JP2020040648A - 自動車、特にオートバイの運転の方法、コンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車線変更及び／又は追い越し操作を含む運転操作を少なくとも半自動で実行する時の安全性及び／又は快適性を高める。【解決手段】自動車１、特にオートバイの運転の方法において、車線変更及び／又は追い越し操作を含む運転操作は少なくも半自動で実行され、運転操作を実行する際に、自動車１の加速のダイナミクスを例えば先行する自動車及び／又は後方から接近する自動車の少なくとも１台の更なる自動車２の相対速度に応じて調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、車線変更及び／又は追い越し操作を含む運転操作が少なくとも半自動で実行される自動車、特にオートバイの運転の方法に関する。本発明は更に、この方法を実行するコンピュータプログラムに関する。

車線変更及び／又は追い越し操作を含む運転操作は、絶えず特に危険で、事故のリスクをはらんでいる。その原因はドライバーが現実の交通状況をしばしば見誤ることにある。他の道路使用者を見落とすこともしばしばあり、特に道路使用者が自動車の死角に入っている時に見落とされることが多い。後方から接近するオートバイが見落とされることが特に多く、それは、オートバイを見て取れる幅が例えば乗用車のそれより小さい上、オートバイの方が頻繁に他の車両より明らかに高速で走り抜けていくからである。

リスクを最小限に抑えるために、監視機能及び／又は警告機能を有し、及び／又は、危険時に自動車の操縦に能動的に介入する多数のドライバーアシストシステムがすでに知られている。最後に挙げたケースでは、こうしたシステムが、相応の装備を施された自動車の少なくとも半分自動運転を可能にする。

例えば、自動車の死角を監視し、死角の中の物体を認識すると、ドライバーに警告すべく光学信号及び／又は音響信号を発出するシステムが知られている。

更に、自動車からその周囲にある更なる物体までの距離を求めることのできる距離測定装置を包含するシステムが知られている。加えて、有利なことに、時間的に連続する距離測定の結果から速度値を導き出すことができる。このようなシステムは、例えば特許文献１から明らかである。

さらに、自動車の速度を先行車両までの距離に応じて制御する適応速度制御するシステム（英語：“Adaptive Cruise Control”適応クルーズコントロールＡＣＣシステム）が知られている。距離を厳守するために自動車の速度はそれ相当に適応させられる。

独国特許出願公開第１０２００６０３４１２２号明細書

本発明は、車線変更及び／又は追い越し操作を含む運転操作を少なくとも半自動で実行する時の安全性及び／又は快適性を高める課題を基礎に置いている。

この課題の解決のために、請求項１の特徴を有する方法を提案する。有利な進化形態が従属請求項から明らかである。更に、この方法を実行するコンピュータプログラムを提案する。

提案した自動車、特にオートバイの運転の方法では、車線変更及び／又は追い越し操作を含む運転操作を少なくとも半自動で実行する。本発明によれば、運転操作を実行する時、自動車の加速のダイナミクスを、少なくとも１台の更なる自動車、例えば先行する自動車及び／又は後方から接近する自動車の相対速度に応じて調整する。加速のダイナミクスは、このようにして状況に応じて、すなわち、その時々の交通状況を考慮した上で調整することができる。

例えば、車線変更を始める自動車が走行する車線より、現実に明らかにより高速で走行する車線に変更しようとする時、加速のダイナミクスを上げることができる。このようにして、車線変更のために後方から接近する自動車が強くブレーキをかけなければならない事態は回避される。加えて、衝突のリスクは低減する。

車線変更を始める自動車が走行する車線より、現実により高速ではなく、又は、若干より高速で走行する車線に変更しようとする時は、加速のダイナミクスを下げたり最小まで減じたりすることができる。このようにして、車線変更をより快適に遂行することができる。

同じことは、車線変更の代わりに、又は、車線変更を補完して、追い越し操作を実行しようとする時に当てはまる。注釈を加えると、必ずしも追い越し操作が車線変更を伴うとは限らない。例えば１車線道路の場合がそのケースである。更に、必ずしも車線変更が追い越し操作と結び付いていなければならないとは限らない。なぜなら、例えば高速道路進入路のエリア内で流れている交通に自動車が入り込むために役立つのは、車線変更だけである。したがって以下、車線変更及び／又は追い越し操作について述べるところでは、そのような運転操作もその中に入る。

