長手方向に案内されるときに、すなわちアクセルペダルが移行フェーズ期間中に同じ車両の動きに対してドライバによって操作されるときに、移行フェーズの経過においてアクセルペダルがとると想定されるアクセルペダル位置である。

自動車の非自動化方式での案内は、例えば自動車のステアリングホイールにあるスイッチを運転者が操作することによってスイッチオンされるようにすることも考えられる。その際にはそれに伴って自動車の自動化方式での案内がスイッチオフされる。それに対して、本発明の好ましい改善例によれば、ペダル圧が何も作用していないアクセルペダルにおいて、アクセルペダルに作用するペダル圧が、自動車の非自動化方式の案内をスイッチオンする。ペダル圧が何も作用していないアクセルペダルとは、上記の意味では、アクセルペダルに外部圧力が何も加えられていないことを指す。アクセルペダルに加えられ、スイッチングに作用するペダル圧は、好ましくは運転者によって、すなわち特に運転者の足部によって、アクセルペダルに加えられる。また代替的に、アクセルペダルに作用する比較的短く突くようなペダル圧が、自動車の非自動化方式の案内をスイッチオンさせることも可能である。なおその際には、必ずしもアクセルペダルが事前にペダル圧が作用していない状況である必要はない。

また本発明の別の実施形態によれば特に好ましくは、第２の方法ステップの開始時点において、運転者に対し、アクセルペダルによる触覚的シグナリングが行われる。この触覚的シグナリングは、非自動化方式の案内への移行が行われたことを示している。このようにして運転者は、今現在の自動車が、運転者自身によって非自動化方式で、つまり手動で案内されているという事実についての一義的な情報を与えられる。好ましくは、前記触覚的シグナリングは、アクセルペダルの振動を含むことができる。

自動車の非自動化方式から自動化方式への長手方向案内の移行の際には、アクセルペダルが例えば、運転者からもたらされたその最後の位置に維持されることも想定され得る。それに対して本発明の好ましい改善例によれば、第１の方法ステップに先行する方法ステップにおいて、自動車は、運転者によって非自動化方式で案内され、アクセルペダルは、第１の方法ステップの開始時点でペダルアクチュエータを用いてペダル休止位置に調整される。これにより、自動車のフットウエルズの付加的空間がアクセルペダルから短時間だけ解放され、それに続く運転者によるアクセルペダルの不用意な操作が未然に回避される。アクセルペダルは第１の方法ステップの開始時点において、車両の動きに対応するまだ運転者が引き起こしたペダル位置から調整されます。上述したように、車両の動き（およびそれに伴うアクセル位置）は様々な要因に依存している。別の言い方をすれば、ここでのアクセルペダルの位置は、第１の方法ステップの開始時点の自動車の車両駆動機関の負荷状況に対応している。第１の方法ステップ開始時点の車両の動きに対応するペダル位置は、自動車の非自動化方式の案内のもとで同じ車両の動きの際に運転者によるアクセルペダルの操作に基づいてこの時点でとられたであろうアクセルペダルの位置である。ここでのペダル位置は、特に先行する方法ステップの終了時に運転者によって引き起こされたペダル位置であり得る。

上述した第２の課題は、上記の方法を実施する自動車であって、前記自動車は、当該自動車を自動化方式で案内する運転者支援システムと、ペダルアクチュエータおよび該ペダルアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ制御機器を有するアクセルペダルとを備え、前記アクセルペダルは、前記アクチュエータ制御機器によって駆動制御される前記ペダルアクチュエータを用いて、前記自動車の運転者に依存することなく調整可能である自動車によって達成される。ここでの運転者に依存しないとは、運転者がアクセルペダルを操作しないこと、すなわちアクセルペダルに圧力を加えないことを意味する。アクチュエータ制御機器は、例えば自動車の中央制御装置に配置されていてもよいし、例えば運転者支援システムの制御機器に配置されていてもよい。特にアクチュエータ制御機器は、前述したそのような制御機器内に機能的に統合させてもよい。ペダルアクチュエータは、アクチュエータ制御機器によって、例えば車両の動きに依存して、特に自動車の長手方向移動に依存して駆動制御されてもよいし、別の言い方をすれば、自動車の駆動機関の負荷状況に依存して駆動制御されてもよい。その他にペダルアクチュエータは、例えばアクセルペダルをペダル休止位置へ調整するために、アクチュエータ制御機器によって、例えばそのつどの前述した本発明による方法のそのつどの方法ステップに依存して駆動制御されてもよい。

