JP6140886B2 - 後続車両が直ぐ前の先行車両に衝突することを防止する方法及びシステム、並びにそのシステムの使用 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に基づく後続車両が直ぐ前の先行車両に衝突することを防止する方法、請求項１１の上位概念に基づく後続車両が直ぐ前の先行車両に衝突することを防止するシステム、並びにそのシステムの使用に関する。

自動車分野では、異なる外界情報を把握するのに適した多数の異なる外界センサシステムが既に従来技術に属している。そのようなセンサシステムの例は、例えば、カメラシステム、レーダーシステム、ライダーシステム又は超音波システムである。同様に、ワイヤレス通信による通信システムを用いて、車両周辺に関する情報を取得するだけでなく、その情報を送信することも既に知られている。この場合、ワイヤレス通信を用いて取得した情報も、外界センサを用いて取得した情報も、走行の快適性と車両の安全性を改善するために用いることができる。特に、車両の安全性に関して、そのような情報は、運転者への警報だけでなく、所定の前提条件の下で信頼性が十分である場合、車両操舵装置又は車両制動装置への自律的な介入のためにも使用されている。

それに関連して、特許文献１は、車両の電子制御システムと車両システムへの運転者に依存しない介入の決定方法を開示している。その場合、先ずは運転者要求モジュールが、ペダルストローク、ペダル間の転換運動及び制動設備内のブレーキ圧から運転者要求を決定する。次に、危険度計算機が、運転者要求の評価と、例えば、外界センサデータなどの別のデータの評価とにより、存在する危険の可能性を決定する。更に、電子制御システムは、様々な自律的に動作する支援システムと接続されている。それらの運転者要求と外界データは、危険度計算機により評価されて、それに対応した要求コマンドが個々の支援システムに出力される。その場合、要求コマンドは、受動的な安全機器にも能動的な安全機器にも関連する。そのため、検知した危険の可能性に応じて、車両制御介入を実行することができる。

特許文献２は、自動車に配備された複数の支援システムに関する中央制御機器を記載しており、その中の少なくとも一つの支援システムが、外界センサを備えている。その中央制御機器は、個々の支援システムを互いに接続して、支援システムから取得したセンサ情報を関連付けて、非冗長的センサ情報を解析的に検査して、その妥当性を検証している。更に、例えば、一つのカメラにおけるセンサ情報を同じセンサの時間的に後で把握したセンサ情報と比較することによって検査することができる。即ち、そのカメラが所定の時間間隔に渡って、或いは複数の測定サイクルに渡って同じ物体を捉えた場合、その存在を有効なものであると看做すことができる。更に、車両対Ｘ通信を介して受信した情報を外界センサにより検証する手法又は未知の送信機により妥当性を既に実証された情報を受信する手法が記載されている。

特許文献３により、車両ブレーキを制御する方法及び装置が周知である。その場合、車両の前方の周辺領域を把握する衝突前センサシステム又は光学検出システムのデータの外に、自動車間通信システムのデータも処理している。そこで、自身の車両と同じ方向に走行する車両から入手したデータの中の最も大きな車両減速量を伝えて来たデータに最も高い優先度を付与している。特に、直ぐ前を走行する車両のデータが比較的小さい減速量を伝えて来た場合、直ぐ前を走行する車両の前の車両のデータが、直ぐ前を走行する車両のデータよりも高い優先度により考慮されている。それにより、自身の車両は、最も大きな減速量を設定して、その制動挙動をその減速量に自律的に合わせている。

しかし、これらの従来技術により周知の方法、装置及びシステムでは、車両制御への自律的な介入が、互いに独立したセンサ測定又は車両対Ｘ情報による根拠とする情報の比較的時間のかかる検証を前提としているか、さもなければ検証せずに実行されており、そのことが、一度の誤った測定と間違った、或いは全く悪意のある偽造された車両対Ｘ情報の発生が避けられないために、又もや安全性に関する比較的高いリスクを伴うことが欠点である。

国際特許公開第２００４／０８５２２０号明細書 国際特許公開第２００９／０７１３４５号明細書 ドイツ特許第２００８００９９００号明細書

以上のことから、本発明の課題は、前記の欠点を克服することである。

本課題は、本発明による請求項１の後続車両が直ぐ前の先行車両に衝突することを防止する方法によって解決される。

本発明は、後続車両が直ぐ前の先行車両に衝突することを防止する方法であって、後続車両がセンサ情報を用いて直ぐ前の先行車両の挙動を把握するとともに、車両対Ｘ情報を用いて先行車両の前を走行する少なくとも一つの車両の挙動を把握し、これらの車両対Ｘ情報が、衝突防止のために設定すべき操舵角の形の後続車両の操舵手段への介入及び／又は設定すべき減速量の形の後続車両の制動手段への介入を要求しており、この車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は要求される減速量よりも大きい方法に関する。本方法は、この車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量による介入が、その操舵角及び／又はその減速量をセンサ情報及び／又は運転者入力によって実証された場合にのみ実行されることを特徴とする。

