JP2019533601A - 自動車用の回避支援 - Google Patents

Abstract

本発明の回避支援は、障害物１に衝突しないように、回避操縦時に自動車１０の運転者を支援する。このため、自動車１０の回避操縦が検出されたときに、追加の操舵トルク３が、存在する操舵トルクを増大させるために印加される。さらに、自動車１０の横方向の移動を増大させるため、自動車１０の個別車輪ブレーキ５，６が起動される。

Description

本発明は、自動車用の回避支援に関する。当該自動車の運転者が、当該回避支援によって回避時に特に障害物の前方で支援される。

独国特許出願公開第１０２００８００５９９９号明細書が、車線区分線によって区切られた車線を遵守する際の自動車の運転者の支援を記載している。この場合、車線から逸脱する傾向に逆らって作用するヨートルクが、適切な１つの個別車輪ブレーキによっても生成され得る。この独国特許出願公開第１０２００８００５９９９号明細書は、自動車が車線区分線内に維持される車線遵守支援機能（すなわち、快適機能）を記載する一方で、本発明の回避支援は、自動車の走行時に危険な状態にある運転者を支援し、回避操縦時に存在する車線区分線を大抵は無視する安全機能である。

独国特許出願公開第１０２００５００３２７４号明細書は、障害物の前方での回避時に起こり得る衝突を回避するか又は軽減することを記載している。この場合、運転者が、自動車の制動によって、及び当該運転者の操縦過程の適切な変化によって支援される。

独国特許出願公開第１０２００４０６２４９６号明細書は、自動車用の衝突回避システム又は起こり得る衝突を軽減することを記載している。

上記の従来の技術によれば、回避支援（すなわち、安全機能）と車線支援機能（すなわち、快適機能）とが支援される。回避支援時の走行状態は危険である（すなわち、障害物との衝突が直前に存在する）一方で、車線遵守支援機能は、障害物に依存し且つ走行状態の危険度に依存する。当該回避支援は、運転者が運転中であるときにだけ介入する一方で、当該車線遵守支援機能は、運転者が運転中でないときでも又は運転者が部分的に運転中であるときでも介入し得る。多くの場合、当該回避支援は、算出された軌道に基づく一方で、車線遵守支援機能の場合は、通常はそうではない。すなわち、著しい相違が、回避支援と車線遵守支援機能との間に存在する。

独国特許出願公開第１０２００８００５９９９号明細書 独国特許出願公開第１０２００５００３２７４号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０６２４９６号明細書

上記の従来の技術から出発して、本発明の課題は、衝突することなしに回避操縦時に自動車の運転者を支援することにある。

本発明によれば、この課題は、請求項１に記載の自動車用の回避支援のための方法と、請求項９に記載の装置とによって解決される。従属請求項は、本発明の好適で且つ有益な実施の形態を規定する。

本発明の範囲内では、自動車用の回避支援のための方法が提供される。この方法は、以下のステップを含む：
・当該自動車の回避操縦を検出するステップ。当該回避操縦が、特に当該自動車の運転者の軌跡（例えば、自動車のブレーキの操作又は自動車の操舵）に基づいて検出される。当該軌跡自体が、当該自動車の対応するセンサによって検出される。
・回避操縦が、その前のステップで検出されたときに、追加の操舵トルクが、既に存在する操舵トルクを増大させるために（例えば、ハンドルに）印加されるステップ。当該存在する操舵トルクによって開始された当該自動車の横方向の移動が、この追加の操舵トルクによって（さらに）増大される。すなわち、当該自動車の希望した横方向の移動が、当該追加の操舵トルクによってより早く達成される。したがって、例えば、車線内に存在する障害物を回避するため、特に実際の車線から離れる傾向が、当該追加の操舵トルクによって増大される。
・当該（存在する）操舵トルクと当該追加の操舵トルクとによって生成された当該自動車の横方向の移動又はヨー（横）移動をさらに増大させるため、当該自動車の１つの個別車輪ブレーキを操作又は起動するステップ。当該自動車の横方向の移動又はヨー（逸脱）移動を増大させるため、当該自動車の１つ又は複数の（しかし通常は全てでない）車輪が、１つの個別車輪ブレーキを用いて制動される。

