JP5597839B2 - 運転者援助システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車用運転者援助システムであって、
（ａ）自動車の走行速度の形の走行データを検出する走行速度検出装置、
（ｂ）自動車の前を走行する先行車両に対する間隔の形の走行データを検出するため、第 １の構成要素としての少なくとも１つのビデオカメラ及び第２の構成要素としての 少なくとも１つの間隔センサを含む先行車両検出装置、
（ｃ）先行車両の先行車両速度を検出する先行車両検出装置及び
（ｄ）所定の制動開始走行データが存在すると自動車の自発制動を開始し、所定の制動中 止走行データが存在すると自動車の自発制動を終了するために設けられている電気 制御装置
を有するものに関する。

このような運転者援助システムは公知であり、自動車の部分制動であってもよい自発制動によって、この自動車と先行車両との予想される衝突の直前に事故の重大さを少なくするか、又は事故を完全に回避するために用いられる。自発制動を開始するのに必要な信号を発生するために、先行車両検出装置が公知である。

公知の運転者援助システムの欠点は、先行車両検出装置が先行車両をもはや検出しない場合、自発制動が中止されることである。このような運転者援助システムは自発制動を終了するのが早すぎるので、衝突の危険及び事故の可能な強さが増大する。

本発明の基礎になっている課題は、従来技術における欠点を克服することである。

本発明は、最初にあげた種類の運転者援助システムにおいて、電気制御装置が、次の段階を持つ方法を実施するために、即ち先行車両の先行車両走行データの冗長な検出を行い、構成要素の少なくとも１つが故障し、従って先行車両走行データの冗長な検出が不可能になる場合、（ａａ）先行車両走行データの冗長でない検出を行い、（ｂｂ）冗長でなく検出される先行走行データを、所定時間内に冗長に検出される先行車両走行データと比較し、（ｃｃ）冗長でなく検出される先行車両走行データが冗長に検出される先行車両走行データに一致する場合、制動開始走行データ及び／又は制動中止走行データの存在について検査するために、冗長でなく検出される先行車両走行データを使用することによって、問題を解決する。

本発明の利点は、自動車の横揺れ又は縦揺れが強すぎるため、例えばビデオカメラが先行車両をもはや検出できず、それにより先行車両の冗長な検出ができない時にも、運転者援助システムは自動車を確実に停止させることができることである。

以下の説明の範囲内で、走行速度検出装置とは、特に回転速度計又は記録回転計を意味する。走行速度検出装置は、その代りに又はそれに加えて、車輪回転数から走行速度を求める自動車の制動システムの装置によって形成することもできる。

先行車両検出装置とは、特に自動車の重要な先行車両を検出するため、即ち先行車両を確認するため、又はこのデータから自動車に対する先行車両の間隔を検出するために構成されかつ設けられているセンサを意味する。

制動開始走行データとは、特に自動車の運動状態を純粋に又は先行車両に対して記述し、それが存在する場合自動制動を実施する走行データを意味する。走行データが所定の限界外にある時、この走行データは制動開始走行データである。例えば連続的に測定される走行データとしての間隔が最少間隔以下に低下し、従って自発制動を開始すべきであると、対応する間隔が制動開始走行データである。

制動中止走行データとは、特に存在する場合自発制動を中止すべきデータを意味する。

先行車両走行データ都は、特に先行車両の運動状態を純粋に又は自動車に対して記述するデータを意味する。これに先行車両ＩＤ又は自動車に対する相対速度が属していてもよい。先行車両走行データは走行データでもある。

冗長でなく検出される先行車両走行データが冗長に検出される先行車両走行データに一致しているという条件とは、特にそれぞれのデータが所定の相対偏差しか互いに相違していないことを意味する。

先行車両検出装置は、なるべく重要な先行車両を検出するために構成されている。重要な先行車両は、自動車の運動車線にある先行車両である。

電気制御装置とは、特に自動車の装置又は過程を制御する計算装置を意味する。電気制御装置が複数の部分装置から成っていることも可能であるが、必要ではない。例えば以下にあげるすべての走行データセンサ又は他のセンサに、測定データを前処理しかつ符号化して主制御装置へ送る評価装置を付加することができる。