これにより、この車両対Ｘ情報により要求される操舵角又は要求される減速量は、その操舵角又はその強度により実際に介入を実行する前に先ず初めに実証されなければならないので、間違った、或いは場合によっては、それどころか悪意のある偽造された車両対Ｘ情報が車両制御への安全性にとって危険な介入を引き起こすことができないとの利点が得られる。

本発明では、これらの車両対Ｘ情報又はセンサ情報が操舵手段への介入又は制動手段への介入を要求するとの洗練した言い方は、好適な車両システムが、車両対Ｘ情報又はセンサ情報の評価に基づき操舵手段への介入又は制動手段への介入を要求すると解釈する。

この場合、介入は、好適な、運転者に依存しない介入手段により行なうことができる。

この車両対Ｘ情報により要求される操舵角又は要求される減速量がセンサ情報又は運転者入力により要求される操舵角又は要求される減速量よりも大きいとの状況は、三台以上の車両が縦に並んで走行している場合に度々発生する。この場合、二台の車両が、即ち、直ぐ前の先行車両と先行車両の前を走行する車両が後続車両の前を走行している時に、先行車両の前を走行する車両は、直ぐ前の先行車両によって隠れてしまうので、後続車両の運転者には、或いは後続車両の外界センサにとって度々把握することが不可能となる。しかし、先行車両の前を走行する車両から送信される車両対Ｘ情報は、引き続き後続車両で取得することが可能である。ここで、この先行車両の前を走行する車両が強い制動プロセスを開始して、その結果強く減速し、そのことを「電子非常ブレーキライト」としても知られる車両対Ｘ情報の形の機能により周囲に送信した場合、後続車両が、これらの情報を受信して、後続車両の支援機器が、直ぐ前の先行車両との衝突を防止するために必要である、車両対Ｘ情報により要求される操舵角又は要求される減速量による制動介入の必要性を検知することが可能となる。しかし、直ぐ前の先行車両自体が、その前を走行する車両の制動プロセスに対して自身の制動プロセスにより反応するためには或る程度の反応時間を必要とするので、車両対Ｘ情報により要求される操舵角又は要求される減速量の実証は、当初は不可能である。

この衝突は、車両が縦に並んで走行している場合に、先行車両が自発的に後続車両にとって不意に強く制動するため、或いは先行車両が先行車両の前を走行する車両と衝突して、それにより、後続車両にとって不意に強く制動するため、必然的にその時々の先行車両に対して起こる。

有利には、車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量は、それがセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は減速量よりも小さいか、或いは等しい場合に実証されると規定する。この場合、後続車両では、車両対Ｘ情報を実証するものと見做することができる追加の情報、即ち、センサ情報又は車両入力が存在する。この実証が運転者入力により行なわれる場合、運転者が、要求される操舵角又は要求される減速量による介入を実行する必要性を検知して、運転者入力がそれに対応する反応を示すことを出発点とすることができる。そのため、これらの介入に関する車両対Ｘ情報又は車両対Ｘ情報により要求される操舵角又は要求される減速量は、介入を実行するのに十分に信頼できるものとして看做すことができる。

更に、車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は要求される減速量よりも大きい場合、衝突防止に最小限必要な操舵角及び／又は最小限必要な減速量による介入を実行するのが有利である。この最小限必要な操舵角又は最小限必要な減速量を決定するためには、例えば、車両対Ｘ情報に含まれる先行車両の前を走行する車両の減速量及び入手した先行車両との間隔を用いることができ、その際、先行車両が先行車両の前を走行する車両の減速量を引き継ぐことを出発点としている。それによって、センサ情報又は車両入力による実証が無くとも、衝突を防止することができ、それと同時に、最小限必要な強さでのみ減速が実行されるので、過度に大きな減速が防止される。

当初は最小限必要な操舵角又は最小限必要な減速量によってのみ介入を実行し、それが実証されたら直ちに、要求される操舵角全体又は要求される減速量全体にまで増大させるのが特に有利である。

