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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrunterstützungseinrichtung für Fahrzeuge, die ein eigenes Fahrzeug dazu veranlasst, einem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, wenn ein Hindernis-Ausweichvorgang auf der Basis eines seitlichen Bewegungsausmaßes des vorausfahrenden Fahrzeugs festgestellt wird.
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Einschlägiger Stand der Technik
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Beim autonomen Fahren ist im Stand der Technik eine Nachfolgesteuerung zum Verfolgen eines vorausfahrenden Fahrzeugs bekannt, die ein vorausfahrendes Fahrzeug auf einem vor einem eigenen Fahrzeug vorgegebenen Zielfahrweg detektiert und dann, wenn der Fahrzeugabstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug gleich einem oder geringer als ein vorgegebener Fahrzeugabstand wird, das eigene Fahrzeug dazu veranlasst, auf dem Zielfahrweg zu fahren, während der Fahrzeugabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
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Bei einer solchen autonomen Fahrtechnik wird ein Zielfahrweg derart vorgegeben, dass das eigene Fahrzeug z.B. in der Mitte einer Fahrspur fährt, die durch linke und rechte Fahrspurmarkierungslinien, wie z.B. Spurlinien, definiert ist, wobei verschiedene Arten von Fahrsteuerungen, wie z.B. eine Spurhalte-Steuerung, stattfinden, so dass das eigene Fahrzeug auf dem Zielfahrweg auf der Basis von Fahrumgebungsinformation von vor dem eigenen Fahrzeug fährt, die mittels einer Kamera, Radar oder einer eine Kombination davon aufweisenden Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit, die in dem eigenen Fahrzeug installiert ist, sowie mittels Karteninformation sowie Positionsinformation über das eigene Fahrzeug von einem Fahrzeugnavigationssystem ermittelt wird.
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Wenn dabei das vorausfahrende Fahrzeug auf dem Zielfahrweg fährt, der für das eigene Fahrzeug vorgegeben ist, und ein Hindernis, wie z.B. ein gestopptes Fahrzeug oder ein fallender Gegenstand vor dem vorausfahrenden Fahrzeug vorhanden ist, führt das vorausfahrende Fahrzeug selbstverständlich einen Hindernis-Ausweichvorgang aus.
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Obwohl das dahinter fahrende, eigene Fahrzeug ebenfalls einen Hindernis-Ausweichvorgang ausführt, kann es aufgrund der Tatsache, dass das nach vorn vorhandene Hindernis als vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird, da die Vorderseite des eigenen Fahrzeugs dann gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug blockiert ist, leicht zu einer Verzögerung bei der Detektion des Hindernisses durch die Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit kommen, so dass es möglicherweise schwierig wird, einen Hindernis-Ausweichvorgang mit Spielraum bzw. Toleranz auszuführen.
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Als Gegenmaßnahme hierfür offenbart z.B. die Patentliteratur 1 (ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2017-13678 A ) eine Technik, die feststellt, dass ein Hindernis-Ausweichvorgang begonnen hat, wenn die laterale Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, die das laterale Versetzungsausmaß zu diesem Zeitpunkt als laterales Startzeit-Versetzungsausmaß speichert, die Feststellung trifft, dass das vorausfahrende Fahrzeug einen Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen hat, wenn die Differenz zwischen der lateralen Position des vorausfahrenden Fahrzeugs nach Verstreichen der für den Ausweichvorgang erforderlichen, vorbestimmten Zeitdauer und dem lateralen Startzeit-Versetzungsausmaß gleich einer oder geringer als eine vorbestimmte Versetzungsausmaß-Differenz ist, und die die Spurhalte-Steuerung stoppt und das eigene Fahrzeug dazu veranlasst, entlang der Fahrspur des vorausfahrenden Fahrzeugs zu fahren (d.h. entlang des Fahrwegs, um dem Hindernis auszuweichen).
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Die in dem vorstehend genannten Dokument offenbarte Technik kann jedoch keine Feststellung dahingehend treffen, ob das vorausfahrende Fahrzeug einen Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen hat, bis der Abschluss eines Hindernisses-Ausweichvorgangs durch das vorausfahrende Fahrzeug erkannt wird.
