DE112016006455T5

DE112016006455T5 - Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung, Fahrzeug-Steuer-/Regelverfahren und Fahrzeug-Steuer-/Regelprogramm

Info

Publication number: DE112016006455T5
Application number: DE112016006455.1T
Authority: DE
Inventors: Kunimichi Hatano
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2018-12-20
Also published as: JP6537208B2; WO2017141396A1; US20190039626A1; JPWO2017141396A1; CN108698609A

Abstract

Eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung umfasst eine Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren, welche wenigstens eine Lenkung eines Subjektfahrzeugs automatisch steuert/regelt, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt; und eine Umschalt-Steuer-/ Regeleinrichtung, welche einen Fahrmodus des Subjektfahrzeugs unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus und einen zweiten Fahrmodus umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage einer Betätigung umschaltet, welche in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung durchgeführt wird, an welcher eine Betätigung eines Fahrzeuginsassen durchgeführt wird, wobei die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung verhindert, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen eines Spurwechsels durch die Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren durchgeführt wird.

Description

Hintergrund
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung, ein Fahrzeug-Steuer-/Regelverfahren und ein Fahrzeug-Steuer-/Regelprogramm.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
In den letzten Jahren wurde Forschung an einer Technologie zum automatischen Steuern/Regeln wenigstens eines aus einer Beschleunigung oder einer Verzögerung und einer Lenkung eines Subjektfahrzeugs durchgeführt, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt (nachfolgend als „automatisiertes Fahren“ bezeichnet). In Bezug darauf wurde eine Technologie zur Ausführung einer automatischen Lenkungs-Steuerung-/Regelung eines Subjektfahrzeugs gemäß einer Position eines Subjektfahrzeugs, einer Fahrroute eines Subjektfahrzeugs und einer Zielfahroute und zum Stoppen der Fahr-Steuerung/Regelung des Subjektfahrzeugs offenbart, wenn ein Differenzwert eines Abstandes der Fahrroute des Subjektfahrzeugs von der Zielfahrroute davor ansteigt und ein Lenkdrehmoment des Subjektfahrzeugs einen voreingestellten Wert überschreitet (siehe beispielsweise Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Erstveröffentlichungsnummer 2005-067322).
Zusammenfassung
In den letzten Jahren wurde in einer Technologie eines automatisierten Fahrens, welche untersucht wurde, eine Situation angenommen, in welcher ein Fahrmodus von einem vollständig automatisierten Fahren auf ein halbautomatisiertes Fahren oder ein manuelles Fahren oder von einem halbautomatisierten Fahren auf ein manuelles Fahren auf der Grundlage einer äußeren Umgebung und einer Intention eines Fahrzeuginsassen umgeschaltet wird. Im Stand der Technik tritt jedoch ein Fall auf, in welchem eine Kontinuität einer Steuerung/Regelung durch ein Umschalten des Fahrmodus nicht aufrechterhalten werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung solcher Umstände geschaffen und es ist eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung, ein Fahrzeug-Steuer-/Regelverfahren und ein Fahrzeug-Steuer-/Regelprogramm bereitzustellen, welche dazu in der Lage sind, eine Kontinuität einer Steuerung/Regelung aufrechtzuerhalten.
Eine Erfindung nach Anspruch 1 ist eine automatisierte Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung (100), umfassend: eine Steuer-/Regeleinheit (110) für ein automatisiertes Fahren, welche wenigstens eine Lenkung eines Subjektfahrzeugs automatisch steuert/regelt, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt; und eine Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung (140), welche einen Fahrmodus des Subjektfahrzeugs unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus und einen zweiten Fahrmodus umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage einer Betätigung umschaltet, welche in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung durchgeführt wird, an welcher eine Betätigung eines Fahrzeuginsassen durchgeführt wird, wobei die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung verhindert, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen eines Spurwechsels durch die Steuer-/Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren durchgeführt wird.
Als eine Erfindung nach Anspruch 2 ist in der Erfindung nach Anspruch 1 der erste Fahrmodus ein Fahrmodus, in welchem sowohl eine Beschleunigung oder eine Verzögerung als auch eine Lenkung des Subjektfahrzeugs automatisch gesteuert/geregelt werden, und der zweite Fahrmodus ein Fahrmodus, in welchem die Lenkung des Subjektfahrzeugs automatisch gesteuert/geregelt wird und die Beschleunigung oder die Verzögerung auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung gesteuert/geregelt wird.
Als eine Erfindung nach Anspruch 3 ist in der Erfindung nach Anspruch 1 der erste Fahrmodus ein Fahrmodus, in welchem sowohl eine Beschleunigung oder eine Verzögerung als auch eine Lenkung des Subjektfahrzeugs automatisch gesteuert/geregelt werden, und der zweite Fahrmodus ein Fahrmodus, in welchem sowohl die Beschleunigung oder die Verzögerung als auch die Lenkung des Subjektfahrzeugs auf der Grundlage einer Betätigung des Fahrzeuginsassen in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung gesteuert/geregelt werden.
Als eine Erfindung nach Anspruch 4 in der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, schaltet die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung den Fahrmodus des Subjektfahrzeugs von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf der Grundlage der Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung um, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen des Spurwechsels nicht durch die Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren durchgeführt wird.
Als eine Erfindung nach Anspruch 5 in der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, verhindert die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Verzögerung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung nicht, wenn die Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren die Steuerung/Regelung für ein automatisches Ausführen des Spurwechsels durchführt.
Eine Erfindung nach Anspruch 6 ist ein Fahrzeug-Steuer-/Regelverfahren, umfassend: automatisches Steuern/Regeln, durch einen fahrzeuginternen Computer, wenigstens einer Lenkung eines Subjektfahrzeugs, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt; und Umschalten, durch den fahrzeuginternen Computer, eines Fahrmodus des Subjektfahrzeugs unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus und einen zweiten Fahrmodus umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage einer Betätigung, welche in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung durchgeführt wird, an welcher eine Betätigung eines Fahrzeuginsassen durchgeführt wird, und Verhindern eines Umschaltens von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen eines Spurwechsels durch ein automatisches Steuern/Regeln wenigstens der Lenkung des Subjektfahrzeugs durchgeführt wird.
Eine Erfindung nach Anspruch 7 ist ein Fahrzeug-Steuer-/ Regelprogramm, welches einen fahrzeuginternen Computer dazu veranlasst: wenigstens eine Lenkung eines Subjektfahrzeugs automatisch zu steuern/ regeln, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt; einen Fahrmodus des Subjektfahrzeugs unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus und einen zweiten Fahrmodus umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage einer Betätigung umzuschalten, welche in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung durchgeführt wird, an welcher eine Betätigung eines Fahrzeuginsassen durchgeführt wird; und ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung zu verhindern, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen eines Spurwechsels durch ein automatisches Steuern/Regeln wenigstens der Lenkung des Subjektfahrzeugs durchgeführt wird.
Gemäß der Erfindung, welche in jedem Anspruch beschrieben ist, ist es möglich, eine Kontinuität einer Steuerung/Regelung aufrechtzuerhalten.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, welches Komponenten eines Subjektfahrzeugs M darstellt.
