JP2017088161A - ラウンドアバウトで自動車の前後方向コントロール装置を作動させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のための改良された前後方向コントロール装置を提供する。【解決手段】ラウンドアバウト（環状交差点）で自動車の前後方向コントロール装置を作動させる方法であって、−ラウンドアバウトにおける自動車の位置を特定し、−ラウンドアバウトへの進入とラウンドアバウトからの退出のための方向転換との間では自動車の速度が本質的に一定に保持し、−ラウンドアバウトからの退出中に自動車の定義された加速を実施する。【選択図】図２

Description

本発明は、ラウンドアバウトで自動車の前後方向コントロール装置を作動させる方法に関する。さらに本発明は、自動車のための前後方向コントロール装置に関する。

公知の車間制御クルーズコントロール（英語adaptive cruise control, ACC）は、前後方向コントローラおよびオプションの左右方向コントローラと、場合によりその他のコントロール部材とを含む、自動車の半自動的なドライブモードを具体化するための自動車工学上のアシストシステムである。このような種類のシステムについて希望されるパラメータ、たとえば希望速度や先行車両との希望距離などは、たとえば自動車の調整レバーを通じて入力される。

上述したＡＣＣシステムにより、運転者を単純な走行課題から負担軽減させることができる。このシステムは、調整された希望速度に達するまで、先行して走る車両に追随する。先行する車両がないとき、このシステムは、運転者が調整した希望速度をとるように自動的に制御をする。カーブのときでも快適な走行挙動を保証するために、速度の穏やかな適合化によって最大の左右方向加速度が制限される。そのために走行ダイナミクスデータ（たとえばヨーレート、操舵角など）やナビゲーションデータから、カーブについて最大限可能な自動車の速度を決定することができ、この速度が適当な制御ストラテジーによって実際の車両速度に合わせて適合化される。

本発明の課題は、自動車のための改良された前後方向コントロール装置を提供することにある。

この課題は、第１の態様では、ラウンドアバウトで自動車の前後方向コントロール装置を作動させる方法によって解決され、この方法は次の各ステップを有している：
−ラウンドアバウトで自動車が位置特定され、
−ラウンドアバウトへの進入とラウンドアバウトからの退出ための方向転換との間では自動車の速度が本質的に一定に保持され、
−ラウンドアバウトからの退出中に自動車の定義された加速がなされる。

それにより、ラウンドアバウトでの人間による自動車の走行挙動をほぼ模倣した自動車の走行挙動が具体化されるという利点があり、それによって自動車の運転の快適段階が高まるという利点がある。

第２の態様では上記の課題は、次のものを有する、自動車のための前後方向コントロール装置によって解決される：
−ラウンドアバウトでの自動車の位置特定を具体化可能である位置特定デバイスと、
−自動車の速度をラウンドアバウトへの進入とラウンドアバウトからの退出のための方向転換との間で本質的に一定に保持可能であり、ラウンドアバウトからの退出中に自動車の定義された加速を生起可能である制御デバイス。

本方法の好ましい発展例は従属請求項の対象である。

本方法の１つの好ましい発展例は、ラウンドアバウトでの自動車の位置特定がデジタル式の地図データを用いて実行されることを意図している。このようにして、自動車の高い位置特定精度が提供されることがサポートされるという利点があり、それにより、本方法が特別に効率的に、かつ運転者にとって快適に実施される。

本方法の別の好ましい発展例では、ラウンドアバウトでの自動車の位置特定が自動車の検出されたセンサデータの評価によって実行されることが意図される。このようにして、デジタル式の地図データは提供されないが、そのようなケースでもラウンドアバウトからの退出時に、自動車の加速が定義されたとおりに増大され、それによって走行快適性を著しく高めることができる。

本方法の別の好ましい発展例では、センサデータは次のうち少なくとも１つに関わるものであることが意図される：自動車の操舵角、自動車のヨーレート、自動車の速度。このようにして、自動車のドライブモードのパラメータをラウンドアバウトでの位置特定のために利用することができる。このことは、通常すでに存在しているセンサ装置を用いて、技術的な追加コストなしに可能であるという利点がある。

