JP7106660B2 - 車両のための制御方法、コンピュータプログラム、非一時的コンピュータ読取り可能媒体、および自動化運転システム - Google Patents

Description

本発明は、ホスト車両の１つ以上の車両装置を制御するために使用できる制御方法、コンピュータプログラム、非一時的コンピュータ読取り可能媒体、および自動化運転システムに関する。

自動化運転システムは、持続的に動的運転作業（ＤＤＴ）の一部またはすべてを実行できる動力車両運転自動化システム(motor vehicle driving automation system)である。

自動化運転システムは、自動車または車両（自動車、トラックなどのような）に搭載でき、または搭載される。

道路を走行する車両の場合、ＳＡＥ規格Ｊ３０１６に従ってそのレベルは、運転自動化のないレベル（レベル０）から、完全な運転自動化（レベル５）までがあり得る。

この機能を実現するために、自動化運転システムは通常、少なくとも１つのセンサ、および、運転者の運転負荷をいくらかでも取り除くために、車両のアクチュエータに（例えば、ステアリングコラムまたはシャフト、ブレーキ、アクセルペダルなどに）制御を送信する電子制御ユニットを備えている。

自動化運転システムは、運転作業（例えば、車両の縦方向の制御を行うこと）の一部を少なくとも請け負うことができる。特に、多数の自動化運転システムが運転者を支援するために設計され、従って、高度運転者支援システム（ＡＤＡＳ）と呼ばれている。幾つかの自動化運転システムは、少なくともある期間の間は、運転作業すべてを請け負うことができる。そのようなシステムは、ＳＡＥ規格Ｊ３０１６に従って、レベル３、４、または５に分類される。

本発明は、ＳＡＥ規格Ｊ３０１６に従って、１から５の任意のレベルに分類される自動化運転システムに関する。

多くの運転上の決断は、車両の運転者により知覚される「知覚危険(perceived risk)」に基づいている。

ホスト車両上のこの「知覚危険」は、ホスト車両を運転している人間の運転者により知覚される危険を表わすパラメータである。更に言えば、車両に運転者がいない場合は、「知覚危険」は、考慮される時間において、ホスト車両を運転している人間の運転者がいたとすれば、その運転者により知覚されるであろう危険である。

「運転上の決断」は、運転者によりなされる任意の決断であり、車両の制御方法の変更に繋がる。例えば、典型的な運転上の決断は、ブレーキを掛ける、加速する、左または右に曲がる、および／またはそれらの行動（可能なとき）の組み合わせであり、および／またはこれらの行動の増大／減少である。

部分的または完全自動化運転の車両（これ以降、「自動化車両」）が交通の流れに合流するとき、それらの車両は、人間により運転されている車両と合流しなければならない。最も高い安全レベルを維持するためには、これらの車両のスムーズな合流は、そのような状況では、これらの自動化車両が、人間により運転されている車両とまったく同様に交通の流れにおいて振る舞うことが要求される。

従って、自動化車両の制御システムは、人間と同様な運転上の決定をするように、人間の運転者が運転しているときに、その運転者により知覚される知覚危険を評価できることが必要である。

知覚危険は、下記に定義されるような２つのパラメータ、つまり「車間時間(time headway)」ＴＨＷと、「衝突余裕時間(time to collision)」ＴＴＣに主に依存するということが考えられてきている（例えば、米国特許第２００７／００３０１３２号参照）。
車間時間ＴＨＷは、ホスト車両の速度Ｖｘと、ホスト車両と先行車両との間の相対距離ｄｒの比である。
ＴＨＷ＝Ｖｘ／ｄｒ
衝突余裕時間ＴＴＣは、ホスト車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒと、ホスト車両と先行車両との間の相対距離ｄｒとの比である。
ＴＴＣ＝Ｖｒ／ｄｒ

「危険知覚(Risk perception)」（ＲＰ）とも呼ばれる、知覚危険レベル（ＰＲＬ）は、下記の等式により、車間時間ＴＨＷと衝突余裕時間ＴＴＣの関数で表わすことができるということが更に考えられてきている。
（０） ＰＲＬ＝ＴＨＷ＋αＴＴＣ
ここにおいてαは定数である。

このモデルにおいて、運転者は、運転者により容認される「最大危険レベル」に対応する所定値ＭＲＬを、知覚危険レベルＰＲＬが超えるときに、制動を適用することを開始する。

従って、このモデルでは、運転者は、
ＰＲＬ＝ＴＨＷ＋αＴＴＣ＝（Ｖｘ＋αＶｒ）／Ｄｒ＝ＭＲＬ（ＭＲＬは予め決められている）
のときにブレーキを掛ける。

従って、先行技術で使用される危険知覚は、下記の式で、制動時の相対距離を計算することに繋がる。
Ｄｒ＝（Ｖｘ＋αＶｒ）／ＭＲＬ

上記の式によれば、ブレーキが開始されるときの相対距離Ｄｒは、ホスト車両速度Ｖｘと相対速度Ｖｒの線形関数である。

しかし、そのようなモデルは、運転者の実際の行動を正しくは記述しない。

従って、運転者の実際の運転行動をより良好に表わす、自動化車両のための制御方法に対する要求がある。

より一般的には、運転者により実際に知覚されるような知覚危険レベルの多様性を正確に考慮する、車両に対する自動化運転システムも制御システムも今まで（特には、幾つかの大陸にわたって）特定されていない。

従って、車両が運転される国に関係なく、運転者により知覚される、または知覚されるであろう、車両に対する知覚危険レベルの正確な推定値を提供する、自動化運転システム、および運転中に車両に搭載された種々の車両装置を制御するための制御方法に対する要求がある。そのような情報に基づいて、自動化運転システムにより発行される制御を、人間の運転に非常に近いものを再生するように計算できる。