更に先行車両検出装置及び先行車両速度検出装置をただ１つの装置にまとめることも可能である。本発明にとって、個々の機能を付属する装置にどのように分布するかは重要でない。先行車両検出装置が多くのデータを求めて、それから先行車両の先行車両速度を求めることも可能である。この場合先行車両速度検出装置は、先行車両検出装置の一部である。

例えば先行車両検出装置は、先行車両に対する自動車の間隔を規則正しい時間間隔で求め、間隔の時間的変化から先行車両に対する相対速度を計算するために設けることができる。先行車両速度は、走行速度と自動車に対する先行車両の相対速度とのベクトル和として生じる。この場合先行車両速度検出装置は先行車両検出装置の一部である。

先行車両走行データの冗長な検出とは、特に先行車両検出装置の少なくとも２つの構成要素が先行車両を同時に検出し、先行車両が識別されることを意味する。構成要素の故障とは、特に複数の構成要素が利用可能な信号をもはや供給しないようにする事件を意味する。その原因は、例えば構成要素が破壊されているか、又は得られるデータをもはや評価できないほど強く自動車が横揺れするか又は縦揺れするためである。

間隔センサとは、先行車両に対する間隔を求めるために構成されている装置を意味する。例えば間隔センサはレーザセンサ及び／又はレーダセンサを含む。

この場合例えば間隔センサはまだ間隔データを供給できるが、ビデオカメラは故障しているので、間隔データが先行車両に関係するのを保証されない。この場合間隔センサにより検出される間隔データは冗長でない。

冗長でなく検出される先行車両走行データと所定時間内に冗長に検出される先行車両走行データとの比較とは、特に両方の先行車両走行データの偏差が求められて所定の閾値と比較されることを意味する。両方の先行車両走行データが例えば５％以下だけ互いに離れていると、間隔センサはまだ先行車両に対する間隔を測定するが、他の物体に対する間隔を測定しないことが仮定される。所定の時間は例えば１秒以下である。先行車両走行データの冗長な検出が不可能になったか否かを判断するために、先行車両ＩＤ及び相対速度を利用することができる。検出される物体の先行車両ＩＤ（確認番号）が同じままであると、冗長な検出が可能であるとみなされるようにすることができる。好ましい実施形態では、構成要素の少なくとも１つが故障し、従って先行車両走行データの検出が不可能になる場合、自動車に対して最後に検出される先行車両の間隔が所定の最少間隔を下回るか否かを確かめ、肯定の場合自発制動の中止を差止めるという付加的な段階を含む方法を実施するために、電気制御装置が構成されている。こうして自発制動の早すぎる中止が回避される。

換言すれば、先行車両に対する最少間隔を下回ったため、冗長な検出が不可能であり、自動車が既に高い確率で既に自発制動の状態にある状況で、自発制動が引続き維持される。こうして走行データがないという理由だけで自発制動の中止が危険を示すのが防止される。

所定の最少間隔は原則的には自由に選択可能である。しかし３ｍ以下特に２ｍ以下の間隔が適当であることがわかった。

好ましい実施形態では、電気制御装置が、次の付加的な段階を持つ方法を実施するために、即ち先行車両の冗長な検出後、先行車両検出装置のすべての構成要素が故障する場合、（ｉ）先行車両に対する間隔及び先行車両速度を外挿し、かつ（ｉｉ）所定の制動開始走行データ及び／又は制動中止走行データが存在するか否かを検査するための走行データとして、外挿される間隔及び／又は外挿される先行車両速度を使用するために構成されている。間隔及び先行車両速度は、制御装置のディジタルメモリに記憶されている。特に一層早い測定データから外挿される。

換言すれば、他の一層良好な（即ち冗長な）測定データが存在しない時（及び特に時にのみ）、所定の制動開始走行データ及び／又は制動中止走行データが存在するか否かを検査するために、間隔及び先行車両速度が使用される。これにより自発制動を中止できても、この自発制動が中止されないので、理由なしに運転者の自律性への介入が行われることがある。しかしこの欠点は、高まる事故の重大さ又は全く事故に至るとしても、適当な走行データがないという理由だけで自発制動が中止されることはない、という利点によって過剰補償される。

自動車が停止するまで、電気制御装置が自発制動の中止を差止めるように、電気制御装置が構成されているのがよい。その代りに又はそれに加えて、先行車両が冗長に検査され、走行データが制動中止走行データに一致する時、自発制動の中止の差止めが終了する。