運転操作を行う自動車の加速のダイナミクスを少なくとも１台の更なる自動車の相対速度に応じて実行できるようにするためには、予め更なる自動車の速度を特定し、運転操作を行う自動車の速度及び／又は第３の自動車の速度に関して相対化しなければならない。さらに、求められた相対速度に則して、運転操作を行う自動車と第２及び／又は第３の自動車との衝突の危険を認識することができ、その上で、それに対する方策を講じることができる。この方策に数えられるのは、特に、運転操作を行う自動車の加速のダイナミクスを現実の交通状況に適応させることである。この適応は、好ましくは全自動で行われる。

好ましくはまた、提案した方法では、運転操作を行う自動車の速度が少なくとも１台の更なる自動車の速度に適応される。すなわち、先ず両方の速度の間の差を求め、続いて運転操作を行う自動車の速度をその時々の差の分だけ上げるか下げるかするのである。こうすることにより、衝突リスクをいっそう減少させることができる。この適応は、好ましくは全自動で行われる。

更に好ましくは、少なくとも１台の更なる自動車の相対速度を、運転操作を行う自動車のセンサ装置、それも、少なくとも１つの前を向いたセンサ、後を向いたセンサ及び／又は横を向いたセンサを包含するセンサ装置を使って求める。相応のセンサ装置を使って自動車周囲を監視することができる。できる限り完璧な監視を可能にするため、センサ装置が、少なくとも１つの前を向いたセンサと、少なくとも１つの後を向いたセンサと、少なくとも１つの横を向いたセンサを包含することを提案する。それでも、最小限の解決としては、相対速度を求めるために、前か後かどちらかを向いた１つのセンサのみを使用すれば足りる。車線変更の場合は、１つの前を向いたセンサを使って、速度を、隣接車線で先行する自動車の速度に適応させることができる。同様に、１つの後を向いたセンサを使って、速度を、隣接車線で接近する自動車の速度に適応させることができる。両方のセンサを組み合わせことも、自明のことながら同様に可能である。

自動車がドライバーアシストシステムを装備している場合は、必要に応じてドライバーアシストシステムのセンサ装置が使用され得る。なぜなら、ドライバーアシストシステムも、センサを使って得られたデータをベースにして働くからである。こうして、技術的な手間を減らし、省コストを達成することができる。

好ましくは、本発明による方法において採用されるセンサ装置は、少なくとも１つの超音波センサ及び／又はレーダセンサを包含する。このようなセンサを使って、このセンサの検知範囲内にある更なる自動車の位置と速度を求めることができる。超音波センサが通例わずか数メートルの検知範囲を有するのに対し、レーダセンサの方は、５０ｍ又はもっと遠く離れている物体も検知することができる。

少なくとも１台の更なる自動車の相対速度は、従って好ましくは、少なくとも１つのレーダセンサ及び／又は１つの超音波センサを使って求められる。例えば、このセンサの検知範囲内にある自動車の位置データをベースにしてその速度を絶対速度として、また、センサを搭載する自動車を基準とする相対速度として求めることができる。更に、このようにして、特定の運転操作を行う時に車両の衝突のおそれがあるか否か予測が可能である。衝突がさし迫っている場合は、対抗措置が講じられ得る。

提案した方法において、好ましくは、少なくとも１台の更なる自動車の相対速度を、運転操作を行う自動車の適応クルーズコントロールの少なくとも１つのセンサを使って求める。公知の適応クルーズコントロールのためのシステムは、自動車から少なくとも１台の先行する自動車までのプリセット可能な距離を厳守するために少なくとも１つの前を向いたセンサを包含するセンサ装置を具備する。その距離が変わると、自動車の速度は、エンジン又はブレーキの介入により適応させられる。同様に、適応クルーズコントロールの少なくとも１つのセンサを使って、隣接車線にある少なくとも１台の自動車の速度ないしは相対速度を求めることができる。これは、適応クルーズコントロールのためのシステムが本発明による方法の実行時にアクティブ状態にあることを前提とする。