本発明によれば、上記の要求を満たすために、ホスト車両のための制御方法が開示される。

前記制御方法は、
ａ）ホスト車両の速度Ｖｘ、先行車両とホスト車両との間の相対速度Ｖｒ、および先行車両とホスト車両との間の相対距離Ｄｒを取得するステップと、
ｂ）知覚危険レベルを、ホスト車両の前記速度Ｖｘ、前記相対速度Ｖｒ、前記相対距離Ｄｒ、およびパラメータＶｘ＊ＶｒとＶｘ²の少なくとも１つの関数として計算するステップと、
ｃ）ホスト車両の少なくとも１つの車両装置を、知覚危険レベルの関数として制御するステップを含んでいる。

本明細書において、２つのベクトル名の間の符号「＊」は、２つのベクトルのスカラー積を示している。Ｖｘ²は積Ｖｘ＊Ｖｘを意味している。

上記の定義において、ステップａ）で計算される「知覚危険レベル」は、ホスト車両を運転している、または運転しているであろう人間の運転者により知覚される危険を表わしているパラメータである。

ステップｂ）で計算される知覚危険レベルは、パラメータＶｘ＊ＶｒとＶｘ²の少なくとも１つの関数として変動する。

本発明者は、異なる研究に基づいて、制動時の相対距離Ｄｒは、ホスト車両速度Ｖｘ、および／または、ホスト車両速度Ｖｘと相対速度Ｖｒの積（Ｖｘ＊Ｖｒ）の二次関係において変動し得ることを実際に見出した。従って、知覚危険レベルを、パラメータＶｘ＊ＶｒとＶｘ²の少なくとも１つの関数として計算することは好ましいことである。

知覚危険レベルをそのような方法で計算することは、特には高速においては、知覚危険レベルＰＲＬがパラメータＶｘ／ＤｒとＶｒ／Ｄｒの線形組み合わせにより定義されるだけであった先行技術の方法（例えば、上記の等式（０）を参照）よりも、より正確な値を提供する。

有利なことであるが、本開示に従うステップｂ）において計算される知覚危険レベルは、例えば、１０ｋｍ／ｈから１００、更には１２０ｋｍ／ｈの広い速度範囲において適切な値を提供する。これは、本方法を、前記広い速度範囲で車両を制御するために使用することを可能にする。

一方、好ましくは、知覚危険レベルは、相対速度の二乗（Ｖｒ²）の関数としては計算されない。ホスト車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒに関しては、実際に、制動時に相対距離の二次依存性はないように見える。

１つの実施形態においては、ステップｂ）において、知覚危険レベル（ＰＲＬ）は、等式（１）に基づいて計算される。
（１） ＰＲＬ＝（Ｄｒ－Ｐｂ＊Ｖ）／（Ｐａ＊Ｖ）
ここにおいて、Ｐａ、Ｐｂは、５成分ベクトルであり、
Ｖはベクトル（１；Ｖｘ；Ｖｒ；Ｖｘ＊Ｖｒ；Ｖｘ²）である。

ベクトルＰａとＰｂの成分は、好ましくは下記の関係を満たすということも更に見出された。
Ｐａ＝（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５）
Ｐｂ＝（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５）
Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．１５
Ｐａ２／Ｐａ３＝－０．２３６±０．１２
Ｐａ３／Ｐａ４＝－８．２±４．１
Ｐａ４／Ｐａ５＝５．７２±２．７５
Ｐｂ１／Ｐｂ２＝１．８±０．９
Ｐｂ２／Ｐｂ３＝－３．９８±２
Ｐｂ３／Ｐｂ４＝－３２．６±１６．３
Ｐｂ４／Ｐｂ５＝１．７７±０．８９
ここにおいて、Ｐａ１、．．．Ｐａ５およびＰｂ１、．．．Ｐｂ５は実数である。

もちろん、上記の式は範囲を定義している。例えば、等式「Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．１５」は、Ｐａ１／Ｐａ２が少なくとも０．１４５と等しく、最大０．４４５と等しい任意の値を取ることを意味している。

更により好ましくは、ベクトルＰａとＰｂの成分は、下記の関係を満たす。
Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．０７
Ｐａ２／Ｐａ３＝－０．２３６±０．０６
Ｐａ３／Ｐａ４＝－８．２±２．０５
Ｐａ４／Ｐａ５＝５．７２±１．４
Ｐｂ１／Ｐｂ２＝１．８±０．４５
Ｐｂ２／Ｐｂ３＝－３．９８±１
Ｐｂ３／Ｐｂ４＝－３２．６±８．１５
Ｐｂ４／Ｐｂ５＝１．７７±０．４５

例えば、行動の研究に基づいて、下記の値は、ベクトルＰａとＰｂに対して特に適切であることが見出された。
Ｐａ＝（－０．０００９４±０．０００４７；－０．００３２±０．００１６；０．０１４±０．００７；－０．００１７±０．０００８５；－０．０００２９±０．０００１５）および
Ｐｂ＝（－４．５±２．２５；－２．５±１．２５；０．６２±０．３１；－０．０１９±０．００９；－０．０１１±０．００５５）

実際、式（１）は、特に上記のＰａとＰｂの成分の値では、幅広い多様な運転者の運転行動を非常に正確に表わしていると思われる知覚危険レベルの値を提供する。

計算されると、知覚危険レベルは、幅広い多様な方法で車両を制御するために使用できる。

１つの実施形態においては、知覚危険レベルパラメータＰＲＬが、車両の運転スタイルを定義するために使用される。この運転スタイルは、車両に対して予め定義でき、または、車両のユーザにより選択できる。この後者の場合、ユーザは、彼または彼女が容認できると考える最大危険レベル（ＭＲＬ）を自動化運転システムに入力することが要求される。

