DE102016115405A1

DE102016115405A1 - Steuerungsvorrichtung für die fahrt eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016115405A1
Application number: DE102016115405.9A
Authority: DE
Inventors: Yuichiroh TAMURA
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2036-08-20
Also published as: JP2017043255A; CN106476807A; US9783198B2; US20170057508A1; JP6027659B1; DE102016115405B4; CN106476807B

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung (100) für die Fahrt eines Fahrzeugs steuert einen Nachfolge-Fahrvorgang in Bezug auf ein Fahrzeug (C2), das vor einem betreffenden Fahrzeug (C1) fährt. Die Steuerungsvorrichtung weist eine Registriereinheit (102) für ein vorausfahrendes Fahrzeug auf, die bestimmt, ob ein vor dem betreffenden Fahrzeug (C1) vorhandenes Fahrzeug für eine Nachfolge-Fahrsteuerung in Betracht gezogen werden sollte, und wenn dies der Fall ist, dieses als vorausfahrendes Fahrzeug (C2) registriert. Eine Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit (103) berechnet die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) und speichert die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs als Referenzbreite (W0). Eine Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit (104) bestimmt eine zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) in Fahrzeugbreitenrichtung als Steuerungszielpunkt für den Nachfolge-Fahrvorgang und schätzt die zentrale Position auf der Basis der Referenzbreite (W0), um die geschätzte zentrale Position als Steuerungszielpunkt in einem Fall vorzugeben, in dem ein Teil des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) nicht detektiert wird.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für die Fahrt eines Fahrzeugs, die einen Nachfolgefahrvorgang in Bezug auf ein Fahrzeug steuert, das vor einem betreffenden Fahrzeug fährt.
2. Einschlägiger Stand der Technik
Bisher ist in Fahrzeugen, wie z.B. Kraftfahrzeugen, ein Nachfolgefahrsystem bekannt, um einem vor einem betreffenden Fahrzeug fahrenden, vorausfahrenden Fahrzeug nachzufolgen, wie dies in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2004-322 916 A offenbart ist. Bei dem einem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Nachfolge-Fahrsystem wird das vorausfahrende Fahrzeug mittels Radar oder einer Kamera aufgenommen, um eine Lenkung, ein Getriebe, einen Motor sowie eine Bremse des betreffenden Fahrzeugs automatisch zu steuern.
Diese Art eines Nachfolge-Fahrsystems hat in solchen Fällen Vorteile, wie z.B. beim Fahren auf einer Straße ohne jegliche Fahrspurlinien sowie ohne jegliche Fahrbahnmarkierungen auf einer Straßenoberfläche, und wenn ein Fahrzeugabstand zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug während der Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit, wie z.B. bei einem Verkehrsstau, geringer wird und dadurch ein Sichtfeld in Richtung nach vorn eingeschränkt wird und es dadurch schwierig wird, die Fahrbahnmarkierungen zu erkennen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Nachfolge-Fahrsystem wird im Allgemeinen ein Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs beobachtet, um eine Fahrortskurve zu berechnen, und eine zentrale Position des betreffenden Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung wird derart gesteuert, dass sie mit der berechneten Fahrortskurve übereinstimmt.
Wenn jedoch ein anderes Fahrzeug zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert, wird der Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs, der von dem betreffenden Fahrzeug detektiert werden kann, vermindert, so dass eine Möglichkeit entsteht, dass die zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung mit einem Versatz bzw. Offset gegenüber einer ursprünglichen Position erkannt wird.
Infolgedessen kann das betreffende Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug mit einer Abweichung gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgen, die dem Betrag des erkannten Offset entspricht.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist wünschenswert eine Steuerungsvorrichtung für die Fahrt eines Fahrzeugs anzugeben, die verhindern kann, dass ein betreffendes Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug mit einer Versetzung nachfolgend fährt, und zwar selbst dann, wenn ein anderes Fahrzeug zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert und dadurch ein Betrachtungssichtfeld in Bezug auf einen Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs während der dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrt eingeschränkt wird.
Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Steuerungsvorrichtung für die Fahrt eines Fahrzeugs, die einen Nachfolge-Fahrvorgang in Bezug auf ein Fahrzeug steuert, das vor einem betreffenden Fahrzeug fährt, das mit der Steuerungsvorrichtung für die Fahrzeugfahrt ausgestattet ist.