ペダルアクチュエータは、例えば油圧アクチュエータまたは例えば空気圧アクチュエータであってもよい。それに対してペダルアクチュエータの特に良好でかつ容易な開ループおよび閉ループ制御性並びにその低コストの製造性のために、好ましい改善例によれば、前記ペダルアクチュエータは、電動アクチュエータである。それによりペダルアクチュエータは、電動モータを備えている。この電動モータは、特にアクチュエータ制御機器によって駆動制御され、アクセルペダルは、アクチュエータ制御ユニットによって駆動制御されるペダルアクチュエータの電動モータを用いて調整可能である。

本発明の実施形態は、図面に基づいて概略的に示されており、以下でより詳細に説明する。

自動車を示した図 図１による自動車のアクセルペダルをそれぞれ異なるペダル位置で示した図 図１による自動車のアクセルペダルをそれぞれ異なるペダル位置で示した図 図１による自動車のアクセルペダルをそれぞれ異なるペダル位置で示した図 図１による自動車のアクセルペダルをそれぞれ異なるペダル位置で示した図 図１による自動車のアクセルペダルをそれぞれ異なるペダル位置で示した図 図１による自動車のアクセルペダルをそれぞれ異なるペダル位置で示した図 図１による自動車のアクセルペダルをそれぞれ異なるペダル位置で示した図

全ての図面において、それぞれ対応する構成要素には同じ参照番号が付されている。

発明を実施するための形態
図１には、自動車１が運転者２と共に概略的な描写で示されている。この自動車１は、ステアリングホイール４と、自動車１の自動化方式での案内のための運転者支援システム６とを備えている。この運転者支援システム６は制御機器８を含んでいる。

さらにこの自動車１は、ペダルアクチュエータ１２とアクチュエータ制御機器１４とを有したアクセルペダル１０を備えている。

アクチュエータ制御機器１４は、例えばペダルアクチュエータ１２内に統合されていてもよいし、あるいは例えば自動車１の他の制御機器内に、例えば運転者支援システム６の制御機器８内に統合されていてもよい。ここでのアクチュエータ制御機器１４は、ペダルアクチュエータ１２内に配設され、運転者支援システム６の制御機器８に接続されている。それにより、これらの２つの制御機器間では、情報の交換、例えば制御信号の交換が可能である。

アクセルペダル１０は、アクチュエータ制御機器１４によって駆動制御可能なペダルアクチュエータ１２を用いることで、自動車１の運転者２に依存することなく調整可能である。本実施形態では、ペダルアクチュエータ１２は、電動アクチュエータである。アクセルペダル１０は、自動車１が自動化方式で案内される場合には、詳細には図示していない電動モータを用いて調整される。運転者２による自動車１の案内、特に長手方向の案内を引き継ぐために、ペダルアクチュエータ１２を用いたアクセルペダル１０の調整は、少なくとも移行ペダル位置にて行われる。

以下では、図２〜図８に基づいて、図１による自動車１を案内する方法を、より詳細に説明する。この目的のために、図３〜図８にはそれぞれ、ドライバ２の足部１６とアクセルペダル１０とが種々異なる位置で概略的に示されている。

図２は、自動車１が第１の方法ステップの期間中に運転者支援システム６を用いて自動化方式で案内される場合のアクセルペダル１０を示している。このアクセルペダル１０は、本実施形態によれば、ペダルアクチュエータ１２を用いて、自動車１の現下の車両長手方向の動きに応じて調整される。このことは２つの双方向矢印１８，１８ａによって表されており、この場合アクセルペダル１０は、より高位の位置で例示的に描写されたアクセルペダル１０ａで示されるように、より高位の位置も取り得るし、より低位の位置で例示的に描写されたアクセルペダル１０ｂで示されるように、より低位の位置も取り得る。また代替的にこのアクセルペダル１０は、ペダル休止位置に位置していてもよい（図８参照）。

第１の方法ステップに引き続いて第２の方法ステップでは、自動車１は運転者２によって非自動化方式で案内される。図３には、第１の方法ステップ終端の移行フェーズ期間の状況が示されており、この移行フェーズは、第２の方法ステップの開始と共に終了する。その際運転者２は足部１６を、矢印２０の方向にアクセルペダル１０まで移動させる。

それに続いて運転者２は、図４に示すように、足部１６をアクセルペダル１０に載置し、アクセルペダル１０の最終位置を引き継ぐ。この最終位置は、アクセルペダル１０が自動車１の自動化方式での案内中にとっていた位置であり、アクセルペダル１０の引き継ぎペダル位置である。その後で運転者２は自動車１を、非自動化方式で案内し、アクセルペダル１０を、例えばより低位の位置で描写されたアクセルペダル１０ｃで示されるように、より低位の位置へ向けて矢印２０の方向に踏み込む。

