DE102017113511A1

DE102017113511A1 - Fahrzeugsteuergerät

Info

Publication number: DE102017113511A1
Application number: DE102017113511.1A
Authority: DE
Inventors: Maiko HIRANO; Kentaro Ichikawa; Hiromitsu Urano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2037-06-21
Also published as: JP2017226309A; US10308254B2; DE102017113511B4; JP6443403B2; US20170369077A1

Abstract

Vorgesehen ist ein Fahrzeugsteuergerät, das einen Fahrzustand des Fahrzeugs umschalten kann, wobei das Fahrzeugsteuergerät ein Schaltpedal, das ausgebildet ist weiter auf einer linken Seite des Fahrzeugs als ein Beschleunigungspedal und ein Bremspedal des Fahrzeugs vorgesehen zu sein; eine Einheit zum Erfassen eines Trittzustands, die ausgebildet ist, einen Trittzustand des Schaltpedals zu erfassen; und eine Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes, die ausgebildet ist, den Fahrzustand des Fahrzeugs in einen automatischen Fahrzustand, einen kooperativen Fahrzustand und einem manuellen Fahrzustand umzuschalten, wobei die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes ausgestaltet ist, den Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umzuschalten, wenn ein Treten des Schaltpedals durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands erfasst wird, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs der automatische Fahrzustand ist.

Description

Bezugnahme auf Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der ursprünglichen japanischen Patentanmeldung JP 2016-123560 A , die beim Japanischen Patentamt am 22. Juni 2016 eingereicht wurde; der vollständige Inhalt dieser Patentanmeldung gilt durch Rückbezug als hierin integriert.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugsteuergerät.
Hintergrund
Es gibt Fahrzeugsteuergeräte, die den Fahrzustand eines Fahrzeugs in einen automatischen Fahrzustand, einen kooperativen Fahrzustand und einen manuellen Fahrzustand umschalten können. In dem kooperativen Fahrzustand wird ein Fahrzeug sowohl durch die Fahrbetätigung des Fahrers als auch durch die Steuerung eines Systems gesteuert. Ein Fahrzeugsteuergerät, das einen solchen Fahrzustand umschalten kann, ist exemplarisch in der Beschreibung des US-Patentes US 8 527 199 B1 offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Hierbei ist es jedoch notwendig, sobald der Fahrzustand eines Fahrzeugs umgeschaltet wird, ein Vorhaben des Fahrers widerzuspiegeln. In dem Fahrzeugsteuergerät, das mit der Beschreibung des US-Patentes US 8 527 199 B1 offenbart ist, ist keine detaillierte Ausführung zu dem Umschalten zwischen den einzelnen Fahrzuständen gemacht. Ein Fahrer führt ebenfalls eine Fahrbetätigung in dem kooperativen Fahrzustand durch. Daher ist es bevorzugt, dass das Fahrzeugsteuergerät das Vorhaben zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand derart annehmen kann, dass kein Fall auftritt, bei dem eine Fahrbetätigung des Fahrers aufgrund einer Umschaltbetätigung in den kooperativen Fahrzustand gestört wird.
Demzufolge ist es gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Aufgabe, ein Fahrzeugsteuergerät vorzusehen, das das Vorhaben zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand annehmen kann, ohne dabei eine Fahrbetätigung des Fahrers zu stören.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsteuergerät vorgesehen, das einen Fahrzustand eines Fahrzeugs umschalten kann, wobei das Fahrzeug unter Verwendung eines auf Grundlage einer Fahrzeugumgebung und einem Fahrzeugzustand generierten Reiseplans oder unter Verwendung eines auf Grundlage einer Fahrzeugposition, der Fahrzeugumgebung, dem Fahrzeugzustand und von Karteninformationen generierten Reiseplans fährt, wobei das Fahrzeugsteuergerät aufweist: ein Schaltpedal, das ausgebildet ist, an einem weiter auf einer linken Seite des Fahrzeugs als ein Beschleunigungspedal und ein Bremspedal des Fahrzeugs gelegenen Platzabschnitt, an dem ein auf einem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzender Fahrer seine oder ihre Füße platziert, vorgesehen zu sein; eine Einheit zum Erfassen eines Trittzustands, die ausgebildet ist, einen Trittzustand des Schaltpedals zu erfassen; und eine Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes, die ausgebildet ist, den Fahrzustand des Fahrzeugs in einen automatischen Fahrzustand, in dem das Fahren des Fahrzeugs unter Verwendung des Reiseplans gesteuert wird, in einen kooperativen Fahrzustand, in dem das Fahrzeug durch Zusammenwirken einer Fahrbetätigung auf Grundlage des Reiseplans sowie eines Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers hinsichtlich einer Lenkbetätigung des Fahrzeugs und/oder einer Gas- oder Bremspedalbetätigung zum Fahren gebracht wird, und in einen manuellen Fahrzustand, in dem der Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers in dem Fahren des Fahrzeugs widergespiegelt wird, umzuschalten, wobei die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes ausgestaltet ist, den Fahrzustand des Fahrzeugs in den kooperativen Fahrzustand umzuschalten, wenn ein Treten oder Betätigen des Schaltpedals durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands erfasst wird, während der Fahrzustand des Fahrzeugs der automatische Fahrzustand ist.
In diesem Fahrzeugsteuergerät wird der Fahrzustand des Fahrzeugs von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet, wenn das Treten des Schaltpedals, das weiter zu einer linken Seite als das Beschleunigungspedal sowie das Bremspedal angeordnet ist, erfasst wird. Dies bedeutet, dass ein Fahrer das Schaltpedal unter Verwendung seines oder ihres linken Fußes, der nicht in der Fahrbetätigung (Betätigung des Beschleunigungspedals, Betätigung des Bremspedals und Betätigung der Lenkung) des Fahrzeugs involviert ist, tritt, sodass das Vorhaben zum Umschalten des Fahrzustandes an das Fahrzeugsteuergerät übergeben werden kann. Auf diese Weise kann das Fahrzeugsteuergerät das Vorhaben zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand akzeptieren, ohne dabei die Fahrbetätigung des Fahrers zu unterbrechen.
Die Einheit zum Erfassen des Trittzustands kann derart ausgebildet sein, dass sie ein Trittmaß (oder Trittbetrag) oder eine Trittkraft des Schaltpedals als den Trittzustand erfasst, und die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes kann ausgebildet sein, ein Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers in dem kooperativen Fahrzustand auf Grundlage des durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands erfassten Trittmaßes oder der Trittkraft des Schaltpedales zu ändern. In diesem Fall kann das Fahrzeugsteuergerät das Fahren/die Fahrt des Fahrzeugs steuern, indem es das Beeinflussungsmaß, das durch einen Fahrer in dem kooperativen Fahrzustand beabsichtigt ist, widerspiegelt.
Entsprechend eines Aspektes der vorliegenden Erfindung, ist es möglich, das Vorhaben zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand anzunehmen, ohne dabei die Fahrbetätigung des Fahrers zu stören.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Fahrzeugsteuergeräts entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektronische Steuereinheit (ECU) der 1 veranschaulicht.
3A und 3B sind Diagramme, die einen Aufbau eines Schaltpedals veranschaulichen.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Messergebnisses des Trittzustands des Schaltpedals einer Einheit zum Erfassen eines Trittzustandes veranschaulicht.
5 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem jeweiligen Fahrzustand, dem Trittmaß des Pedals und dem Beeinflussungsmaß, wenn die Fahrzustände umgeschaltet werden, veranschaulicht.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Reiseplanerzeugungsvorgangs veranschaulicht.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs des Umschaltens des Fahrzustandes eines Fahrzeugs von einem automatischen Fahrzustand in einen kooperativen Fahrzustand veranschaulicht.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs des Umschaltens des Fahrzustandes des Fahrzeugs von dem kooperativen Fahrzustand in einen manuellen Fahrzustand auf Grundlage der Fahrbetätigung des Fahrers veranschaulicht.
9 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Fahrzeugsteuergerätes entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine ECU der 9 veranschaulicht.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Trittzustandes des Schaltpedals veranschaulicht.
12 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem jeweiligen Fahrzustand, dem Pedalzustand, der Trittkraft des Pedals und dem Beeinflussungsmaß beim Umschalten der Fahrzustände veranschaulicht.
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs des Umschaltens des Fahrzustandes des Fahrzeugs von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung
Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Rückbezug auf die entsprechenden Zeichnungen beschrieben. Hierbei sind in Verbindung mit der Beschreibung der Zeichnungen dieselben Komponenten mit denselben Bezugsnummern sowie -zeichen benannt, weshalb der Kürze wegen die Beschreibung dieser Bestandteile nicht wiederholt wird.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Zunächst wird ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Fahrzeugsteuergerätes 100 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10 innerhalb des Fahrzeugsteuergerätes 100 der 1 veranschaulicht. Wie in 1 gezeigt, ist das Fahrzeugsteuergerät 100 in einem Fahrzeug V, wie einem Pkw, angebracht. Das Fahrzeugsteuergerät 100 weist einen externen Sensor 1, ein Global-Positionierungs-System(GPS)-Empfangseinheit 2, einen internen Sensor 3, eine Kartendatenbank 4, ein Schaltpedal 5, ein Navigationssystem 6, einen Aktuator 7, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 8 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10 auf.
Der externe Sensor 1 stellt eine Erfassungsvorrichtung dar, die eine externe Situation, die eine Umgebungsdaten des Fahrzeugs V widerspiegelt, erfasst. Der externe Sensor 1 weist zumindest ein Element aus der Gruppe einer Kamera, eines Radars und eines LIDAR (Light detection and ranging) auf.
Die Kamera ist eine Bilderfassungsvorrichtung, die die externe Situation des Fahrzeugs V abbildet. Die Kamera ist an der Rückseite der Windschutzscheibe des Fahrzeugs V angeordnet. Die Kamera übermittelt Bilddaten, die sich auf die externe Situation des Fahrzeugs V beziehen, an die ECU 10. Die Kamera kann eine Monokularkamera oder eine Stereokamera sein. Die Stereokamera weist zwei Bilderfassungseinheiten auf, die derart geneigt sind, dass sie eine binokulare Parallaxe reproduzieren. Bilddaten der Stereokamera weisen auch Tiefen-Richtungs-Daten auf.
Das Radar erfasst ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs V unter der Verwendung von Radiowellen. Die Radiowellen sind bspw. Millimeterwellen. Das Radar sendet Radiowellen zur Umgebung des Fahrzeugs V aus und empfängt Radiowellen, die von einem Objekt reflektiert werden, um damit das Objekt zu erfassen. Das Radar kann bspw. eine Entfernung oder eine Richtung hin zu dem Objekt als Objektdaten ausgeben. Das Radar gibt die erfassten Objektdaten an die ECU 10 aus.
Das LIDAR erfasst ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs V unter der Verwendung von Licht. Das LIDAR sendet zu der Umgebung des Fahrzeugs V Licht aus und empfängt Licht, das von einem Objekt reflektiert wird, um dadurch eine Distanz zu einem Reflektionspunkt zu messen und das Objekt zu erfassen. Das LIDAR kann bspw. eine Distanz oder eine Richtung hin zu dem Objekt als Objektdaten ausgeben. Das LIDAR gibt die erfassten Objektdaten an die ECU 10 aus. Die Kamera, das LIDAR und das Radar müssen jedoch nicht notwendigerweise redundant vorgesehen sein.