本方法の別の好ましい発展例では、通行方向の認識が実行され、本方法は認識された通行方向に準じて実施されることが意図される。このようにして、左側通行のときでも右側通行のときでも、本方法が機能することが可能になるという利点がある。このような種類の実施形態は、特にアルゴリズムの正負記号の規定のような、単純なソフトウェア工学上の適合化手段によって可能であるという利点がある。

次に、複数の図面を参照しながら、上記以外の構成要件や利点も含めて、本発明について詳しく説明する。記載または図示されているすべての構成要件は、それ自体として、または任意の組合せの形で、本発明の対象物をなすものであり、特許請求の範囲やその引用における要約には左右されず、また、明細書ないし図面での文章表現ないし図面表現にも左右されない。図面は特に、本発明の要部をなす原理を明示することが想定されている。

開示されている方法構成要件は、開示されている対応する装置構成要件からも同様にもたらされ、この逆も成り立つ。このことは、特に、自動車の前後方向コントロール装置を作動させる方法に関わる構成要件、技術的な利点、および実施形態が、前後方向コントロール装置に関わる対応する実施形態、構成要件、および利点からも同様の仕様でもたらされ、その逆も成り立つことを意味している。

ラウンドアバウトでの自動車の従来式の加速の原理的な時間的推移である。 ラウンドアバウトでの自動車の加速度の原理的な時間的推移である。 本発明による方法の実施形態の原理的な手順である。 自動車のための本発明による前後方向コントロール装置の模式的な構造である。

従来技術に記載されているカーブでの従来式のコントロールは、通常、カーブのときや道を曲がるプロセスでは、どの速度領域においても非常に良好に機能する。

それに対してラウンドアバウトは問題になることがあり、ラウンドアバウトの走行は次の段階Ｐ１からＰ５を含んでいる：
Ｐ１ ラウンドアバウトへの進入（右側通行の場合：右カーブ）
Ｐ２ 方向転換（右側通行の場合：右カーブから左カーブへの方向転換）
Ｐ３ ラウンドアバウトでの走行（右側通行の場合：左カーブ）
Ｐ４ 方向転換（右側通行の場合：左カーブから右カーブへの方向転換）
Ｐ５ ラウンドアバウトからの退出（右側通行の場合：右カーブ）

図１には、ラウンドアバウトの上述した５つの段階Ｐ１．．．Ｐ５の時間ｔに対する目標加速度Ａ１の推移が、原理的に図示されている。時間ｔに対する実際加速度Ａ２の推移も、同じく図面にラウンドアバウトの段階Ｐ１．．．Ｐ５で図示されており、実際加速度Ａ２は、慣性や、前後方向コントロール装置（図示せず）の種々のコントロール不正確性を含んでいる。

図１の下側区域には、自動車の操舵角αが時間ｔに対して示されている。

ここに見られるとおり、段階Ｐ１，Ｐ３およびＰ５では、自動車の左右方向加速度が、車両速度の制限によって適合化される。段階Ｐ２およびＰ４ではステアリングが一時的に小さい操舵角を有し、ないしは直線走行を定義するので、自動車は従来式にこれらの段階Ｐ２，Ｐ４で加速される。このように、従来式の能動的なＡＣＣシステムでのラウンドアバウト走行は、段階Ｐ１，Ｐ３およびＰ５での減速と、段階Ｐ２およびＰ４での加速度の間の快適でない唐突な移行によって特徴づけられる。

特にラウンドアバウトでの、自動車の前後方向コントロール装置の改良された快適な運転挙動の具体化が提案される。

提案される方法により、自動車は、作動化したＡＣＣシステムによって快適にラウンドアバウトを通って走行することができるようになる。図２に原理的に示す目標加速度Ａ３（「ラウンドアバウトロジックによる目標加速度」）の推移は、特別に快適、かつ典型的な人間の走行挙動を踏襲するものとみなされる。