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Da somit das eigene Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug mit dem Abstand folgen muss, der mindestens einer vorbestimmten Zeitdauer entspricht, die für die Bestimmung eines Hindernis-Ausweichvorgangs notwendig ist, ist es schwierig, ausreichend Zeit zu bekommen, die für die Bestimmung eines Hindernis-Ausweichvorgangs durch das vorausfahrende Fahrzeug in einem Fall erforderlich ist, in dem eine Fahrt unter Aufrechterhalten eines relativ geringen Fahrzeugabstands zwischen den Fahrzeugen stattfindet, beispielsweise bei einer Fahrt auf einer öffentlichen Straße oder dergleichen, so dass es möglicherweise schwierig wird, einen Hindernis-Ausweichvorgang mit Toleranz auszuführen.
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Wenn das vorausfahrende Fahrzeug einen Hindernis-Ausweichvorgang beginnt und dann kontinuierlich in einer benachbarten Fahrspur fährt, ohne zu der ursprünglichen Fahrspur zurückzukehren, kann ferner kein Abschluss des Ausweichvorgangs detektiert werden, und die Feststellung, ob das vorausfahrende Fahrzeug einen Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen hat, kann nicht getroffen werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es ist wünschenswert, eine Fahrunterstützungseinrichtung für Fahrzeuge bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Hindernis-Ausweichvorgang durch ein vorausfahrendes Fahrzeug frühzeitig zu detektieren sowie ein eigenes Fahrzeug zu veranlassen, einen Hindernis-Ausweichvorgang mit Toleranz aufzunehmen.
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Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Fahrunterstützungseinrichtung für Fahrzeuge, die eine Führungsrouten-Vorgabeeinheit, eine Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit, eine Zielfahrweg-Vorgabeeinheit, eine Steuereinheit zum Aufrechterhalten des Fahrzeugabstands, eine Berechnungseinheit für ein laterales Bewegungsausmaß, eine Hindernis-Ausweichvorgang-Detektionseinheit sowie eine Nachfolgesteuerung aufweist, um einem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen.
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Die Führungsrouten-Vorgabeeinheit ist dazu ausgebildet, eine Führungsroute für ein eigenes Fahrzeug vorzugeben. Die Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit ist dazu ausgebildet, Fahrumgebungsinformation von einem Ort vor dem eigenen Fahrzeug zu ermitteln.
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Die Zielfahrweg-Vorgabeeinheit ist dazu ausgebildet, einen Zielfahrweg vorzugeben, durch den das eigene Fahrzeug entlang einer Fahrspur der Führungsroute auf der Basis der von der Führungsrouten-Vorgabeeinheit vorgegebenen Führungsroute und der von der Fahrumgebungsinformation-Ermittlungseinheit ermittelten Fahrumgebungsinformation fährt.
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Die Steuereinheit zum Aufrechterhalten des Fahrzeugabstands ist dazu ausgebildet, das eigene Fahrzeug zum derartigen Fahren zu veranlassen, dass ein vorgegebener Fahrzeugabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug beibehalten wird, das auf dem Zielfahrweg unmittelbar vor dem eigenen Fahrzeug fährt, wenn das vorausfahrende Fahrzeug auf der Basis der von der Fahrumgebungsinformation-Ermittlungseinheit ermittelten Fahrumgebungsinformation detektiert wird.
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Die Berechnungseinheit für ein laterales Bewegungsausmaß ist dazu ausgebildet, ein laterales Bewegungsausmaß des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis eines von der Fahrumgebungsinformation-Ermittlungseinheit ermittelten Verhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs zu berechnen.
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Die Hindernis-Ausweichvorgang-Detektionseinheit ist dazu ausgebildet, einen Hindernis-Ausweichvorgang des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis des von der Berechnungseinheit für das laterale Bewegungsausmaß berechneten lateralen Bewegungsausmaßes des vorausfahrenden Fahrzeugs zu detektieren.