2 ist ein funktionales Konfigurationsdiagramm des Subjektfahrzeugs M.
3 ist ein Diagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem eine Relativposition des Subjektfahrzeugs M relativ zu einer Fahrspur L1 durch eine Subjektfahrzeug- Positionserkennungseinrichtung erkannt wird.
4 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Aktionsplans zeigt, welcher für eine bestimmte Sektion erzeugt ist.
5 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Trajektorie zeigt, welche durch eine Trajektorieerzeugungseinrichtung erzeugt ist.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses zeigt, welcher ausgeführt wird, wenn ein Spurwechselvorgang ausgeführt wird.
7 ist ein Diagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem eine Zielposition TA gesetzt ist.
8 ist ein Diagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem eine Trajektorie für einen Spurwechsel erzeugt ist.
9 ist ein Zustandsübergangsdiagramm, welches eine Änderung eines Zustandes der Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung darstellt.
10 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses darstellt, welcher durch eine Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
11 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses darstellt, welcher durch eine Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele einer Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung, eines Fahrzeug-Steuer-/Regelverfahrens und eines Fahrzeug-Steuer-/Regelprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
<Allgemeine Konfiguration>
1 ist ein Diagramm, welches Komponenten darstellt, welche in einem Fahrzeug umfasst sind, an welchem eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung jedes Ausführungsbeispiels montiert ist (nachfolgend als ein Subjektfahrzeug M bezeichnet). Das Fahrzeug, an welchem die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 montiert ist, ist beispielsweise ein zweirädriges Fahrzeug, ein dreirädriges Fahrzeug oder ein vierrädriges Fahrzeug und umfasst ein Fahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor oder einen Benzinmotor als eine Leistungsquelle verwendet, ein Elektrofahrzeug, welches einen Elektromotor als eine Leistungsquelle verwendet oder ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor. Ferner wird das oben beschriebene Elektrofahrzeug unter Verwendung von elektrischer Energie betrieben, welche durch eine Batterie, beispielsweise eine Sekundärbatterie, eine Wasserstoff-Brennstoffzelle, eine Metall-Brennstoffzelle oder eine Alkohol-Brennstoffzelle entladen wird.
Wie in 1 dargestellt, sind Sensoren, beispielsweise Finder 20-1 bis 20-7, Radare 30-1 bis 30-6 und eine Kamera 40, eine Navigationseinrichtung 50 und die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 an dem Subjektfahrzeug M montiert. Die Finder 20-1 bis 20-7 sind beispielsweise eine Lichterfassungs- und Entfernungsmessungseinrichtung oder eine Laserbilderfassungs- und Entfernungsmessungseinrichtung (LIDAR, light detection and ranging), die gestreutes Licht in Bezug auf abgestrahltes Licht und eine Entfernung zu einem Ziel misst. Beispielsweise kann der Finder 20-1 an einem Frontgrill oder dergleichen angebracht sein und die Finder 20-2 und 20-3 können an einer Seitenfläche einer Fahrzeugkarosserie, an einem Türspiegel, dem Inneren eines Scheinwerfers, in der Nähe seitlicher Scheinwerfer und dergleichen angebracht sein. Der Finder 20-4 ist an einer Kofferraumklappe oder dergleichen angebracht und die Finder 20-5 und 20-6 sind an der Seitenfläche der Fahrzeugkarosserie, dem Inneren einer Rückleuchte oder dergleichen angebracht. Die oben beschriebenen Finder 20-1 bis 20-6 weisen beispielsweise einen Erfassungsbereich von etwa 150° in einer horizontalen Richtung auf. Ferner ist der Finder 20-7 an einem Dach oder dergleichen angebracht. Der Finder 20-7 weist beispielsweise einen Erfassungsbereich von 360° in der horizontalen Richtung auf.
Die vorstehend beschriebenen Radare 30-1 und 30-4 sind beispielsweise Millimeterwellen-Radare für große Entfernungen, deren Erfassungsbereich in einer Tiefenrichtung breiter als diejenigen anderer Radare ist. Ferner sind die Radare 30-2, 30-3, 30-5 und 30-6 Millimeterwellen-Radare für mittlere Entfernungen, deren Erfassungsbereich in der Tiefenrichtung schmäler als diejenigen der Radare 30-1 und 30-4 ist. Nachstehend werden die Finder 20-1 bis 20-7 vereinfacht als ein „Finder 20“ bezeichnet, wenn sie nicht genau unterschieden werden, und die Radare 30-1 bis 30-6 werden vereinfacht als ein „Radar 30“ bezeichnet, wenn sie nicht genau unterschieden werden. Das Radar 30 erfasst ein Objekt beispielsweise unter Verwendung eines frequenzmodulierten kontinuierlichen Wellenschemas (FM-CW, frequency modulated continous wave).
Die Kamera 40 ist beispielsweise eine Digitalkamera, welche eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wie beispielsweise eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD, charge coupled device) oder einen komplementären Metalloxidhalbleiter (CMOS, complementary metal oxide semiconductor) verwendet. Die Kamera 40 ist an einem oberen Abschnitt einer vorderen Windschutzscheibe, einer hinteren Fläche eines Rückspiegels oder dergleichen angebracht. Die Kamera 40 bildet periodisch und wiederholt beispielsweise einen Bereich vor dem Subjektfahrzeug M ab.
Es ist zu beachten, dass die in 1 dargestellte Konfiguration lediglich ein Beispiel ist und ein Teil der Konfiguration weggelassen werden kann oder andere Komponenten hinzugefügt werden können.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
2 ist ein funktionales Konfigurationsdiagramm eines Subjektfahrzeugs M, an welchem eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angebracht ist. Eine Navigationseinrichtung 50, ein Fahrzeugsensor 60, Betätigungsvorrichtungen wie ein Gaspedal 70, ein Bremspedal 72 und ein Lenkrad 74, ein Betätigungserfassungssensor, wie beispielsweise ein Gasöffnungssensor 71, ein Bremsniederdrückungsbetragssensor (Bremsschalter) 73, und ein Lenkwinkelsensor (oder ein Lenkdrehmomentsensor) 75, ein Umschalter 80, eine Fahrantriebskraft-Ausgabevorrichtung 90, eine Lenkvorrichtung 92, eine Bremsvorrichtung 94 und eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 sind an dem Subjektfahrzeug M zusätzlich zu den Findern 20, den Radaren 30 und der Kamera 40 montiert. Diese Geräte oder Vorrichtungen sind durch eine Multiplexkommunikationsleitung, wie zum Beispiel ein Controller-Area-Network-Kommunikationsleitung (CAN), eine serielle Kommunikationsleitung oder ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden. Es ist zu beachten, dass die dargestellten Betätigungsvorrichtungen lediglich Beispiele sind und ein Joystick, eine Taste, ein Wählschalter, ein Schalter mit einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI, graphical user interface) und dergleichen an dem Subjektfahrzeug M montiert sein können.