図２は、目標加速度Ａ１の従来式の推移に加えて、提案される方法の実施形態が時間ｔ１に対する目標加速度Ａ３に、次に説明するような作用を及ぼすことを原理的に示している：

ここに見られるとおり、段階Ｐ１では自動車の速度が制限される。

段階Ｐ２では、従来式のシステムとは異なり加速が行われるのではなく、自動車の速度が本質的に一定に保持される。

段階Ｐ３では、自動車の速度が制限され、ないしは一定に保持され、それにより結果的に段階Ｐ２およびＰ３では、すなわちラウンドアバウト走行全体を通じて、自動車の速度は本質的に一定に保持される。

段階Ｐ４では、自動車が定義されたとおりに加速される。

段階Ｐ５では、従来式のシステムとは異なり、自動車の速度が引き下げられるのではなく、少なくとも維持され、ないしは穏やかに加速される。つまりその結果、ラウンドアバウトから退出するための方向転換の時点およびラウンドアバウトから退出しているあいだ、自動車の穏やかな加速が実行される。

さらに図２には、コントロール不正確性とシステムの慣性を含めた目標加速度Ａ３の推移を表す、実際加速度Ａ２の推移も示されている。

次に、一例としての数値を用いて本発明を明瞭に説明する。ただし、これ以外の定義された数値も、前後方向コントロール装置の提案される運転特性の実現のために可能であるのは自明である。自動車により恒常的に２５ｋｍ／ｈで快適に通過することができるラウンドアバウトを想定する。さらに、ラウンドアバウトへの自動車の進入速度約３０ｋｍ／ｈを想定する。

従来技術によれば、ラウンドアバウトへの進入時には（段階Ｐ１）、自動車の速度が約２５ｋｍ／ｈに制限される。

方向転換のとき（段階Ｐ２）、自動車は再び約３０ｋｍ／ｈまで加速される。次いでラウンドアバウト走行中（段階３）、自動車の速度は約２５ｋｍ／ｈに制限される。退出中に再び２５ｋｍ／ｈまで減速され、次いで（段階ｐ５）最終的に再び希望速度まで加速される前に退出のために（段階４）、一時的に再び約３０ｋｍ／ｈまで加速がなされる。

ラウンドアバウトへの進入時（段階Ｐ１）、自動車の速度は２５ｋｍ／ｈまで引き下げられる。ラウンドアバウト走行全体（段階Ｐ２およびＰ３）のあいだ、この速度が維持される。退出のための方向転換のとき（段階Ｐ４）、自動車は加速され、退出時（段階Ｐ５）でさえあらためて減速されることはない。

本発明による前後方向コントロール装置と従来式の前後方向コントロール装置がどのように相違するかは、図２から良く見てとれる：

すなわち図２に見られるとおり、提案される挙動が目標加速度の従来式の推移に合致しない段階Ｐ２およびＰ５では、前後方向コントロール装置１００の運転特性が目標加速度の変更によって適合化される。

好ましい実施形態では、ナビゲーションシステムによって、すなわち前後方向コントロール装置１００のデジタル式の地図データによって、段階Ｐ１の開始と段階Ｐ５の終了が通知される。デジタル式の地図データが何らかの仕様で車両に存在していて、たとえば外部のデータ接続によって車両に伝送されれば十分であるのが好ましい。それにより、個々の段階Ｐ１．．．Ｐ５の間の移行を、走行ダイナミクス量（たとえばヨーレートや操舵角）の観察を参照して導き出すことができる。

別の変形例では、通行方向の認識を行い、提案される方法を通行方向に準じて実施することが可能であるのも好ましい。それにより、右側通行のときでも左側通行のときでも本方法を適用可能であるという利点がある。