従って、上記に定義された制御方法の１つの実施形態においては、ステップｃ）において、前記少なくとも１つの車両装置を制御することは、前記少なくとも１つの車両装置を、知覚危険レベル（ＰＲＬ）と最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）との間の差の関数として制御することを含んでいる。最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）は所定の値であり、定数であってよく、または、ホスト車両のユーザにより車両制御システムに入力できる。

１つの実施形態においては、前記少なくとも１つの車両装置は、少なくとも１つの運転アクチュエータを含んでいる。

この場合、ステップｃ）において、前記少なくとも１つの車両装置を制御することは、知覚危険レベルＰＲＬが所定の値（ＭＲＬ）を超えるときに、前記少なくとも１つの運転アクチュエータを作動することを含むことができる。

１つの実施形態においては、前記少なくとも１つの車両装置は、少なくとも１つのブレーキを含んでいる。この場合、ステップｂ）で計算された知覚危険レベル（ＰＲＬ）は、例えば、ステップｃ）における制動を誘発するために使用できる。

特別な実現形態においては、ホスト車両のための制御方法の制御ステップは、コンピュータプログラム命令により決定される。

従って、本発明はまた、非一時的コンピュータ読取り可能媒体に格納され、プロセッサにより実行されることに適しているコンピュータプログラムも提供し、このプログラムは、プロセッサにより実行されると、上記の制御方法を実行するように適合されている命令を含んでいる。

コンピュータプログラムは任意のプログラミング言語を使用でき、ソースコード、オブジェクトコードの形状、または、部分的にコンパイルされた形状、または任意の他の望ましい形状のような、ソースコードとオブジェクトコード間の中間のコードの形状であることができる。

本発明はまた、プロセッサにより実行されると、そのプロセッサに上記の制御方法を実行させる命令を格納している非一時的コンピュータ読取り可能媒体も提供する。

コンピュータ読取り可能媒体は、プログラムを格納できるエンティティ(entity)またはデバイスであってよい。例えば、コンピュータ読取り可能媒体は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）ＲＯＭ、または、超小型電子回路ＲＯＭのような格納手段、または実際には、磁気記録手段、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、またはハードディスクを含むことができる。

または、コンピュータ読取り可能媒体は、プログラムが組み込まれている集積回路であってよく、回路は、該制御方法を実行するために適合されており、または、該制御方法の実行において使用されるように適合されている。

本発明の他の目的は、ホスト車両のための自動化運転システムを提供することであって、該システムは、
ａ）ホスト車両の速度Ｖｘ、先行車両（２００）とホスト車両（１００）との間の相対速度Ｖｒ、および、先行車両とホスト車両との間の相対距離Ｄｒを取得し、
ｂ）知覚危険レベルを、ホスト車両の前記速度Ｖｘ、前記相対速度Ｖｒ、前記相対距離Ｄｒ、およびパラメータＶｘ＊ＶｒとＶｘ²の少なくとも１つの関数として計算し、
ｃ）ホスト車両の少なくとも１つの車両装置を、知覚危険レベルの関数として制御するように構成されている電子制御ユニットを備えている。

この自動化運転システムの１つの実施形態においては、制御ユニット（２）は、等式（１）に基づいて知覚危険レベルを計算するように構成されている。
（１） ＰＲＬ＝（Ｄｒ－Ｐｂ＊Ｖ）／（Ｐａ＊Ｖ）
ここにおいて、Ｐａ、Ｐｂは、５成分ベクトルであり、Ｖ＝（１；Ｖｘ；Ｖｒ；Ｖｘ＊Ｖｘ；Ｖｘ²）である。

１つの好適な実施形態においては、ベクトルＰａとＰｂの成分は、下記の関係を満たす。
Ｐａ＝（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５）
Ｐｂ＝（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５）
Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．１５
Ｐａ２／Ｐａ３＝－０．２３６±０．１２
Ｐａ３／Ｐａ４＝－８．２±４．１
Ｐａ４／Ｐａ５＝５．７２±２．７５
Ｐｂ１／Ｐｂ２＝１．８±０．９
Ｐｂ２／Ｐｂ３＝－３．９８±２
Ｐｂ３／Ｐｂ４＝－３２．６±１６．３
Ｐｂ４／Ｐｂ５＝１．７７±０．８９
ここにおいて、Ｐａ１、．．．Ｐａ５およびＰｂ１、．．．Ｐｂ５は実数である。

例えば、１つの実施形態においては、ベクトルＰａとＰｂは下記の値を取ることができる。
Ｐａ＝（－０．０００９４±０．０００４７；－０．００３２±０．００１６；０．０１４±０．００７；－０．００１７±０．０００８５；－０．０００２９±０．０００１５）および
Ｐｂ＝（－４．５±２．２５；－２．５±１．２５；０．６２±０．３１；－０．０１９±０．００９；－０．０１１±０．００５５）

１つの実施形態においては、電子制御ユニットは、前記少なくとも１つの車両装置を制御するために、前記少なくとも１つの車両装置を、知覚危険レベルと所定の最大容認可能危険レベルとの間の差の関数として制御するように構成されている。

１つの実施形態においては、電子制御ユニットは、知覚危険レベルＰＲＬが所定の値を超えると、前記少なくとも１つの車両装置の中の少なくとも１つの運転アクチュエータを作動するように構成されている。