本発明は、更に本発明による運転者援助システムを持つ自動車によって問題を解決する。自動車は例えば商用車両であってもよい。

添付図面に基いて実施例により本発明が以下に説明される。

本発明による運転者援助システムを持つ本発明による自動車の概略図を示す。

図１は、前面に先行車両検出装置１４を設けられている自動車１０を示す。先行車両検出装置１４は、先行車両１６を検出するために構成され、視野Ｇを持つビデオカメラ１８の形の第１の構成要素と、間隔センサ２０の形の第２の構成要素を持っている。間隔センサ２０は、自動車１０の前面と先行車両１６の後面との間の間隔Ａを測定するために構成されている。

自動車１０は更に、回転速度計の形の走行速度検出装置２２、ヨーレイトセンサ２４及び減速度センサ２６を持っている。先行車両検出装置１４、走行速度検出装置２２、ヨーレイトセンサ２４及び減速度センサ２６は、自動車１０の走行データを検出する走行データセンサである。これらはすべてケーブルにより電気制御装置２８に接続されている。電気制御装置２８は、走行データセンサにより検出される測定データを緩衝して記憶できるディジタルメモリ３０を含んでいる。

間隔センサ２０は、走行速度検出装置２２及び電気制御装置２８と共に、先行車両速度Ｖ_Ｖｆを求める先行車両速度検出装置として機能する。先行車両速度ｖ_Ｖｆを求めるため、間隔センサ２０が例えば２００ｍ／ｓの時間間隔で間隔Ａを測定し、それから自動車１０と先行車両１６との間の相対速度ｖ_{ｒｅｌａｔｉｖ}を計算する。相対速度ｖ_{ｒｅｌａｔｉｖ}は自動車１０の走行速度ｖ_ｋに加算されるので、先行車両速度ｖ_Ｖｆが得られる。

電気制御装置において、間隔センサ２０により間隔値Ａを持続的に検出する方法が進行する。同時にビデオカメラ１８により画像データが得られ、画像認識により、先行車両１６が存在するか否かについて検査される。先行車両が存在すると、先行車両ＩＤが先行車両１６に割当てられる。同時にそのつどの間隔Ａ及びそのつどの先行車両速度ｖ_Ｖｆが先行車両ＩＤと論理結合される。先行車両ＩＤ、間隔Ａ及び先行車両速度ｖ_Ｖｆは先行車両データであり、同様に走行データである。

電気制御装置２８は、到来するデータを、ディジタルメモリ３０に記憶されている制動開始走行データと比較する。十分大きい一致が見出されると、電気制御装置２８が図示してないバス線路を介して制動機３２．１，３２．２，３２．３，３２．４へ制動信号を送り、それにより制動機３２が自動車１０を制動することによって、電気制御装置２８が自動車１０の自発制動を開始する。

ビデオカメラ１８及び間隔センサ２０が、先行車両１６を自動車１０の前を走行する先行車両として検出する限り、先行車両１６の冗長な検出が存在する。即ち間隔Ａが実際に先行車両に対する間隔であり、自動車１０の前にある他の物体例えばガードレールに対する間隔ではないことを前提とすることができる。例えば自動車１０と先行車両１６との相対運動が大きくて、画像評価がもはや安定に行われないため、自動制動中にビデオカメラ１８が先行車両１６をもはや検出できなくなることがある。この場合先行車両検出装置１４の第１の構成要素としてのビデオカメラ１８が故障するが、間隔センサ２０は引続き間隔データを供給する。この場合電気制御装置２８により、最後に冗長に検出される間隔Ａｒｅｄｕｎｄａｎｔが例えば２ｍの所定の最少間隔Ａｍｉｎｄｅｓｔより小さいか否かが確かめられる。その通りでない場合、従って最後にビデオカメラ１８及び間隔センサ２０により検出される間隔Ａｒｅｄｕｎｄａｎｔが最少間隔Ａｍｉｎｄｅｓｔより小さかった場合、自動車１０が停止するまで、又は冗長に検出される間隔が再び確かめられるまで、進行している自発制動の中止が差止められる。