Die Navigationseinrichtung 50 umfasst einen Empfänger für ein globales Satellitennavigationssystem (GNSS, global navigation satellite system) oder eine Karteninformation (Navigationskarte), eine Anzeigevorrichtung vom Touch-Panel-Typ, welche als eine Benutzerschnittstelle wirkt, einen Lautsprecher, ein Mikrofon und dergleichen. Die Navigationseinrichtung 50 spezifiziert eine Position des Subjektfahrzeugs M unter Verwendung des GNSS-Empfängers und leitet eine Route von der Position zu einem durch den Benutzer bezeichneten Ziel ab. Die von der Navigationseinrichtung 50 abgeleitete Route wird in einem Speicher 150 als eine Routeninformation 154 gespeichert. Die Position des Subjektfahrzeugs M kann durch ein Trägheitsnavigationssystem (INS, inertial navigation system) unter Verwendung der Ausgabe des Fahrzeugsensors 60 spezifiziert oder ergänzt werden. Ferner führt die Navigationseinrichtung 50 eine Führung durch Sprache oder ein Navigationsdisplay für die Route zu dem Ziel durch, wenn die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 einen manuellen Fahrmodus ausführt. Es ist zu beachten, dass eine Konfiguration zum Spezifizieren der Position des Subjektfahrzeugs M unabhängig von der Navigationseinrichtung 50 bereitgestellt sein kann. Ferner kann die Navigationseinrichtung 50 beispielsweise durch eine Funktion eines Endgeräts, wie beispielsweise eines Smartphones oder eines Tablet-Endgeräts, das der Benutzer besitzt, realisiert werden. In diesem Fall wird ein Senden und ein Empfangen von Information zwischen dem Endgerät und der Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 durch drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation durchgeführt.
Der Fahrzeugsensor 60 umfasst beispielsweise einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, einen Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung erfasst, einen Gierratensensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine Vertikalachse erfasst und einen Richtungssensor, der eine Richtung des Subjektfahrzeugs M erfasst.
Die Anzeigeeinheit 62 zeigt Informationen als ein Bild an. Die Anzeigeeinheit 62 kann zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Anzeigevorrichtung oder eine organische Elektrolumineszenz-(EL)-Anzeigevorrichtung sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Beschreibung unter der Annahme abgegeben werden, dass die Anzeigeeinheit 62 eine Head-Up-Anzeige ist, die ein Bild auf einer Frontscheibe des Subjektfahrzeugs M reflektiert und das Bild in einem Sichtfeld des Fahrzeuginsassen anzeigt. Es ist zu beachten, dass die Anzeigeeinheit 62 eine Anzeigeeinheit, welche in der Navigationseinrichtung 50 umfasst ist oder eine Anzeigeeinheit eines Armaturenbrett sein kann, das einen Zustand (Geschwindigkeit oder dergleichen) des Subjektfahrzeugs M anzeigt. Der Lautsprecher 64 gibt Informationen als Ton aus.
Ein Betätigungserfassungssensor gibt den Gasöffnungsgrad, den Bremsniederdrückungsbetrag und den Lenkwinkel als Erfassungsergebnisse an die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 aus. Es ist zu beachten, dass alternativ die Erfassungsergebnisse des Betätigungserfassungssensors direkt an die Fahrantriebskraft-Ausgabevorrichtung 90, die Lenkvorrichtung 92 oder die Bremsvorrichtung 94 gemäß dem Fahrmodus ausgegeben werden können.
Der Umschalter 80 ist ein Schalter, welcher durch den Fahrzeuginsassen betätigt wird. Der Umschalter 80 empfängt eine Betätigung des Fahrzeuginsassen, erzeugt ein Fahrmodusbezeichnungssignal zum Bezeichnen des Fahrmodus des Subjektfahrzeugs M und gibt das Fahrmodusbezeichnungssignal an eine Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 aus. Der Fahrmodus wird nachstehend beschrieben werden.
Die Fahrantriebskraft-Abgabevorrichtung 90 umfasst beispielsweise einen Motor und eine elektronische Motorsteuereinheit (ECU), die den Motor in einem Fall steuert/regelt, in dem das Subjektfahrzeug M ein Fahrzeug ist, das einen Verbrennungsmotor als eine Leistungsquelle verwendet, umfasst einen Fahrmotor und eine Maschinen-ECU, die den Fahrmotor steuert/regelt, in dem Fall, dass das Subjektfahrzeug M ein Elektrofahrzeug ist, das einen Elektromotor als eine Leistungsquelle verwendet, und umfasst einen Motor, eine Motor-ECU, einen Fahrmotor und eine Maschinen-ECU in einem Fall, in dem das Subjektfahrzeug M ein Hybridfahrzeug ist. In einem Fall, in dem die Fahrantriebskraft-Abgabevorrichtung 90 nur einen Motor umfasst, stellt die Motor-ECU einen Drosselöffnungsgrad des Motors, eine Getriebeschaltstufe und dergleichen gemäß einer Informationseingabe von einer Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 ein, die nachstehend beschrieben wird und gibt eine Fahrantriebskraft (Drehmoment) ab, um das Subjektfahrzeug zum Fahren zu veranlassen. Wenn die Fahrantriebskraft-Abgabevorrichtung 90 ferner nur den Fahrmotor umfasst, stellt die Maschinen-ECU ein Tastverhältnis eines PWM-Signals ein, das dem Fahrmotor gemäß der Informationseingabe von der Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 zu geben ist, und gibt die vorstehend beschriebene Fahrantriebskraft aus. Wenn ferner die Fahrantriebskraft-Abgabevorrichtung 90 den Motor und den Fahrmotor umfasst, wirken sowohl die Motor-ECU als auch die Maschinen-ECU miteinander zusammen, um die Fahrantriebskraft gemäß der Informationseingabe von der Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 zu steuern/ regeln.
Die Lenkvorrichtung 92 umfasst beispielsweise einen Elektromotor. Der Elektromotor ändert beispielsweise eine Richtung der lenkbaren Räder durch Aufbringen einer Kraft auf einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus. Die Lenkvorrichtung 92 treibt den Elektromotor derart an, dass die Richtung der lenkbaren Räder gemäß der Informationseingabe von der Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 geändert wird.
Die Bremsvorrichtung 94 ist beispielsweise eine elektrische Servobremsvorrichtung, welche einen Bremssattel, einen Zylinder, der Hydraulikdruck auf den Bremssattel überträgt, einen Elektromotor, der den Hydraulikdruck in den Zylinder erzeugt und eine Brems-Steuer-/ Regeleinheit umfasst. Die Brems-Steuer-/Regeleinheit der elektrischen Servobremsvorrichtung steuert/regelt den Elektromotor gemäß der Informationseingabe von der Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130, so dass ein Bremsmoment gemäß der Bremsbetätigung an jedes Rad ausgegeben wird. Die elektrische Servobremsvorrichtung kann als Sicherung einen Mechanismus zum Übertragen des durch die Betätigung des Bremspedals generierten Hydraulikdrucks auf den Zylinder über einen Masterzylinder umfassen. Es ist zu beachten, dass die Bremsvorrichtung 94 nicht auf die vorstehend beschriebene elektrische Servobremsvorrichtung beschränkt ist und eine elektronisch gesteuerte/geregelte Hydraulikbremsvorrichtung sein kann. Die elektronisch gesteuerte/geregelte Hydraulikbremsvorrichtung steuert/regelt einen Aktuator gemäß der Informationseingabe von der Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 und überträgt den Hydraulikdruck des Masterzylinders auf den Zylinder. Zusätzlich kann die Bremsvorrichtung 94 eine regenerative Bremse umfassen, welche einen Fahrmotor verwendet, der in der Fahrantriebskraft-Abgabevorrichtung 90 umfasst sein kann.
[Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung]
Nachstehend wird die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 beschrieben werden. Die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 umfasst beispielsweise eine Steuer-/Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren, die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130, die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 und den Speicher 150. Die Steuer-/Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren umfasst beispielsweise eine Subjektfahrzeug-Positionserkennungseinrichtung 112, eine Außenwelterkennungseinrichtung 114, eine Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116, eine Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 und eine Geschwindigkeitserzeugungseinrichtung 120. Einige oder alle aus jeder Einheit der Steuer-/ Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren, der Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 und der Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 können durch einen Prozessor, wie zum Beispiel eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), die ein Programm ausführt, realisiert sein. Ferner können einige oder alle von diesen durch Hardware, wie zum Beispiel eine Großintegration (LSI, large scale integration) oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, application specific integrated circuit) realisiert sein. Ferner ist der Speicher 150 durch einen Nur-Lese-Speicher (ROM, read only memory), einen Direktzugriffsspeicher (RAM, random access memory), ein Festplattenlaufwerk (HDD, hard disk drive), einen Flash-Speicher oder dergleichen realisiert. Das durch den Prozessor auszuführende Programm kann im Voraus auf dem Speicher 150 gespeichert werden oder kann von einer externen Vorrichtung über eine fahrzeuginterne Interneteinrichtung oder dergleichen heruntergeladen werden. Ferner kann das Programm in dem Speicher 150 durch ein tragbares Speichermedium installiert sein, welches das Programm darin gespeichert aufweist und auf einer Laufwerksvorrichtung (nicht dargestellt) montiert ist. Ferner kann die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 über eine Mehrzahl von Computervorrichtungen verteilt sein.
Beispielsweise wird die Steuer-/Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren unter einem Fahrmodus A, einem Fahrmodus B, einem Fahrmodus C und einem Fahrmodus D gemäß einer Anweisung von der Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 umgeschaltet und führt eine Steuerung/Regelung durch. Betriebsmodus A ist ein Fahrmodus, in welchem eine Beschleunigung, eine Verzögerung und eine Lenkung des Subjektfahrzeugs M automatisch gesteuert/geregelt werden. Der Fahrmodus B ist ein Fahrmodus, in dem eine Lenkung des Subjektfahrzeugs M automatisch gesteuert/geregelt wird und die Beschleunigung oder die Verzögerung auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung, wie zum Beispiel das Gaspedal 70 oder das Bremspedal 72 gesteuert/geregelt werden. Der Fahrmodus C ist ein Fahrmodus, in dem die Beschleunigung oder die Verzögerung des Subjektfahrzeugs M automatisch gesteuert/geregelt wird und die Lenkung auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung, wie zum Beispiel das Lenkrad 74 gesteuert/geregelt wird. Der Fahrmodus D ist ein Fahrmodus, in welchem die Beschleunigung oder die Verzögerung des Subjektfahrzeugs M auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung, wie zum Beispiel das Gaspedal 70 oder das Bremspedal 72 gesteuert/geregelt werden und die Lenkung auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung, wie zum Beispiel das Lenkrad 74 gesteuert/geregelt wird (ein manueller Fahrmodus). Wenn der Fahrmodus D durchgeführt wird, kann die Steuer-/Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren einen Betrieb stoppen, so dass ein Eingangssignal von dem Betätigungserfassungssensor an die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 bereitgestellt wird oder so dass ein Eingangssignal von dem Betätigungserfassungssensor direkt an die Fahrantriebskraft-Ausgabevorrichtung 90, die Lenkvorrichtung 92 oder die Bremsvorrichtung 94 zugeführt wird.
Der Grad eines automatisierten Fahrens ist am höchsten in Fahrmodus A und am geringsten in Fahrmodus D. Der Grad des automatisierten Fahrens in Fahrmodus B und Fahrmodus C liegt zwischen dem in Fahrmodus A und Fahrmodus D.
Die Subjektfahrzeug-Positionserkennungseinrichtung 112 der Steuer-/Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren erkennt eine Spur (Fahrspur), auf der das Subjektfahrzeug M fährt und eine Relativposition des Subjektfahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur auf der Grundlage einer Karteninformation 152, die in dem Speicher 150 gespeichert ist, und einer Informationseingabe von den Findern 20, den Radaren 30, der Kamera 40, der Navigationseinrichtung 50 oder dem Fahrzeugsensor 60. Die Karteninformation 152 ist beispielsweise eine Karteninformation mit höherer Genauigkeit als diejenigen der Navigationskarte, die in der Navigationseinrichtung 50 umfasst ist, und umfasst beispielsweise eine Information über eine Mitte einer Fahrspur oder eine Information über die Begrenzungen einer Fahrspur. Insbesondere umfasst die Karteninformation 152 eine Straßeninformation, eine Verkehrsregelungsinformation, eine Adressinformation (Adresse und Postleitzahl), eine Einrichtungsinformation, eine Telefonnummerninformation und dergleichen. Die Straßeninformation umfasst eine Information, die Typen von Straßen angibt, wie Schnellstraßen, Mautstraßen, Nationalstraßen und Präfekturstraßen, oder eine Information wie die Anzahl von Spuren auf einer Straße, eine Breite von jeweiligen Spuren, eine Steigung/ ein Gefälle einer Straße, eine Position einer Straße (dreidimensionale Koordinaten einschließlich eines Längengrads, eines Breitengrades und einer Höhe), eine Krümmung einer Kurve der Spur, eine Position eines Zusammenführungs- oder Verzweigungspunkts der Spur und ein auf einer Straße bereitgestelltes Zeichen. Die Verkehrsregulierungsinformation umfasst Informationen wie Spursperrungen aufgrund von Straßenarbeiten, Verkehrsunfällen, Verkehrsstaus oder dergleichen.
3 ist ein Diagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem die Relativposition des Subjektfahrzeugs M relativ zu der Fahrspur L1 durch die Subjektfahrzeug- Positionserkennungseinrichtung 112 erkannt wird. Die Subjektfahrzeug- Positionserkennungseinrichtung 112 kann beispielsweise eine Abweichung OS eines Referenzpunktes (zum Beispiel ein Schwerpunkt) des Subjektfahrzeugs M von einer Fahrspurmitte CL und einen Winkel θ in Bezug auf eine Verbindungslinie entlang der Fahrspurmitte CL in der Fahrrichtung des Subjektfahrzeugs M als die Relativposition des Subjektfahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur L1 erkennen. Es ist zu beachten, dass die Subjektfahrzeug-Positionserkennungseinrichtung 112 stattdessen beispielsweise die Position des Referenzpunkts des Subjektfahrzeugs M in Bezug auf einen von Seitenabschnitten der Fahrspur L1 als die relativ Position des Subjektfahrzeugs M in Bezug auf die Fahrspur erkennen kann.