１つの実施形態においては、前記少なくとも１つの車両装置は、少なくとも１つのブレーキおよび／または少なくとも１つの他の運転アクチュエータを含んでいる。

本発明は、付随する図面を参照することにより、より良好に理解されることができ、その利点は、当業者には明白になるであろう。

本開示に係る自動化運転システムを装備している車両の模式図であり、車両は先行車両の背後に示されている。 本開示に係る車両制御方法を例示しているフローチャートである。 本開示に係る車両制御方法を例示しているフローチャートであり、制動制御の具体的な場合である。 制動記録のデータベースを例示している図である。 制動記録のデータベースを例示している図であり、グループが相対速度および車両速度に基づいて形成され、各グループは、点で表わされている。 運転者の種々のグループに対する、知覚危険レベルの変動を、ホスト車両の速度の関数として示しているグラフである。 運転者の同じグループに対する、知覚危険レベルの変動を、ホスト車両に対する先行車両の相対速度の関数として示しているグラフである。

車両を制御するための上記の方法が実現されている自動化運転システム１０がここで記述される。

図１は、本開示の例としての実施形態を形成する自動化運転システム１０を装備している自動車１００（ホスト車両の例）を模式的に示している。自動車１００は「先行車両」２００の後ろを走行している。両方の車両は、矢印Ａにより示されている方向において移動する。ホスト車両と先行車両は、相対距離Ｄｒだけ離れている（距離Ｄｒは、比例的には、実際の距離よりも図１においては相当に短く見える）。

自動化運転システム１０（または、短く、システム１０）は、このケースにおいては、電子制御ユニット２０と、まとめて３０で示されている幾つかのセンサを備えている自動化運転システムであり、幾つかのセンサは、幾つかのカメラ、ライダーユニット、レーダーのセット、近距離ソナーセンサユニット、ＧＰＳユニット、インフラおよび／または他の車両と通信するための無線通信システム、および、車両の速度Ｖｘを測定する速度センサを含んでいる。

レーダーのセットのレーダーは、特には、先行車両２００とホスト車両１００との間の相対速度Ｖｒを測定する。

上記のセンサユニット３０はすべて電子制御ユニット２０（ＥＵ２０）に接続されている。

ＥＣＵ２０は、全体として、コンピュータのハードウェアアーキテクチャを有している。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ２２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２４、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２６、およびインタフェース２８を備えている。

ＥＣＵ２０のハードウェア要素は、随意的に、自動化運転システム１０の他のユニット、および／または、自動車１００の他のシステムと共有される。

インタフェース２８は、特には、自動車のダッシュボードの中またはその上に搭載されている触覚ディスプレイおよび種々のディスプレイを含んでいる。

従って、インタフェース２８は、自動車１００の運転者に情報を送信するためのディスプレイ（図示されていない）との運転者インタフェースと、自動車のアクチュエータおよび他の車両装置とのインタフェース接続を備えている。特に、インタフェース２８は、自動車の幾つかの運転アクチュエータとの接続を備えている。これらの運転アクチュエータは、エンジン３２、ステアリングコラム３４、ブレーキ３６、およびトランスミッション３８を含んでいる。

ＥＣＵ２０は、エンジンＥＣＵにトルク要求を送信し、係合制御を、トランスミッション３８のそれぞれの係合要素（例えば、クラッチ）に送信する。これらの制御に基づいて、エンジンＥＣＵは、エンジン３２から出力されるトルクを制御し、トランスミッションは所望の構成を採用し、それにより、所望の加速が自動車に与えられる。

車両の側方向および縦方向の制御を行うことにより、運転作業を部分的に請け負うように構成されているコンピュータプログラムがメモリ２６に格納されている。このプログラムは、少なくともある運転期間は、ホスト車両の運転アクチュエータを制御する制御を計算するように構成されている。

このプログラムおよびメモリ２６はそれぞれ、本発明に従うコンピュータプログラムおよび非一時的コンピュータ読取り可能媒体の例である。

ＥＣＵ２０のリードオンリメモリ２６は実際、本発明に係る、プロセッサ２２により読取り可能な非一時的コンピュータ読取り可能媒体を構成している。リードオンリメモリ２６は、プロセッサにより実行されると、プロセッサ２２に、本発明に係る制御方法を実行させる命令を格納している。

より具体的には、メモリ２６に格納されているプログラムは、運転アクチュエータ３２、３４、３６、および３８を、知覚危険レベルＰＲＬの関数として制御するための方法を実行するための命令を含んでいる。

自動化運転システム１０は、運転作業を、運転者の絶え間ない監視のもとでのみ扱うように設計されている。そのため、システム１０は、ＳＡＥ規格Ｊ３０１６に従うレベル２の自動化運転システムとして考えられる。しかし、本開示は、１から５の何れのレベルの自動化運転システムにおいても実現できる。

その機能を実行するために、システム１０は、センサ３０により提供されるデータを使用し、ＥＣＵ２０においてそのデータを処理し、そして、ＥＣＵ２０により計算された制御に基づいて、自動車の運転アクチュエータを制御する。加えて、車両１００と外部装置との間のインタフェース２８を介しての情報交換が、システム１０の性能を向上するために行われてもよい。

上述したように、ＥＣＵは、自動車１００のアクチュエータを制御するための制御を発行する。これらの制御は、知覚危険レベルＰＲＬの関数として計算される。

本開示に従って、車両１００を、例えば、図２に例示されている制御方法に従って、運転中に制御できる。

この方法においては、第１ステップａ）において、ホスト車両１００と先行車両２００との間の相対速度Ｖｒおよび相対距離Ｄｒが、センサ３０のレーダーにより提供されるレーダー情報に基づいて、ＥＣＵ２０により取得される。