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Die Nachfolgesteuerung zum Verfolgen eines vorausfahrenden Fahrzeugs ist dazu ausgebildet, wenn die Hindernis-Ausweichvorgang-Detektionseinheit den Hindernis-Ausweichvorgang des vorausfahrenden Fahrzeugs detektiert, den Zielfahrweg für das eigene Fahrzeug auf einen Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs zu setzen und das eigene Fahrzeug zu veranlassen, diesen Fahrweg entlangzufahren.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Fahrzeugs mit einer Fahrunterstützungseinrichtung;
- 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung einer Steuerroutine beim autonomen Fahren;
- 3A eine Darstellung eines Zustands, in dem ein vorausfahrendes Fahrzeug ins Wanken gerät, da eine laterale Störung auf dieses einwirkt, und
- 3B eine Darstellung eines Zustands, in dem ein eigenes Fahrzeug fährt und dabei durch eine Spurhalte-Steuerung einen vorgegebenen Fahrzeugabstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug beibehält;
- 4A eine Darstellung eines Zustands, in dem das vorausfahrende Fahrzeug einen Hindernis-Ausweichvorgang beginnt,
- 4B eine Darstellung eines Zustands, in dem das eigene Fahrzeug einen Hindernis-Ausweichvorgang unter Nachfolgesteuerung in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug beginnt, und
- 4C eine Darstellung eines Zustands, in dem das eigene Fahrzeug einen Hindernis-Ausweichvorgang unter Nachfolgesteuerung in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug ausführt;
- 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Art und Weise, in der der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis des von einer bordeigenen Kamera aufgenommenen Bilds von dem vorausfahrenden Fahrzeug vorgegeben wird;
- 6A und 6B Darstellungen des lateralen Versetzungsausmaßes des Fahrwegs des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf den Zielfahrweg des eigenen Fahrzeugs nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit oder nach einer Bewegung über eine vorbestimmte Distanz, wobei
- 6A eine exemplarische Darstellung zur Bestimmung des Wankens des vorausfahrenden Fahrzeugs zeigt, und
- 6B eine schematische Darstellung zur Feststellung des Hindernis-Ausweichvorgangs des vorausfahrenden Fahrzeugs zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In 1 weist ein eigenes Fahrzeug M eine Fahrunterstützungseinrichtung 1 auf. Die Fahrunterstützungseinrichtung 1 weist eine Steuereinheit 11 für autonomes Fahren auf.
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Eine Kameraeinheit 12 und eine Radareinheit 13, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Einheiten dienen, die die für autonomes Fahren erforderlichen Parameter ermitteln, sowie ein Navigationssystem 14, das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Führungsrouten-Vorgabeeinheit dient, sind mit der Eingangsseite der Steuereinheit 11 für autonomes Fahren verbunden.
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Außerdem sind eine Lenkungssteuereinheit 15, eine Drosselklappensteuereinheit 16 und eine Bremssteuereinheit 17, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Einheiten zum Steuern der Fahrt des eigenen Fahrzeugs M während des autonomen Fahrens dienen, mit der Ausgangsseite der Steuereinheit 11 für autonomes Fahren gekoppelt. Bei einem Beispiel können die Kameraeinheit 12 und die Radareinheit 13 als „Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit“ dienen.
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Die Steuereinheit 11 für autonomes Fahren beinhaltet in erster Linie einen allgemein bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM und einen RAM enthält, und der ROM speichert von der CPU ausgeführte Steuerprogramme für das autonome Fahren, feststehende Daten und dergleichen.
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Die mit der Eingangsseite der Steuereinheit 11 für autonomes Fahren gekoppelte Kameraeinheit 12 beinhaltet eine Kameravorrichtung, wie z.B. eine Farbbildkamera, mit einer einäugigen Kamera oder einer Stereokamera sowie eine Bildverarbeitungseinheit, die Bildinformation durch Aufnehmen eines Bilds von der Fahrumgebung vor dem eigenen Fahrzeug ermitteln und die vorbestimmte Bildverarbeitung des aufgenommenen Bilds ausführen.
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Weiterhin beinhaltet die Radareinheit 13 eine Radarsendeeinheit, wie z.B. Laser-Radar, Millimeterwellen-Radar oder Ultraschall-Radar, eine Empfangseinheit, die die reflektierte Welle der gesendeten Radarwelle empfängt, sowie eine Distanzmesseinheit, die eine Distanz von einem vorderen Objekt auf der Basis der Differenz zwischen dem Sendezeitpunkt der Radarwelle und dem Empfangszeitpunkt der reflektierten Welle misst.
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Außerdem ermittelt das Navigationssystem 14 die Positionsinformation (Breitengrad, Längengrad und Höhe über Meeresspiegel) des eigenen Fahrzeugs M durch Empfangen von Positionsinformation von GNSS-Positionsbestimmungssatelliten, wie z.B. GPS (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System) und QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), gibt die Führungsroute von der aktuellen Position des eigenen Fahrzeugs M zu dem Ziel in der vorab gespeicherten Straßenkarteninformation auf der Basis der ermittelten Positionsinformation vor und zeigt die aktuelle Position des eigenen Fahrzeugs M sowie die Führungsroute auf dem Bildschirm an.
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Andererseits weist die mit der Ausgangsseite der Steuereinheit 11 für autonomes Fahren gekoppelte Lenksteuereinheit 15 eine elektrische Servolenkung (EPS) auf und nimmt eine derartige Lenksteuerung vor, dass das eigene Fahrzeug M zum Fahren entlang der Führungsroute veranlasst wird, indem der Elektromotor der elektrischen Servolenkung in Abhängigkeit von einem Lenksignal von der Steuereinheit 11 für autonomes Fahren angesteuert wird.