本発明の操舵トルクと個別車輪ブレーキとからの組み合わせによって、衝突しないように、運転者が、その回避操縦時に支援され得る。これにより、上記の課題が解決される。

当該回避操縦は、特に運転者の操舵動作に基づいて検出される。この場合、この操舵動作は、さらに印加された操舵トルクによって本発明にしたがって増大される（存在する）操舵トルクを発生させる。

換言すれば、運転者が、回避操縦を開始し、例えば障害物の前方で回避したいことが、この実施の形態にしたがって運転者の操舵動作（すなわち、運転者が、自動車のハンドルを適切に回す）に基づいて確認される。次いで、追加の操舵トルクが、回避方向に（すなわち、存在する操舵トルクと同じ方向に）本発明にしたがって印加される。その結果、あたかも、追加の力が、運転者によって選択された回転方向にハンドルに作用する。したがって、運転者がその希望したハンドルの旋回角をより早く得ることが達成される。したがって、当該追加の操舵トルクの大きい利点は、より早い（及びこれによってより大きい）横方向の移動を得るため、当該開始した（運転者によって開始された）操舵動作を加速することにある。

好ましくは、個別車輪ブレーキが、追加の操舵トルクの印加後に起動される。

自動車が、既に回転移動又はヨー（横）移動にあるときに、当該自動車の横方向の移動に対する最良の作用が、１つの個別車輪ブレーキによって達成される。このヨー（横）移動は、（追加の操舵トルクを含む）操舵トルクによって生成される。この場合、当該横方向の移動が、この個別車輪ブレーキによってより増大されるほど、この個別車輪ブレーキの印加時の当該自動車のヨー（横）移動がより大きいことが成立する。

特に、当該回避操縦の検出は、障害物の検出と、当該自動車が当該障害物に衝突する確率に関する目安の特定とも含む。この場合、当該目安が、既定の１つの閾値の上にあるときにだけ、当該回避操縦が存在する（すなわち、回避操縦が検出される）。換言すれば、本発明によれば、一方では回避願望が、運転者の操舵動作に基づいて検出され、他方では当該自動車の実際の走行状況の危険度が、回避操縦の存在を示唆する（すなわち、衝突に関する確率の目安が、その閾値の上に存在する）ときに、回避操縦が存在する。この場合、当該障害物との予測される衝突までの期間（「衝突までの時間」）も、当該目安を特定するために算入される。一般に、当該目安が大きいほど、この期間はより短い。

当該回避操縦が、運転者の軌跡（例えば、操舵動作）だけに基づいて特定されるのではなくて、当該危険度にも基づいて特定されることによって、間違って開始された回避支援の確率が劇的に減少され得る。

本発明の好適な実施の形態によれば、軌道が、操舵動作と障害物の位置とに依存して特定される。この場合、当該軌道が、当該操舵動作の方向に自動車の実際の走行方向から外れるように、当該軌道が特定され、当該自動車が、この軌道に沿った走行時に当該障害物に衝突しないように、当該軌道は推移する。当該自動車が、こうして特定された軌道に沿って走行するように、追加の操舵トルクが印加され、個別車輪ブレーキが起動される。

当該軌道の特定及び追従によって、当該自動車が、障害物との衝突を回避するだけではなくて、さらに常に操舵可能な状態で当該障害物の傍らを通り過ぎるように、当該自動車の横方向の移動が、回避操縦の開始に対して有益に引き起こされる。当該軌道を用いることで、特に、目標値が特定され、当該自動車の移動に相当する実際値と比較される。当該自動車が、可能な限り当該軌道に沿って移動するように、システム介入（追加の操舵トルク及び個別車輪ブレーキ）が調整される。