たとえば検出がもはや不可能なほど強く、先行車両１６が自動車１０に接近したため、ビデオカメラ１８が先行車両１６をもはや検出できない時、自発制動が行われるようにすることができる。それにより例えば、ビデオカメラ１８のデータのため別の先行車両ＩＤが発生されるので、先行車両１６が２回問題になっても、２つの物体が存在するかのような印象が生じることになる可能性がある。この場合間隔センサ２０により先方物体が検出され、電気制御装置２８がこれらのデータに１つの前方物体ＩＤを割当てる。その場合これらの前方物体データが先行車両データに一致するか否かが常に確かめられる。このことは、実際のどの物体に対応させるべきかまだ確実でない前方物体データが、以前に検出されている冗長に検出された先行車両データと比較されることを意味する。十分高い類似性が確認されると、所定の制動中止走行データが存在するか否かを検査するための走行データとして、前方物体データが使用される。換言すれば、間隔センサ２０により検査される前方物体が引続き先行車両１６であると仮定される。その場合所定の制動中止走行データと比較するために、この物体に対して求められる走行データが使用される。

電気制御装置２８がビデオカメラ１８及び間隔センサ２０から間隔Ａに検出を可能にするデータを受信しないと、最後に測定されるデータに基いて間隔Ａ及び先行車両速度ｖ_Ｖｆを外挿する。こうして外挿される走行データは、それから所定の制動中止走行データと比較され、自発制動が場合によっては中止される。

Claims (4)

1. 自動車用運転者援助システムであって、
   （ａ）自動車（１０）の走行速度（ｖ_ｋ）の形の走行データを検出する走行速度検出装置（２２）、
   （ｂ）自動車（１０）の前を走行する先行車両（１６）に対する間隔（Ａ）の形の走行データを検出するため、第１の構成要素としての少なくとも１つのビデオカメラ（１８）及び第２の構成要素としての少なくとも１つの間隔センサ（２０）を含む先行車両検出装置（１４）、
   （ｃ）先行車両（１６）の先行車両速度（ｖ_Ｖｆ）の形の走行データを検出する先行車両速度検出装置及び
   （ｄ）所定の制動開始走行データが存在すると自動車（１０）の自発制動を開始し、所定の制動中止走行データが存在すると自動車（１０）の自発制動を終了するために設けられている電気制御装置（２８）
   を有するものにおいて、
   （ｅ）電気制御装置（２８）が、次の段階を持つ方法を実施するために、即ち
   （ｉ） 先行車両（１５）の先行車両走行データ（Ａ，ｖ_Ｖｆ）の冗長な検出を行い、
   （ｉｉ）先行車両走行データ（Ａ，ｖ_Ｖｆ）の冗長な検出が不可能な場合、所定時間（Δｔ）内に冗長でなく検出されて記憶されている先行車両走行データを、所定時間（Δｔ）内に冗長に検出されて記憶されている先行車両走行データと比較し、
   冗長でなく検出されて記憶されている先行車両走行データが冗長に検出されて記憶されている先行車両走行データに一致する場合、段階（ｄ）を実施するために冗長でなく検出される先行車両走行データを使用する
   ために設けられ、
   電気制御装置（２８）が、更に次の付加的な段階を持つ方法を実施するために、即ち構成要素（１８，２０）の少なくとも１つも利用可能な信号をもはや供給せず、従って先行車両走行データ（Ａ，ｖ_Ｖｆ）の検出が不可能になる場合、
   （ｉ） 自動車（１０）に対して最後に検出される先行車両（１６）の間隔が所定の最少間隔（Ａ_{ｍｉｎｄｅｓｔ}）を下回るか否かを確かめ、
   （ｉｉ）肯定の場合自発制動の中止を差止める
   ために構成されている
   ことを特徴とする、運転者援助システム。
2. 電気制御装置が、次の付加的な段階を持つ方法を実施するために、即ち先行車両の冗長な検出後、先行車両検出装置（１４）のすべての構成要素（１８，２０）が利用可能な信号をもはや供給しない場合、
   先行車両（１６）に対する間隔（Ａ）及び先行車両速度（Ｖ _Ｖｆ ）を外挿し、
   かつ段階（ｄ）を実施するために、外挿される間隔（Ａ）及び／又は外挿される先行車両速度（ｖ _Ｖｆ ）を使用する
   ために設けられている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の運転者援助システム。
3. ビデオカメラ（１８）が信号を出しかつ先行車両（１６）を検出しないか否かを検出することによって、ビデオカメラ（１８）及び間隔センサ（２０）の故障を検出するように、電気制御装置が構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の運転者援助システム。
4. 請求項１〜３の１つに記載の運転者援助システムを持つ自動車。

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