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Weiterhin führt die Drosselklappensteuereinheit 16 einen derartigen Steuervorgang aus, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit) des eigenen Fahrzeugs M gleich einer Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit wird, und zwar durch Öffnen und Schließen der elektrischen Drosselklappe unter elektronischer Drosselklappensteuerung (ETC), die zusammen mit dem Motor vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Drosselklappen-Öffnungsausmaßsignal von der Steuereinheit 11 für autonomes Fahren.
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Ferner stellt die Bremssteuereinheit 17 den hydraulischen Bremsdruck von Radbremszylindern ein, die für die Räder vorgesehen sind. Wenn festgestellt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nur durch Motorbremsen durch vollständiges Schließen der Drosselklappe nicht auf eine Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit reduziert werden kann, gibt die Steuereinheit 11 für autonomes Fahren ein hydraulisches Bremsdrucksignal an die Bremssteuereinheit 17 ab, führt einen Bremsvorgang durch Betätigung der Radbremszylinder unter Nutzung des hydraulischen Bremsdrucks aus, der auf einen vorbestimmten Wert eingestellt worden ist, und veranlasst eine zwangsweise Reduzierung der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit.
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Die Steuereinheit 11 für autonomes Fahren gibt den Zielfahrweg zum Fahren in einer vorbestimmten Position (bei dem vorliegenden Beispiel der Mitte der durch die rechten und linken Markierungslinien definierten Fahrspur) in der Breitenrichtung der Fahrspur auf der Basis der von dem Navigationssystem 14 vorgegebenen Führungsroute sowie der Fahrumgebungsinformation von vor dem eigenen Fahrzeug M vor, die von der Kameraeinheit 12 und der Radareinheit 13 ermittelt wird, und gibt ein Lenksignal an die Lenkungssteuereinheit 15 ab, um das eigene Fahrzeug M zum Fahren entlang des Zielfahrwegs zu veranlassen.
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Weiterhin detektiert die Steuereinheit 11 für autonomes Fahren auf der Basis der Fahrumgebungsinformation von einem Ort vor dem eigenen Fahrzeug M, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug P oder ein Hindernis 21 (wie z.B. ein gestopptes Fahrzeug, ein fallender Gegenstand, eine Baustelle, siehe 4A bis 4C) auf dem Fahrweg vor dem eigenen Fahrzeug M vorhanden ist.
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Wenn das vorausfahrende Fahrzeug P detektiert wird, werden der Fahrzeugabstand zwischen dem eigenen Fahrzeug M und dem vorausfahrenden Fahrzeug P sowie die relative Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug M und dem vorausfahrenden Fahrzeug P berechnet.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs P geringer ist als die des eigenen Fahrzeugs und der Fahrzeugabstand geringer ist als der Ziel-Fahrzeugabstand, der zum Beibehalten des Fahrzeugabstands vorgegeben ist, wird die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit zum Beibehalten des Fahrzeugabstands zwischen dem eigenen Fahrzeug M und dem vorausfahrenden Fahrzeug P auf dem Ziel-Fahrzeugabstand vorgegeben, die Ansteuersignale zum Vorgeben der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs mit der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit werden an die Drosselklappensteuereinheit 16 und die Bremssteuereinheit 17 abgegeben, und es erfolgt eine Fahrsteuerung (ACC-Steuerung bzw. adaptive Geschwindigkeitsregelung) unter Beibehaltung des Abstands zwischen den Fahrzeugen.
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Alternativ werden dann, wenn das Hindernis 21 detektiert wird, der Lenkwinkel und die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit zum Vermeiden des Hindernisses 21 vorgegeben, und die Ansteuersignale werden an die Steuereinheiten 15 bis 17 abgegeben, um eine Hindernis-Ausweichsteuerung auszuführen.
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Darüber hinaus stellt die Steuereinheit 11 für autonomes Fahren fest, ob das vorausfahrende Fahrzeug P einen Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen hat, und wenn das vorausfahrende Fahrzeug P einen Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen hat, veranlasst sie eine Nachfolgesteuerungsvorgang, der das eigene Fahrzeug M dazu veranlasst, entlang des Fahrwegs des vorausfahrenden Fahrzeugs P zu fahren.
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Der von der Steuereinheit 11 für autonomes Fahren ausgeführte Steuervorgang für autonomes Fahren erfolgt unter spezieller Verarbeitung gemäß der in 2 veranschaulichten Steuerungsroutine für autonomes Fahren.