特に、センサ情報及び／又は運転者入力が当初から介入を要求している場合にのみ、衝突防止に最小限必要な操舵角及び／又は最小限必要な減速量による介入を実行するのが有利である。その結果、少なくとも、未だ実証されていない操舵角又は未だ実証されていない減速量による介入が基本的に必要であるとの点において、センサ情報又は車両入力によって部分的な実証が行なわれるとの別の利点が得られる。そのことは、本発明による方法の安全性を向上させる。

本発明の目的に適うこととして、少なくともセンサ情報及び／又は車両入力により要求される操舵角及び／又はセンサ情報及び／又は車両入力により要求される減速量により介入を実行すると規定する。その結果、この場合、少なくとも確かに車両対Ｘ情報により要求される操舵角又は要求される減速量よりも小さいが、それにも関わらず早くも所定の操舵角又は所定の減速量を有し、そのため、場合によっては、その後強化することが可能な所定の作用を生じさせる操舵角又は減速量による介入が行なわれるとの利点が得られる。この場合、センサ情報は、センサ情報により要求される操舵角又は要求される減速量による介入を実行するのに十分信頼できる情報である。運転者入力が直接的な運転者要求であるので、これも何時でも完全に実行すべきである
特に、センサ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量は、それが運転者入力により要求される操舵角及び／又は減速量よりも大きい場合、それによる介入が実行されると規定する。その結果、センサ情報が、より大きな操舵角又はより大きな減速量を要求している場合に、この介入の操舵角又は減速量が車両対Ｘ情報又は運転者入力により要求される操舵角又は要求される減速量に制限されないとの利点が得られる。その例として、直ぐ前の先行車両が、先行車両の前を走行する車両よりも強く減速して、後続車両の運転者の反応が躊躇し過ぎる場合を挙げることができる。そのため、この状況でも、衝突事故を防止することができる。

同様に、特に、運転者入力により要求される操舵角及び／又は要求される減速量は、それがセンサ情報により要求される操舵角及び／又は減速量よりも大きい場合、それによる介入が実行されると規定する。それによって、運転者要求が車両対Ｘ情報及びセンサ情報に依存せずに何時でも完全に変換されることが保証される。

更に、車両対Ｘ情報だけが介入を要求している場合、介入が実行されないと規定する。その結果、車両対Ｘ情報などの比較的信頼できない根拠のみに基づく実証されていない介入が実行されないとの利点が得られる。それによって、間違った、或いは場合によっては、それどころか悪意のある偽造された車両対Ｘ情報が車両制御への介入を引き起こすことを防止することができる。

特に、車両対Ｘ情報だけが介入を要求している場合、視覚、聴覚及び／又は触覚による警告が運転者に出力されると規定する。それによって、運転者が、場合によっては、車両制御への介入を早急に要求する状況が生じていることを少なくとも注意喚起されることが保証される。運転者は、例えば、それに対応して注意力を高めて、状況を調べることができる。

先行車両の挙動が先行車両の減速を示すとともに、先行車両の前を走行する車両の挙動が先行車両の前を走行する車両の減速を示すのが有利である。後続車両の前を走行する車両の予期しない突然の減速が、後続車両にとって最も頻繁に生じる衝突原因の一つである。その挙動が減速を示すことによって、この事故原因を有利に低下することができる。

更に、以下の接続方式の中の少なくとも一つを用いて、車両対Ｘ情報を送受信するのが有利である。
（ａ）特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｐに基づくＷＬＡＮ接続
（ｂ）ＷｉＦｉダイレクト
（ｃ）特に、無線接続能力を有する施錠装置を介したＩＳＭ（産業、科学、医学帯域）接続
（ｄ）ブルートゥース接続
（ｅ）ジグビー接続
（ｆ）ＵＷＢ（超広帯域）接続
（ｇ）ＷｉＭＡＸ（マイクロ波アクセスのための世界規模の相互互換性）
（ｈ）リモートキーレス入力接続
（ｉ）無線接続能力を有する施錠装置
（ｊ）移動無線接続、特に、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、ＵＴＭＳ及び／又はＬＴＥ接続
（ｋ）赤外線接続

この場合、これらの接続方式は、方式、波長及び使用するデータプロトコルに応じて異なる利点を提供する。即ち、前記の接続方式の中の幾つかは、例えば、比較的高いデータ伝送速度、比較的速い接続確立速度、それら以外により、視覚障害物の周りのデータ伝送にとって広範囲に非常に良く適したものすることができる。これらの接続方式の中の複数を組み合わせると同時に、或いは並列的に使用することによって、そのようにして幾つかの接続方式の欠点も補うことができるので、更に別の利点が得られる。