Die Steuerungsvorrichtung weist Folgendes auf:
eine Registriereinheit für ein vorausfahrendes Fahrzeug, die bestimmt, ob ein vor dem betreffenden Fahrzeug vorhandenes Fahrzeug für eine Nachfolge-Fahrsteuerung in Betracht gezogen werden sollte oder nicht und die das Fahrzeug, das für die Berücksichtigung bei der Nachfolge-Fahrsteuerung bestimmt worden ist, als vorausfahrendes Fahrzeug registriert; und
eine Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit, die die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis eines Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet und Information über die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs unter der Bedingung, dass keinerlei Hindernis zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug identifiziert wird, als Referenzbreite speichert.
Ferner besitzt die Steuerungsvorrichtung für die Fahrt eines Fahrzeugs eine Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit, die eine zentrale Position bzw. Mitte des vorausfahrenden Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung bestimmt, um die zentrale Position als Steuerungszielpunkt für den Nachfolge-Fahrvorgang vorzugeben, und die die zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der Basis der in der Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit für das vorausfahrende Fahrzeug gespeicherten Referenzbreite schätzt, um die geschätzte zentrale Position als Steuerungszielpunkt in einem Fall vorzugeben, in dem ein Teil des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs nicht detektiert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Konfigurationsdarstellung eines Fahrsteuerungssystems;
2 eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Bewegungsbetrags eines Fahrzeugs;
3 eine Ansicht zur Erläuterung einer Fahrortskurve eines vorausfahrenden Fahrzeugs;
4 eine Ansicht zur Erläuterung einer positionsmäßigen Relation zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und einem einscherenden Fahrzeug; und
5 ein Ablaufdiagramm einer Nachfolge-Fahrsteuerung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Wie unter Bezugnahme auf 1 ersichtlich, führt ein Fahrsteuerungssystem 10 für ein Fahrzeug, wie z.B. ein Kraftfahrzeug, eine Fahrsteuerung aus, die einen autonomen, automatischen Betrieb des Fahrzeugs beinhaltet. Das Fahrsteuerungssystem 10 ist gebildet aus einer Fahrsteuerungsvorrichtung 100 als Hauptkomponente, einer Fahrumgebungs-Erkennungsvorrichtung 20, einer Motorsteuerungsvorrichtung 30, einer Getriebesteuerungsvorrichtung 40, einer Bremssteuerungsvorrichtung 50, einer Lenkungssteuerungsvorrichtung 60 und dergleichen, die über einen Kommunikationsbus 150 miteinander gekoppelt sind, so dass ein fahrzeuginternes Netzwerk gebildet ist.
Die Fahrumgebungs-Erkennungsvorrichtung 20 beinhaltet verschiedene Vorrichtungen, wie z.B. eine bordeigene Kamera, ein Millimeterwellen-Radar oder ein Laser-Radar, die eine externe Umgebung um ein betreffendes Fahrzeug herum detektieren, eine Verkehrsinformations-Kommunikationsvorrichtung, die Verkehrsumgebungsinformation durch eine Infrastruktur-Kommunikation, wie z.B. eine Straße-an-Fahrzeug-Kommunikation oder eine Fahrzeug-an-Fahrzeug-Kommunikation ermittelt, sowie eine Navigationsvorrichtung, die die Position eines betreffenden Fahrzeugs misst, die gemessene Position mit Kennfelddaten abgleicht und einem Fahrer Fahrtrouten-Führungsinformation oder Verkehrsinformation bereitstellt. Bei dem vorliegenden Beispiel wird als Fahrumgebungs-Erkennungsvorrichtung 20 in erster Linie die Erkennung der Fahrumgebung durch eine bordeigene Kamera 1 und eine Bilderkennungsvorrichtung 2 beschrieben.
In dem Beispiel ist die Kamera 1 durch eine Stereokamera gebildet, die zwei Kameras 1a und 1b aufweist, die dasselbe Objekt aus verschiedenen Blickpunkten abbilden und bei denen es sich um Blendensynchronisationskameras handelt, die jeweils eine Abbildungsvorrichtung, wie z.B. eine CCD oder einen CMOS, aufweisen.
Diese Kameras 1a und 1b sind z.B. mit einer vorbestimmten Basislinienlänge in der Nähe eines Rückspiegels an der Innenseite einer Frontscheibe in einem oberen Bereich eines Fahrzeuginnenraums angeordnet.
Ein Paar aus einem linken und einem rechten Bild, die von der Kamera 1 aufgenommen werden, wird von der Bilderkennungsvorrichtung 2 verarbeitet. Die Bilderkennungsvorrichtung 2 ermittelt einen Pixelabweichungsbetrag (Parallaxe) von entsprechenden Positionen des linken und des rechten Bildes durch eine Stereoabgleichverarbeitung und wandelt den Pixelabweichungsbetrag in Helligkeitsdaten um, um ein Distanzbild zu generieren.