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In einem Schritt S1 detektiert diese Routine als erstes die linken und rechten Markierungslinien (Fahrspurlinien), die die Fahrbahn (Fahrspur) definieren, auf der das eigene Fahrzeug M derzeit fährt, und zwar auf der Basis der Führungsroute von der aktuellen Position zu dem von dem Navigationssystem 14 vorgegebenen Ziel sowie der vor dem eigenen Fahrzeug M von der Kameraeinheit 12 und der Radareinheit 13 detektierten Fahrumgebungsinformation, und berechnet den Zielfahrweg zum Fahren (Ausführen des Fahrvorgangs) beispielsweise in der Mitte der durch die linken und rechten Markierungslinien definierten Fahrspur. Bei einem Beispiel kann die Verarbeitung in diesem Schritt als „Zielfahrweg-Vorgabeeinheit“ dienen.
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Als nächstes fährt die Verarbeitung mit einem Schritt S2 fort, in dem festgestellt wird, ob das vorausfahrende Fahrzeug P innerhalb des vorgegebenen Fahrzeugabstands vorhanden ist, wenn der Steuervorgang zum Aufrechterhalten des Fahrzeugabstands zu dem vorausfahrenden Fahrzeug über die ACC-Steuerung auf dem Zielfahrweg auf der Basis der von der Kameraeinheit 12 und der Radareinheit 13 detektierten Fahrumgebungsinformation von vor dem eigenen Fahrzeug M ausgeführt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei dem Fahrzeugabstand um eine Variable handelt, die mit zunehmender Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs größer wird.
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Die Verarbeitung fährt mit einem Schritt S3 fort, wenn das vorausfahrende Fahrzeug P innerhalb des vorgegebenen Fahrzeugabstands vorhanden ist, oder die Verarbeitung zweigt zu einem Schritt S4 ab, wenn das vorausfahrende Fahrzeug P nicht innerhalb des vorgegebenen Fahrzeugabstands detektiert wird.
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Nachdem die Verarbeitung mit dem Schritt S3 fortfährt, wird der Steuervorgang zum Beibehalten des Fahrzeugabstands über ACC-Steuerung ausgeführt, und die Verarbeitung fährt mit einem Schritt S5 fort. Bei diesem Steuervorgang zum Beibehalten des Fahrzeugabstands wird z.B. der Ziellenkwinkel für eine Spurhalte-Fahrt des eigenen Fahrzeugs M entlang des Zielfahrwegs vorgegeben, und die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit wird auf der Basis der relativen Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug M und dem vorausfahrenden Fahrzeug P vorgegeben.
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Unter der Öffnungssteuerung der Drosselklappe durch die Drosselklappensteuereinheit 16 sowie der Bremssteuerung durch die Bremssteuereinheit 17 wird das eigene Fahrzeug M dann dazu veranlasst, dem vorausfahrenden Fahrzeug P zu folgen, während der in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs vorgegebene Fahrzeugabstand beibehalten wird.
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Außerdem führt die Steuereinheit 11 für autonomes Fahren eine Lenkungssteuerung zum Fahren des eigenen Fahrzeugs M entlang des Zielfahrwegs aus, indem das Lenksignal zum Annähern des Lenkwinkels an den Ziellenkwinkel an die Lenkungssteuereinheit 15 abgegeben wird.
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Wenn die Verarbeitung mit dem Schritt S5 fortfährt, wird das laterale Bewegungsausmaß des vorausfahrenden Fahrzeugs P berechnet. Bei einer Ausführungsform kann die Verarbeitung in diesem Schritt als „Berechnungseinheit für das laterale Bewegungsausmaß“ dienen.
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Das vorausfahrende Fahrzeug P kann schwanken aufgrund der Schräge (lateralen Neigung) einer Straßenoberfläche, von störenden Wirkungen wie z.B. Seitenwind, wie dies in 3A und 3B dargestellt ist, sowie unaufmerksamem Fahren oder dergleichen, selbst wenn auf einem geraden Weg gefahren wird. Wenn ein Hindernis 21 (wie z.B. ein gestopptes Fahrzeug, ein fallender Gegenstand oder eine Baustelle) vor dem vorausfahrenden Fahrzeug P vorhanden ist, wie dies in 4A dargestellt ist, führt das vorausfahrende Fahrzeug P einen Vorgang aus, um diesem Hindernis auszuweichen.