Die Außenwelterkennungseinrichtung 114 erkennt einen Zustand wie eine Position, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung eines nahegelegenen Fahrzeugs auf der Grundlage einer Informationseingabe von dem Finder 20, dem Radar 30, der Kamera 40 und dergleichen. Das nahegelegene Fahrzeug ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Fahrzeug, das in der Nähe des Subjektfahrzeugs M fährt und ein Fahrzeug, das in der gleichen Richtung wie das Subjektfahrzeug M fährt. Die Position des nahegelegenen Fahrzeugs kann durch einen repräsentativen Punkt wie einen Schwerpunkt oder eine Ecke eines anderen Fahrzeugs repräsentiert sein oder kann durch einen Bereich repräsentiert sein, welcher durch einen Umriss eines anderen Fahrzeugs repräsentiert wird. Der „Zustand“ des nahegelegenen Fahrzeugs kann eine Beschleunigung des nahegelegenen Fahrzeugs und eine Angabe enthalten, ob das nahegelegene Fahrzeug eine Spur wechselt oder nicht (oder ob das nahegelegene Fahrzeug kurz davor steht, eine Spur zu wechseln oder nicht) auf der Grundlage der Information der verschiedenen vorstehend beschriebenen Vorrichtungen. Ferner kann die Außenwelterkennungseinrichtung 114 ebenfalls eine Position einer Leitplanke, eines Strommastes, eines geparkten Fahrzeugs, eines Fußgängers und anderen Objekten zusätzlich zu nahegelegenen Fahrzeugen erkennen.
Die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 setzt einen Startpunkt eines automatisierten Fahrens und/oder ein Ziel für ein automatisiertes Fahren. Der Startpunkt für ein automatisiertes fahren kann eine aktuelle Position des Subjektfahrzeugs M sein oder kann ein Punkt sein, an welchem eine Betätigung zum Anweisen eines automatisierten Fahrens durchgeführt wird. Die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 erzeugt den Aktionsplan in einer Sektion zwischen dem Startpunkt und dem Ziel des automatisierten Fahrens. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, und die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 den Aktionsplan für eine beliebige Sektion erzeugen kann.
Der Aktionsplan umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Vorgängen, die sequenziell ausgeführt werden. Beispiele der Vorgänge umfassen einen Verzögerungsvorgang zum Verzögern des Subjektfahrzeugs M, einen Beschleunigungsvorgang zum Beschleunigen des Subjektfahrzeugs M, einen Spurhaltevorgang, um das Subjektfahrzeug M dazu zu veranlassen, derart zu fahren, dass das Subjektfahrzeug M nicht von einer Fahrspur abweicht, einen Spurwechselvorgang zum Wechseln einer Fahrspur, einen Überholvorgang, um das Subjektfahrzeug M dazu zu veranlassen, ein vorausfahrendes Fahrzeug zu überholen, einen Verzweigungsvorgang zum Wechseln einer Spur auf eine gewünschte Spur an einem Verzweigungspunkt oder um das Subjektfahrzeug M dazu zu veranlassen, derart zu fahren, dass das Subjektfahrzeug M nicht von einer aktuellen Fahrspur abweicht und einen Zusammenführungsvorgang zum Beschleunigen und Verzögern des Subjektfahrzeug M an einer Zusammenführungsspur zum Zusammenführen in eine Hauptspur und zum Wechseln einer Fahrspur. Wenn beispielsweise eine Verbindungsstelle (ein Verzweigungspunkt) auf einer Mautstraße (beispielsweise einer Autobahn) vorliegt, kann die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100 eine Spur derart wechseln, dass das Subjektfahrzeug M in einer Richtung eines Ziels fährt oder eine Spur hält, wenn ein erster oder ein zweiter automatisierter Fahrmodus durchgeführt wird. Dementsprechend setzt die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 zwischen der aktuellen Position (Koordinaten) des Subjektfahrzeugs M und der Position (Koordinaten) der Verbindungsstelle einen Spurwechselvorgang zum Wechseln einer Spur auf eine gewünschte Spur, auf welcher das Fahrzeug in der Richtung des Ziels weiterfahren kann, wenn unter Bezugnahme auf die Karteninformation 152 bestimmt wird, dass eine Verbindungsstelle an einer Route vorliegt. Es ist zu beachten, dass die Information, die den von der Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 erzeugten Aktionsplan angibt, in dem Speicher 150 als Aktionsplaninformationen 156 gespeichert ist.
4 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Aktionsplans darstellt, welcher für eine bestimmte Sektion erzeugt ist. Wie in 4 dargestellt, klassifiziert die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 Szenarien, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug entlang einer Route zu dem Ziel fährt und erzeugt einen Aktionsplan, so dass ein für jedes Szenario geeigneter Vorgang ausgeführt wird. Die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 kann den Aktionsplan dynamisch gemäß einer Veränderung einer Situation des Subjektfahrzeugs M ändern.
Die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 kann den erzeugten Aktionsplan auf der Grundlage eines Zustands der Umgebungswelt ändern (aktualisieren), welcher durch die Außenwelterkennungseinrichtung 114 erkannt wird. Im Allgemeinen ändert sich der Zustand der Außenwelt fortwährend während das Fahrzeug fährt. Insbesondere ändert sich ein Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug M und anderen Fahrzeugen relativ, wenn das Subjektfahrzeug M auf einer Straße fährt, welche eine Mehrzahl von Spuren umfasst. Wenn beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug aufgrund eines plötzlichen Abbremsens verzögert oder ein Fahrzeug, welches auf einer benachbarten Spur fährt, das Subjektfahrzeug M davor schneidet, ist es notwendig, dass das Subjektfahrzeug M fährt, während eine Geschwindigkeit oder eine Spur entsprechend einem Verhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines Verhaltens des Fahrzeugs auf einer benachbarten Spur angemessen geändert wird. Daher kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 einen für jede Steuer-/Regelsektion gesetzten Vorgang gemäß einer Änderung eines Zustandes der Außenwelt wie vorstehend beschrieben ändern.
Insbesondere wenn eine Geschwindigkeit des anderen Fahrzeugs, welches durch die Außenwelterkennungseinrichtung 114 erkannt wird, einen Schwellenwert während einer Fahrzeugfahrt überschreitet oder eine Bewegungsrichtung des anderen Fahrzeugs, welches in der der Subjektspur benachbarten Spur fährt, auf eine Richtung der Subjektspur gerichtet ist, kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 einen in einer Fahrsektion gesetzten Vorgang ändern, in welcher das Subjektfahrzeug M fahren soll. Beispielsweise kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 in einem Fall, in welchem ein Vorgang derart gesetzt ist, dass ein Spurwechselvorgang nach einem Spurhaltevorgang ausgeführt wird, einen auf den Spurhaltevorgang folgenden Vorgang von einem Spurwechsel- auf einen Verzögerungsvorgang, einen Spurhaltevorgang oder dergleichen ändern, wenn aus einem Ergebnis der Erkennung der Außenwelterkennungseinrichtung 114 beobachtet wurde, dass ein Fahrzeug von hinten mit einer gleichen oder einer höheren Geschwindigkeit als ein Schwellenwert in einer Spur fährt, die ein Spurwechselziel während des Spurwechselvorgangs ist. Infolgedessen kann die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100, selbst wenn eine Änderung eines Zustandes der Außenwelt auftritt, das Subjektfahrzeug M dazu veranlassen, sicher automatisch zu fahren.