Ein Punkt in dem Distanzbild wird durch Koordinatenumwandlung in einen Punkt im realen Raum umgewandelt, und zwar unter Verwendung einer Fahrzeugbreitenrichtung, d.h. einer lateralen Richtung, des betreffenden Fahrzeugs als X-Achse, einer Fahrzeughöhenrichtung als Y-Achse sowie einer Fahrzeuglängsrichtung, d.h. einer Distanzrichtung, als Z-Achse. Fahrspurlinien bzw. Fahrbahnmarkierungen auf einer Straße, ein Hindernis sowie ein vor dem betreffenden Fahrzeug fahrendes Fahrzeug werden dreidimensional erkannt.
Die Motorsteuerungsvorrichtung 30 steuert einen Betriebszustand eines Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) auf der Basis von Signalen von verschiedenen Sensoren, die den Motorbetriebszustand detektieren, sowie von verschiedenartiger Steuerinformation, die über den Kommunikationsbus 150 übermittelt wird. Die Motorsteuerungsvorrichtung 30 führt eine Motorsteuerung aus, die in erster Linie eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündzeitsteuerung, eine Öffnungssteuerung einer elektronischen Drosselklappe beispielsweise auf der Basis einer Luftansaugmenge, einer Drosselklappenstellung, einer Motor-Kühlmitteltemperatur, einer Ansauglufttemperatur, einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, einem Kurbelwinkel, einer Gaspedalposition sowie weitere Fahrzeuginformation beinhaltet.
Die Getriebesteuerungsvorrichtung 40 steuert einen Hydraulikdruck, der einem Automatikgetriebe (nicht gezeigt) zuzuführen ist, auf der Basis von Signalen von Sensoren, die eine Schaltposition oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit detektieren, sowie verschiedenartiger Steuerinformation, die über den Kommunikationsbus 150 übermittelt wird, und steuert das Automatikgetriebe in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Getriebecharakteristik.
Die Bremssteuerungsvorrichtung 50 steuert Vierrad-Bremsvorrichtungen (nicht gezeigt) beispielsweise auf der Basis eines Bremsschalters, von Radgeschwindigkeiten von vier Rädern, einem Lenkradwinkel, einer Gierrate sowie weiterer Fahrzeuginformation, und zwar unabhängig von einer Bremsbetätigung durch einen Fahrer. Die Bremssteuerungsvorrichtung 50 berechnet einen hydraulischen Bremsdruck jedes Rads auf der Basis einer Bremskraft jedes Rads und führt eine Steuerung eines Antiblockier-Bremssystems oder einen Steuervorgang zum Verhindern von Schleudern aus.
Die Lenkungssteuerungsvorrichtung 60 steuert ein Hilfsdrehmoment, das von einem elektrischen Servolenkungsmotor (nicht gezeigt) erzeugt wird, der in einem Lenksystem des Fahrzeugs installiert ist, beispielsweise auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, des von dem Fahrer vorgegebenen Lenkmoments, des Lenkradwinkels, der Gierrate sowie weiterer Fahrzeuginformation.
Außerdem steuert die Lenkungssteuerungsvorrichtung 60 den Antrieb des elektrischen Servolenkungsmotors durch einen Lenkbetrag zum Folgen einer Fahrortskurve des vorausfahrenden Fahrzeugs bei dem dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrvorgang, das vor dem betreffenden Fahrzeug fährt, in Abhängigkeit von einer Anweisung von der Fahrsteuerungsvorrichtung 100.
Im Folgenden wird die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 beschrieben, bei der es sich um eine Hauptkomponente des Fahrsteuerungssystems 10 handelt. Die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 führt eine Fahrsteuerung eines Fahrtweges entlang einer Fahrspur des betreffenden Fahrzeugs sowie eine dem vorausfahrenden Fahrzeug folgende Nachfolge-Fahrsteuerung auf der Basis der von der Fahrumgebungs-Erkennungsvorrichtung 20 erkannten Fahrumgebung aus. Diese Fahrsteuerungen werden von einer Steuereinheit 101 ausgeführt, bei der es sich um eine wesentliche Komponente der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 handelt.
Wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug vor dem Fahrzeug aufgenommen wird, erkennt die Steuereinheit 101 die Fahrbahnmarkierungen der Straße, um die Fahrspur des betreffenden Fahrzeugs zu detektieren, und gibt den Fahrweg entlang der Fahrspur vor. Die Steuereinheit 101 führt die Fahrsteuerung mittels der Motorsteuerungsvorrichtung 30, der Getriebesteuerungsvorrichtung 40, der Bremssteuerungsvorrichtung 50 und der Lenkungssteuerungsvorrichtung 60 aus, so dass das Fahrzeug mit einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit auf dem Fahrweg fährt.