Die GPS-Empfangseinheit 2 empfängt ein Signal von drei oder mehr GPS Satelliten und erlangt Standortdaten, die die Position des Fahrzeugs V angeben. Die Standortdaten umfassen Breiten- und Längendaten. Die GPS-Empfangseinheit 2 gibt die gemessenen Positionsdaten des Fahrzeugs V an die ECU 10 aus. Statt der GPS-Empfangseinheit 2 können natürlich auch andere Mittel, die in dem Fahrzeug V vorhanden sind und die Breiten- und Längendaten spezifizieren können, verwendet werden.
Der interne Sensor 3 ist ein Detektor, der dem Fahrzustand des Fahrzeugs V entsprechende Daten sowie einer Fahrbetätigung des Fahrers des Fahrzeugs V entsprechende Daten erfasst. Der interne Sensor 3 weist zumindest einen Sensor aus der Gruppe eines Geschwindigkeitssensors, eines Beschleunigungssensors und eines Gierratensensors auf, um den Fahrzustand des Fahrzeugs V entsprechende Daten zu erfassen. Zusätzlich weist der interne Sensor 3 zumindest einen Sensor aus der Gruppe eines Beschleunigungspedalsensors, eines Bremspedalsensors und eines Lenksensors auf, um Fahrbetätigungsdaten zu erfassen.
Der Geschwindigkeitssensor ist ein Detektor, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs V erfasst. Als Geschwindigkeitssensor kann ein Radgeschwindigkeitssensor, der an dem Rad des Fahrzeugs V oder an einer Antriebswelle oder ähnlichem Bereich, der zusammen mit dem Rad dreht, angeordnet ist, vorgesehen sein, wobei der Geschwindigkeitssensor die Rotationsgeschwindigkeit des Rades erfasst. Der Geschwindigkeitssensor gibt Geschwindigkeitsdaten (Radgeschwindigkeitsdaten) einschließlich der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V an die ECU 10 aus.
Der Beschleunigungssensor kann ein Detektor sein, der die Beschleunigung des Fahrzeugs V erfasst. Der Beschleunigungssensor weist einen Längsbeschleunigungssensor, der die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs V erfasst, und einen Querbeschleunigungssensor, der die Querbeschleunigung des Fahrzeugs V erfasst, auf. Der Beschleunigungssensor gibt Beschleunigungsdaten einschließlich der Beschleunigung des Fahrzeugs V an die ECU 10 aus.
Der Gierratensensor ist ein Detektor, der eine Gierrate (Drehwinkelgeschwindigkeit) um die Vertikalachse des Mittelpunktes des Fahrzeugs V erfasst. Ein Gyrosensor kann als der Gierratensensor verwendet werden. Der Gierratensensor gibt Gierratendaten einschließlich der Gierrate des Fahrzeugs V an die ECU 10 aus.
Der Beschleunigungspedalsensor ist ein Detektor, der das Trittmaß/die Trittgröße/der Trittwert eines Beschleunigungspedals erfasst. Das Trittmaß des Beschleunigungspedals ist die Position (Pedalposition) des Beschleunigungspedals basierend auf einer vorbestimmten Position. Die vorbestimmte Position kann eine feste Position sein und kann eine Position sein, die durch einen vorbestimmten Parameter geändert wird. Der Beschleunigungspedalsensor ist an einem Wellenbereich des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs V angebracht. Der Beschleunigungspedalsensor gibt dem Trittmaß des Beschleunigungspedals entsprechende Betätigungsdaten an die ECU 10 aus. Demnach erfasst der Beschleunigungspedalsensor eine Pedalposition, in der sowohl eine Beschleunigungspedalbetätigung als auch eine Systemsteuerungseingabe reflektiert sind, wenn sich die Pedalposition des Beschleunigungspedals entsprechend einem Steuerungszielwert des Beschleunigungspedals, wie in einem nachfolgend beschriebenen Reiseplan enthalten ist, entlangbewegt. Andererseits erfasst der Beschleunigungspedalsensor eine der Beschleunigungspedalbetätigung entsprechende Pedalposition, wenn sich die Pedalposition des Beschleunigungspedals nicht entsprechend dem Steuerungszielwert des Beschleunigungspedals, wie er in dem nachfolgend beschriebenen Reiseplan enthalten ist, bewegt.
Der Bremspedalsensor ist ein Detektor, der das Trittmaß eines Bremspedals erfasst. Das Trittmaß des Bremspedals ist die Position (Pedalposition) des Bremspedals basierend auf einer vorbestimmten Position. Die vorbestimmte Position kann eine feste Position sein und eine Position sein, die durch einen vorbestimmten Parameter geändert wird. Der Bremspedalsensor ist an dem Wellenbereich des Bremspedals angebracht. Der Bremspedalsensor kann die Betätigungskraft des Bremspedals (wie die Trittkraft des Bremspedals oder den Druck eines Geberzylinders) erfassen. Der Bremspedalsensor gibt dem Trittmaß des Bremspedals entsprechende Betätigungsdaten an die ECU 10 aus. Demnach erfasst der Bremspedalsensor eine Pedalposition, in der sowohl die Bremspedalbetätigung als auch die Systemsteuerungseingabe reflektiert sind, wenn sich die Pedalposition des Bremspedals entsprechend einem Steuerungszielwert des Bremspedals, wie in dem nachfolgend beschriebenen Reiseplan enthalten, entlangbewegt. Andererseits erfasst der Bremspedalsensor eine der Bremspedalbetätigung entsprechende Pedalposition, wenn sich die Pedalposition des Bremspedals nicht entsprechend dem Steuerungszielwert des Bremspedals, wie er in dem nachfolgend beschriebenen Reiseplan enthalten ist, bewegt.
Der Lenksensor ist ein Detektor, der den Drehzustand der Lenkung erfasst. Der Messwert des Drehzustandes ist ein Lenkmoment oder ein Ruderwinkel/Lenkwinkel. Der Lenksensor ist an der Lenkwelle des Fahrzeugs V angeordnet. Der Lenksensor gibt Daten einschließlich des Lenkmoments oder des Lenkwinkels der Lenkung an die ECU 10 aus. Demnach erfasst der Lenksensor ein Lenkmoment oder einen Lenkwinkel, in denen jeweils sowohl die Lenkbetätigung als auch die Systemsteuerungseingabe reflektiert sind, wenn sich die Lenkung entsprechend einem Steuerungszielwert der Lenkung, wie in dem nachfolgend beschriebenen Reiseplan enthalten, dreht. Andererseits erfasst der Lenksensor ein der Lenkbetätigung entsprechendes Lenkmoment oder einen der Lenkbetätigung entsprechenden Lenkwinkel, wenn sich die Lenkung nicht entsprechend dem Steuerungszielwert der Lenkung, wie er in dem nachfolgend beschriebenen Reiseplan enthalten ist, dreht.
Die Kartendatenbank 4 ist eine Datenbank, die Kartendaten speichert. Die Kartendatenbank 4 ist innerhalb einer Festplatte (Hard Disk Drive/HDD) in dem Fahrzeug V ausgebildet. Die Kartendaten weisen Positionsdaten einer Straße, Daten (z. B. eine Kurve, den Typ linearer Anteile, oder die Krümmung der Kurve) einer Straßenform, Positionsdaten eines Kreuzungspunktes und eines Abzweigungspunktes, Positionsdaten eines Gebäudes, und ähnliches auf. Die Kartendatenbank 4 kann in einem Computer eines Gebäudes, wie einem Datenrechnungszentrum, das mit dem Fahrzeug V kommunizieren kann, gespeichert sein.
Das Schaltpedal 5 ist ein Pedal, das durch einen Fahrer des Fahrzeugs V getreten wird. Das Schaltpedal 5 ist an einem Platzierungsbereich, an dem ein Fahrer, der auf einem Fahrersitz sitzt, seine oder ihre Füße, innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs V platziert. Des Weiteren ist das Schaltpedal 5 in dem Platzierungsbereich weiter zu der linken Seite des Fahrzeugs V hin angeordnet als das Beschleunigungs- und das Bremspedal des Fahrzeugs V. Das bedeutet, dass das Schaltpedal 5 an einer Position angeordnet ist, die es gestattet, dass es durch einen Fahrer mittels seines oder ihres linken Fußes betätigbar ist.
3A und 3B sind Abbildungen, die einen Aufbau des Schaltpedals veranschaulichen. Wie in 3A dargestellt, kann das Schaltpedal 5 ein Pedal sein, das einen Arm 51 aufweist, dessen Grundendseite an einer Pedalhalterung drehbar aufgenommen ist, wobei dessen apikale Endseite durch einen Fahrer getreten wird. Zusätzlich, wie in 3B dargestellt, kann das Schaltpedal 5 auch ein Pedal sein, das einen Bodenbereich 52 aufweist, der heruntergedrückt wird, indem ein Fahrer drauf tritt.
Des Weiteren ist das Schaltpedal 5 mit einem Hubsensor 50 (2) ausgestattet, welcher Hubsensor den Trittzustand des Schaltpedals 5 erfasst. Dieser Hubsensor 50 kann ein Trittmaß erfassen, wenn das Schaltpedal 5 durch einen Fahrer getreten ist; zusätzlich kann der Hubsensor 50 erfassen, ob das Schaltpedal 5 getreten ist. Wenn das Schaltpedal 5 ein in 3A dargestelltes Pedal ist, gibt der Hubsensor 50 ein der Größe der Drehung (Größe des Hubs) des Arms 51 entsprechendes Signal als das Trittmaß des Schaltpedals 5 an die ECU 10 aus. Des Weiteren, wenn das Schaltpedal 5 ein in 3B dargestelltes Pedal ist, gibt der Hubsensor 50 ein der Größe des Drucks/Drückens (Größe des Hubs) des Bodenbereichs 52 entsprechendes Signal als das Trittmaß des Schaltpedals San die ECU 10 aus.
Das Navigationssystem 6 ist eine Vorrichtung, die für den Fahrer des Fahrzeugs V ein Leiten hin zu einem durch einen Fahrer des Fahrzeugs V auf einer Karte festgelegten Ziel durchführt. Das Navigationssystem 6 berechnet eine Reiseroute des Fahrzeugs V auf der Grundlage der Positionsdaten des Fahrzeugs V, wie sie durch die GPS-Empfangseinheit 2 sowie die Kartendaten der Kartendatenbank 4 berechnet worden sind. Die Route kann bspw. eine Route sein, in der die Fahrbahn des Fahrzeugs V innerhalb einer Vielzahl von Fahrbahnen spezifiziert ist. Das Navigationssystem 6 berechnet eine Zielroute von der Position des Fahrzeugs V aus hin zu einem Ziel und benachrichtigt einen Fahrer der Zielroute durch die Anzeige eines Displays und den Ton-/Soundausgang eines Lausprechers. Das Navigationssystem 6 gibt Daten über die Zielroute des Fahrzeugs V an die ECU 10 aus. Das Navigationssystem 6 kann Daten verwenden, die in einem Computer eines Gebäudes, wie eines Datenrechenzentrums, das mit dem Fahrzeug V kommunizieren kann, gespeichert sind. Alternativ kann auch ein Teil des Berechnens, das durch das Navigationssystem 6 durchgeführt wird, durch den Computer eines Gebäudes durchgeführt werden.