[Spurhaltevorgang]
Wenn ein Spurhaltevorgang ausgeführt wird, bestimmt die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 einen Fahraspekt von einer aus einer Konstantgeschwindigkeitsfahrt, einer Folgefahrt, einer Verzögerungsfahrt, einer Kurvenfahrt, einer Hindernisvermeidungsfahrt und dergleichen. Beispielsweise kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmen, dass der Fahraspekt eine Konstantgeschwindigkeitsfahrt ist, wenn sich keine anderen Fahrzeuge vor dem Subjektfahrzeug M befinden. Ferner kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmen, dass der Fahraspekt eine Folgefahrt ist, wenn das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt. Ferner kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmen, dass der Fahraspekt eine Verzögerungsfahrt ist, wenn die Außenwelterkennungseinrichtung 114 eine Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs erkennt oder wenn ein Vorgang wie ein Stoppen oder ein Parken durchgeführt wird. Ferner kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmen, dass der Fahraspekt eine Kurvenfahrt ist, wenn die Außenwelterkennungseinrichtung 114 erkennt, dass das Subjektfahrzeug M an einer gekrümmten Straße angekommen ist. Ferner kann die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmen, dass der Fahraspekt eine Hindernisvermeidungsfahrt ist, wenn ein Hindernis vor dem Subjektfahrzeug M durch die Außenwelterkennungseinrichtung 114 erkannt wird.
Die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 erzeugt eine Trajektorie auf der Grundlage des Fahraspekts, welcher durch die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmt ist. Die Trajektorie ist eine Menge (Ort) von Punkten, welche durch ein Sampling zukünftiger Zielpositionen erhalten wird, von denen angenommen wird, dass sie zu vorbestimmten Zeitintervallen erreicht werden, wenn das Subjektfahrzeug M auf der Grundlage des durch die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmten Fahraspekts fährt. Die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 berechnet die Zielgeschwindigkeit des Subjektfahrzeugs M auf der Grundlage wenigstens einer Geschwindigkeit eines Ziels OB, welches sich vor dem Subjektfahrzeug M befindet und durch die Subjektfahrzeug-Positionserkennungseinrichtung 112 oder die Außenwelterkennungseinrichtung 114 erkannt wird, und eines Abstandes zwischen dem Subjektfahrzeug O und dem Ziel OB. Die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 erzeugt eine Trajektorie auf der Grundlage der berechneten Zielgeschwindigkeit. Das Ziel OB umfasst ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Punkt, beispielsweise einen Zusammenführungspunkt, einen Verzweigungspunkt oder einen Zielpunkt, ein Objekt, beispielsweise ein Hindernis und dergleichen.
Es ist zu beachten, dass eine Erzeugung einer Mehrzahl von Trajektoriepunkten einschließlich eines Geschwindigkeitselements (eines Zeitelements) ein Fall ist, in welchem Fahrmodus A durchgeführt wird und in Fahrmodus B ein Ort oder ein Trajektoriepunkt, welcher kein Geschwindigkeitselement (Zeitelement) umfasst, erzeugt wird und eine Geschwindigkeit, mit welcher das Fahrzeug an dem Ort fährt, auf der Grundlage der Betätigung in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung des Fahrzeuginsassen gesteuert/geregelt wird. Ferner werden in Fahrmodus C weder Trajektoriepunkte noch Orte erzeugt und nur die Geschwindigkeit automatisch durch die Geschwindigkeitserzeugungseinrichtung 120 auf der Grundlage des Fahraspekts wie einer Konstantgeschwindigkeitsfahrt, einer Folgefahrt und einer Verzögerungsfahrt bestimmt.
Nachstehend wird die Erzeugung der Trajektorie, insbesondere sowohl in einem Fall, in dem das Vorhandensein des Ziels OB nicht berücksichtigt wird, als auch in einem Fall, in dem das Vorhandensein des Ziels OB berücksichtig wird, während eines Fokussierens auf den Fahrmodus A beschrieben werden. 5 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Trajektorie zeigt, welche durch die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 erzeugt ist. Wie in (A) von 5 dargestellt, setzt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 beispielsweise zukünftige Zielpositionen K (1), K (2), K (3), ... als die Trajektorie des Subjektfahrzeugs M auf der Grundlage der aktuellen Position des Subjektfahrzeugs M, jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Zeit Δt, ausgehend von einer aktuellen Zeit, verstreicht. Nachstehend werden diese Zielpositionen vereinfacht als eine „Zielposition K“ bezeichnet, wenn die Zielpositionen nicht unterschieden werden. Beispielsweise kann die Anzahl von Zielpositionen K gemäß einer Zielzeit T bestimmt sein. Wenn die Zielzeit T beispielsweise auf fünf Sekunden gesetzt ist, setzt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 die Zielpositionen K an eine Mittellinie der Fahrspur in Inkrementen einer vorbestimmten Zeit Δt (zum Beispiel 0,1 Sekunden) während fünf Sekunden und bestimmt ein Anordnungsintervall der Mehrzahl von Zielpositionen K auf der Grundlage des Fahraspekts. Die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 kann die Mittellinie der Fahrspur beispielsweise von einer Information wie einer Breite der Spur ableiten, welche in der Karteninformation 152 umfasst ist oder kann die Mittellinie von der Karteninformation 152 akquirieren, wenn die Position der Mittellinie im Voraus in der Karteninformation 152 umfasst ist.
Wenn beispielsweise durch die vorstehend beschriebene Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmt wird, dass der Fahraspekt eine Konstantgeschwindigkeitsfahrt ist, kann die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 zum Erzeugen einer Trajektorie eine Mehrzahl von Zielpositionen K in gleichen Intervallen setzen, wie in (A) von 5 dargestellt.
Ferner erzeugt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 eine Trajektorie, in welcher ein Intervall breiter für die Zielposition K ist, deren Ankunftszeit früher ist, und schmäler für die Zielposition K ist, deren Ankunftszeit später ist, wie in (B) aus 5 dargestellt, wenn durch die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116 bestimmt ist, dass der Fahraspekt eine Verzögerungsfahrt ist (einschließlich eines Falls, in welchem ein vorausfahrendes Fahrzeug in der Folgefahrt verzögert). In diesem Fall kann das vorausfahrende Fahrzeug als das Ziel OB gesetzt sein oder ein Punkt wie ein Zusammenführungspunkt, ein Verzweigungspunkt oder ein Zielpunkt, ein Hindernis oder dergleichen von dem vorausfahrenden Fahrzeug abweichende können als das Ziel OB gesetzt sein. Da demgemäß die Zielposition K, deren Ankunftszeit des Subjektfahrzeugs M später ist, der aktuellen Position des Subjektfahrzeugs M näher kommt, verlangsamt die nachstehend beschriebene Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 das Subjektfahrzeug M.