Wenn ein Sichtfeld nach vorn durch einen vorausfahrendes Fahrzeug eingeschränkt ist, beispielsweise bei einem Verkehrsstau, und die Fahrspurlinien der Straße nicht erkannt werden können, obwohl das vorausfahrende Fahrzeug vor dem betreffenden Fahrzeug aufgenommen wird, berechnet die Steuereinheit 101 die Fahrortskurve des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Die Steuereinheit 101 führt die Lenkungssteuerung mittels der Lenkungssteuerungsvorrichtung 60 aus, um eine Anpassung an die Fahrortskurve zu erzielen, und führt ferner die Nachfolge-Fahrsteuerung in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug mittels der Motorsteuerungsvorrichtung 30, der Getriebesteuerungsvorrichtung 40 und der Bremssteuerungsvorrichtung 50 aus.
Die Fahrortskurve des vorausfahrenden Fahrzeugs wird berechnet durch Ermitteln von Kandidatenpunkten einer Position des vorausfahrenden Fahrzeugs für jedes Einzelbild auf der Basis des Bewegungsbetrags des betreffenden Fahrzeugs pro Einzelbild des von der Kamera 1 aufgenommenen Bildes sowie Vorgeben einer Kurve, die an eine Punktegruppe der Kandidatenpunkte angenähert ist, als Fahrortskurve des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs wird ermittelt durch Ermitteln der zentralen Position bzw. Mitte des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs aus dem von der Kamera 1 aufgenommenen Bild sowie Vorgeben der zentralen Position als Kandidatenpunkte, die die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs angeben.
Insbesondere werden Bewegungsbeträge Δx und Δz zu einem betreffenden Fahrzeug C1' mit einer Einzelbildrate Δt (Zeit, die erforderlich ist, bis ein Einzelbild des aufgenommenen Bildes aktualisiert ist) auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit V eines betreffenden Fahrzeugs C1 und eines Gierwinkels θ berechnet, der aus einer Gierrate des betreffenden Fahrzeugs C1 ermittelt wird, und zwar anhand der nachfolgenden Gleichungen (1) und (2) nach Maßgabe einer in 2 veranschaulichten Relation. Δx = V·Δt·sinθ (1) Δz = V·Δt·cosθ (2).
Wie durch die nachfolgenden Gleichungen (3) und (4) veranschaulicht, wird nach Subtraktion der Bewegungsbeträge Δx und Δz des betreffenden Fahrzeugs von einem Kandidatenpunkt Pold (Xold, Yold) des vorausfahrenden Fahrzeugs, der in oder vor einem vorhergehenden Einzelbild detektiert worden ist, eine koordinierte Umwandlung in ein für das Fahrzeug festgelegtes Koordinatensystem (X', Z') in einem aktuellen Einzelbild ausgeführt, um Koordinaten eines Kandidatenpunks Ppre (Xpre, Ypre) des vorausfahrenden Fahrzeugs in dem aktuellen Einzelbild zu berechnen. Xpre = (Xold·Δx)·cosθ – (Zold·Δz)·sinθ (3) Zpre = (Zold·Δx)·sinθ + (Zold·Δz)·cosθ (4).
Beispielsweise wird eine Methode der kleinsten Quadrate bei der Punktegruppe von diesen Kandidatenpunkten zum Erzielen einer Kurve gemäß der nachfolgenden Gleichung (5) angewendet, und die Kurve wird als Fahrortskurve L des vorausfahrenden Fahrzeugs vorgegeben (siehe 3).
In der Gleichung (5) bezeichnet ein Koeffizient K1 eine Krümmungskomponente der Fahrortskurve, ein Koeffizient K2 bezeichnet eine Gierwinkelkomponente (eine Neigungskomponente der Fahrortskurve zu dem betreffenden Fahrzeug) der Fahrortskurve, und ein Koeffizient K3 bezeichnet eine Komponente einer horizontalen Position der Fahrortskurve zu dem betreffenden Fahrzeug. L = K1·Z2 + K2·Z + K3 (5).
Der Steuervorgang zum Folgen der Fahrortskurve des vorausfahrenden Fahrzeugs korrigiert den Lenkwinkel des betreffenden Fahrzeugs unter Verwendung der zentralen Position des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung als Zielpunkt und bestimmt die Fahrtrichtung des betreffenden Fahrzeugs.