そのようにして運転者２は、自動車１を手動で、すなわち非自動化方式で案内する。それに対して足部１６は、図５の双方向矢印２２で表されているように上下に動かされる。それに応じてアクセルペダル１０は、足部１６により、対応する双方向矢印２４方向に動かされる。ここでのアクセルペダル１０の調整は、ペダルアクチュエータ１２を用いて行われていない。

図５に相応している描写は図６にも示されている。この図６の描写は、前述の第１の方法ステップに先行する方法ステップ期間の状況に当て嵌まるものであり、この先行する方法ステップにおいても、自動車１は、運転者２によって非自動化方式で案内されている。上述した自動車１が運転者支援システム６を用いて自動化方式で案内される第１の方法ステップが開始される時点では、運転者２は、図７に示されているように足部１６を、アクセルペダル１０から矢印２６方向に持ち上げる。この場合アクセルペダル１０は、自動車１の車両の動きに、特に車両長手方向の動きに対応したペダル位置をとり、本実施形態によれば、先行のペダル位置からペダルアクチュエータ１２を用いてペダル休止位置に調整される。このことは、ここでは下向き矢印２８によって表されている。

図８には、ペダル休止位置のアクセルペダル１０が示されている。運転者２の足部１６は、詳細には図示されていないフットウエルズスペースにおかれている。図８は、上記図３で説明したように、第２の方法ステップの開始と共に終了する、第１の方法ステップの移行フェーズの状況を示している。

図８の実施形態によれば、アクセルペダル１０は、より高位な位置で例示的に描写されたアクセルペダル１０ｄで示されているように、第１の方法ステップの移行フェーズ中にペダルアクチュエータ１２を用いてペダル休止位置から移行ペダル位置へ矢印３０方向に調整される。この移行ペダル位置では、運転者２はアクセルペダルを、自動車１の非自動化された案内のためにシームレスに引き継ぐことが可能である。

Claims (8)

1. 自動車（１）を案内する方法であって、
   第１の方法ステップでは、前記自動車（１）は、運転者支援システム（６）を用いて自動化方式で案内され、前記第１の方法ステップに続く第２の方法ステップでは、前記自動車（１）は、運転者（２）によって非自動化方式で案内される方法において、
   前記第１の方法ステップから前記第２の方法ステップへの移行時に、前記自動車（１）のアクセルペダル（１０）が、ペダルアクチュエータ（１２）を用いて調整され、この調整によって前記アクセルペダル（１０）が、前記第２の方法ステップの開始時点で、前記第１の方法ステップ終了時の自動車（１）の車両の動きに対応する移行ペダル位置をとるようにしたことを特徴とする方法。
2. 前記第１の方法ステップは、前記第２の方法ステップの開始と共に終了する移行フェーズを含んでおり、前記アクセルペダル（１０）は、前記移行フェーズ中に前記ペダルアクチュエータ（１２）を用いて、ペダル休止位置から前記移行ペダル位置に調整される、請求項１記載の方法。
3. 前記移行フェーズ中の前記アクセルペダル（１０）は、前記ペダルアクチュエータ（１２）を用いて前記自動車（１）の車両の動きに対応するように連続的に調整される、請求項２記載の方法。
4. ペダル圧が作用していない前記アクセルペダル（１０）において、アクセルペダル（１０）に作用するペダル圧が、前記自動車（１）の非自動化方式の案内をスイッチオンする、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 前記第２の方法ステップの開始時点において、前記運転者（２）に対し、前記アクセルペダル（１０）による触覚的シグナリングが行われる、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
6. 前記第１の方法ステップに先行する方法ステップにおいて、前記自動車（１）は、前記運転者（２）によって非自動化方式で案内され、前記アクセルペダル（１０）は、前記第１の方法ステップの開始時点で前記ペダルアクチュエータ（１２）を用いて前記ペダル休止位置に調整される、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. 請求項１から６いずれか１項記載の方法を実施する自動車（１）であって、
   前記自動車（１）は、当該自動車（１）を自動化方式で案内する運転者支援システム（６）と、
   ペダルアクチュエータ（１２）および該ペダルアクチュエータ（１２）を駆動制御するアクチュエータ制御機器（１４）を有するアクセルペダル（１０）とを備えており、
   前記アクセルペダル（１０）は、前記アクチュエータ制御機器（１４）によって駆動制御される前記ペダルアクチュエータ（１２）を用いて、前記自動車（１）の運転者（２）に依存することなく調整可能であることを特徴とする自動車（１）。
8. 前記ペダルアクチュエータ（１２）は、電動アクチュエータである、請求項７記載の自動車（１）。

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