Der Aktuator 7 ist eine Vorrichtung, die die Fahrsteuerung des Fahrzeugs ausführt. Der Aktuator weist zumindest einen Motoraktuator, einen Bremsaktuator und einen Lenkaktuator auf. Der Motoraktuator steuert die Antriebskraft des Fahrzeugs V, indem er die Menge an Luft, die einem Motor zugeführt wird (bspw. durch Änderung einer Öffnung einer Drosselklappe), entsprechend einem Steuersignal von der ECU 10 verändert. In dem Fall, in dem das Fahrzeug V ein Hybridauto oder ein elektrisches Automobil ist, steuert der Motoraktor die Antriebskraft eines Motors als Motorleistungsquelle.
Der Bremsaktuator steuert ein Bremssystem gemäß einem Steuersignal von der ECU 10 und steuert eine Bremskraft, die auf das Rad des Fahrzeugs V übertragen wird. Als das Bremssystem kann ein hydraulisches Bremssystem eingesetzt werden. In dem Fall, in dem das Fahrzeug V ein regeneratives Bremssystem aufweist, kann der Bremsaktuator sowohl das hydraulische Bremssystem als auch das regenerative Bremssystem steuern. Der Lenkaktuator steuert gemäß dem Steuersignal von der ECU 10 den Antrieb eines Hilfsmotors, der ein Lenkmoment in einem elektromotorischen Leistungssteuersystem steuert. Dabei steuert der Lenkaktuator das Lenkmoment des Fahrzeugs V.
Die HMI 8 ist eine Schnittstelle zum Ausgeben und Empfangen von Daten zwischen einem Passagier (einschließlich eines Fahrers) des Fahrzeugs V und dem Fahrzeugsteuergerät 100. Die HMI 8 weist bspw. eine Anzeigetafel zum Anzeigen von Bilddaten an einen Passagier, einen Lautsprecher zum Ausgeben von Tönen, einen Bedienknopf oder ein Touch-Panel für einen Passagier, um eine Eingabebedienung durchzuführen, oder ähnliches auf. Wie in 2 dargestellt, weist die HMI 8 einen Ein-/Aus-Schalter 80 für ein automatisches Fahren auf, der eine Eingabeeinheit ausbildet, die einen Bedienbefehl eines Fahrers zum Starten des automatischen Fahrens eingibt. Der Ein-/Aus-Schalter 80 für das automatische Fahren kann so ausgestaltet sein, dass ein Fahrer einen Bedienbefehl zum Beenden des automatischen Fahrens eingeben kann. Wenn ein zum Starten oder Beenden des automatischen Fahrens entsprechender Bedienbefehl durch einen Fahrer umgesetzt wird, gibt der Ein-/Aus-Schalter 80 für das automatische Fahren Daten, die den Start des automatischen Fahrens oder das Ende des automatischen Fahrens angeben, an die ECU 10 aus. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass die Eingabeeinheit nicht auf einen Schalter beschränkt ist und prinzipiell jede andere Einheit sein kann, die so weit als die Einheit dient, die Daten auf Grundlage des Befehls/der Absicht des Fahrers zum Start oder Beenden des automatischen Fahrens erfassen kann. Beispielsweise kann die Eingabeeinheit ein Knopf zum Starten des automatischen Fahrens, ein Knopf zum Beenden des autonomischen Fahrens oder ähnliches sein und kann ein Abbildungsobjekt eines Schalters oder eines Knopfes sein, das an einem Bildschirm, der durch einen Fahrer bedienbar ist, angezeigt ist. Die HMI 8 kann Daten an einen Passagier unter der Verwendung eines mobilen Daten-Terminals, das kabellos verbunden ist und eine Eingabebetätigung durch einen Passagier unter Verwendung eines mobilen Daten-Terminals erhalten kann, aussenden.
Die in den 1 und 2 dargestellte ECU 10 steuert das automatische Fahren des Fahrzeugs V. Die ECU 10 ist eine elektronische Steuereinheit aufweisend eine Central Processing Unit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM), und ähnliches. In der ECU 10 wird ein Programm, das in der ROM gespeichert ist, auf die RAM geladen und durch die CPU ausgeführt, um somit verschiedene Arten von Steuerungen umzusetzen. Die ECU 10 kann durch eine Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten gebildet sein.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, weist die ECU 10 eine Einheit zum Erkennen der Fahrzeugposition 11, eine Einheit zum Erkennen der externen Situation 12, eine Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13, eine Reiseplangenerierungseinheit 14, eine Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15, eine Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 und eine Einheit zum Umschalten des Fahrzustands 17 auf.
Die Einheit zum Erkennen der Fahrzeugposition 11 erkennt die Position des Fahrzeugs V auf einer Karte (nachfolgend als die „Fahrzeugposition” bezeichnet) auf der Grundlage der Positionsdaten des Fahrzeugs V, wie sie durch die GPS-Empfangseinheit 2 und die Kartendaten der Kartendatenbank 4 erhalten werden. Insbesondere kann die Einheit zum Erkennen der Fahrzeugposition 11 eine Fahrzeugposition erlangen und erkennen, wie sie in dem Navigationssystem 6 von dem Navigationssystem 6 verwendet wird. Wenn die Fahrzeugposition des Fahrzeugs V durch einen außerhalb angeordneten Sensor, bspw. einem auf einer Straße angeordneten Sensor, erfasst werden kann, kann die Einheit zum Erkennen der Fahrzeugposition 11 die Fahrzeugposition von diesem Sensor mittels einer Datenverbindung/Kommunikation erlangen.
Die Einheit zum Erkennen der externen Situation 12 erkennt die externe Situation (Umgebungsbedingungen) des Fahrzeugs V auf der Grundlage eines Messergebnisses des externen Sensors 1. Das Messergebnis weist bspw. Bilddaten einer Kamera, Hindernisdaten eines Radarsensors oder ähnliche auf. Die externe Situation kann bspw. die Position einer weißen Linie einer Fahrspur oder die Position und die Straßenbreite der Spurmitte relativ zu dem Fahrzeug V und die Form einer Straße aufweisen. Die Form einer Straße kann bspw. die Krümmung einer Fahrspur, die effektiv von dem externen Sensor 1 wahrnehmbare Neigungsänderung einer Straßenoberfläche, Welligkeit oder ähnliches sein. Des Weiteren kann die externe Situation auch die Situation von Objekten, wie Hindernissen in der Nachbarschaft/Umgebung des Fahrzeugs V sein. Die Situation eines Objektes kann bspw. Daten zum Unterscheiden zwischen einem festen Hindernis und einem beweglichen Hindernis, die Position eines Hindernisses relativ zu dem Fahrzeug V, die Bewegungsrichtung eines Hindernisses relativ zu dem Fahrzeug V, die relative Geschwindigkeit eines Hinweises relativ zu dem Fahrzeug V oder ähnliches sein.
Die Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13 erkennt den Fahrzustand des Fahrzeugs V (Zustand des Fahrzeugs) auf der Grundlage des Messergebnisses des internen Sensors 3. Das Messergebnis des internen Sensors 3 weist Geschwindigkeitsdaten des Geschwindigkeitssensors, Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors, Gierratendaten des Gierratensensors oder ähnliches auf. Daten, die den Fahrzustand des Fahrzeugs V angeben, umfassen eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Beschleunigung oder eine Gierrate.
Die Reiseplangenerierungseinheit 14 generiert einen Reiseplan, der verwendet wird, wenn das Fahren/Reisen des Fahrzeugs V gesteuert wird und gibt den generierten Reiseplan an die Einheit zum Umschalten des Fahrzustands 17 aus. Um den Reiseplan zu generieren, generiert die Reiseplangenerierungseinheit 14 einen Kurs des Fahrzeugs V auf der Grundlage einer Zielroute, die durch das Navigationssystem 6 berechnet wird, einer Fahrzeugposition, die durch die Einheit zum Erkennen der Fahrzeugposition 11 erkannt wird, des Fahrzustands des Fahrzeugs V, wie sie durch die Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13 erkannt wird, und der externen Situation des Fahrzeugs V, wie sie durch die Einheit zum Erkennen der externen Situation 12 erkannt wird. Der Kurs ist eine Bahn, entlang welcher das Fahrzeug V auf der Zielroute fährt. Die Reiseplangenerierungseinheit 14 generiert einen Kurs derart, dass das Fahrzeug V in einem Zustand fährt, der es gewährleistet, dass ein Kriterium, wie Sicherheit, gesetzliche Vorgaben oder Wirtschaftlichkeit des Reisens entlang der Zielroute eingehalten werden. Des Weiteren generiert die Reiseplangenerierungseinheit 14 einen Kurs des Fahrzeugs V so, dass ein Kontakt mit einem Objekt, auf Grundlage der Situation eines Objekts in der Nachbarschaft des Fahrzeugs V, vermieden wird.
Hierbei wird darauf hingewiesen, dass die beschriebene Zielroute der vorliegenden Beschreibung auch eine Zielroute umfasst, die automatisch auf der Grundlage der externen Situationen oder der Kartendaten, wenn keine explizite Auswahl eines Ziels durch einen Fahrer ausgeführt wird, erzeugt wird, wie bspw. eine Zielroute entlang einer Straße gemäß einer „Fahrhilfsvorrichtung”, wie sie im japanischen Patent JP 5382218 B2 ( WO 2011/158 347 A1 ) offenbart ist, oder einer „automatischen Fahrvorrichtung”, wie sie in der japanischen Patentanmeldung JP 2011-162132 A offenbart ist.
Die Reiseplangenerierungseinheit 14 generiert einen dem generierten Kurs entsprechenden Reiseplan. Dies bedeutet, dass die Reiseplangenerierungseinheit 14 einen Reiseplan entlang der Zielroute generiert, welche Zielroute zuvor auf einer Karte auf Grundlage von zumindest der Position des Fahrzeugs V, der externen Situation, die die Umgebungsdaten des Fahrzeugs V darstellt, der Fahrzustand des Fahrzeugs V und die Kartendaten der Kartendatenbank 4 ausgewählt ist. Die Reiseplangenerierungseinheit 14 generiert einen Reiseplan, der Sätze aufweist, die aus zwei Bestandteilen, nämlich einer Zielposition p in einem an dem Fahrzeug V befestigten Koordinatensystem mit dem Kurs des Fahrzeugs V sowie einer Zielgeschwindigkeit v an der Zielposition, mit einer Vielzahl an Koordinatenkonfigurationen (p, v), bestehen. Jede Vielzahl an Zielpositionen p weist zumindest eine x-Koordinate oder eine y-Koordinate in einem an dem Fahrzeug V befestigten Koordinatensystem oder äquivalente Daten hierzu auf. Dies bedeutet, dass der Reiseplan Daten aufweisen kann, die das Verhalten des Fahrzeugs V angeben, und nicht auf einen Plan mit Konfigurationskoordinaten beschränkt ist. Der Reiseplan kann anstatt der Zielgeschwindigkeit v eine Zielzeit t als das Verhalten des Fahrzeugs V angebende Daten aufweisen; auch kann der Reiseplan Daten in Bezug auf die Orientierung des Fahrzeugs V in der Zielzeit t und die Pünktlichkeit aufweisen.