代替的又は補完的に、少なくとも１台の更なる自動車の相対速度が、運転操作を行う自動車の車線変更アシストシステムの少なくとも１つのセンサを使って求められることを提案する。この種のシステムは、通例、自動車の死角の中の物体を検知するために少なくとも１つの後を向いたセンサを具備する。このセンサを使って、同一車線、又は、変更しようとする隣接の車線にあって後方から接近する自動車の速度ないしは相対速度を求めることができる。

少なくとも１つの横を向いたセンサが存在する場合は、これも、少なくとも１台の更なる自動車の相対速度を求めるために使用できる。好ましくは、１台の更なる自動車の相対速度を求めるために、少なくとも２つの、互いに間隔をあけて配置されていて、それぞれ横を向いたセンサを使用する。少なくとも２つの横を向いたセンサが存在することにより、更なる自動車が、これらのセンサを通過する時に検出され得、ここで、この検出は時間的に分散する。そこで、この時間差を介して、通過する自動車の速度ないしは相対速度を求めることができる。こうして求められた速度値の精度を高めるために、好ましくは、第１のセンサが自動車後部にできるだけ離して、第２のセンサが自動車前部にできるだけ離して配置されている。

有利には、センサ装置を使って得られたデータをベースにして衝突の確率を算出し、衝突が予知された場合にドライバーにとって物理的に知覚可能な警告装置をアクティブ化する。アクティブ化すると、警告装置は、警告信号、好ましくは光学的及び／又は音響的に知覚できる警告信号を発出する。警告装置は、例えば警告灯を包含することができる。好ましくは、これは――危険度に応じて――連続的に光る及び／又は点滅する警告光を発出することができる。

代替的又は補完的に、衝突が予知された場合に運転操作が中断されることを提案する。このプロセスは、好ましくは全自動で進行する。場合によっては、自動車と、同一車線にある第３の自動車及び／又はそれ以外の物体との衝突を防ぐために、好ましくは、例えば自動車の速度を減じることで、運転操作を中断する自動車の操縦に能動的に介入する。ここでは、例えば適応クルーズコントロールのようなドライバーアシストシステムが有利であり得る。それゆえ、好ましくは、ドライバーアシストシステム、特に適応クルーズコントロールが存在すれば、本発明による方法の実行時にこれがアクティブ状態にあることは保障されるべきである。

ちなみに、アクティブ状態であるドライバーアシストシステム、特に適応クルーズコントロールは、運転操作の中断時だけでなく、その実行時も有利であることが判明する。なぜなら、ドライバーアシストシステムの助けがあれば、特に適応クルーズコントロールの助けがあれば、少なくとも１人の更なる道路使用者の妨害及び／又は更なる道路使用者との衝突を防ぐために、運転操作を行う自動車の加速のダイナミクスに影響を与えることができるからである。更に、この種のドライバーアシストシステムを使って、本発明によるの方法を半自動又は全自動で実行することができる。ここで好ましくは、ドライバーアシストシステムは自動車のエンジン制御に介入する。

本発明の進化形態では、それゆえ更に、機械読み取り可能な指令、それも、コンピュータ及び／又はコントローラで発せられると、本発明による方法を実行するようそのコンピュータ及び／又はコントローラを促す機械読み取り可能な指令を含むコンピュータプログラムを提案する。このコンピュータプログラムは、ここで、コントローラの内部メモリ又はコントローラと共に使用可能な別個のデータキャリヤに保存されていてよい。本発明は、従って、コンピュータプログラムと共に相応のデータキャリヤ又はダウンロード製品にも及ぶ。

以下、本発明を添付図面に則して詳細に説明する。

第１の走行状況を図解するための２車線道路の平面図である。 第２の走行状況を図解するための２車線道路の平面図である。 第３の走行状況を図解するための２車線道路の平面図である。 第４の走行状況を図解するための２車線道路の平面図である。 第５の走行状況を図解するための２車線道路の平面図である。 第６の走行状況を図解するための２車線道路の平面図である。