Wenn ein anderes Fahrzeug (einscherendes Fahrzeug) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug einschert, wie dies in 4 veranschaulicht ist, wird aus diesem Grund ein Heckbereich eines vorausfahrenden Fahrzeugs C2, der von einem betreffenden Fahrzeug C1 wahrgenommen werden kann, von einem einscherenden Fahrzeug C3 verdeckt, und die Fahrzeugbreite W' des vorausfahrenden Fahrzeugs C2, die von dem betreffenden Fahrzeug C1 tatsächlich wahrgenommen werden kann, wird kleiner als die ursprüngliche Fahrzeugbreite (Referenzbreite W0) des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Infolgedessen kann die zentrale Position des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf eine ursprüngliche zentrale Position versetzt sein, und das betreffende Fahrzeug kann mit einer Abweichung um den Versetzungsbetrag fahren.
Zum Verhindern einer Fahrabweichung des betreffenden Fahrzeugs aufgrund des Erscheinens des einscherenden Fahrzeugs beinhaltet die Fahrsteuerungsvorrichtung 100, wie in 1 dargestellt, eine Registriereinheit 102 für ein vorausfahrendes Fahrzeug, eine Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit 103 für die Breite eines vorausfahrenden Fahrzeugs, sowie eine Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit 104 zusätzlich zu der Steuereinheit 101, bei der es sich um einen Hauptfunktionsbereich handelt.
Wenn ein anderes Fahrzeug aus dem von der Kamera 1 aufgenommenen Bild innerhalb eines vorgegebenen Bereichs vor dem betreffenden Fahrzeug erkannt wird, stellt die Registriereinheit 102 für ein vorausfahrendes Fahrzeug fest, ob es sich bei dem erkannten Fahrzeug um ein als Nachfolgefahrt-Zielobjekt aufzunehmendes vorausfahrendes Fahrzeug handelt oder nicht, und zwar in Abhängigkeit von einer relativen Position oder einer relativen Geschwindigkeit zwischen dem erkannten Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug.
Wenn das erkannte Fahrzeug als Zielobjekt für eine Nachfolgefahrt erkannt wird, registriert die Registriereinheit 102 das erkannte Fahrzeug als vorausgehendes Fahrzeug und übermittelt Information über das registrierte Fahrzeug zu der Steuereinheit 110, der Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit 103 für die Breite des vorausfahrenden Fahrzeugs sowie der Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit 104.
Darüber hinaus überwacht die Registriereinheit 102 für ein vorausfahrendes Fahrzeug den Einscherzustand des einscherenden Fahrzeugs auf der Basis der vorliegenden Fahrzeugbreite W des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von der nachfolgend noch zu beschreibenden Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit 103 berechnet wird, sowie der Referenzbreite W0 während des dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrvorgangs.
Wenn festgestellt wird, dass das Einscheren des einscherenden Fahrzeugs abgeschlossen ist, ändert die Registriereinheit 102 für ein vorausfahrendes Fahrzeug ein Lenkungssteuerungsziel des Nachfolge-Fahrvorgangs von dem aktuellen vorausfahrenden Fahrzeug auf das eingescherte Fahrzeug und ändert das als vorausfahrendes Fahrzeug registrierte Fahrzeug von dem aktuellen vorausfahrenden Fahrzeug auf das eingescherte Fahrzeug.
Ob der Einschervorgang des einscherenden Fahrzeugs abgeschlossen ist oder nicht, wird in Abhängigkeit davon bestimmt, ob die aus dem Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnete Fahrzeugbreite W von dem gespeicherten Referenzwert W0 um einen vorgegebenen Wert oder mehr abweicht oder nicht.
Insbesondere wird dann, wenn eine Differenz ΔW zwischen der Referenzbreite W0 des vorausfahrenden Fahrzeugs und der tatsächlich detektierten Fahrzeugbreite W oder ein Überlappungsverhältnis RL (Verhältnis eines Überlappungsbereichs des einscherenden Fahrzeugs mit der Referenzbreite W0 des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem einscherenden Fahrzeug größer wird als ein jeweiliger Schwellenwert, die Feststellung getroffen, dass die aus dem Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnete Fahrzeugbreite W von der gespeicherten Referenzbreite W0 um den vorgegebenen Wert oder mehr abweicht (der Einschervorgang des einscherenden Fahrzeugs ist abgeschlossen), und das vorausfahrende Fahrzeug wird durch das eingescherte Fahrzeug ersetzt.