Prinzipiell reicht es auch aus, wenn der Reiseplan Daten aufweist, die einen ungefähren Plan zwischen der momentanen Zeit und der zukünftigen Zeit innerhalb weniger Sekunden angeben. Jedoch können in Abhängigkeit einer Situation, wie einem Rechts-Abbiegen an einem Kreuzungspunkt oder einem Vorbeifahren des Fahrzeugs V, auch Daten erforderlich sein, die einen Plan über mehrere Dekaden von Sekunden angeben. Unter der Annahme eines solchen Falls, kann die Anzahl von Konfigurationskoordinaten des Reiseplans variabel gestaltet sein, wobei auch eine Distanz zwischen den Konfigurationskoordinaten ebenfalls variabel gestaltet sein kann. Des Weiteren kann eine benachbart zueinander angeordnete Konfigurationskoordinaten miteinander verbindende Kurve unter Verwendung einer Spline-Funktion oder ähnlichem geschätzt werden und Parameter der geschätzten Kurve können für den Reiseplan eingesetzt werden. Ein Verfahren zum Generieren eines Reiseplans kann ein Verfahren sein, das das Verhalten des Fahrzeugs V angibt, wobei jedes bekannte Verfahren eingesetzt werden kann.
Wenn das Fahrzeugsteuergerät 100 ein Fahrzeug steuert, weist der Reiseplan bspw. einen Zielsteuerungswert auf. Beispielsweise kann der Reiseplan durch Daten umgesetzt werden, die eine Veränderung angeben, wie die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Verzögerung, und das Lenkmoment der Lenkung des Fahrzeugs V, wenn das Fahrzeug V auf einem Kurs entlang der Zielroute fährt. Dies bedeutet, dass der Reiseplan das Geschwindigkeitsmuster, das Beschleunigungs- und verzögerungsmuster und das Lenkmomentmuster des Fahrzeugs V aufweisen kann. Alternativ kann der Reiseplan aus Daten umgesetzt werden, die Veränderungen des Steuerungszielwertes des Beschleunigungspedals und des Steuerungszielwertes des Bremspedals anstelle des Geschwindigkeitsmusters und des Beschleunigungs- und verzögerungsmusters des Fahrzeugs V aufweisen. Die Reiseplangenerierungseinheit 14 kann einen Reiseplan derart generieren, dass eine Reisezeit (Zeit, die das Fahrzeug V benötigt, um das Ziel zu erreichen) am kürzesten wird.
Das Geschwindigkeitsmuster bezieht sich auf Daten, die durch Zielgeschwindigkeiten festgelegt werden, wobei die Zielgeschwindigkeiten wiederum in Zusammenhang mit einer Zeit als Zielsteuerungspositionen, die in einem bestimmten Intervall (bspw. je 1 m) entlang eines Kurses gesetzt werden, umgesetzt sind. Das Beschleunigungs- und Verzögerungsmuster bezieht sich auf Daten, die durch Zielbeschleunigungen und -verzögerungen festgelegt werden, wobei die Zielbeschleunigungen und -verzögerungen wiederum in Zusammenhang mit einer Zeit als Zielsteuerungspositionen, die in einem bestimmten Intervall (bspw. je 1 m) entlang eines Kurses gesetzt werden, umgesetzt sind. Das Lenkmuster bezieht sich auf Daten, die durch Ziellenkmomente festgelegt werden, wobei die Ziellenkmomente wiederum in Zusammenhang mit einer Zeit als Zielsteuerungspositionen, die in einem bestimmten Intervall (bspw. je 1 m) entlang eines Kurses gesetzt werden, umgesetzt sind. Die Daten, die Veränderungen des Zielsteuerungswertes des Beschleunigungspedals und des Zielsteuerungswertes des Bremspedals angeben, beziehen sich auf Daten, die durch Pedalpositionen, die in einem bestimmten Intervall (bspw. je 1 m) entlang eines Kurses gesetzt werden, festgelegt sind.
Die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15 erfasst den Trittzustand des Schaltpedals 5 auf der Grundlage eines Messergebnisses des Hubsensors 50. Insbesondere erfasst die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15, ob das Schaltpedal getreten ist, sowie das Trittmaß des Schaltpedals 5. Die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 gibt den erfassten Trittzustand des Schaltpedals 5 an die Einheit zum Umschalten des Fahrzustands 17 aus.
Hierzu ist in 4 ein Beispiel mehrerer durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 erfasster Messergebnisse des Trittzustandes des Schaltpedals 5 veranschaulicht. In dem in 4 dargestellten Beispiel beginnt das Treten des Schaltpedals 5 durch einen Fahrer zum Zeitpunkt t1, wobei des Weiteren das Treten des Schaltpedals 5 zum Zeitpunkt t2 beendet wird. Dies bedeutet, dass das Schaltpedal 5 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 durch einen Fahrer getreten wird. In diesem Fall wird ein Signal entsprechend dem Trittmaß des Schaltpedals 5 durch den Hubsensor 50 ausgegeben. Auf ähnliche Weise wird das Treten des Schaltpedals 5 durch einen Fahrer zum Zeitpunkt t3 begonnen und das Treten des Schaltpedals 5 zum Zeitpunkt t4 beendet. Dies bedeutet, dass das Schaltpedal 5 durch einen Fahrer zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 getreten wird. Zusätzlich wird das Treten des Schaltpedals 5 durch einen Fahrer zum Zeitpunkt t5 begonnen und das Treten des Schaltpedals 5 zum Zeitpunkt t6 beendet. Dies bedeutet, dass das Schaltpedal 5 durch einen Fahrer zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 getreten wird.
Die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 erlangt Fahrbetätigungsdaten, die einer Fahrbetätigung des Fahrers entsprechende Daten auf Grundlage des Messergebnisses des internen Sensors 3 betreffen. Beispielsweise erlangt die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 die Werte der Lenkbetätigung, der Beschleunigungsbetätigung und der Bremsbetätigung des Fahrzeugs V in Form der Fahrbetätigungsdaten.
Die Lenkbetätigung ist bspw. eine Drehbetätigung eines Lenkrades, wie sie durch einen Fahrer umgesetzt wird. Dies bedeutet, dass die Fahrbetätigungsdaten, die sich auf die Lenkbetätigung beziehen, den Betätigungswert (Lenkmoment oder Lenkwinkel) des Lenkrades umfassen. Wenn die Lenkung des Fahrzeugs V entsprechend dem in dem Reiseplan enthalten Steuerungszielwert (Ziellenkmoment oder Ziellenkwinkel) der Lenkung dreht, ermittelt die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 einen Unterschied zwischen dem Drehzustandsmesswert der Lenkung des Fahrzeugs V, wie er durch den Lenksensor erfasst wird, und dem Steuerungszielwert der Lenkung, wie er in dem Reiseplan enthalten ist und durch die Reiseplangenerierungseinheit 14 generiert wurde, als den Lenkbetätigungsbetrag. Da eine Abweichung zwischen dem Steuerungszielwert und dem Drehzustandsmesswert möglicherweise erfasst werden kann, kann der zuvor bezeichnete Unterschied bspw. ein Unterschied zwischen dem Differenzwert des Drehzustandsmesswertes und dem Differenzwert des Steuerungszielwertes sein. Andererseits, wenn die Lenkung nicht entsprechend des in dem Reiseplan enthaltenen Steuerungszielwertes der Steuerung verdreht wird, ermittelt die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 den durch den Lenksensor gemessenen Drehzustandsmesswert der Lenkung des Fahrzeugs V als den Lenkbetätigungsbetrag. In jedem Fall kann die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 den absoluten Wert eines Betätigungsbetrags des Fahrers erlangen.
Die Beschleunigungsbetätigung ist bspw. eine Trittbetätigung des Beschleunigungspedals, wie sie durch einen Fahrer umgesetzt wird. Dies bedeutet, dass die Fahrbetätigungsdaten, die sich auf die Beschleunigungsbetätigung beziehen, dem Betätigungsbetrag (Trittmaß) des Beschleunigungspedals entsprechende Daten aufweisen. Die Bremsbetätigung ist bspw. eine Trittbetätigung des Bremspedals, wie sie durch einen Fahrer umgesetzt wird. Dies bedeutet, dass die Fahrbetätigungsdaten, die sich auf die Bremspedalbetätigung beziehen, dem Betätigungsbetrag (Trittmaß) des Bremspedals entsprechende Daten aufweisen. Im Hinblick auf die Beschleunigungsbetätigung und die Bremsbetätigung wird ähnlich zu der zuvor beschriebenen Lenkbetätigung ein Unterschied zwischen dem Messwert und dem Steuerungszielwert berechnet und letztendlich der absolute Wert eines Betätigungsbetrags des Fahrers erlangt, wenn die Pedalposition entsprechend einem Systemsteuerwert verändert wird. Dies bedeutet, wenn sich die Pedalposition des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs V entsprechend dem in dem Reiseplan enthaltenen Steuerungszielwert des Beschleunigungspedals bewegt, dass die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 einen Unterschied zwischen dem Pedalpositionsmesswert des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs V und dem in dem Reiseplan enthaltenen Steuerungszielwert des Beschleunigungspedals als den Beschleunigungsbetätigungsbetrag erlangt. Der in dem Reiseplan enthaltene Steuerungszielwert des Beschleunigungspedals kann von der Geschwindigkeit, Beschleunigung und Abbremsung/Verzögerung, oder ähnlichem, des Fahrzeugs V abgeleitet werden. Auf ähnliche Weise erlangt die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 einen Unterschied zwischen dem Pedalpositionsmesswert des Bremspedals des Fahrzeugs V und dem in dem Reiseplan enthaltenen Steuerungszielwert des Bremspedals als den Bremsbetätigungsbetrag, wenn sich die Pedalposition des Bremspedals des Fahrzeugs V entsprechend dem in dem Reiseplan enthaltenen Steuerungszielwert das Bremspedal bewegt. Der in dem Reiseplan enthaltene Steuerungszielwert des Bremspedals kann von der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und Verzögerung, oder ähnlichem, des Fahrzeugs V abgeleitet werden. Die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 gibt die Fahrbetätigungsdaten an die Einheit zum Umschalten des Fahrzustands 17 aus.