図１から、２車線道路４を、乗用車の形の第１の自動車２の後に続いてオートバイの形の第２の自動車１が走行することがわかる。両方の自動車１、２は、両方の車線４．１、４．２のうち右車線を利用している。オートバイが乗用車より高い速度で走っているので、オートバイから乗用車までの距離は狭まる。左車線４．２は空いているので、オートバイは追い越しの態勢に入ることができる。オートバイの速度は、ここで、そのまま保つことも上げることもできる。

図２から、同じ道路４を、ここでも乗用車（自動車２）とオートバイ（自動車１）が同一の走行方向に移動することがわかる。オートバイが乗用車より高い速度で走っているので、この両方の自動車１、２の間の距離は狭まる。オートバイは追い越しの態勢に入るが、追い越し車線（左車線４．２）において、そのオートバイよりなおも高い速度で走っている第３の自動車３が後方から接近する。衝突（雷マーク５で表された）の危険を免れるために、オートバイは、車線変更時ないしは追い越し時に加速し、それで、適時に第３の自動車３より前方で左車線４．２に入らなければならない。ここで、本発明による方法は、一方で、交通状況を把握するために車線変更ないしは追い越しを行う自動車１の周囲を監視することを可能にし、他方で、車線変更ないしは追い越しを行う自動車１の加速のダイナミクスをその時々で把握された交通状況に適応させることを可能にする。特に、本発明による方法を使って、第３の自動車３の速度を求め、オートバイないしは自動車１の速度に関して相対化することができる。すると、このデータに則して衝突の確率を算出し、必要に応じてオートバイのエンジン制御に能動的に介入することができる。特に、オートバイの加速のダイナミクスをその時々の交通状況に応じて変えることができる。

図３には、例えば図２にほぼ相当する交通状況が描かれている。ただし、ここで第３の自動車３は減速して走っており、従って、衝突の危険はない。それ故に、オートバイは、そのままの速度で、又は極僅かながら速度を上げて、先行する自動車２を追い越す態勢に入ることができる。この追い越しプロセスは、従って、図２に描かれた追い越しプロセスほどダイナミックでなく、このことは、オートバイのドライバーにとって快適さが増すことにつながる。

しかしながら、後方から追い越し車線で接近する第３の自動車３が極めて高い速度で近づいてくる時は（例えば図４に描かれている通り）、オートバイの加速のダイナミクスを明らかに高めなければならない。これがオートバイドライバーの快適さの減失にならないよう、本発明による方法は、好ましくは半自動又は全自動で実行される。同時に、運転操作の実行時の安全性は高められる。

本発明による方法を少なくとも半自動で実行する時、好ましくは、車線変更ないしは追い越しを行う自動車の既存のドライバーアシストシステム、特に適応クルーズコントロールを採用する。これは、自動車１がこのようなドライバーアシストシステムを装備していること、及び、このドライバーアシストシステムがアクティブ状態にあることを前提とする。この場合、自動車１の周囲の監視のためにシステムに固有のセンサ装置（図示されていない）も使用することができる。センサ装置は、自動車１の前を、後を、及び／又は横を向いた少なくとも１つのセンサ（図示されていない）を包含し、ここで、センサは、特に超音波センサ及び／又はレーダセンサであってよい。

例えば図５に描かれている通り、交通状況は、オートバイ（自動車１）に先行する２台の自動車２、３も包含してよい。自動車３は、右車線４．１にある自動車２を追い越すために、左車線４．２を利用する。しかしながら、ここで追い越しをする自動車３の速度は自動車２の速度より少し高いだけである。その間に後方からオートバイは両自動車２、３に接近する。この時のオートバイの速度は両自動車２、３の速度より明らかに高い。そのため、オートバイは、自動車３に追突しないよう、追い越し操作に入る前に減速しなければならない。有利なことに、オートバイの速度は自動車３の速度に適応させられる。