Die Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit 103 für ein vorausfahrendes Fahrzeug berechnet eine Differenz zwischen einer rechten Endposition und einer linken Endposition des Heckbereichs des von der Registriereinheit 102 registrierten vorausfahrenden Fahrzeugs in einer X-Achsenrichtung als Fahrzeugbreite W des vorausfahrenden Fahrzeugs und speichert die Referenzbreite W0 des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Als Referenzbreite W0 wird z.B. ein zeitlicher Mittelwert von Differenzdaten in der Vergangenheit, wenn keinerlei Hindernis zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug identifiziert wird, ermittelt sowie in einem Speicher der Vorrichtung als Fahrzeugbreite des registrierten vorausfahrenden Fahrzeugs gespeichert. Die in dem Speicher gespeicherte Referenzbreite W0 wird bei jeder Registrierung des vorausfahrenden Fahrzeugs aktualisiert.
Die Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit 104 ermittelt die zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der Basis der Fahrzeugbreite W des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von der Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit 103 für ein vorausfahrendes Fahrzeug berechnet wird, gibt die ermittelte zentrale Position als Zielpunkt der Lenkungssteuerung während des Nachfolge-Fahrvorgangs vor und übermittelt den Zielpunkt an die Steuereinheit 101.
Die Steuereinheit 101 korrigiert den aktuellen Lenkwinkel durch die Lenkungssteuerungsvorrichtung, so dass die zentrale Position des betreffenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung mit dem Steuerungszielpunkt übereinstimmt, und steuert den dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrvorgang.
Die Lenkungssteuerung für den Steuerungszielpunkt wird in erster Linie durch eine Rückkopplungssteuerung bzw. eine Regelung auf der Basis einer Abweichung Δx zwischen der Position des betreffenden Fahrzeugs bei Fahrt mit dem aktuellen Lenkwinkel und dem Steuerungszielpunkt ausgeführt.
Beispielsweise werden, wie durch die nachfolgende Gleichung (6) veranschaulicht, ein Steuerungsbetrag auf der Basis der Krümmung K1 der Fahrortskurve des vorausfahrenden Fahrzeugs und ein Rückkopplungsbetrag einer Abweichung δyaw, damit der Gierwinkel des betreffenden Fahrzeugs mit der Gierwinkelkomponente K2 der Fahrortskurve übereinstimmen kann, zu einem Lenkbetrag addiert, der auf der Abweichung δx von dem Steuerungszielpunkt basiert, um einen Ziel-Lenkwinkel αref zu berechnen, und die Ansteuerung des elektrischen Servolenkungsmotors wird durch ein Ziellenkmoment gesteuert, um den Ziel-Lenkwinkel αref zu realisieren. αref = Gl·δx + Gff·K1 + Gy·δyaw (6).
Dabei bezeichnen:

G1: eine Rückkopplungs- bzw. Regelungs-Verstärkung an einer Abweichung zwischen der Position des betreffenden Fahrzeugs und dem Steuerungszielpunkt beim Fahren mit dem aktuellen Lenkwinkel,
Gff: eine vorwärts gerichtete Verstärkung bzw. Steuerungs-Verstärkung an der Krümmung der Fahrortskurve, und
Gy: eine Rückkopplungsverstärkung an einem relativen Gierwinkel zwischen der Fahrortskurve und dem betreffenden Fahrzeug.

Wenn ein anderes Fahrzeug zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem betreffenden Fahrzeug während des Nachfolge-Fahrvorgangs einschert und das eine Ende des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs aufgrund des einscherenden Fahrzeugs nicht mehr sichtbar ist, wird die von der Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit 103 berechnete und gespeicherte Referenzbreite W0 für das vorausfahrende Fahrzeug auf der Seite des sichtbaren anderen Endes angewendet, um einen durch das einscherende Fahrzeug blockierten, unsichtbaren Bereich zu schätzen.
Koordinaten einer ursprünglichen zentralen Position des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs werden aufgrund von Koordinaten der sichtbaren anderen Endseite und der Referenzbreite W0 geschätzt und als Steuerungszielpunkt vorgegeben. Infolgedessen wird selbst dann, wenn ein Teil des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs nicht detektiert werden kann, ein Fahrvorgang des betreffenden Fahrzeugs mit einer Abweichung gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug verhindert.
Wenn in diesem Fall, wie vorstehend beschrieben, die Größe des durch das einscherende Fahrzeug verdeckten Bereichs an dem Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs eine vorbestimmte Größe überschreitet, wird die Registrierung von dem aktuellen vorausfahrenden Fahrzeug auf das einscherende Fahrzeug als vorausfahrendes Fahrzeug geändert, und zwar unter der Annahme, dass der Einschervorgang abgeschlossen ist, und der Steuerungszielpunkt wird in Abhängigkeit von der Fahrzeugbreite des eingescherten Fahrzeugs vorgegeben.