好ましくは、個別車輪ブレーキの強さが、自動車の実際の速度に依存する。この場合、当該個別車輪ブレーキの強さ又は当該個別車輪ブレーキへの介入が弱いほど、当該自動車の実際の速度がより低い。すなわち、当該自動車の増大する速度と共に、当該個別車輪ブレーキがこれに応じてより強く操作される。

本発明の実施の形態には、運転者にとって不快であり、速度を不必要に大きく減衰させる個別車輪ブレーキへのより強い介入が、低い速度時に回避されるという利点がある。

しかし、本発明によれば、個別車輪ブレーキが、全体の速度領域にわたって同様に、すなわち自動車の実際の速度に依存しないで印加されることも可能である。

別の本発明の実施の形態によれば、追加の操舵トルクが弱められる間に、個別車輪ブレーキが起動される。

既に最初に説明したように、追加の操舵トルクの利点は、運転者がその希望したハンドルの旋回角をより早く得ることにある。これにより横方向の移動も増大される。当該運転者によって希望されたハンドルのこの旋回角が一度達成されたときに、この旋回角は、例えば連続して完全に弱められる。何故なら、さらなる横方向の移動が、個別車輪ブレーキを起動することによってより良好に得られるからである。

本発明の回避支援は、操縦性の限界の範囲内で追加の操舵トルクと個別車輪ブレーキとの双方に対して実行される。この場合、本発明にしたがって実行される（追加の操舵トルク及び／又は個別車輪ブレーキに関する）介入にもかかわらず、運転者が、多大な労力なしに当該対応する介入を常に拒否できるように、当該操縦性の限界が規定されている。したがって、２つの介入（追加の操舵トルク及び個別車輪ブレーキ）を組み合わせた場合、当該両介入の組み合わせも、当該運転者によって制御可能である。このため、当該追加の操舵トルクと当該個別車輪ブレーキの強さとに依存して介入強度を規定する介入強度関数が規定され得る。追加の操舵トルクと個別車輪ブレーキとを組み合わせた場合でも、この介入強度は、常に当該操縦性の限界内に存在する必要がある。

それ故に、一方では可能な限り良好な作用（例えば、希望した横方向の移動の可能な限り早い到達）が得られ、他方では当該操縦性の限界が超えられない（すなわち、介入強度関数によって規定された介入強度が、当該操縦性の限界の下にある）ように、当該追加の操舵トルク及び当該個別車輪ブレーキの強さは有益に選択される。それ故に、最初に、当該介入強度関数によって規定された介入強度が、当該操縦性の限界にほぼ一致するように、当該追加の操舵トルクが、例えば或る大きさで印加される。この状況では、個別車輪ブレーキが起動されてはならないので（さもないと、追加の操舵トルクと個別車輪ブレーキとから成る組み合わせに対する操縦性の限界が超えられたので）、当該個別車輪ブレーキが起動されるときに、又はその起動中に、当該追加の操舵トルクが弱められる。これにより、当該介入強度関数によって規定された介入強度が、追加の操舵トルクと個別車輪ブレーキとから成る組み合わせに対しても常に当該操縦性の限界内に存在することが達成される。

本発明の別の実施の形態によれば、自動車が回避操縦中に戻されなければならないことが、例えば規定された起動に基づいて検出される。この場合、この戻ることは、回避操縦が開始された操舵動作とは反対である方向に実行される。当該回避操縦の開始時と同様に、別の追加の操舵トルクが、当該戻りを開始し及び／又は支援するために印加される。最後に、当該自動車の横方向の移動を増大させるため、（特に、当該別の追加の操舵トルクが弱められる間に、）当該自動車の別の１つの個別車輪ブレーキが起動される。