更に、本発明は、外界センサ機器、車両対Ｘ通信手段、操舵介入手段、制動介入手段及び運転者入力手段を備えた後続車両を有し、更に、先行車両と先行車両の前を走行する少なくとも一つの車両とを有する、後続車両が直ぐ前の先行車両と衝突することを防止するシステムであって、この後続車両が、センサ情報を用いて直ぐ前の先行車両の挙動を把握するとともに、車両対Ｘ情報を用いて先行車両の前を走行する少なくとも一つの車両の挙動を把握し、これらの車両対Ｘ情報が、衝突防止のために設定すべき操舵角の形の後続車両の操舵手段への介入及び／又は設定すべき減速量の形の後続車両の減速手段への介入を要求しており、この車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は要求される減速量よりも大きいシステムに関する。本システムは、車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力によって実証された場合にのみ、操舵介入手段及び／又は制動介入手段が、その操舵角及び／又はその減速量による介入を実行することを特徴とする。その結果、既に述べた利点が得られる。

有利には、外界センサ機器が、
ライダーセンサ、
レーダーセンサ、
カメラセンサ、及び
超音波センサ、
から成るグループの中の一つ又は複数のセンサを有すると規定する。前記のセンサは、自動車分野において周囲を把握するのに比較的良く適しており、更に、既に非常に成熟した技術である。更に、益々多くの数の新車が、既に大量生産により、これらのセンサの中の一つ又は複数を配備されているので、この場合、追加の設備コストが節約される。

更に、本システムが本発明による方法を実施すると規定する。

最後に、本発明は、本発明によるシステムを自動車において使用することに関する。

更に別の有利な実施構成は、従属請求項と以下の図面に基づく実施例の記述から明らかになる。

本発明による方法の考え得る実施構成の個々の進行工程を図示したフローチャート 本発明による方法を採用した交通状況図

図１は、本発明による方法の考え得る進行のフローチャートを図示している。工程１１では、先行車両の後を走行する後続車両が、先行車両の減速プロセスの開始に関するセンサ情報を取得する。それと同時に、後続車両は、工程１２において、同じく先行車両の前を走行する車両の減速プロセスの開始に関する車両対Ｘ情報を取得し、この場合、先行車両の前を走行する車両は、先行車両により隠れているので、後続車両のセンサ機器にとって把握することが不可能である。これらの取得した車両対Ｘ情報も取得したセンサ情報も、先行車両との衝突防止のために、それぞれ後続車両の制動手段への介入を要求している。この場合、先行車両の前を走行する車両が直ぐ前の先行車両よりも強く制動しているので、車両対Ｘ情報により要求される減速量は、センサ情報により要求される減速量よりも大きい。そのため、車両対Ｘ情報は、センサ情報によって実証することができない。従って、後続車両は、工程１３において、先ずはセンサ情報により要求される減速量による減速プロセスだけを実行する。工程１４において、先行車両が、最終的に減速を強化して、先行車両の前を走行する車両の減速に合わせる。このことが、工程１５において、新たなセンサ情報を用いて、後続車両により把握され、それに続き、工程１６において、車両対Ｘ情報により要求される減速量が実証され、ここで、後続車両の減速は、車両対Ｘ情報により要求される減速量に一致するまで高められる。

図２には、本発明による方法を採用した交通状況が模式的に図示されている。この場合、車両２１，２２及び２３は、道路２４上を縦に並んだ形で走行している。車両２２は、後続車両２３の前を走行する車両であり、車両２１は、その先行車両２２の前を走行する車両である。ここで、車両２１は、突然減速プロセスを開始し、車両２２の運転者が、そのことに気付いて、それに応じて同じく減速プロセスを開始するが、当初は車両２１の減速プロセスよりも強くはない。車両２１は、減速プロセスの開始と同時に、減速を示す車両対Ｘ情報を送信して、車両２３が、その情報を受信する。車両２３から見ると、車両２１が車両２２によって隠れているので、車両２３は、車両２１の減速を示すセンサデータを取得することができない。そのため、車両対Ｘ情報により要求される減速量は、当初は実証できない。それに続き、車両２３は、センサ情報により要求される減速量による、即ち、車両２２の減速量に一致する減速量による減速プロセスを開始する。それと同時に、車両２３の運転者は、次に、メータパネル内の光学表示器と音響警報音を用いて、先行車両２２の前を走行する車両２１が直ぐ前の先行車両２２よりも大きな減速量による減速プロセスを実行していることを知らされる。それに続き、車両２３の運転者は、車両２１が実際に車両２２よりも大きく減速して、車両２２も車両２３も車両２１に速く接近していることを検知する。それに続き、運転者は、車両２３の減速量が車両２１の減速量とほぼ一致するように、運転者入力手段による運転者入力を用いて、即ち、この場合、ブレーキペダルの操作によって、車両２３の減速量を高める。