Anschließend weist die Steuereinheit 100 die Lenkungssteuerungsvorrichtung 60 zum derartigen Korrigieren der Lenkung an, dass die zentrale Position des betreffenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung mit der zentralen Position des neuen vorausfahrenden Fahrzeugs (eingeschertes Fahrzeug) in der Fahrzeugbreitenrichtung übereinstimmt.
Als nächstes wird ein Programmablauf der einem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrsteuerung bei der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm der 5 erläutert.
Bei der dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrsteuerung wird als erstes in einem Schritt S1 überprüft, ob irgendein Fahrzeug, das innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vor dem betreffenden Fahrzeug aufgenommen und als vorausfahrendes Fahrzeug registriert ist, identifiziert wird oder nicht.
Wenn das als vorausfahrendes Fahrzeug registrierte Fahrzeug nicht identifiziert wird, verlässt die Verarbeitung den Ablauf, und wenn das als vorausfahrendes Fahrzeug registrierte Fahrzeug identifiziert wird, fährt der Ablauf mit einem Schritt S2 fort, in dem die Fahrzeugbreite W des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet wird und die Fahrzeugbreite W unter der Bedingung, dass keinerlei Hindernis zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug identifiziert wird, als Referenzbreite W0 gespeichert wird.
Anschließend fährt der Ablauf mit einem Schritt S3 fort, in dem die zentrale Position in der Fahrzeugbreitenrichtung aus der Fahrzeugbreite W des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt wird und die zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs während des Nachfolge-Fahrvorgangs als Steuerungszielpunkt vorgegeben wird.
Danach wird in einem Schritt S4 überprüft, ob das zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug einscherende Fahrzeug identifiziert wird oder nicht, und wenn das einscherende Fahrzeug nicht identifiziert wird, fährt der Ablauf mit einem Schritt S7 fort, und die Nachfolge-Fahrsteuerung, die die Lenkungssteuerung beinhaltet, wird derart ausgeführt, dass die zentrale Position des betreffenden Fahrzeugs mit dem Steuerungszielpunkt übereinstimmt.
Wenn dagegen das einscherende Fahrzeug zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug in dem Schritt S4 identifiziert wird, fährt der Ablauf von dem Schritt S4 mit einem Schritt S5 fort, und es wird überprüft, ob der Einschervorgang abgeschlossen ist oder nicht, und zwar in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Heckbereich des von dem einscherenden Fahrzeug verdeckten vorausfahrenden Fahrzeugs.
Insbesondere wird, wie vorstehend beschrieben, bestimmt, ob der Einschervorgang abgeschlossen ist oder nicht, in Abhängigkeit von der Differenz ΔW zwischen der Referenzbreite W0 des vorausfahrenden Fahrzeugs und der tatsächlich detektierten Fahrzeugbreite W, oder ob das Überlappungsverhältnis RL zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem einscherenden Fahrzeug größer wird als der jeweilige Schwellenwert oder nicht.
Wenn in dem Schritt S5 bestimmt wird, dass der Einschervorgang des einscherenden Fahrzeugs nicht abgeschlossen ist, fährt der Ablauf von dem Schritt S5 mit einem Schritt S6 fort, und die Koordinaten der ursprünglichen zentralen Position des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs werden auf der Basis von Koordinaten auf einer Endseite, die an dem Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs nicht von dem einscherenden Fahrzeug verdeckt ist, und der gespeicherten Referenzbreite W0 des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt sowie als Steuerungszielpunkt zurückgesetzt bzw. neu gesetzt.
Anschließend wird die die Lenkungssteuerung beinhaltende Nachfolge-Fahrsteuerung in dem Schritt S7 derart ausgeführt, dass die zentrale Position des betreffenden Fahrzeugs mit dem Steuerungszielpunkt übereinstimmt.