回避操縦の開始が、運転者によって開始される一方で、当該戻りの開始は、大抵は計画された軌道に基づいて実行される。しかしながら、当該運転者が、当該戻りを開始することも可能である。すなわち、当該運転者自身が、能動的に戻らないときに、あたかも、修正操舵又は戻りに対するきっかけが、追加の操舵トルクによって当該運転者に最初に（システム又は本発明の装置による開始時に）提供され得る。本発明によれば、当該戻りが、当該運転者自身によって開始されるか否かに関係なく、当該戻り時に、進行時（すなわち、回避操縦の開始時）と同様に実行される。当該運転者は、最初に別の追加の操舵トルクによって支援され、引き続き別の個別車輪ブレーキによって生成されるヨートルクによって支援される。したがって、当該運転者は、一方では危険な状況で障害物を回避することを支援される。この実施の形態の場合、当該運転者は、他方では可能性の範囲内で当該自動車が回避操縦の終了時に再び直進することを支援される。

一般に、回避操縦時は、いわゆるＳ字状旋回で走行される。すなわち、運転者は、最初に右（左）に向かって旋回し、引き続き左（右）に向かって旋回する。それ故に、本発明にしたがって、当該戻り時に、進行時（すなわち、回避操縦の開始時）と同様に（専ら反対に）実行されることが有益である。回避操縦時の自動車の最初の進路変更と当該戻りとの双方が、当該操舵動作の増大による支援によって著しく増大される。

本発明の範囲内では、自動車用の回避支援のための方法も提供される。この場合、当該装置は、制御手段と、自動車の操舵部と、自動車の少なくとも２つの個別車輪ブレーキとを含む。当該装置は、当該制御手段を用いて自動車の回避操縦を検出し、当該制御手段を用いて存在する操舵トルクを増大するために追加の操舵トルクを当該操舵部に印加するように構成されている。さらに、当該装置は、当該制御手段を用いて当該複数の個別車輪ブレーキのうちの少なくとも１つの個別車輪ブレーキを操作し、当該自動車の横方向の移動を増大させるように構成されている。

本発明の装置は、最初に詳しく説明されている本発明の方法と同じ利点を有するので、ここでは繰り返しを省略する。

最後に、本発明の装置を有する自動車が、本発明の範囲内で提供される。

本発明は、追加の操舵トルクと個別車輪ブレーキとのそれぞれからの組み合わせによってそれぞれの介入の特別な可能性を利用する。操舵動作を加速するための大きい可能性が、回避操縦の開始に対して追加の操舵トルクに潜んでいる。これにより、自動車が、引き続き当該個別車輪ブレーキによって増大される横方向に移動する。

引き続き、本発明を図面を参照して本発明の実施の形態に基づいて詳しく
説明する。

自動車が回避操縦時に障害物に衝突する状況を示す。 自動車が回避操縦時にその車道から離れる状況を示す。 自動車が回避操縦時に障害物の側面に衝突する状況を示す。 本発明の実施の形態に対する追加の操舵トルクと１つの個別車輪ブレーキのブレーキ作用の強さとの時間推移を示す。 本発明の実施の形態による回避支援のための方法のフローチャートである。 本発明の自動車を概略的に示す。

図１には、回避操縦時の本発明の自動車１０が示されている。自動車１０の運転者が、非常に僅かにハンドルを切るので、自動車１０は、障害物１（自動車１０の前方に存在する別の自動車）に衝突する。この場合、衝突時の衝突箇所８が、障害物１又は別の自動車の左後方に存在する。

図２には、図１と同様に、回避操縦時の本発明の自動車１０が示されている。この場合、自動車１０が、その車道から離れるように、自動車１０の運転者が、ハンドルを非常に長く外側に切り続ける。

図３には、図１及び２と同様に、回避操縦時の本発明の自動車１０が示されている。この場合、過度に振れる、したがって障害物１の側面に衝突するように、自動車１０の運転者がハンドルを非常に大きく切る。この場合、衝突時の衝突箇所８が、障害物１の左前方に存在する。