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Da jedoch das vorausfahrende Fahrzeug P zwischen dem eigenen Fahrzeug M und dem Hindernis 21 vorhanden ist, kann die in dem eigenen Fahrzeug M installierte Kameraeinheit 12 oder Radareinheit 13 das Hindernis 21 nicht leicht frühzeitig erkennen, und es ist schwierig festzustellen, ob es sich bei der lateralen Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs P um ein einfaches Fahren mit Schwanken oder um einen Hindernis-Ausweichvorgang handelt.
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Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Schritt S6 festgestellt, ob es sich bei einer lateralen Bewegung um ein einfaches Fahren mit Schwanken oder um einen Hindernis-Ausweichvorgang handelt, indem das anfängliche Verhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs P in dem vorstehenden Schritt S5 ermittelt wird.
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Bei der Berechnung des lateralen Bewegungsausmaßes des vorausfahrenden Fahrzeugs in dem Schritt S5 werden zuerst die rechten und die linken Endpunkte Xl und Xr in der Fahrzeugbreitenrichtung des vorausfahrenden Fahrzeugs P detektiert, die von der Kameraeinheit 12 oder der Radareinheit 13 erkannt werden, wie dies z.B. in 5 dargestellt ist, wobei der den gleichen Abstand von den Endpunkten aufweisende Punkt als Mittelpunkt Xs des vorausfahrenden Fahrzeugs P vorgegeben wird.
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Wie unter Bezugnahme auf 6A und 6B dargestellt ist, wird dann die laterale Referenzposition ΔL1 des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis der Differenz zwischen der Position auf dem Zielfahrweg des eigenen Fahrzeugs M, wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug P an dem aktuellen Punkt P1 befindet, und der Position des Mittelpunkts Xs berechnet, wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug P an dem aktuellen Punkt P1 befindet.
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Als nächstes wird eine laterale Vergleichsposition ΔL2 auf der Basis der Differenz zwischen der Position auf dem Zielfahrweg des eigenen Fahrzeugs M, wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug P an dem Punkt P2 in einer vorbestimmten Sektionsfunktion f(x) von dem Punkt P1 befindet, und der Position des Mittelpunkts Xs des vorausfahrenden Fahrzeugs P berechnet.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei der Sektionsfunktion f(x) um den Faktor (Zeit oder Distanz) handelt, der das anfängliche Verhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs P detektiert, wobei f(x) auf etwa 0,5 bis 1 Sekunde vorgegeben wird, wenn der Faktor die Zeit ist, oder f(x) auf etwa 15 bis 30 Meter vorgegeben wird, wenn der Faktor die Distanz ist.
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Anschließend wird die laterale Positionsänderung (ΔL2 - ΔL1) auf der Basis der Differenz zwischen der lateralen Vergleichsposition ΔL2 und der lateralen Referenzposition ΔL1 des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet, und die laterale Positionsänderung (ΔL2 - ΔL1) wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert Lo in einem Schritt S6 verglichen.
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Dieser Schwellenwert Lo wird für die Bestimmung verwendet, ob es sich bei dem lateralen Anfangsverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs P um eine Fahrt mit Schwanken oder um einen Hindernis-Ausweichvorgang handelt, wobei es sich bei diesen Wert um einen feststehenden Wert handelt, der vorab durch Simulation oder dergleichen berechnet wird. Bei einem Beispiel kann die Verarbeitung in diesem Schritt als „Hindernis-Ausweichvorgang-Detektionseinheit“ dienen.
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Wenn (ΔL2 - ΔL1) ≤ Lo erfüllt ist, wird die Feststellung getroffen, dass die Fahrt mit Schwanken durch eine solche Störung wie Seitenwind oder unaufmerksames Fahren oder dergleichen verursacht ist, und die Verarbeitung verlässt die Routine und fährt mit dem Steuervorgang zum Beibehalten des Fahrzeugabstands über ACC-Steuerung fort.
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Infolgedessen kann selbst dann, wie in 3B dargestellt, wenn das eigene Fahrzeug M die Stelle durchfährt, an der ein Schwanken des vorausfahrenden Fahrzeugs P detektiert wurde, das eigene Fahrzeug M in der Mitte des durch die linken und rechten Markierungslinien definierten Zielfahrwegs in dem Spurhalte-Zustand fahren, ohne dass es durch das Schwanken des vorausfahrenden Fahrzeugs P beeinflusst wird.