ホスト車両速度Ｖｘは、センサ３０の速度センサから取得される。

そして、ステップｂ）において、知覚危険レベルＰＲＬが計算される。

知覚危険レベルＰＲＬは、ホスト車両１００が、図１に例示されているように、先行車両２００の後ろを走行している状況において計算できるだけである。

知覚危険レベルＰＲＬは、等式（１）を使用して、ホスト車両の速度Ｖｘ、ホスト車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒ、およびホスト車両と先行車両との間の相対距離Ｄｒに基づいて計算される。
（１） ＰＲＬ＝（Ｄｒ－Ｐｂ＊Ｖ）／（Ｐａ＊Ｖ）
ここにおいて、
Ｐａ＝（－０．０００９４；－０．００３２；０．０１４；－０．００１７；－０．０００２９）；
Ｐｂ＝（－４．５；－２．５；０．６２；－０．０１９；－０．０１１）；および
Ｖ＝（１；Ｖｘ；Ｖｒ；Ｖｘ＊Ｖｒ；Ｖｘ²）

本開示に従う制御方法の、この例としての実施形態においては、ベクトルＰａおよびＰｂのそれぞれの各成分に対して、各成分に対する値の利用可能な範囲の中心または平均値が使用される。しかし、これらのパラメータの他の値を使用できる。

例えば、ベクトルＰａの第１成分に対して、－０．０００９４±０．００４７に等しい何れの値も使用できる。同じことは、ベクトルＰａの他の成分、およびベクトルＰｂの成分に対しても当てはまる。

そして、第３ステップｃ）において、ホスト車両１００の１つ以上の運転アクチュエータが、知覚危険レベルＰＲＬの関数として制御される。例えば、ブレーキを掛けることができる。制動が誘発されるタイミング（または距離Ｄｒ）は、知覚危険レベルＰＲＬに基づいて決定される。通常は、運転システム１０は、制動力、エンジンの加速またはトルク、および／または車両の操舵角を、知覚危険レベルに基づいて修正するように構成されている。

アルゴリズムは等しい時間間隔で繰り返し実行される。ステップｃ）において、種々の運転アクチュエータに対して制御が発行された後、アルゴリズムはステップａ）において再開される。

本開示に従う、車両の他の、およびより具体的な例としての制御方法が、ここで、図３と関連して記述される。

この実施形態においては、車両１００の運転者は、自動化運転システム１０が自動車を運転している間に、彼または彼女が晒されることを所望する最大危険である最大容認可能危険レベル（「ＭＲＬ」）を指定する可能性がある。

このパラメータに基づいて、車両１００においては、運転アクチュエータ３２、３４、３６、および３８に送られる制御は、計算された知覚危険レベルＰＲＬと、運転者により指定された所望の知覚危険レベルＭＲＬとの間の差を考慮している。

この設定により、運転者は、運転システムが、より積極的または、より消極的な運転者スタイルを採用するように要求できる。

車両１００の制御は、図２のアルゴリズムとほぼ同一のアルゴリズムを実行するＥＣＵ２０により実現される。

このアルゴリズムの第１ステップａ）およびｂ）は、前述の方法のステップａ）およびｂ）と同一である。

しかし、この実施形態においては、運転アクチュエータを制御するステップｃ）は、２つのステップｃ１）およびｃ２）において下記のように実行される。

予め、ステップｃ０）において、車両のユーザは、彼または彼女が走行中に受け入れてもよいと思う最大危険レベルＭＲＬであって、彼または彼女が容認できると考える最大危険レベルＭＲＬを入力することを要求される。

走行中に、ホスト車両と同じ車線において、ホスト車両の前方に先行車両が検出されるたびに、知覚危険レベルＰＲＬがステップｂ）において計算される。

そして、ステップｃ１）において、知覚危険レベルＰＲＬは、車両のユーザにより以前に入力された最大危険レベルＭＲＬと比較される。つまり、ＰＲＬとＭＲＬとの差（ＰＲＬ－ＭＲＬ）が計算される。

この差が負の場合、つまり、知覚危険レベルＰＲＬが最大危険レベルＭＲＬを超えていない場合、それ以上の行動は行われず、アルゴリズムは、次回のステップにおいて実行されるステップａ）にジャンプする。

逆に、この差が正の場合、つまり、知覚危険レベルＰＲＬが最大危険レベルＭＲＬを超えている場合、アルゴリズムはステップｃ２）にジャンプする。ステップｃ２）においては、制御ユニット２０は、ブレーキ３６が掛けられるように制御する。つまり、後者の場合、制御値が制御ユニット２０により出力され、この値に基づいて、ブレーキ３６が掛けられる。

図２および図３で例示されている制御方法は、本開示の例としての実施形態に過ぎない。

より一般的に、前述したように、自動車または道路車両の多くの異なる機能またはシステムを、知覚危険レベルに基づいて制御できる。通常は、車両の運転システムは、制動力、エンジンの加速またはトルク、および／または車両の操舵角を、知覚危険レベルに基づいて修正するように構成されている。しかし、車両の運転システムは、知覚危険レベルに基づいて、警告信号（視覚的、聴覚的、触覚的）を誘発してもよい。従って、前記視覚、聴覚、および／または触覚信号を発するために使用される装置は、本開示に従う、ＰＲＬパラメータに基づいて制御できる車両装置の他の例である。

本発明は、等式（１）に基づくＰＲＬ関数、およびＰａとＰｂの特定の値で上記に提示されてきたが、本発明は、ＰＲＬ関数のこの特定の値、等式（１）、および／またはＰａとＰｂのこれらの特定の値に制限されることは決してない。本発明は、多くの異なるＰＲＬ関数で実現できる。

車両のための制御システムの開発において、特定のＰＲＬ関数を使用することを考えると、下記の検証方法（図４～図７）を使用して、この関数がＰＲＬパラメータの有効な値を提供するかどうかをチェックできる。