Die Einheit zum Umschalten des Fahrzustands 17 schaltet den Fahrzustand des Fahrzeugs V in irgendeinen Zustand aus der Gruppe eines automatischen Fahrzustands, eines kooperativen Fahrzustandes und eines manuellen Fahrzustands um. Hierbei bezieht sich der automatische Fahrzustand auf einen Zustand, in dem das Fahren des Fahrzeugs V durch Verwendung des Reiseplans gesteuert wird. Dies bedeutet, dass sich der automatische Fahrzustand auf einen Zustand bezieht, in dem ein Fahrer keine Fahrbetätigung durchführt und das Fahren des Fahrzeugs V ausschließlich durch das Fahrzeugsteuergerät 100 in einem Zustand, in dem kein Eingreifen des Fahrers vorgenommen wird, umgesetzt ist. Der kooperative Fahrzustand bezieht sich auf einen Fahrzustand, in dem das Fahrzeug V unter Mitwirkung einer Fahrbetätigung des Fahrers sowie auf Grundlage des Reiseplans sowie der Größe der Fahrbetätigung des Fahrers fährt. Dies bedeutet, dass der kooperative Fahrzustand ein Zustand ist, in dem das Fahren des Fahrzeugs V auf Grundlage des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers umgesetzt wird, wobei das System eingreifen kann, sodass sowohl der Fahrer als auch das Fahrzeugsteuergerät 100 in das Fahren des Fahrzeugs V involviert sein können. Der manuelle Fahrzustand bezieht sich auf einen Zustand, in dem der Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers in dem Fahren des Fahrzeugs V wiedergespiegelt wird. Dies bedeutet, dass der manuelle Fahrzustand einen Zustand betrifft, in dem der Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers in dem Fahren des Fahrzeugs V widergespiegelt wird, wobei das System nicht intervenieren kann. Insbesondere weist die hierin bezeichnete Fahrbetätigung des Fahrers die Lenkbetätigung, die Beschleunigungsbetätigung sowie die Bremsbetätigung auf.
Des Weiteren schaltet die Einheit zum Umschalten des Fahrzustands 17 den Fahrzustand des Fahrzeugs V in den kooperativen Fahrzustand um, wenn durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 das Treten des Schaltpedals 5 erfasst wird, während der Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist. Zudem ändert die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17 in dem kooperativen Fahrzustand das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers auf Grundlage des durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 erfassten Trittmaßes des Schaltpedals 5, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V durch Treten des Schaltpedals 5, wie es durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 erfasst wird, von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird.
Insbesondere weist die Einheit zum Umschalten des Fahrzustands 17 eine Fahrzustandbestimmungseinheit 17a und eine Reisesteuerungseinheit 17b/Fahrsteuerungseinheit auf. Die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a bestimmt ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem manuellen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand auf Grundlage eines dem Starten des automatischen Fahrens entsprechenden Bedienbefehls, der durch den Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens eingegeben wird. Die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a bestimmt ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand auf Grundlage eines dem Beenden des automatischen Fahrens entsprechenden Steuerbefehls, der durch den Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens eingegeben wird. 5 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Fahrzustand, dem Trittmaß des Pedals und dem Beeinflussungsmaß beim Umschalten des Fahrzustands veranschaulicht. In dem in 5 dargestellten Beispiel wird der Fahrzustand des Fahrzeugs V zu einem Zeitpunkt t10 von dem manuellen Fahrzustand in einen automatischen Fahrzustand umgeschaltet.
Wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der manuelle Fahrzustand ist und die automatische Fahrsteuerung des Fahrzeugs V in dem Fahrzeugsteuergerät 100 in einem betätigten/aktivierten Zustand ist, kann die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a zusätzlich zu dem Bedienbefehl des Ein-/Aus-Schalters 80 des automatischen Fahrens bestimmen, dass der Fahrzustand des Fahrzeugs V von dem manuellen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand automatisch umgeschaltet wird. Beispiele in Bezug auf den Wortlaut „die automatische Fahrsteuerung des Fahrzeugs V ist in dem Fahrzeugsteuergerät 100 in einem betätigten Zustand” umfassen einen Zustand, in dem die Anzahl von Hindernissen in der Nachbarschaft des Fahrzeugs V eine Anzahl kleiner oder gleich einem im Voraus festgesetzten Grenzwert ist, einen Zustand, in dem eine Straße, auf der das Fahrzeug V fährt, gerade ist, ein Zustand, in dem die Position des Fahrzeugs V mit einem vernünftigen Grad an Genauigkeit durch die Einheit zum Erkennen der Fahrzeugposition 11 erfasst wird, oder ähnliche. Des Weiteren, wenn die automatische Fahrsteuerung des Fahrzeugs V in dem Fahrzeugsteuergerät 100 in einem betätigten Zustand ist und ein dem automatischen Fahren entsprechender Bedienbefehl an dem Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens durch einen Fahrer eingegeben wird, kann die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a ein Umschalten des Fahrzustands des Fahrzeugs V von dem manuellen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand bestimmen.
In einem Fall, in dem das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 erfasst wird und wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist (wenn der automatische Fahrzustandbestimmt ist) (Zeitpunkt t11 in 5), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a ein Umschalten des Fahrzustands des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand. Während das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 erfasst wird (zwischen dem Zeitpunkt t11 und dem Zeitpunkt t14 in 5), hält die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a einen Zustand, in dem der Mischzustand als der Fahrzustand des Fahrzeugs V bestimmt ist, bei. Wenn/Während es durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 erfasst wird, dass das Treten des Schaltpedals 5 zurückgenommen wird (Zeitpunkt t14 in 5), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand.
Wenn das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15 erfasst wird, berechnet die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers in dem kooperativen Fahrzustand gemäß dem Trittmaß des Schaltpedals 5. Die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a berechnet das Beeinflussungsmaß derart, dass der Wert des Beeinflussungsmaßes groß wird, wenn das Trittmaß des Schaltpedals 5 größer wird. Wenn das Schaltpedal 5 voll durchgetreten ist (das Trittmaß ist Max), maximiert die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers. In dem in 5 dargestellten Beispiel berechnet die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Beeinflussungsmaß zwischen größer als 0 und kleiner oder gleich 1, entsprechend dem Trittmaß des Schaltpedals 5.
Hierbei, wie nachfolgend beschrieben, ändert die Reisesteuerungseinheit 17b das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers entsprechend dem Beeinflussungsmaß, wie es durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a berechnet worden ist, wenn das Fahren des Fahrzeugs V derart gesteuert wird, dass in dem kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird, indem das Schaltpedal 5 während es automatischen Fahrzustandes getreten wird. In diesem Fall kann trotz des kooperativen Fahrzustandes sowie in Abhängigkeit des Beeinflussungsmaßes das Fahren des Fahrzeugs V in einem Zustand, in dem ausschließlich die Fahrbetätigung des Fahrers temporär widergespiegelt wird, gesteuert werden. Auf diese Weise wird nachfolgend, in einem Fall des kooperativen Fahrzustandes, ein Zustand, in dem vorübergehend nur die Fahrbetätigung des Fahrers widergespiegelt wird und das Fahren des Fahrzeugs gesteuert wird als „manueller Zustand während des kooperativen Fahren” bezeichnet. Dies bedeutet, dass der manuelle Zustand während des kooperativen Fahrens ein Zustand in dem kooperativen Fahrzustand ist. In dem in 5 dargestellten Beispiel ist eine Periode zwischen dem Zeitpunkt t12 und dem Zeitpunkt t13 als der manuelle Zustand während des kooperativen Fahrens festgelegt.
Wenn der kooperative Fahrzustand als der Fahrzustand des Fahrzeugs V bestimmt wird, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a (Festsetzen eines Übersteuerns) ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand auf Grundlage der durch die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 erlangten Fahrbetätigungsdaten. Insbesondere, wenn der Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers einen vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet, bestimmt die Einheit des Festsetzens des Fahrzustandes 17a das Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand. Beispielsweise bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand, wenn der Betätigungsbetrag des Lenkrades den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet, der Betätigungsbetrag des Beschleunigungspedals den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet und/oder der Betätigungsbetrag des Bremspedals den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet. Des Weiteren kann die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert im Vergleich mit dem Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers auf Grundlage des Trittmaßes des Schaltpedals 5, wie es durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15 erfasst wurde, abändern. Beispielsweise kann die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert erhöhen, wenn das Trittmaß des Schaltpedals 5 größer wird. Jedoch ist es für die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a nicht zwingend notwendig, eine Festsetzung zum Umschalten des Fahrzustandes von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand auf der Grundlage der Fahrbetätigungsdaten umzusetzen. Dies bedeutet, dass selbst dann, wenn eine große Fahrbetätigung durch den Fahrer umgesetzt wird, die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a den kooperativen Fahrzustand als den Fahrzustand des Fahrzeugs V beibehalten kann.
Wenn der automatische Fahrzustand als der Fahrzustand des Fahrzeugs V bestimmt wird, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a ein Umschalten (Umschalten bei einem Übersteuern) des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand auf Grundlage der durch die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 erlangten Fahrbetätigungsdaten. Insbesondere, wenn der Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand.
Die Reisesteuerungseinheit 17b lässt das Fahrzeug V in dem durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a bestimmten Fahrzustand fahren. Wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist, gibt die Reisesteuerungseinheit 17b ein Steuersignal an den Aktuator 7 auf Grundlage des durch die Reiseplangenerierungseinheit 14 generierten Reiseplans aus und steuert das Fahren des Fahrzeugs V derart, dass es in den automatischen Fahrzustand umgeschaltet wird. Wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der kooperative Fahrzustand ist, gibt die Reisesteuerungseinheit 17b ein Steuersignal an den Aktuator 7 auf Grundlage des durch die Reiseplangenerierungseinheit 14 generierten Reiseplans sowie der durch die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 erlangten Fahrbetätigung des Fahrers aus und zwingt das Fahrzeug V dazu zusammen mit der Fahrbetätigung des Fahrers zu fahren. Wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der manuelle Fahrzustand ist, gibt die Reisesteuerungseinheit 17b ein Steuersignal auf Grundlage der durch die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 erlangten Fahrbetätigung des Fahrers an den Aktuator 7 aus und spiegelt die Fahrbetätigung des Fahrers in dem Fahren des Fahrzeugs V wider. Dabei setzt die Reisesteuerungseinheit 17b die drei Zustände des automatischen Fahrzustandes, des kooperativen Fahrzustandes sowie des manuellen Fahrzustandes um.
Des Weiteren, wenn der durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a bestimmten Fahrzustand der kooperative Fahrzustand ist, verändert die Reisesteuerungseinheit 17b das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers auf Grundlage des durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a berechneten Beeinflussungsmaßes. Dabei ist es möglich, in dem kooperativen Fahrzustand das Maß der Systembeeinflussung zu ändern. Insbesondere steuert die Reisesteuerungseinheit 17b die Fahrt des Fahrzeugs V derart, dass dieses auf Grundlage eines Wertes, wie er durch Durchführen einer Bewertung unter der Verwendung des Beeinflussungsmaßes in Bezug auf den auf dem Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers beruhenden Steuerungszielwert sowie den Reiseplan erhalten wird, in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird.
In einem Fall, in dem das Steuerungsziel ein Lenkmoment des Lenkrades ist, wobei ein durch die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 erfasstes Lenkmoment als T_D festgesetzt ist und ein auf Grundlage des Reiseplans erlangtes Systemeingangsmoment als T_S festgesetzt ist, lässt sich ein Ziellenkmoment T_R in einem Beispiel auf Grundlage der folgenden Gleichung (1) berechnen. T_R = w × T_D + (1 – w) × T_S (1)
Hierbei ist w ein Gewichtungskoeffizient und wird das durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a berechnete Beeinflussungsmaß p verwendet (das bedeutet, w = p). Dadurch wird das Ziellenkmoment T_R größtenteils durch das Systemeingangsmoment T_S beeinflusst, wenn das Beeinflussungsmaß p klein ist. Wenn das Beeinflussungsmaß p größer wird, wird das Ziellenkmoment T_R weniger durch das Systemeingangsmoment T_S, sondern mehr durch das durch einen Fahrer betätigte Lenkmoment T_D beeinflusst. Wenn das Beeinflussungsmaß p maximal ist (d. h. wenn p = 1), wird das Ziellenkmoment T_R lediglich durch das durch einen Fahrer betätigte Lenkmoment T_D beeinflusst und wird somit gleich dem Lenkmoment T_D.