Claims (14)

1. 後続車両（２３）が直ぐ前の先行車両（２２）と衝突することを防止する方法において、
   後続車両（２３）がセンサ情報を用いて直ぐ前の先行車両（２２）の挙動を把握するとともに、車両対Ｘ情報を用いて先行車両（２２）の前を走行する少なくとも一つの車両（２１）の挙動を把握し、これらの車両対Ｘ情報が、衝突防止のために設定すべき操舵角の形の後続車両（２３）の操舵手段への介入及び／又は設定すべき減速量の形の後続車両（２３）の制動手段への介入を要求しており、この車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は要求される減速量よりも大きい場合、この車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量による介入は、その操舵角及び／又はその減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力により実証された場合にのみ実行されることを特徴とする方法。
2. 当該の車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量は、それがセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は減速量よりも小さいか、或いは等しい場合に実証されて、その車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量による介入が実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 当該の車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は減速量よりも大きい場合に、衝突防止のために最低限必要な操舵角及び／又は最低限必要な減速量による介入が実行されることを特徴とする請求項１及び２の少なくとも一つに記載の方法。
4. 当該のセンサ情報及び／又は運転者入力が当初から介入を要求している場合にのみ、衝突防止のために最低限必要な操舵角及び／又は最低限必要な減速量による介入が実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 当該の衝突防止のための操舵手段への介入及び／又は制動手段への介入が、少なくともセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又はセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される減速量により実行されることを特徴とする請求項１から４までの少なくとも一つに記載の方法。
6. 当該のセンサ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量による介入は、それが運転者入力により要求される操舵角及び／又は減速量よりも大きい場合に実行されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 当該の運転者入力により要求される操舵角及び／又は要求される減速量による介入は、それがセンサ情報により要求される操舵角及び／又は減速量よりも大きい場合に実行されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 車両対Ｘ情報だけが介入を要求している場合、介入が実行されないことを特徴とする請求項１から７までの少なくとも一つに記載の方法。
9. 車両対Ｘ情報だけが介入を要求している場合、視覚、聴覚及び／又は触覚による警告が運転者に出力されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 先行車両（２２）の挙動が先行車両（２２）の減速を示すとともに、先行車両（２２）の前を走行する車両（２１）の挙動が先行車両（２２）の前を走行する車両（２１）の減速を示すことを特徴とする請求項１から９までの少なくとも一つに記載の方法。
11. 外界センサ機器、車両対Ｘ通信手段、操舵介入手段、制動介入手段及び運転者入力手段を備えた後続車両（２３）を有し、更に、先行車両（２２）と先行車両（２２）の前を走行する少なくとも一つの車両（２１）を有する、後続車両（２３）が直ぐ前の先行車両（２２）と衝突することを防止するシステムにおいて、
    後続車両（２３）がセンサ情報を用いて直ぐ前の先行車両（２２）の挙動を把握するとともに、車両対Ｘ情報を用いて先行車両（２２）の前を走行する少なくとも一つの車両（２１）の挙動を把握し、これらの車両対Ｘ情報が、衝突防止のために設定すべき操舵角の形の後続車両（２３）の操舵手段への介入及び／又は設定すべき減速量の形の後続車両（２３）の制動手段への介入を要求しており、この車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力により要求される操舵角及び／又は要求される減速量よりも大きい場合、車両対Ｘ情報により要求される操舵角及び／又は要求される減速量がセンサ情報及び／又は運転者入力によって実証された場合にのみ、操舵介入手段及び／又は制動介入手段が、その操舵角及び／又はその減速量による介入を実行することを特徴とするシステム。
12. 外界センサ機器が、
    ライダーセンサ、
    レーダーセンサ、
    カメラセンサ、及び
    超音波センサ
    から成るグループの中の一つ又は複数のセンサを有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 本システムが請求項１から１０までの少なくとも一つに記載の方法を実施することを特徴とする請求項１１及び１２の少なくとも一つに記載のシステム。
14. 自動車（２１，２２，２３）における請求項１１から１３までの少なくとも一つに記載のシステムの使用。

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