ａ）データベースの確立
まず、代表的な運転状況における、運転者による例としての制動のデータベースが構築される。

このデータベースは、運転中に行われたブレーキの適用の記録を含んでいる。各ブレーキの適用に対して、データベースの記録は、少なくとも下記の情報を含んでいる。つまり、ブレーキが掛けられたときの、車両速度Ｖｘ、相対速度Ｖｒ、および、ホスト車両と先行車両との間の相対距離Ｄｒを含んでいる。

制動記録のデータベースは、図４および図５に示されている。図４の各点は、車両に対して記録された制動事象を表わしている。これらの制動事象のすべては、車両速度Ｖｘ、車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒ、およびこれら２つの車両の間の相対距離Ｄｒを備えている軸システムにおいてプロットされている。

ｂ）データグループの確立
そして制動記録は、相対速度Ｖｒおよび車両速度Ｖｘに基づいてグループ化される。例えば、相対速度の速度範囲全体を、１０の範囲Ｖｒｉ（ｉ＝１、．．．、１０）に分割する。同様に、車両速度の速度範囲全体を、１０の範囲Ｖｘｊ（ｊ＝１、．．．、１０）に分割する。

このようにして得られたグループ（Ｖｒｉ、Ｖｘｊ）が図５に示されている。各点は、グループに対する平均相対距離を示しているドットにより表わされている。

そして、各グループ（Ｖｒｉ、Ｖｘｊ）において、制動記録は再び、制動が誘発されたときの相対距離Ｄｒに基づいて１０等分にグループ化され、このようにして、「１０等分の１個ごとのグループ」（Ｖｒｉ、Ｖｘｉ、ｋ）が形成される。

１０等分のうちの１個「ｋ」は、例えば、グループ０～１０％、１０～２０％、．．．、９０～１００％にそれぞれ対応する、ｋ＝０～９のパラメータｋにより示すことができる。

（もちろん、評価に対して任意の粒度(granularity)を選択できる。例えば、１０等分ではなく、１００等分を選択できる）。

これらの１０等分されたものは、危険回避傾向がより弱い運転者（制動時の相対距離Ｄｒが短い）から、危険回避傾向がより強い運転者（制動時の相対距離Ｄｒが長い）の範囲の運転者の１０のグループ（１０等分のうちの１０個）の制動にそれぞれ対応している。

ｃ）ＶｘとＶｒの関数としてのＰＲＬのプロッティング
そして、ＰＲＬを、ホスト車両の速度Ｖｘおよび相対速度Ｖｒそれぞれの関数として表わしている曲線が描かれる（図６と図７）。例として、そのような曲線は、上記に提案した、例としてのＰＲＬ関数と、ＰａとＰｂの値に基づいて描かれている。

図６と図７においては、横軸はＶｘとＶｒそれぞれを表わし、縦軸はＰＲＬを表わしている。これらの図のそれぞれは、制動時のもっとも短い相対距離を有する１０等分のうちの９個に対応する９個の曲線を示している（逆に、最も慎重な運転者を表わしている１０等分のうちの１個（ｋ＝０）は表わされていない）。