Während mit der zuvor aufgeführten Beschreibung ein Beispiel angegeben wird, in dem das Beeinflussungsmaß der Fahrbetätigung des Fahrers auf Grundlage des Beeinflussungsmaßes p verändert wird, wenn das Steuerungsziel ein Lenkmoment des Lenkrades ist, kann das Beeinflussungsmaß der Fahrbetätigung des Fahrers jedoch auch auf Grundlage des Beeinflussungsmaßes p, auf ähnliche Weise in Bezug auf andere Steuerungszielwerte verändert werden. Beispiele für verwendbare Steuerungszielwerte können verschiedene Steuerungszielwerte, wie den Lenkwinkel (Ziellenkwinkel) des Lenkrades, das Trittmaß (Zieltrittmaß) des Bremspedals, und den Zielwert der Verzögerung, aufweisen.
In dem in 5 gezeigten Beispiel ist zwischen dem Zeitpunkt t11 und dem Zeitpunkt t12 der Fahrzustand des Fahrzeugs V der kooperative Fahrzustand, wobei jedoch das Fahren des Fahrzeugs V derart gesteuert wird, dass sich die Fahrbetätigung des Fahrers hauptsächlich in einem Anstieg des Trittmaßes des Schaltpedals 5 widerspiegelt. Das Fahren des Fahrzeugs V ist in den manuellen Zustand während des kooperativen Fahrens, in welchem manuellen Zustand ausschließlich die Fahrbetätigung des Fahrers temporär widergespiegelt wird (zwischen dem Zeitpunkt t12 und dem Zeitpunkt t13), gesteuert, wenn das Schaltpedal 5 voll durchgetreten ist und das Beeinflussungsmaß p auf 1 gesetzt ist (Zeitpunkt t12), wird. Das Fahren des Fahrzeugs V wird derart gesteuert, dass die auf dem Reiseplan basierende Systembeeinflussung größtenteils mit einer Abnahme des Trittmaßes des Schaltpedals 5 widergespiegelt wird, wenn das Schaltpedal 5 zwischen dem Zeitpunkt t12 und t14 allmählich weniger stark getreten wird.
Als nächstes wird ein Vorgang, in dem das Fahrzeugsteuergerät 100 einen Reiseplan generiert, beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs zur Generierung des Reiseplans veranschaulicht. Ein in 6 veranschaulichter Steuerungsvorgang wird für jeden vorbestimmten Zeitpunkt so lange wiederholend durchgeführt bis bspw. der Bedienbefehl zum Starten des automatischen Fahrens an dem Ein-/Aus-Schalter des automatischen Fahrens 80 eingegeben wird, und woraufhin dann der Bedienbefehl zum Beenden des automatischen Fahrens durchgeführt wird. Zusätzlich, in einem Fall eines automatischen Umschaltens in den automatischen Fahrzustand, wenn die automatische Fahrsteuerung des Fahrzeugs V des Fahrzeugsteuergerätes 100 in einem betätigen/aktivierten Zustand ist, kann das Fahrzeugsteuergerät 100 den in 6 dargestellten Vorgang beginnen, wenn die automatische Fahrsteuerung in einem aktivierten Zustand ist, und diesen Prozess wiederholt für jeden vorbestimmten Zeitpunkt durchführen, bis die automatische Fahrsteuerung in einem unbetätigten/deaktivierten Zustand ist oder bis der Bedienbefehl zum Beenden des automatischen Fahrens an dem Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens eingegeben ist.
Wie in 6 dargestellt, erkennt die Einheit zum Erkennen der Fahrzeugposition 11 aus den Positionsdaten des Fahrzeugs V, die mittels der GPS-Empfangseinheit 2 und der Kartendaten der Kartendatenbank 4 erhalten wurden, zunächst eine Fahrzeugposition. Die Einheit zum Erkennen der externen Situation 12 erkennt die externe Situation des Fahrzeugs V aus dem Messergebnis des externen Sensors 1. Die Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13 erkennt den Fahrzustand des Fahrzeugs V aus dem Messergebnis des internen Sensors 3 (S1). Die Reiseplangenerierungseinheit 14 generiert dann aus der Zielroute des Navigationssystems 6, der Fahrzeugposition, der externen Situation des Fahrzeugs V und dem Fahrzustand des Fahrzeugs V einen Reiseplan des Fahrzeugs V (S2). Auf diese Weise ist der Reiseplan des Fahrzeugs V generiert.
Als nächstes wird ein Vorgang zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand entsprechend dem Treten des Schaltpedals 5 durch einen Fahrer, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist, beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang zum Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand veranschaulicht. Der in 7 gezeigte Vorgang wird wiederholt für jeden vorbestimmten Zeitpunkt solange durchgeführt, bis bspw. der Bedienbefehl zum Starten des automatischen Fahrens an dem Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens eingegeben ist, woraufhin dann der Bedienbefehl zum Beenden des automatischen Fahrens umgesetzt wird. Zusätzlich, in einem Fall des automatischen Umschaltens in den automatischen Fahrzustand, wenn sich die automatische Fahrsteuerung des Fahrzeugs V in dem Fahrzeugsteuergerät 100 in einem aktivierten Zustand befindet, kann das Fahrzeugsteuergerät 100 den in 7 dargestellten Vorgang beginnen, wenn die automatische Fahrsteuerung sich in einem aktivierten Zustand befindet, und diesen Vorgang für jeden vorbestimmten Zeitpunkt wiederholt durchführen, bis die automatische Fahrsteuerung in einem deaktivierten Zustand ist oder bis der Bedienbefehl zum Beenden des automatischen Fahrens an dem Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens eingegeben wird.
Wie in 7 dargestellt, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a, ob das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15 erfasst wird (S11). Wenn das Treten des Schaltpedals 5 erfasst wird (S11: JA), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand (S12). Indes bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Beibehalten des kooperativen Fahrzustandes als Fahrzustand des Fahrzeugs V, wenn der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs V der kooperative Fahrzustand ist.
Als nächstes berechnet die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Beeinflussungsmaß auf Grundlage des aktuellen Trittmaßes des Schaltpedals 5, das durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15 erfasst wird (S13). Die Reisesteuerungseinheit 17b steuert das Fahren des Fahrzeugs V derart, dass dieses entsprechend dem berechneten Beeinflussungsmaß in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird (S14).
Andererseits, wenn das Treten des Schaltpedals 5 nicht erfasst wird (S11: NEIN), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Beibehalten des automatischen Fahrzustandes als den Fahrzustand des Fahrzeugs V, wenn der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist (S15). Wenn der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs V der kooperative Fahrzustand ist, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand hin. Die Reisesteuerungseinheit 17b steuert das Fahren des Fahrzeugs V dann derart, dass dieses in den automatischen Fahrzustand umgeschaltet wird (S16).
Als nächstes wird ein Vorgang (Übersteuern) des Umschaltens des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand auf Grundlage der Fahrbetätigung des Fahrers, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der kooperative Fahrzustand ist, beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs des Umschaltens des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand aus in den manuellen Fahrzustand auf Grundlage der Fahrbetätigung des Fahrers veranschaulicht. Der in 8 gezeigte Vorgang wird für jeden vorbestimmten Zeitpunkt solange wiederholt durchgeführt, während der kooperative Fahrzustand als der Fahrzustand des Fahrzeugs V in der Fahrzustandbestimmungseinheit 17a bestimmt wird.
Wie in 8 dargestellt, erhält die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a den Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers (wie den Betätigungsbetrag des Lenkrades) von der Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 (S21). Die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a bestimmt, ob der erlangte Wert der Betätigung einen vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet (S22). Wie zuvor beschrieben, kann dieser Betätigungsgrenzwert auf Grundlage des durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15 erfassten Trittmaßes des Schaltpedals 5 verändert werden.
Wenn der Betätigungswert den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet (S22: JA), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a das Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand (S23). Nachdem die Bestimmung zum Umschalten des Fahrzustandes getroffen wurde, steuert die Reisesteuerungseinheit 17b das Fahren des Fahrzeugs V derart, dass dieses in den manuellen Fahrzustand umgeschaltet wird (S24). Andererseits, wenn der Betätigungswert den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert nicht überschreitet (S22: NEIN), beginnt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17a den Vorgang erneut bei Schritt S21.
Wie zuvor beschrieben, wird der Fahrzustand des Fahrzeugs V in dem Fahrzeugsteuergerät 100 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet, wenn das Treten des Schaltpedals 5, das weiter zu der linken Seite in Bezug auf das Beschleunigungspedal sowie das Bremspedal vorgesehen ist, erfasst wird. Dies bedeutet, dass ein Fahrer, der das Schaltpedal 5 unter Gebrauch seines oder ihres linken Fußes tritt, nicht in der Fahrbetätigung (eine Betätigung des Beschleunigungspedals, Betätigung des Bremspedals und Betätigung der Lenkung) des Fahrzeugs V involviert ist, und somit die Absicht zum Umschalten des Fahrzustandes an das Fahrzeugsteuergerät 100 übermitteln kann. Auf diese Weise kann das Fahrzeugsteuergerät 100 die Absicht zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand erhalten, ohne die Fahrbetätigung des Fahrers zu stören.
Die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17 ändert das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers innerhalb des kooperativen Fahrzustandes auf Grundlage des Trittmaßes des Schaltpedals 5. In diesem Fall kann das Fahrzeugsteuergerät 100 das Fahren des Fahrzeugs V durch Widerspiegeln des Beeinflussungsmaßes, das von einem Fahrer in dem kooperativen Fahrzustand beabsichtigt ist, steuern.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. 9 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Fahrzeugsteuergerätes 100A entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 10 ist ein Blockdiagramm, das eine ECU 10A in dem Fahrzeugsteuergerät 100A der 9 veranschaulicht. Hinsichtlich der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels sei darauf hingewiesen, dass dieselben Aufbauten sowie Vorgänge, wie sie bereits in dem ersten Ausführungsbeispiel umgesetzt sind, nicht, die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel hingegen nachfolgend beschrieben sind. Das Fahrzeugsteuergerät 100A des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist, anstelle des Hubsensors 50 des Fahrzeugsteuergerätes 100 in dem ersten Ausführungsbeispiel, einen Trittkraftsensor 50A auf. Zusätzlich weist die ECU 10A des zweiten Ausführungsbeispiels eine Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A sowie eine Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17A, die sich hinsichtlich ihrer Durchführungsdetails von der Einheit zum Erfassen des Teilzustandes 15 sowie der Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17 der ECU 10 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
Der Trittkraftsensor 50A ist ein Sensor, der den Trittzustand des Schaltpedals 5 erfasst. Wenn das Schaltpedal 5 in einem Zustand ist, in dem es vollständig durch einen Fahrer getreten wird, gibt der Trittkraftsensor 50A ein EIN-Signal, das angibt, dass das Schaltpedal 5 getreten ist, an die ECU 10A aus. Des Weiteren fährt der Trittkraftsensor 50A fort, das EIN-Signal an die ECU 10A auszugeben, während ein Zustand, in dem das Schaltpedal vollständig getreten ist, beibehalten wird. Wenn sich das Schaltpedal 5 nicht in einem Zustand befindet, in dem es getreten ist, gibt der Trittkraftsensor 50A kein EIN-Signal an die ECU 10A aus. 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Trittzustandes des Schaltpedals veranschaulicht. In dem in 11 gezeigten Beispiel befindet sich das Schaltpedal 5 in einem Zustand, in dem es zu einem Zeitpunkt t21 sowie einem Zeitpunkt t22 durch einen Fahrer vollständig getreten wird, wobei das EIN-Signal von dem Trittkraftsensor 50A an die ECU 10A ausgegeben wird. Des Weiteren wird das EIN-Signal in einem Zustand, in dem das Schaltpedal 5 durch einen Fahrer andauernd zwischen dem Zeitpunkt t23 und dem Zeitpunkt t24 vollständig getreten ist, sowie während dieser Periode, von dem Trittkraftsensor 50A an die ECU 10A kontinuierlich/fortlaufend ausgegeben.