図４には、本発明の実施の形態に対する回避操縦時の時間に対する１つの個別車輪ブレーキのブレーキ作用の強さ２，２′の推移と追加の操舵トルクの推移とが示されている。

運転者による回避願望又は回避操縦の開始が、当該運転者の操舵動作と走行状況の危険度（障害物との衝突の確率）とに基づいて検出されると直ぐに、追加の操舵トルクが、操舵動作によって引き起こされる操舵トルクを強くするために或る値に跳ね上がる。当該追加の操舵トルクは、時点ｔ_１まで一定に保持される。この時点ｔ_１以降に、一方では追加の操舵トルク３が弱められ、他方では自動車１０の１つの個別車輪ブレーキが起動する。この場合、当該ブレーキ作用２は、連続して増大される。この個別車輪ブレーキのこの起動によって、積算される当該（存在する）操舵トルクと追加の操舵トルクとが、横方向の移動をさらに増大させる。

時点ｔ_２以降に、当該個別車輪ブレーキのブレーキ作用の強さ２が、時点ｔ_３まで高いレベルに保持される一方で、追加の操舵トルク３は、完全に消滅している。時点ｔ_３以降に、当該個別車輪ブレーキのブレーキ作用は、時点ｔ_４まで完全に弱められる。この場合、時点ｔ_４以降に、追加の操舵トルク３′が、追加の操舵トルク３に対して反対の方向に時点ｔ_５まで連続して増大される。したがって、時点ｔ_４は、自動車１０の運転者のハンドルの戻しを示す。時点ｔ_６以降に、一方では追加の操舵トルク３′が弱められ、他方では自動車１０の（大抵は別の）個別車輪ブレーキのブレーキ作用２′が連続して増大される。時点ｔ_７で、追加の操舵トルク３′が完全に消滅している一方で、当該ブレーキ作用の強さは、時点ｔ_８まで一定のままである。時点ｔ_８以降に、当該ブレーキ作用の強さ２′が時点ｔ_９まで連続し完全に消滅される。

図５には、本発明の実施の形態による回避支援のための方法のフローチャートが示されている。

第１ステップＳ１では、回避操縦の開始が、運転者の操舵動作に基づいて走行状況の危険度（すなわち、障害物に衝突する確率が、閾値の上に存在する）と一緒に検出される。それ故に、ステップＳ２で、追加の操舵トルクが、当該運転者の操舵動作によって発生した操舵トルクを増大させるために印加される。ステップＳ３で、この追加の操舵トルクが新たに弱められる間に、ステップＳ４で、自動車の１つの個別車輪ブレーキが起動される。ステップＳ３及びＳ４は、同時に実行されてもよい。当該（存在する）操舵トルクと当該追加の操舵トルクとによって発生した当該自動車の横方向の移動が、ステップＳ４での当該個別車輪ブレーキの起動によって有益にさらに増大される。ステップＳ５で、当該個別車輪ブレーキの起動が弱められる。

ステップＳ６で、当該自動車が戻されていることが、例えば計画された軌道に基づいて検出される。それ故に、ステップＳ７で、ステップＳ２による追加の操舵トルクとは反対である追加の操舵トルクが印加される。回避操縦の開始の場合（ステップＳ１〜Ｓ５）と同様に、当該自動車の希望した横方向の移動が、ステップＳ７での当該追加の操舵トルクの印加によってより早く達成される。ステップＳ８で、当該追加の操舵トルクが弱められる間に、ステップＳ９で、当該自動車の（別の）個別車輪（すなわち、ステップＳ４における車輪とは違う車輪）ブレーキが起動される。ステップＳ２及びＳ３と同様に、ステップＳ８及びＳ９は同時に実行されてもよい。最後に、ステップＳ１０で、当該個別車輪ブレーキの起動も弱められる。その結果、ステップＳ１０後は、追加の操舵トルクと個別車輪ブレーキの起動との双方が、当該自動車に作用しない。