図６と図７に基づくと、任意の所与の１０等分のうちの１個に対して、ＰＲＬの値は、横軸の値に関係なく、ほぼ一定であることに気付くことができる。

上記に提案された例としてのＰＲＬ関数はこの特徴を提示するので、これらのＰＲＬ関数は、制動データベースにより表わされる運転者としての、類似の運転行動を有する運転者に対する、知覚危険レベルＰＲＬの満足すべき評価を提供すると結論付けることができる。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
ホスト車両（１００）のための制御方法であって、
ａ）前記ホスト車両の速度Ｖｘ、先行車両（２００）と前記ホスト車両（１００）との間の相対速度Ｖｒ、および前記先行車両と前記ホスト車両との間の相対距離Ｄｒを取得するステップと、
ｂ）知覚危険レベル（ＰＲＬ）を、前記ホスト車両の前記速度Ｖｘ、前記相対速度Ｖｒ、前記相対距離Ｄｒ、および変数Ｖｘ＊ＶｒとＶｘ ² の少なくとも１つの関数として計算するステップと、
ｃ）前記ホスト車両の少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）の関数として制御するステップを含む、
制御方法。
〔態様２〕
ステップｂ）において、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）は、等式（１）に基づいて計算され、
（１） ＰＲＬ＝（Ｄｒ－Ｐｂ＊Ｖ）／（Ｐａ＊Ｖ）
ここにおいて、Ｐａ、Ｐｂは、５成分ベクトルであり、
Ｖ＝（１；Ｖｘ；Ｖｒ；Ｖｘ＊Ｖｒ；Ｖｘ ² ）である、態様１に記載の制御方法。
〔態様３〕
ＰａとＰｂは、下記の
Ｐａ＝（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５）
Ｐｂ＝（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５）
Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．１５
Ｐａ２／Ｐａ３＝－０．２３６±０．１２
Ｐａ３／Ｐａ４＝－８．２±４．１
Ｐａ４／Ｐａ５＝５．７２±２．７５
Ｐｂ１／Ｐｂ２＝１．８±０．９
Ｐｂ２／Ｐｂ３＝－３．９８±２
Ｐｂ３／Ｐｂ４＝－３２．６±１６．３
Ｐｂ４／Ｐｂ５＝１．７７±０．８９
ここにおいて、Ｐａ１、．．．Ｐａ５およびＰｂ１、．．．Ｐｂ５は実数であるという関係により結びつけられている、態様２に記載の制御方法。
〔態様４〕
Ｐａ＝（－０．０００９４±０．０００４７；－０．００３２±０．００１６；０．０１４±０．００７；－０．００１７±０．０００８５；－０．０００２９±０．０００１５）および
Ｐｂ＝（－４．５±２．２５；－２．５±１．２５；０．６２±０．３１；－０．０１９±０．００９；－０．０１１±０．００５５）である、態様２または３に記載の制御方法。
〔態様５〕
ステップｃ）において、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を制御することは、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）と所定の最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）との間の差の関数として制御することを含んでいる、態様１から４の何れか１態様に記載の制御方法。
〔態様６〕
ステップｃ）は、前記知覚危険レベルＰＲＬが所定の値（ＭＲＬ）を超えると、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）の中の少なくとも１つの運転アクチュエータを作動することを含んでいる、態様１から５の何れか１態様に記載の制御方法。
〔態様７〕
前記少なくとも１つの車両装置は、少なくとも１つのブレーキ（３６）および／または少なくとも１つの他の運転アクチュエータを含んでいる、態様１から６の何れか１態様に記載の制御方法。
〔態様８〕
非一時的コンピュータ読取り可能媒体に格納され、プロセッサ（２２）により実行されることに適しているコンピュータプログラムであって、プロセッサ（２２）により実行されると、態様１から７の何れか１態様に記載の前記制御方法を実行するように適合されている命令含んでいる、コンピュータプログラム。
〔態様９〕
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、態様１から７の何れか１態様の前記制御方法を実行させる命令を格納している、非一時的コンピュータ読取り可能媒体。
〔態様１０〕
ホスト車両（１００）のための自動化運転システム（１０）であって、
ａ）前記ホスト車両の速度Ｖｘ、先行車両（２００）と前記ホスト車両（１００）との間の相対速度Ｖｒ、および、前記先行車両と前記ホスト車両との間の相対距離Ｄｒを取得し、
ｂ）知覚危険レベル（ＰＲＬ）を、前記ホスト車両の前記速度Ｖｘ、前記相対速度Ｖｒ、前記相対距離Ｄｒ、およびパラメータＶｘ＊ＶｒとＶｘ ² の少なくとも１つの関数として計算し、
ｃ）前記ホスト車両の少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）の関数として制御するように構成されている電子制御ユニット（２０）を備えている、
自動化運転システム（１０）。
〔態様１１〕
前記制御ユニット（２０）は、
（１） ＰＲＬ＝（Ｄｒ－Ｐｂ＊Ｖ）／（Ｐａ＊Ｖ）
ここにおいて、Ｐａ、Ｐｂは、５成分ベクトルであり、
Ｖ＝（１；Ｖｘ；Ｖｒ；Ｖｘ＊Ｖｒ；Ｖｘ ² ）である等式（１）に基づいて、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）を計算するように構成されている、態様１０に記載の自動化運転システム（１０）。
〔態様１２〕
ＰａとＰｂは、下記の
Ｐａ＝（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５）
Ｐｂ＝（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５）
Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．１５
Ｐａ２／Ｐａ３＝－０．２３６±０．１２
Ｐａ３／Ｐａ４＝－８．２±４．１
Ｐａ４／Ｐａ５＝５．７２±２．７５
Ｐｂ１／Ｐｂ２＝１．８±０．９
Ｐｂ２／Ｐｂ３＝－３．９８±２
Ｐｂ３／Ｐｂ４＝－３２．６±１６．３
Ｐｂ４／Ｐｂ５＝１．７７±０．８９
ここにおいて、Ｐａ１、．．．Ｐａ５およびＰｂ１、．．．Ｐｂ５は実数であるという関係により結びつけられている、態様１１に記載の自動化運転システム（１０）。
〔態様１３〕
Ｐａ＝（－０．０００９４±０．０００４７；－０．００３２±０．００１６；０．０１４±０．００７；－０．００１７±０．０００８５；－０．０００２９±０．０００１５）および
Ｐｂ＝（－４．５±２．２５；－２．５±１．２５；０．６２±０．３１；－０．０１９±０．００９；－０．０１１±０．００５５）である、態様１１または１２に記載の自動化運転システム（１０）。
〔態様１４〕
前記電子制御ユニット（２０）は、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を制御するために、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）と所定の最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）との間の差の関数として制御するように構成されている、態様１０から１３の何れか１態様に記載の自動化運転システム（１０）。
〔態様１５〕
前記電子制御ユニット（２０）は、前記知覚危険レベルＰＲＬが所定の値（ＭＲＬ）を超えると、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）の中の少なくとも１つの運転アクチュエータを作動するように構成されている、態様１０から１４の何れか１態様に記載の自動化運転システム（１０）。
〔態様１６〕
前記少なくとも１つの車両装置は、少なくとも１つのブレーキ（３６）および／または少なくとも１つの他の運転アクチュエータを含んでいる、態様１０から１５の何れか１態様に記載の自動化運転システム（１０）。

Claims (14)