Wie ferner in (C) von 5 dargestellt, ordnet die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 wenn bestimmt ist, dass der Fahraspekt eine Kurvenfahrt ist, beispielsweise eine Mehrzahl von Zielpositionen K an, wobei eine laterale Position in Bezug auf die Fahrrichtung des Subjektfahrzeugs M (eine Position in einer Spurbreitenrichtung) zum Erzeugen einer Trajektorie gemäß einer Krümmung der Straße geändert wird, um eine Trajektorie zu erzeugen. Wie ferner in (D) von 5 dargestellt, bestimmt die Aktionsplanerzeugungseinrichtung 116, dass der Fahraspekt eine Hindernisvermeidungsfahrt ist, wenn ein Hindernis OB wie eine Person oder ein gestopptes Fahrzeug an einer Straße vor dem Subjektfahrzeug M vorhanden ist. In diesem Fall ordnet die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118, um die Trajektorie zu erzeugen, die Mehrzahl von Zielpositionen K so an, dass das Fahrzeug unter Vermeidung des Hindernisses OB fährt.
[Spurwechselvorgang]
Die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 führt ferner Prozesse wie ein Setzen einer Zielposition, ein Bestimmen, ob ein Spurwechselvorgang durchgeführt werden kann oder nicht, eine Erzeugung der Spurwechseltrajektorie und eine Trajektorieevaluation durch, wenn ein Spurwechselvorgang durchgeführt wird. Ferner kann die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 den gleichen Prozess auch ausführen, wenn ein Verzweigungsvorgang oder Zusammenführungsvorgang ausgeführt wird.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses zeigt, welcher ausgeführt wird, wenn ein Spurwechselvorgang ausgeführt wird. Der Prozess wird unter Bezugnahme auf diese Zeichnung und 7 beschrieben werden.
Zunächst spezifiziert die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 ein Fahrzeug, welches auf einer benachbarten Spur benachbart zu einer Spur (Subjektspur) fährt, auf welcher das Subjektfahrzeug M fährt und welche eine benachbarte Spur ist, welche ein Spurwechselziel ist, und welches vor dem Subjektfahrzeug M fährt, und ein Fahrzeug, welches auf der benachbarten Spur fährt und hinter dem Subjektfahrzeug M fährt und setzt die Zielposition TA zwischen diesen Fahrzeugen (Schritt S 100). In der folgenden Beschreibung wird das Fahrzeug, welches auf der benachbarten Spur fährt und vor dem Subjektfahrzeug M fährt als ein vorderes Referenzfahrzeug bezeichnet werden und das Fahrzeug, welches auf der benachbarten Spur fährt und hinter dem Subjektfahrzeug M fährt, wird als ein hinteres Referenzfahrzeug bezeichnet werden. Die Zielposition TA ist eine relativ Position auf Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem Subjektfahrzeug M und dem vorderen Referenzfahrzeug und dem hinteren Referenzfahrzeug.
7 ist ein Diagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem die Zielposition TA gesetzt ist. In 7 gibt mA ein vorausfahrendes Fahrzeug an, mB ein vorderes Referenzfahrzeug an und mC ein rückwärtiges Referenzfahrzeug an. Ein Pfeil d gibt ferner eine Fahrtrichtung (Fahrt) des Fahrzeugs M an, L1 gibt die Subjektspur an und L2 gibt die benachbarte Spur an. In dem Beispiel von 7 setzt die Zielpositionseinstelleinheit 122 die Zielposition TA zwischen das vordere Referenzfahrzeug mB und das hintere Referenzfahrzeug mC auf der benachbarten Spur L2.
Dann bestimmt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118, ob eine Primärbedingung zum Bestimmen, ob ein Spurwechsel zu der Zielposition TA (d.h. zwischen dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC) möglich ist oder nicht, erfüllt ist oder nicht (Schritt S102).
Die Primärbedingung ist, dass sich beispielsweise selbst in einem in der benachbarten Spur gesetzten Verbotsteil RA kein nahegelegenes Fahrzeug befindet und dass eine TTC des Subjektfahrzeugs M und des vorderen Referenzfahrzeugs mB und des hinteren Referenzfahrzeugs mC größer ist als ein Schwellenwert. Wenn die Primärbedingung nicht erfüllt ist, kehrt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 zurück zu dem Prozess von Schritt S100 und setzt die Zielposition TA zurück. In diesem Fall kann ein Standby bis zu einem Zeitpunkt auftreten, an welchem die Zielposition TA, welche die Primärbedingung erfüllt, gesetzt werden kann, oder die Zielposition TA kann vor das vordere Referenzfahrzeug mB oder hinter das hintere Referenzfahrzeug mC gesetzt werden und eine Geschwindigkeitssteuerung/-regelung für eine Bewegung zu der Seite der Zielposition TA kann durchgeführt werden.
Wie in 7 dargestellt, projiziert die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 beispielsweise das Subjektfahrzeug M auf eine Spur L2, die ein Spurwechselziel ist und setzt einen Verbotsbereich RA, welcher geringfügige vordere und hintere Randabstände aufweist. Der Verbotsbereich RA ist als ein Bereich gesetzt, welcher sich in einer lateralen Richtung der Spur L2 von einem Ende zu dem anderen Ende erstreckt.
In einem Fall, in welchem sich keine nahegelegenen Fahrzeuge in dem Verbotsbereich RA befinden, nimmt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 beispielsweise eine Verlängerungslinie FM und eine Verlängerungslinie RM an, welche durch ein virtuelles Verlängern eines vorderen Endes und eines hinteren Endes des Subjektfahrzeugs M zu der Spur L2 erhalten werden, welche das Spurwechselziel ist. Die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 berechnet eine Kollisionstoleranzzeit TTC(B) der Verlängerungslinie FM und des vorderen Referenzfahrzeugs mB und ein hinteres Referenzfahrzeug TTC(C) der Verlängerungslinie RM und des hinteren Referenzfahrzeugs mC. Die Kollisionstoleranzzeit TTC(B) ist eine Zeit, welche durch Dividieren eines Abstandes zwischen der Verlängerungslinie FM und dem vorderen Referenzfahrzeug mB durch eine Relativgeschwindigkeit des Subjektfahrzeugs M und des vorderen Referenzfahrzeugs mB abgeleitet ist. Die Kollisionstoleranzzeit TTC(C) ist eine Zeit, welche durch Dividieren eines Abstandes zwischen der Verlängerungslinie RM und dem hinteren Referenzfahrzeug mC durch eine Relativgeschwindigkeit des Subjektfahrzeugs M und des vorderen Referenzfahrzeugs mC abgeleitet ist. Wenn die Kollisionstoleranzzeit TTC(B) größer als ein Schwellenwert Th(B) ist und die Kollisionstoleranzzeit TTC(C) größer als ein Schwellenwert Th(C) ist, bestimmt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118, dass die Primärbedingung erfüllt ist. Die Schwellenwerte Th(B) und Th(C) können die gleichen Werte oder verschiedene Werte sein.