Weiterhin kann der Trittkraftsensor 50A, wenn das Schaltpedal 5 durch einen Fahrer vollständig getreten ist, zusätzlich zu der Erfassung, ob das Schaltpedal 5 getreten wird, die Trittkraft erfassen. Wenn das Schaltpedal 5 ein Pedal, wie es in 3A abgebildet ist, ist, gibt der Trittkraftsensor 50A ein Signal, das einer an dem Arm 51 durch Treten eines Fahrers aufgebrachten Kraft entspricht, als die Trittkraft an die ECU 10A aus. Des Weiteren, wenn das Schaltpedal 5 ein in 3B abgebildetes Pedal ist, gibt der Trittkraftsensor 50A ein Signal, das einer an dem Bodenbereich 52 durch Treten eines Fahrers aufgebrachten Kraft entspricht, als die Trittkraft des Schaltpedals 5 an die ECU 10A aus.
Die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst den Trittzustand des Schaltpedals 5 auf Grundlage des Messergebnisses des Trittkraftsensors 50A. Insbesondere erfasst die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A, ob das Schaltpedal 5 getreten ist, sowie die Trittkraft des Schaltpedals 5. Wenn hierbei das Schaltpedal 5 vollständig getreten ist (nämlich, wenn das EIN-Signal erhalten wird), erfasst die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A, dass das Schaltpedal 5 getreten wird. Die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A gibt den erfassten Trittzustand des Schaltpedals San die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17A aus.
Ein Beispiel des Messergebnisses des Trittzustandes des Schaltpedals 5 in der Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A wird nachfolgend in Bezug auf 12 beschrieben. Wie in einem zweiten Graphen von oben in 12 dargestellt, wird das Schaltpedal 5 durch einen Fahrer zu einem Zeitpunkt t32, einem Zeitpunkt t33, einem Zeitpunkt t34 sowie einem Zeitpunkt t35 getreten. Zusätzlich, wie in einem dritten Graphen von oben in 11 dargestellt, wird die Trittkraft durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst, wenn das Schaltpedal 5 durch einen Fahrer zu dem Zeitpunkt t32, dem Zeitpunkt t33, dem Zeitpunkt t34 und dem Zeitpunkt t35 getreten wird.
Die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17A schaltet den Fahrzustand des Fahrzeugs V in jeden der Zustände aus der Gruppe des automatischen Fahrzustandes, des kooperativen Fahrzustandes und des manuellen Fahrzustandes um. Des Weiteren schaltet die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17A den Fahrzustand es Fahrzeugs V in den kooperativen Fahrzustand in einem Fall, in dem das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst wird, um, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist. Zudem, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand durch das Treten des Schaltpedals 5, das wiederum durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst wird, umgeschaltet wird, wechselt die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17A das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers in dem kooperativen Fahrzustand auf Grundlage der durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfassten Trittkraft des Schaltpedals 5.
Insbesondere weist die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17A eine Fahrzustandbestimmungseinheit 17c sowie eine Reisesteuerungseinheit 17b auf. Die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheidet sich in der Bestimmung des Umschaltens des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand von der Fahrzustandbestimmungseinheit 17a des ersten Ausführungsbeispiels. In der nachfolgenden Beschreibung liegt ein Fokus auf der Beschreibung der Unterschiede gegenüber der Fahrzustandbestimmungseinheit 17a des ersten Ausführungsbeispiels.
12 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Fahrzustand, dem Zustand des Pedals, der Trittkraft des Pedals sowie dem Beeinflussungsmaß, für den Fall, dass der Fahrzustand geschaltet ist, veranschaulicht. In dem in 12 dargestellten Beispiel wird der Fahrzustand des Fahrzeugs V zu einem Zeitpunkt t31 von dem automatischen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand umgeschaltet. In einem Fall, in dem das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst wird (Zeitpunkt t32 in 12), sofern der Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist (wenn der automatische Fahrzustand bestimmt ist), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand. In einem Fall, in dem das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst wird (Zeitpunkt t33 in 12), sofern der Fahrzustand des Fahrzeugs V der kooperative Fahrzustand ist, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand.
Dies bedeutet, dass die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c den Fahrzustand des Fahrzeugs V zwischen dem automatischen Fahrzustand und dem kooperativen Fahrzustand immer dann abwechselnd/wechselweise umschaltet, wenn das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst wird, sowie nachdem der Fahrzustand des Fahrzeugs V von dem manuellen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand durch Betätigen des Ein-/Aus-Schalters 80 des automatischen Fahrens, oder ähnlichem, umgeschaltet worden ist.
Wenn das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15A erfasst wird, berechnet die Einheit zum Festsetzen das Fahrzustandes 17c das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers in dem kooperativen Fahrzustand gemäß der Trittkraft des Schaltpedals 5. Die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c verursacht, dass das Beeinflussungsmaß mit dem Ansteigen der Trittkraft des Schaltpedals 5 größer wird. Wenn die Trittkraft des Schaltpedals 5 am größten ist (wenn die Trittkraft Max ist), maximiert die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers. Indes kann ein Fall, in dem der Wert der durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfassten Trittkraft gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist einem Fall gleich gesetzt werden, in dem die Trittkraft des Schaltpedals 5 am Größten ist, wenn die Trittkraft des Schaltpedals 5 am Größten ist. Alternativ kann ein Fall, in dem die maximale Trittkraft, die der Trittkraftsensor 15A erfassen kann, gemessen wird, einem Fall gleich gesetzt werden, in dem die Trittkraft des Schaltpedals 5 am Größten ist. In dem in 12 dargestellten Beispiel berechnet die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c das Beeinflussungsmaß zwischen > 0 und ≤ 1 entsprechend der Trittkraft des Schaltpedals 5. Dies bedeutet, dass die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c das Beeinflussungsmaß in einem Fall, in dem das Schaltpedal 5 getreten wird, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist, berechnen kann.
Wenn der kooperative Fahrzustand als der Fahrzustand des Fahrzeugs V bestimmt wird, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c (Festlegen eines Übersteuerns) ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand auf Grundlage der durch die Einheit zum Ermitteln der Fahrbetätigungsdaten 16 erlangten Fahrbetätigungsdaten um. Insbesondere, wenn der Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet, macht die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c eine Bestimmung zum Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand. Zum Beispiel macht die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c eine Bestimmung zum Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Fahrzustand zumindest in einem Fall, in dem der Betätigungswert des Lenkrades den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet, in einem Fall, in dem der Betätigungswert des Beschleunigungspedals den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet, oder in einem Fall, in dem der Betätigungswert des Bremspedals den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert überschreitet. Zudem kann die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert im Vergleich mit dem Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers auf Grundlage der durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfassten Trittkraft des Schaltpedals 5 abändern. Beispielsweise kann die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c den vorbestimmten Betätigungsgrenzwert vergrößern, wenn die Trittkraft des Schaltpedals 5 größer wird. Jedoch ist es für die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c nicht zwingend notwendig, eine Bestimmung zum Umschalten des Fahrzustandes von dem kooperativen Fahrzustand in den manuellen Zustand auf Grundlage der Fahrbetätigungsdaten umzusetzen. Auch wenn es eine große Fahrbetätigung, wie sie durch einen Fahrer umgesetzt wird, gibt, kann die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c den kooperativen Fahrzustand als den Fahrzustand des Fahrzeugs V beibehalten.
Wenn der durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c bestimmte Fahrzustand der kooperative Fahrzustand ist, ändert die Reisesteuerungseinheit 17b das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers auf Grundlage des durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c berechneten Beeinflussungsmaßes.
In dem in 12 dargestellten Beispiel, wird der Fahrzustand von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet, indem das Schaltpedal 5 zu einer Zeit t32 getreten wird. Zudem wird das Beeinflussungsmaß p durch die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c entsprechend der Trittkraft des Schaltpedals 5 zu diesem Zeitpunkt berechnet. Die Reisesteuerungseinheit 17b steuert das Fahren des Fahrzeugs V derart, dass das Beeinflussungsmaß entsprechend dem berechneten Beeinflussungsmaß p gesetzt wird, wenn der kooperative Fahrzustand zu einem Zeitpunkt t32 sowie den darauf folgenden Zeitpunkten angesteuert/umgesetzt ist. Wenn das Schaltpedal 5 zu dem Zeitpunkt t33 getreten wird, wird der Fahrzustand von dem kooperativen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand umgeschaltet. Wenn das Schaltpedal 5 zu dem Zeitpunkt t34 getreten wird, wird der Fahrzustand von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet. Da die Trittkraft des Schaltpedals 5 zu diesem Zeitpunkt maximal ist, berechnet die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c als Beeinflussungsmaß p1. Wenn dabei der kooperative Fahrzustand zum Zeitpunkt t34 sowie zu den darauf folgenden Zeitpunkten gesteuert wird, steuert die Reisesteuerungseinheit 17b die Fahrt des Fahrzeugs V in dem manuellen Zustand während des kooperativen Fahrens, welcher Zustand ein Zustand ist, in dem ausschließlich die Fahrbetätigung des Fahrers temporär wiedergespiegelt wird. Wenn das Schaltpedal 5 zum Zeitpunkt t35 getreten wird, wird der Fahrzustand von dem kooperativen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand umgeschaltet.
Als nächstes wird ein Vorgang zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand entsprechend dem Treten des Schaltpedals 5 durch einen Fahrer, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V dem automatischen Fahrzustand entspricht, näher beschrieben. 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs zum Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand veranschaulicht. Der in 13 dargestellte Vorgang wird wiederholt für jeden vorbestimmten Zeitpunkt durchgeführt, bspw. so lange bis der Bedienbefehl zum Starten des automatischen Fahrens an dem Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens eingegeben wird, wobei dann der Bedienbefehl zum Beenden des automatischen Fahrens durchgeführt wird. Zudem kann das Fahrzeugsteuergerät 100A in einem Fall des automatischen Umschaltens in den automatischen Fahrzustand, wenn die automatische Fahrsteuerung des Fahrzeugs V in dem Fahrzeugsteuergerät 100A in einem aktivierten Zustand ist, den in 13 dargestellten Vorgang beginnen, wenn die automatische Fahrsteuerung aktiviert ist, und diesen Vorgang für jeden vorbestimmten Zeitpunkt wiederholt so lange durchführen bis die automatische Fahrsteuerung in einem deaktivierten Zustand ist oder bis der Bedienbefehl zum Beenden des automatischen Fahrens an dem Ein-/Aus-Schalter 80 des automatischen Fahrens eingegeben wird.