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Wenn dagegen (ΔL2 - AL1) > Lo erfüllt ist, wird die Feststellung getroffen, dass ein Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen wurde, da das laterale Bewegungsausmaß des vorausfahrenden Fahrzeugs P groß ist, und die Verarbeitung fährt mit einem Schritt S7 fort. Wenn die Verarbeitung mit dem Schritt S7 fortfährt, wird die Nachfolgesteuerung ausgeführt, um das eigene Fahrzeug M dazu veranlassen, dem vorausfahrenden Fahrzeug P zu folgen.
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Bei der Nachfolgesteuerung zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs wird der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs P beispielsweise auf der Basis des in einem jeweiligen Berechnungsmodus berechneten lateralen Bewegungsausmaßes des Mittelpunkts Xs des vorausfahrenden Fahrzeugs P berechnet, und der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs wird als Zielfahrweg des eigenen Fahrzeugs vorgegeben.
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Wenn infolgedessen das eigene Fahrzeug M die Stelle erreicht, an der das vorausfahrende Fahrzeug P den Wechsel des Fahrwegs begonnen hat, um dem Hindernis 21 auszuweichen, wie dies in 4B dargestellt ist, beginnt die Nachfolgesteuerung zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs, den Fahrweg des eigenen Fahrzeugs M gemäß dem Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs P zu ändern.
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Selbst wenn die Vorderseite des eigenen Fahrzeugs M durch das vorausfahrende Fahrzeug P blockiert ist, kann somit das eigene Fahrzeug M rasch und sanft einen Hindernis-Ausweichvorgang mit Toleranz ohne Erkennen des Hindernisses 21 ausführen.
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Anschließend fährt die Verarbeitung mit einem Schritt S8 fort und stellt fest, ob ein Hindernis-Ausweichvorgang durch das vorausfahrende Fahrzeug P abgeschlossen ist. Dieser Hindernis-Ausweichvorgang, bei dem dem vorausfahrenden Fahrzeug gefolgt wird, wird als beendet festgestellt, wenn das eigene Fahrzeug M das Hindernis 21 erkennt, wie dies z.B. in 4B dargestellt ist.
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Alternativ hierzu kann der Hindernis-Ausweichvorgang als beendet festgestellt werden, wenn die laterale Positionsänderung des vorausfahrenden Fahrzeugs P in dem jeweiligen Rechenzyklus detektiert wird, die laterale Positionsänderung mit einem vorbestimmten Schwellenwert zum Bestimmen eines Abschlusses des Ausweichvorgangs verglichen wird und die laterale Positionsänderung gleich dem oder geringer als der Schwellenwert zum Bestimmen des Abschlusses des Ausweichvorgangs ist (d.h. wenn das vorausfahrende Fahrzeug P in eine Fahrt entlang einer im Wesentlichen geraden Linie übergegangen ist, wie dies in 4C dargestellt ist.
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Wenn der Hindernis-Ausweichvorgang nicht abgeschlossen ist, kehrt die Verarbeitung zu dem Schritt S7 zurück und setzt die Nachfolgesteuerung zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs fort. Wenn dagegen festgestellt wird, dass der Hindernis-Ausweichvorgang abgeschlossen ist, verlässt die Verarbeitung die Routine und berechnet den Zielfahrweg ausgehend von der aktuellen Bewegungsstelle des eigenen Fahrzeugs M in einem Schritt S1 bei der nächsten Ausführung der Routine.
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Dagegen zweigt die Verarbeitung von dem Schritt S2 zu dem Schritt S4 ab, und der Ziellenkwinkel sowie die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit für die Fahrt des eigenen Fahrzeugs M entlang des Zielfahrwegs werden vorgegeben.
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Anschließend wird das Lenksignal zum Heranführen des tatsächlichen Lenkwinkels an den Ziellenkwinkel an die Lenkungssteuereinheit 15 abgegeben, und das Ansteuersignal zum Halten der Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit wird an die Drosselklappensteuereinheit 16 und die Bremssteuereinheit 17 abgegeben, um die Spurhalte-Steuerung auszuführen, um das eigene Fahrzeug M entlang der Mittellinie der Fahrspur zu fahren.
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Als nächstes fährt die Verarbeitung mit einem Schritt S9 fort und stellt fest, ob ein Hindernis auf dem Zielfahrweg vor dem eigenen Fahrzeug M vorhanden ist, und zwar auf der Basis von Fahrumgebungsinformation von vor dem eigenen Fahrzeug M, die von der Kameraeinheit 12 und der Radareinheit 13 ermittelt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Hindernis ein bewegliches Objekt, wie z.B. einen Fußgänger oder ein Fahrrad, zusätzlich zu einem ruhenden Objekt, wie z.B. ein gestopptes Fahrzeug, oder einem herabfallenden Objekt beinhaltet.