1. ホスト車両（１００）のための制御方法であって、
   ａ）前記ホスト車両の速度Ｖｘ、先行車両（２００）と前記ホスト車両（１００）との間の相対速度Ｖｒ、および前記先行車両と前記ホスト車両との間の相対距離Ｄｒを取得するステップと、
   ｂ）知覚危険レベル（ＰＲＬ）を、前記ホスト車両の前記速度Ｖｘ、前記相対速度Ｖｒ、前記相対距離Ｄｒ、および変数Ｖｘ＊ＶｒとＶｘ²の少なくとも１つの関数として計算するステップと、
   ｃ）前記ホスト車両の少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）の関数として制御するステップを含み、
   ステップｂ）において、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）は、等式（１）に基づいて計算され、
   （１） ＰＲＬ＝（Ｄｒ－Ｐｂ＊Ｖ）／（Ｐａ＊Ｖ）
   ここにおいて、Ｐａ、Ｐｂは、５成分ベクトルであり、
   Ｖ＝（１；Ｖｘ；Ｖｒ；Ｖｘ＊Ｖｒ；Ｖｘ²）である、
   制御方法。
2. ＰａとＰｂは、
   Ｐａ＝（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５）
   Ｐｂ＝（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５）
   Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．１５
   Ｐａ２／Ｐａ３＝－０．２３６±０．１２
   Ｐａ３／Ｐａ４＝－８．２±４．１
   Ｐａ４／Ｐａ５＝５．７２±２．７５
   Ｐｂ１／Ｐｂ２＝１．８±０．９
   Ｐｂ２／Ｐｂ３＝－３．９８±２
   Ｐｂ３／Ｐｂ４＝－３２．６±１６．３
   Ｐｂ４／Ｐｂ５＝１．７７±０．８９
   という関係を満たし、
   ここにおいて、Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５およびＰｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５は実数である、請求項１に記載の制御方法。
3. Ｐａ＝（－０．０００９４±０．０００４７；－０．００３２±０．００１６；０．０１４±０．００７；－０．００１７±０．０００８５；－０．０００２９±０．０００１５）および
   Ｐｂ＝（－４．５±２．２５；－２．５±１．２５；０．６２±０．３１；－０．０１９±０．００９；－０．０１１±０．００５５）である、請求項１または２に記載の制御方法。
4. ステップｃ）において、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を制御することは、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）と所定の最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）との間の差に基づいて制御することを含んでいる、請求項１から３の何れか１項に記載の制御方法。
5. ステップｃ）は、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）が前記所定の最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）を超えると、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）の中の少なくとも１つの運転アクチュエータを作動することを含んでいる、請求項４に記載の制御方法。
6. 前記少なくとも１つの車両装置は、少なくとも１つのブレーキ（３６）および／または少なくとも１つの他の運転アクチュエータを含んでいる、請求項１から５の何れか１項に記載の制御方法。
7. 非一時的コンピュータ読取り可能媒体に格納され、プロセッサ（２２）により実行されることに適しているコンピュータプログラムであって、プロセッサ（２２）により実行されると、請求項１から６の何れか１項に記載の前記制御方法を実行するように適合されている命令を含んでいる、コンピュータプログラム。
8. プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、請求項１から６の何れか１項の前記制御方法を実行させる命令を格納している、非一時的コンピュータ読取り可能媒体。
9. ホスト車両（１００）のための自動化運転システム（１０）であって、
   ａ）前記ホスト車両の速度Ｖｘ、先行車両（２００）と前記ホスト車両（１００）との間の相対速度Ｖｒ、および、前記先行車両と前記ホスト車両との間の相対距離Ｄｒを取得し、
   ｂ）知覚危険レベル（ＰＲＬ）を、前記ホスト車両の前記速度Ｖｘ、前記相対速度Ｖｒ、前記相対距離Ｄｒ、およびパラメータＶｘ＊ＶｒとＶｘ²の少なくとも１つの関数として計算し、
   ｃ）前記ホスト車両の少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）の関数として制御するように構成されている電子制御ユニット（２０）を備え、
   前記電子制御ユニット（２０）は、
   （１） ＰＲＬ＝（Ｄｒ－Ｐｂ＊Ｖ）／（Ｐａ＊Ｖ）
   ここにおいて、Ｐａ、Ｐｂは、５成分ベクトルであり、
   Ｖ＝（１；Ｖｘ；Ｖｒ；Ｖｘ＊Ｖｒ；Ｖｘ²）である等式（１）に基づいて、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）を計算するように構成されている、
   自動化運転システム（１０）。
10. ＰａとＰｂは、
    Ｐａ＝（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５）
    Ｐｂ＝（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５）
    Ｐａ１／Ｐａ２＝０．２９５±０．１５
    Ｐａ２／Ｐａ３＝－０．２３６±０．１２
    Ｐａ３／Ｐａ４＝－８．２±４．１
    Ｐａ４／Ｐａ５＝５．７２±２．７５
    Ｐｂ１／Ｐｂ２＝１．８±０．９
    Ｐｂ２／Ｐｂ３＝－３．９８±２
    Ｐｂ３／Ｐｂ４＝－３２．６±１６．３
    Ｐｂ４／Ｐｂ５＝１．７７±０．８９
    という関係を満たし、
    ここにおいて、Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４、Ｐａ５およびＰｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５は実数である、請求項９に記載の自動化運転システム（１０）。
11. Ｐａ＝（－０．０００９４±０．０００４７；－０．００３２±０．００１６；０．０１４±０．００７；－０．００１７±０．０００８５；－０．０００２９±０．０００１５）および
    Ｐｂ＝（－４．５±２．２５；－２．５±１．２５；０．６２±０．３１；－０．０１９±０．００９；－０．０１１±０．００５５）である、請求項９または１０に記載の自動化運転システム（１０）。
12. 前記電子制御ユニット（２０）は、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を制御するために、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）を、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）と所定の最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）との間の差に基づいて制御するように構成されている、請求項９から１１の何れか１項に記載の自動化運転システム（１０）。
13. 前記電子制御ユニット（２０）は、前記知覚危険レベル（ＰＲＬ）が前記所定の最大容認可能危険レベル（ＭＲＬ）を超えると、前記少なくとも１つの車両装置（３２、３４、３６、３８）の中の少なくとも１つの運転アクチュエータを作動するように構成されている、請求項１２に記載の自動化運転システム（１０）。
14. 前記少なくとも１つの車両装置は、少なくとも１つのブレーキ（３６）および／または少なくとも１つの他の運転アクチュエータを含んでいる、請求項９から１３の何れか１項に記載の自動化運転システム（１０）。

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