Wie in 13 dargestellt, bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c, ob der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist (S31). Wenn der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist (S31: JA), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c, ob das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst ist (S32). Wenn das Treten des Schaltpedals 5 erfasst ist (S32: JA), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c, den Fahrzustand des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umzuschalten (S33).
Daraufhin berechnet die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c das Beeinflussungsmaß auf Grundlage der Trittkraft des Schaltpedals 5, die kurz zuvor von der Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15A erfasst worden ist (S34). Die Reisesteuerungseinheit 17b steuert die Fahrt des Fahrzeugs V derart, dass sie dieses entsprechend dem berechneten Beeinflussungsmaß in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird (S35).
Andererseits, wenn das Treten des Schaltpedals 5 nicht erfasst wird (S32: NEIN) und der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs V der automatische Fahrzustand ist (wenn der Vorgang nach S36 im Anschluss an den S32 erfolgt), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c ein Beibehalten des automatischen Fahrzustandes als der Fahrzustand des Fahrzeugs V (S36). Des Weiteren, wenn der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs V der kooperative Fahrzustand ist (wenn der Vorgang nach S36 im Anschluss an S38 umgesetzt wird), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c ein Umschalten des Fahrzustandes des Fahrzeugs V von dem kooperativen Fahrzustand in den automatischen Fahrzustand (S36). Die Reisesteuerungseinheit 17b steuert dann die Fahrt des Fahrzeugs V derart, dass dieses in den automatischen Fahrzustand umgeschaltet wird (S37).
Zudem, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs V ein Zustand ist, in dem zwischen dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird (S31: NEIN), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c, ob das Treten des Schaltpedals 5 durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands 15A erfasst wird (S38). Wenn das Treten des Schaltpedals 5 erfasst wird (S38: JA), fährt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c mit dem Vorgang nach S36 fort. Andererseits, wenn kein Treten des Schaltpedals 5 erfasst wird (S38: NEIN), bestimmt die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c, dass der kooperative Fahrzustand als der Fahrzustand des Fahrzeugs V beibehalten bleibt (S39). Daraufhin berechnet die Fahrzustandbestimmungseinheit 17c das Beeinflussungsmaß auf Grundlage der Trittkraft des Schaltpedals 5, die im Voraus durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustandes 15A erfasst worden ist (S40). Die Reisesteuerungseinheit 17b steuert die Fahrt des Fahrzeugs V derart, dass diese in den kooperativen Fahrzustand entsprechend dem berechneten Beeinflussungsmaß umschaltet (S41).
Wie zuvor beschrieben, wird in dem Fahrzeugsteuergerät 100A entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fahrzustand des Fahrzeugs V von dem automatischen Fahrzustand in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet, wenn das Treten des Schaltpedals 5, das in Bezug auf das Beschleunigungspedal sowie das Bremspedal auf seiner linken Seite angeordnet ist, erfasst wird. Damit ist ein Fahrer, der das Schaltpedal unter Verwendung seines oder ihres linken Fußes tritt, nicht in der Fahrbetätigung (Betätigung des Beschleunigungspedals, Betätigung des Bremspedals und Betätigung der Lenkung) des Fahrzeugs V involviert, wodurch er die Absicht zum Umschalten des Fahrzustandes an das Fahrzeugsteuergerät 100A übermitteln kann. Auf diese Weise kann das Fahrzeugsteuergerät 100A die Absicht zum Umschalten in den kooperativen Fahrzustand annehmen, ohne die Fahrbetätigung des Fahrers zu stören.
Die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes 17A verändert das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers in dem kooperativen Fahrzustand auf Grundlage der Trittkraft des Schaltpedals 5. In diesem Fall kann das Fahrzeugsteuergerät 100A die Fahrt des Fahrzeugs V steuern, indem es das Beeinflussungsmaß, das von einem Fahrer beabsichtigt wird, in dem kooperativen Fahrzustand wiederspiegelt.
Wie bereits zuvor erwähnt, wurden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise sei darauf hingewiesen, dass, wenn das Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers auf Grundlage des durch die Einheiten zum Bestimmten des Fahrzustandes 17a und 17c berechneten Beeinflussungsmaßes verändert wird, das Ziellenkmoment oder ähnliches auf Grundlage der Gleichung (1) berechnet wird, wobei das Beeinflussungsmaß jedoch auch durch andere Verfahren, die nicht die Gleichung (1) verwenden, berechnet werden kann.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist es nicht notwendig, einen Vorgang zum Ändern des Beeinflussungsmaßes eines Fahrers auf Grundlage des Trittmaßes des Schaltpedals 5 umzusetzen, wenn die Fahrt/das Fahren des Fahrzeugs V derart gesteuert wird, dass dieses in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird. Auf gleiche Weise ist es in dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht notwendig, einen Vorgang zum Ändern des Beeinflussungsmaßes eines Fahrers auf Grundlage der Trittkraft des Schaltpedals 5 umzusetzen, wenn die Fahrt des Fahrzeugs V derart gesteuert wird, dass es in den kooperativen Fahrzustand umgeschaltet wird.
Die Reiseplangenerierungseinheit 14 ist nicht auf das Generieren eines Reiseplans auf Grundlage der Position des Fahrzeugs V, der externen Situation des Fahrzeugs V, des Fahrzustands des Fahrzeugs V und der Kartendaten der Kartendatenbank 4 beschränkt. Beispielsweise kann die Reiseplangenerierungseinheit 14 einen auf eine Lenkung/ein Lenken bezogenen Reiseplan auf Grundlage der durch die Einheit zum Erkennen der externen Situation 12 erkannten externen Situation des Fahrzeugs V sowie des durch die Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13 erkannten Fahrzustands des Fahrzeugs V generieren. Dieser auf eine Lenkung bezogener Reiseplan kann bspw. ein Plan sein, der dazu dient, das Fahrzeug V dazu zu bringen, entlang einer durch die Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13 erkannten weißen Linie zu fahren. Zudem kann die Reiseplangenerierungseinheit 14 bspw. einen Geschwindigkeits-bezogenen Reiseplan auf Grundlage der durch die Einheit zum Erkennen der externen Situation 12 erkannten externen Situation des Fahrzeugs V sowie des durch die Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13 erkannten Fahrzustands des Fahrzeugs V generieren. Dieser Geschwindigkeits-bezogene Reiseplan kann bspw. ein Reiseplan sein, der dazu dient, dass das Fahrzeug V einem vor dem Fahrzeug V hinweg fahrenden Fahrzeug folgt. Zudem kann die Reiseplangenerierungseinheit 14 bspw. einen auf die Lenkung und die Geschwindigkeit bezogenen Reiseplan auf Grundlage der durch die Einheit zum Erkennen der externen Situation 12 erkannten externen Situation des Fahrzeugs V und des durch die Einheit zum Erkennen des Fahrzustands 13 erkannten Fahrzustands des Fahrzeugs V generieren. Dieser auf die Lenkung und die Geschwindigkeit bezogene Reiseplan kann ein Reiseplan zum Steuern der Lenkung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs V sein, um ein Hindernis, das vor dem Fahrzeug V platziert ist, zu meiden/umfahren. Durch die Reiseplangenerierungseinheit 14 generierte Reisepläne sind nicht auf die zuvor beschriebenen Reisepläne beschränkt, weshalb diese Reisepläne auch andere Reisepläne sein können, die als zum Steuern des Fahrens des Fahrzeugs V vorgesehene Reisepläne einsetzbar sind.
Des Weiteren wird in jedem der Ausführungsbeispiele das Schaltpedal 5 auf der linken Seite des Beschleunigungspedals sowie des Bremspedals vorgesehen, jedoch kann das Schaltpedal 5 auch auf einer rechten Seite dieser Pedale angeordnet werden, insbesondere in einem Fall eines Fahrzeugs, in dem das Beschleunigungspedal und das Bremspedal mit dem linken Fuß betätigt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016-123560 A [0001]
US 8527199 B1 [0003, 0004]
JP 5382218 B2 [0051]
WO 2011/158347 A1 [0051]
JP 2011-162132 A [0051]

Claims

Fahrzeugsteuergerät (100), das einen Fahrzustand eines Fahrzeugs, das unter Verwendung eines auf der Grundlage einer Fahrzeugumgebung und eines Fahrzeugzustands generierten Reiseplans oder unter Verwendung eines auf der Grundlage einer Fahrzeugposition, der Fahrzeugumgebung, dem Fahrzeugzustand und von Karteninformationen generierten Reiseplans fährt, umschalten kann, wobei das Fahrzeugsteuergerät (100) aufweist: ein Schaltpedal (5), das ausgebildet ist, an einem weiter auf einer linken Fahrzeugseite als ein Beschleunigungspedal und ein Bremspedal des Fahrzeugs gelegenen Platzierungsbereich, an dem ein auf einem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzender Fahrer seine oder ihre Füße platziert, vorgesehen zu sein; eine Einheit zum Erfassen eines Trittzustands (15), die ausgebildet ist, einen Trittzustand des Schaltpedals (5) zu erfassen; und eine Einheit zum Umschalten des Fahrzustands (17), die ausgebildet ist, den Fahrzustand des Fahrzeugs in einen automatischen Fahrzustand, in dem die Fahrt des Fahrzeugs unter Verwendung des Reiseplans gesteuert wird, in einen kooperativen Fahrzustand, in dem das Fahrzeug durch Zusammenwirken einer auf dem Reiseplan basierenden Fahrbetätigung und eines sich auf eine Lenkbetätigung des Fahrzeugs, auf eine Betätigung des Gaspedals und/oder auf eine Betätigung des Bremspedals beziehenden Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers gefahren wird, und in einen manuellen Fahrzustand, in dem sich der Fahrbetätigungsbetrag des Fahrers in der Fahrt des Fahrzeugs widerspiegelt, zu schalten, wobei die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes (17) ausgebildet ist, den Fahrzustand des Fahrzeugs in den kooperativen Fahrzustand zu schalten, wenn ein Treten des Schaltpedals (5) durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands (15) erfasst wird, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs der automatische Fahrzustand ist.
Fahrzeugsteuergerät (100) nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Erfassen des Trittzustands (15) ausgebildet ist, einen Trittbetrag oder eine Trittkraft des Schaltpedals (5) als den Trittzustand zu erfassen, und die Einheit zum Umschalten des Fahrzustandes (17) ausgebildet ist, ein Beeinflussungsmaß des Fahrbetätigungsbetrags des Fahrers in dem kooperativen Fahrzustand auf Grundlage des oder der durch die Einheit zum Erfassen des Trittzustands (15) erfassten Trittbetrags oder Trittkraft des Schaltpedales (5) zu ändern.