別案では、本方法を全面的にデジタル式の地図材料なしで実施することが可能であるのも好ましく、この場合、車両センサ装置によってラウンドアバウトへの進入と、ラウンドアバウト内部での幾何学的位置だけが認識される。このことは、たとえばナビゲーションアプリケーションのないシステムで該当する場合があり、走行ダイナミクス量を参照して、ならびに場合により退出時の方向指示器の操作に基づいてのみ、ラウンドアバウト走行が認識される。ただしこのケースでは、前後方向コントロール装置１００の固有の反応は段階Ｐ５でのみ可能となる。これに先行する段階Ｐ１．．．Ｐ４では、デジタル式の地図材料なしには十分に確実にラウンドアバウトを前提とすることができないからである。したがってこのケースでは、段階Ｐ２での前後方向コントロール装置１００の固有の特性は除外される。

それにもかかわらずこの変形例でも、従来式のシステムに比べて明らかな改善を感じ取ることが可能である。大半のケースでは、段階Ｐ５が走行快適性にとって決定的な役割を果たすからである。

図３は、本発明による方法の実施形態の原理的な手順を示している。

ステップ２００で、ラウンドアバウトでの自動車の位置特定が実行される。

ステップ２１０では、ラウンドアバウトへの進入と、ラウンドアバウトからの退出のための方向転換との間で、自動車の速度の本質的な一定の保持が行われる。

ステップ２２０で、ラウンドアバウトからの退出中に自動車の定義された加速が行われる。

本方法の具体化はソフトウェアで行われるのが好ましく、それによって更新や改変が簡素化されるという利点がある。

図４は、前後方向コントロール装置１００の実施形態の大幅に簡略化した模式的なブロック図を示している。位置特定デバイス１０と制御デバイス２０を見ることができ、これらは、上に開示されている前後方向コントロール装置１００の運転特性を生起可能であるように、機能的に協働作用するように構成されている。

以上を要約すると、本発明により、ラウンドアバウトで自動車の前後方向コントロール装置をいっそう良好に快適に作動させる方法が提案される。

当業者は、本発明の要部から逸脱することなく、本発明の各構成要件を適切な仕様で改変し、および／または相互に組み合わせることができる。

１０ 位置特定デバイス
２０ 制御デバイス
１００ 前後方向コントロール装置

Claims (10)

1. ラウンドアバウトで自動車の前後方向コントロール装置（１００）を作動させる方法において、次の各ステップを有しており、すなわち、
   ラウンドアバウトで自動車が位置特定され、
   ラウンドアバウトへの進入とラウンドアバウトからの退出ための方向転換との間では自動車の速度が本質的に一定に保持され、
   ラウンドアバウトからの退出中に自動車の定義された加速がなされる方法。
2. ラウンドアバウトでの自動車の位置特定はデジタル式の地図データを用いて実行される
   る請求項１に記載の方法。
3. ラウンドアバウトでの自動車の位置特定は自動車の検出されたセンサデータの評価によって実行される
   請求項１または２に記載の方法。
4. 前記センサデータは次の各事項すなわち自動車の操舵角、自動車のヨーレート、自動車の速度のうち少なくとも１つに関わるものである
   請求項３に記載の方法。
5. 交通方向の認識が実行され、前記方法は認識された交通方向に準じて実施される
   請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
6. 自動車のための前後方向コントロール装置（１００）において、
   ラウンドアバウトでの自動車の位置特定を具体化可能である位置特定デバイス（１０）と、
   自動車の速度をラウンドアバウトへの進入とラウンドアバウトからの退出のための方向転換との間で本質的に一定に保持可能であり、ラウンドアバウトからの退出中に自動車の定義された加速を生起可能である制御デバイス（２０）とを有している
   前後方向コントロール装置。
7. 前記位置特定デバイス（１０）はデジタル式の地図データから供給を受けることを特徴とする
   請求項６に記載の前後方向コントロール装置（１００）。
8. 前記位置特定デバイス（１０）は自動車の評価されたセンサデータから供給を受ける
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の前後方向コントロール装置（１００）。
9. 請求項６から８のいずれか１項に記載の前後方向コントロール装置（１００）を有している
   自動車のためのＡＣＣコントロール装置。
10. 電子式のコントロールデバイス（１００）で進行するときに、またはコンピュータ読取可能なデータ記憶媒体で保存されたときに、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を実施するためのプログラムコードを備えているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。