Wenn dagegen in dem Schritt S5 bestimmt wird, dass der Einschervorgang des einscherenden Fahrzeugs abgeschlossen ist, fährt der Ablauf von dem Schritt S5 mit einem Schritt S8 fort, und das einscherende Fahrzeug wird als das vorausfahrende Fahrzeug neu registriert, bei dem es sich um ein Zielobjekt für einen Nachfolge-Fahrvorgang handelt. Anschließend wird die Nachfolge-Fahrsteuerung in Bezug auf das neue vorausfahrende Fahrzeug ausgeführt, und zwar anhand der Berechnung der Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs (Schritt S2) sowie der Vorgabe des Steuerungszielpunkts (Schritt S3), wie dies vorstehend beschrieben wurde.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem vorliegenden Beispiel, selbst wenn ein anderes Fahrzeug zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert und dadurch das Betrachtungssichtfeld des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs während des Nachfolge-Fahrvorgangs eingeschränkt wird, wobei die zentrale Position des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung als Steuerungszielpunkt vorgegeben ist, die zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der Basis der gespeicherten Referenzbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs geschätzt, und der Steuerungszielpunkt wird neu gesetzt. Infolgedessen kann verhindert werden, dass das betreffende Fahrzeug mit einer Abweichung gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt.
Bezugszeichenliste

1: Kamera
1a: Kamera
1b: Kamera
2: Bilderkennungsvorrichtung
10: Fahrsteuerungssystem
20: Fahrumgebungs-Erkennungsvorrichtung
30: Motorsteuerungsvorrichtung
40: Getriebesteuerungsvorrichtung
50: Bremssteuerungsvorrichtung
60: Lenkungssteuerungsvorrichtung
100: Fahrsteuerungsvorrichtung
101: Steuereinheit
102: Registriereinheit für vorausfahrendes Fahrzeug
103: Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit für vorausfahrendes Fahrzeug
104: Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit
150: Kommunikationsbus
C1: betreffendes Fahrzeug
C2: vorausfahrendes Fahrzeug
C3: einscherendes Fahrzeug
W0: Referenzbreite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-322916 A [0002]

Claims

Steuerungsvorrichtung (100) für die Fahrt eines Fahrzeugs, die einen Nachfolge-Fahrvorgang in Bezug auf ein Fahrzeug (C1) steuert, das vor einem betreffenden Fahrzeug (C1) fährt, das mit der Steuerungsvorrichtung (100) für die Fahrzeugfahrt ausgestattet ist, wobei die Steuerungsvorrichtung Folgendes aufweist: – eine Registriereinheit (102) für ein vorausfahrendes Fahrzeug, die bestimmt, ob ein vor dem betreffenden Fahrzeug (C1) vorhandenes Fahrzeug (C2) für eine Nachfolge-Fahrsteuerung in Betracht gezogen werden sollte oder nicht und das Fahrzeug, das für die Berücksichtigung bei der Nachfolge-Fahrsteuerung bestimmt worden ist, als vorausfahrendes Fahrzeug (C2) registriert; – eine Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit (103), die die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) auf der Basis eines Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) berechnet und Information über die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) unter der Bedingung, dass keinerlei Hindernis zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug (C2) und dem betreffenden Fahrzeug (C1) identifiziert wird, als Referenzbreite (W0) speichert; und – eine Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit (104), die eine zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) in Fahrzeugbreitenrichtung bestimmt, um die zentrale Position als Steuerungszielpunkt für den Nachfolge-Fahrvorgang vorzugeben, und die die zentrale Position des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der Basis der in der Fahrzeugbreiten-Berechnungseinheit (103) für ein vorausfahrendes Fahrzeug gespeicherten Referenzbreite (W0) schätzt, um die geschätzte zentrale Position als Steuerungszielpunkt in einem Fall vorzugeben, in dem ein Teil des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) nicht detektiert wird.
Steuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei dann, wenn eine Endseite des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) in der Fahrzeugbreitenrichtung nicht detektiert werden kann, die Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit (104) die Referenzbreite (W0) bei der detektierten anderen Endseite in Anwendung bringt.
Steuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungszielpunkt-Vorgabeeinheit (104) einen zeitlichen Mittelwert der Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) unter der Bedingung, dass keinerlei Hindernis zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug (C2) und dem betreffenden Fahrzeug (C1) identifiziert wird, als Referenzbreite speichert.
Steuerungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dann, wenn die anhand des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs (C2) berechnete Fahrzeugbreite von der Referenzbreite (W0) um einen vorgegebenen Wert oder mehr aufgrund eines zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug (C2) und dem betreffenden Fahrzeug (C1) einscherenden anderen Fahrzeugs (C3) abweicht, die Registriereinheit (102) für ein vorausfahrendes Fahrzeug die Feststellung trifft, dass der Einschervorgang des anderen Fahrzeugs (C3) abgeschlossen ist, und die Registrierung des bei der Nachfolge-Fahrsteuerung zu berücksichtigenden Fahrzeugs von dem derzeitigen vorausfahrenden Fahrzeug (C2) auf das andere Fahrzeug (C3) ändert.