図６には、本発明の装置２０を有する本発明の自動車１０が概略的に示されている。この場合、本発明の装置２０は、制御手段４と、少なくとも２つの個別車輪ブレーキ５，６（通常は、自動車１０の全ての車輪が個別に制動され得る）と１つの操舵部７とを有する。装置２０は、当該自動車の回避操縦を制御手段４を用いて、例えば運転者の操舵動作によって検出し、追加の操舵トルクを制御手段４を用いて操舵部７に印加し、当該操舵動作から発生した操舵トルクを当該印加によって増大するように構成されている。装置２０が、この装置２０の制御手段４を用いて複数の個別車輪ブレーキ５，６のうちの少なくとも１つの個別車輪ブレーキを操作することによって、当該（存在する）操舵トルクと当該追加の操舵トルクとによって発生した自動車１０の横方向の移動がさらに増大される。

１ 障害物
２，２′ １つの個別車輪のブレーキのブレーキ作用の強さ
３、３′ 追加の操舵トルク
４ 制御手段
５，６ 個別車輪ブレーキ
７ 操縦制御部
８ 衝突時の衝突個所
１０ 自動車
２０ 装置
Ｓ１−Ｓ１０ 方法ステップ
ｔ 時間
ｔ_ｘ 時点

Claims (10)

1. 自動車（１０）の回避操縦の検出と、この回避操縦が検出されたときに、存在する操舵トルクを増大させるための追加の操舵トルク（３）の印加とを含む自動車（１０）の回避支援のための方法において、
   前記方法は、前記自動車（１０）の横方向の移動を増大させるために前記自動車（１０）の個別車輪ブレーキ（５；６）の起動をさらに含むことを特徴とする方法。
2. 前記自動車の運転者の操舵動作が検出されることによって、前記回避操縦が検出されること、及び
   前記存在する操舵トルクが、前記操舵動作によって印加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記個別車輪ブレーキ（５；６）は、前記追加の操舵トルクの印加後に起動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記回避操縦の検出は、
   障害物（１）の検出と、
   前記自動車（１０）が前記障害物（１）に衝突する確率に関する目安の特定と、
   前記目安が、既定の１つの閾値の上にあるときだけの、前記回避操縦の検出とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記自動車（１０）が、１つの軌道に沿った走行時に前記障害物（１）に衝突しないように、前記方法は、前記操舵動作と前記障害物（１）の位置とに依存する前記軌道の算出を含むこと、及び
   前記自動車（１０）が前記軌道に沿って走行するように、前記追加の操舵トルクが印加され、前記個別車輪ブレーキ（５；６）が起動されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記個別車輪ブレーキ（５；６）のブレーキ作用の強さ（２）が、前記自動車（１０）の速度に依存することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記追加の操舵トルク（３）が弱められる間に、前記個別車輪ブレーキ（５；６）が起動されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記自動車（１０）を戻すべきことが確認されること、
   前記自動車（１０）を戻すことを開始し及び／又は支援するように、別の追加の操舵トルク（３′）が印加されること、及び
   前記戻すことによって発生した前記自動車（１０）の横方向の移動を増大させるように、前記自動車（１０）の前記個別車輪ブレーキ（５；６）が起動されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 自動車（１０）用の回避支援のための装置であって、
   前記装置（２０）が、制御手段（４）と前記自動車（１０）の操舵部（７）とを含み、前記制御手段（４）を用いて前記自動車（１０）の回避操縦を検出し、前記検出手段（４）を用いて存在する操舵トルクを増大させるために追加の操舵トルク（３）を前記操舵部（７）に印加するように、前記装置（２０）が構成されている当該装置において、
   前記装置が、前記自動車（１０）の複数の個別車輪ブレーキ（５，６）をさらに含むこと、
   前記制御手段（４）を用いて前記複数の個別車輪ブレーキ（５，６）のうちの少なくとも１つの個別車輪ブレーキ（５，６）を起動し、前記自動車（１０）の横方向の移動を増大させるように、前記装置が構成されていることを特徴とする装置。
10. 前記装置（２０）は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実行するために構成されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。

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