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Wenn festgestellt wird, dass ein Hindernis vorhanden ist, fährt die Verarbeitung mit einem Schritt S10 fort. Wenn dagegen festgestellt wird, dass kein Hindernis vorhanden ist, verlässt die Verarbeitung die Routine und setzt das autonome Fahren über die Spurhalte-Steuerung in dem Schritt S4 fort.
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Nachdem die Verarbeitung mit dem Schritt S10 fortfährt, wird die Hindernis-Ausweichsteuerung ausgeführt. Bei dieser Hindernis-Ausweichsteuerung wird z.B. die Ankunftszeit berechnet, die das eigene Fahrzeug M bis zum Erreichen eines Hindernisses benötigt, und es wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob ein Ausweichvorgang aktiviert wird.
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Wenn die Entscheidung getroffen wird, dass ein Ausweichvorgang aktiviert wird, führen die Drosselklappensteuereinheit 16 und die Bremssteuereinheit 17 eine Geschwindigkeitsregelung aus, um die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs an die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit heranzuführen, und zwar auf der Basis der Fahrzeugzielgeschwindigkeit und des Ziellenkwinkels zur Hindernis-Vermeidung, die bei jedem Rechenzyklus berechnet werden.
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Gleichzeitig ändert die Lenkungssteuereinheit 15 den Fahrweg durch Ausführen einer Lenkungssteuerung, um den Lenkwinkel mit dem Ziellenkwinkel in Übereinstimmung zu bringen, wobei sie dem Hindernis ohne Stoppen des eigenen Fahrzeugs M ausweicht.
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Wenn dagegen festgestellt wird, dass ein Ausweichen schwierig ist, stellt die Bremssteuereinheit 17 den hydraulischen Bremsdruck der Radbremszylinder auf der Basis der Ankunftszeit, die das eigene Fahrzeug zum Erreichen des Hindernisses benötigt, ein und veranlasst das eigene Fahrzeug M zum automatischen Stoppen vor dem Hindernis.
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Anschließend fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S11 fort und stellt fest, ob der Hindernis-Ausweichvorgang abgeschlossen ist. Wenn der Hindernis-Ausweichvorgang nicht abgeschlossen ist, kehrt die Verarbeitung zu dem Schritt S10 zurück und setzt die Hindernis-Ausweichsteuerung fort.
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Wenn dagegen festgestellt wird, dass die Hindernis-Ausweichsteuerung abgeschlossen ist, verlässt die Verarbeitung die Routine. Wenn eine Übersteuerung durch den Fahrer, wie z.B. eine Lenkbetätigung oder eine Bremsbetätigung, während des autonomen Fahrens detektiert wird, wird das autonome Fahren unterbrochen.
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Da, wie vorstehend beschrieben, bei dem vorliegenden Beispiel die Feststellung, ob das vorausfahrende Fahrzeug P einen Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen hat, auf der Basis des lateralen Bewegungsausmaßes des vorausfahrenden Fahrzeugs P getroffen wird, dem das eigene Fahrzeug M folgen soll, und der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs P als Zielfahrweg des eigenen Fahrzeugs M vorgegeben wird, wenn die Feststellung getroffen wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug P einen Hindernis-Ausweichvorgang aufgenommen hat, kann das eigene Fahrzeug M einen Hindernis-Ausweichvorgang mit Toleranz aufnehmen.
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Da ferner ein Hindernis-Ausweichvorgang auf der Basis eines lateralen Bewegungsausmaßes detektiert wird, bei dem es sich um das Anfangsverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs P handelt, ist ein frühzeitiges Reagieren auf einen Hindernis-Ausweichvorgang durch das vorausfahrende Fahrzeug P möglich.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann selbst dann, wenn der Abschluss eines Hindernis-Ausweichvorgangs in dem Schritt S8 in der in 2 dargestellten Steuerroutine für autonomes Fahren festgestellt worden ist, dem vorausfahrenden Fahrzeug P für eine vorbestimmte Zeitdauer gefolgt werden, und anschließend kann ein Wechsel in die Spurhalte-Steuerung in dem Schritt S4 erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrunterstützungseinrichtung
- 11
- Steuereinheit für autonomes Fahren
- 12
- Kameraeinheit
- 13
- Radareinheit
- 14
- Navigationseinheit
- 15
- Lenkungssteuereinheit
- 16
- Drosselklappensteuereinheit
- 21
- Bremssteuereinheit
- M
- eigenes Fahrzeug
- P
- vorausfahrendes Fahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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