同様の振る舞いが見られるのは、例えば図６に描かれている通り、追い越し車線（車線４．２）にある自動車３が、右車線４．２にある自動車２より明らかに高い速度で移動する時である。オートバイの速度は、ここでも自動車３の速度に適応させられるので、追い越しプロセスは一気に終結される。そのために、オートバイの加速のダイナミクスを上げなければならない。これが特に有利であるのは、後方から第４の自動車（図示されていない）が高い速度でオートバイに接近する時である。

例えば図５及び６に描かれている通りの交通状況では、好ましくは、少なくとも１つの前を向いたセンサないしは前向きにされたセンサを包含するセンサ装置を使用する。例えば図２から図４までに描かれている通りの交通状況は、好ましくは、少なくとも１つの後を向いたセンサないしは後向きにされたセンサを包含するセンサ装置を要求する。理想的には、前を向いたセンサと後を向いたセンサを組み合わせて使用する。代替的又は補完的に、自動車１の横を向いた少なくとも１つのセンサが存在してよい。

提案した本発明による方法の利点は、特に、例えば車線変更及び／又は追い越し操作などの危険な運転操作の実行時に実際の交通状況が考慮され、それで、その運転操作を行う発明自動車１の加速のダイナミクスがそれに適応させられることが可能であることに見ることができる。図１から図６までとは異なり、自動車１は必ずしもオートバイでなければならないわけではない。

更に、ここで採用されたドライバーアシストシステムは、単純な仕方で他の国々のそれぞれの走行挙動に適合させることができる。すなわち、これら他の国々のために別のアプリケーションパラメータは必要でないということである。

更に、その時々の運転操作の実行に関与する道路使用者の安全性は高まる。同時に、運転操作を少なくとも半自動で実行することによって快適性を高めることができ、このことが、システムユーザー側の受容性を高めることにつながる。

１ 第２の自動車
２ 第１の自動車
３ 第３の自動車
４ 道路
４．１ 右車線
４．２ 左車線
５ 衝突を表す雷マーク

Claims (9)

1. 車線変更及び／又は追い越し操作を含む運転操作が少なくとも半自動で実行される自動車（１）、特にオートバイの運転の方法であって、
   前記運転操作を実行する時、前記自動車（１）の加速のダイナミクスを、少なくとも１台の更なる自動車（２、３）、例えば先行する自動車及び／又は後方から接近する自動車の相対速度に応じて調整することを特徴とする方法。
2. 前記運転操作を実行する自動車（１）の速度が少なくとも１台の更なる自動車（２、３）の速度に適応させられることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記少なくとも１台の更なる自動車（２、３）の相対速度を、前記運転操作を行う自動車（１）のセンサ装置、それも、少なくとも１つの前を向いたセンサ、後を向いたセンサ及び／又は横を向いたセンサを包含するセンサ装置を使って求めることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 前記少なくとも１台の更なる自動車（２、３）の相対速度を、少なくとも１つのレーダセンサ及び／又は超音波センサを使って求めることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記少なくとも１台の更なる自動車（２、３）の相対速度を、前記運転操作を行う自動車（１）の適応クルーズコントロールの少なくとも１つのセンサを使って求めることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記少なくとも１台の更なる自動車（２、３）の相対速度を、前記運転操作を行う自動車（１）の車線変更アシストシステムの少なくとも１つのセンサを使って求めることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記少なくとも１台の更なる自動車（２、３）の相対速度を求めるために、少なくとも２つの、互いに間隔をあけて配置されていて、それぞれ横を向いたセンサを使用し、これを使って、隣接の車線を通過する自動車（２、３）を時間的に連続して検出し、この検出と検出の間の時間差を介して前記自動車（２、３）の相対速度を求めることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記センサ装置を使って得られたデータをベースにして衝突の確率を算出し、衝突が予知された場合にドライバーにとって物理的に知覚可能な警告装置をアクティブ化し、及び／又は、前記運転操作を中断することを特徴とする請求項３から７までのいずれか１項記載の方法。
9. コンピュータ及び／又はコントローラで実施されると、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実行するよう前記コンピュータ及び／又はコントローラを促す機械読み取り可能な指令を含むコンピュータプログラム。

Images