Wenn die Primärbedingung erfüllt ist, erzeugt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 eine Trajektorie für einen Spurwechsel (Schritt S104). 8 ist ein Diagramm, welches einen Zustand darstellt, in welchem eine Trajektorie für einen Spurwechsel erzeugt ist. Die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 nimmt beispielsweise an, dass das vorausfahrende Fahrzeug mA, das vordere Referenzfahrzeug mB und das hintere Referenzfahrzeug mC in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsmodell fahren und erzeugt eine Trajektorie auf der Grundlage des Geschwindigkeitsmodells der drei Fahrzeuge und der Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs M, so dass das Subjektfahrzeug M zu einer bestimmten zukünftigen Zeit zwischen dem vorderen Referenzfahrzeug mB und dem hinteren Referenzfahrzeug mC lokalisiert ist ohne das vorausfahrende Fahrzeug mA zu beeinflussen. Beispielsweise verbindet die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 gleichmäßig eine aktuelle Position des Subjektfahrzeugs M mit einer Position des vorderen Referenzfahrzeugs mB zu einer bestimmten zukünftigen Zeit, einer Mitte der Spur, die ein Spurwechselziel ist, und einem Endpunkt des Spurwechsels unter Verwendung einer polynomartigen Kurve wie einer Spline-Kurve und ordnet eine vorbestimmte Anzahl von Zielpositionen K an dieser Kurve in gleichen Intervallen oder ungleichen Intervallen an. In diesem Fall erzeugt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 eine Trajektorie, so dass wenigstens eine der Zielpositionen K innerhalb der Zielposition TA angeordnet ist.
Dann bestimmt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 ob eine Trajektorie, welche eine Einstellbedingung erfüllt, erzeugt werden kann oder nicht (Schritt S 106). Die Einstellbedingung ist beispielsweise, dass eine Beschleunigung, eine Verzögerung, ein Drehwinkel, eine angenommene Gierrate oder dergleichen an jedem Punkt des Trajektoriepunkts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Wenn die die Einstellbedingung erfüllende Trajektorie erzeugt werden kann, gibt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 eine Information über die Trajektorie für einen Spurwechsel an die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 aus, um zu verursachen, dass der Spurwechsel durchgeführt wird (Schritt S 108). Wenn andererseits die die Einstellbedingung erfüllende Trajektorie nicht erzeugt werden kann, kehrt die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 zurück zu dem Prozess aus Schritt S110. In diesem Fall kann, wie in einem Fall, in welchem eine negative Bestimmung in Schritt S102 erhalten wurde, ein Prozess eines Eintretens in einen Standby-Zustand oder ein Zurücksetzen der Zielposition TA durchgeführt werden.
Die Geschwindigkeitserzeugungseinrichtung 120 wirkt, wenn Fahrmodus C durchgeführt wird. Die Geschwindigkeitserzeugungseinrichtung 120 erzeugt eine Geschwindigkeit auf der Grundlage des Fahraspekts wie zum Beispiel der Konstantgeschwindigkeitsfahrt, der Folgefahrt und der Verzögerungsfahrt.
[Fahrsteuerung/-regelung]
Die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 setzt den Fahrmodus auf einen der Fahrmodi A bis D unter der Steuerung/Regelung der Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 und steuert/regelt ein Steuer-/Regelziel einschließlich einiger oder aller aus der Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 90, der Lenkvorrichtung 92, und der Bremsvorrichtung 94 gemäß dem gesetzten Fahrmodus. Es ist zu beachten, dass die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 eine bestimmte Steuer-/Regelmenge auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des Fahrzeugsensors 60 angemessen einstellen kann.
Wenn der Fahrmodus A durchgeführt wird, steuert/regelt die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 90, die Lenkvorrichtung 92 und die Bremsvorrichtung 94, so dass das Subjektfahrzeug M die durch die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 erzeugte Trajektorie zu einer geplanten Zeit durchläuft.
Wenn Fahrmodus B durchgeführt wird, steuert/regelt die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 die Lenkvorrichtung 92, so dass das Fahrzeug M entlang der durch die Trajektorieerzeugungseinrichtung 118 erzeugten Trajektorie fährt.
Wenn Fahrmodus C durchgeführt wird, steuert/regelt die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 90 und die Bremsvorrichtung 94, so dass das Fahrzeug M mit einer durch die Geschwindigkeitserzeugungseinrichtung 120 erzeugten Geschwindigkeit fährt.
Wenn Fahrmodus D durchgeführt wird, gibt die Fahr-Steuer-/Regeleinrichtung 130 beispielsweise ein von dem Betätigungserfassungssensor 72 eingegebenes Betätigungserfassungssignal so wie es ist an die Fahrantriebskraftausgabevorrichtung 90, die Lenkvorrichtung 92 und die Bremsvorrichtung 94 aus.
[Umschaltsteuerung-/regelung]
Die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 schaltet den Fahrmodus auf der Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung, einer Verzögerung oder einer Lenkung in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung zusätzlich zu dem Umschalten zwischen den Fahrmodi auf der Grundlage des Fahrmodusbezeichnungssignaleinangs von dem Umschalter 80 um. Ferner schaltet die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 von einem der Fahrmodi A, B und C in den Fahrmodus D um, welcher nahe dem Ziel für das automatisierte Fahren ist.
Nachstehend wird ein Umschalten des Fahrmodus auf Grundlage des Betrags einer Betätigung in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung beschrieben werden. Wenn Fahrmodus A durchgeführt wird, schaltet die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 grundsätzlich den Fahrmodus auf Fahrmodus B um, wenn der Betrag einer Betätigung in Bezug auf das Gaspedal 70 oder das Bremspedal 72 (ein Gasöffnungsgrad oder ein Bremsniederdrückungsbetrag) jeden gesetzten Schwellenwert überschreitet.
Die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 schaltet den Fahrmodus ferner in einem Fall, in welchem Fahrmodus A durchgeführt wird, auf Fahrmodus C um, wenn der Betrag einer Betätigung in Bezug auf das Lenkrad 74 (beispielsweise der Betrag einer Änderung des Lenkwinkels, der Lenkwinkel selbst oder ein Lenkdrehmoment) einen Schwellenwert überschreitet.
Die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 schaltet den Fahrmodus ferner in einem Fall, in welchem Fahrmodus A durchgeführt wird, auf Fahrmodus D um, wenn der Betrag einer Betätigung in Bezug auf das Gaspedal 70 oder das Bremspedal 72 jeden gesetzten Schwellenwert überschreitet und der Betrag einer Betätigung in Bezug auf das Lenkrad 74 den Schwellenwert überschreitet.
Die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 schaltet den Fahrmodus ferner in einem Fall, in welchem Fahrmodus B durchgeführt wird, auf Fahrmodus D um, wenn der Betrag einer Betätigung in Bezug auf das Lenkrad 74 den Schwellenwert überschreitet.
Die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 schaltet den Fahrmodus ferner in einem Fall, in welchem Fahrmodus C durchgeführt wird, auf Fahrmodus D um, wenn der Betrag einer Betätigung in Bezug auf das Gaspedal 70 oder das Bremspedal 72 einen für jeden aus dem Gaspedal 70 und dem Bremspedal 72 gesetzten Schwellenwert überschreitet.
In einem Fall, in welchem die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf einen Fahrmodus umschaltet, in welchem der Grad eines automatisierten Fahrens hoch ist (ein Fall, in welchem die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus von Fahrmodus D auf einen anderen Fahrmodus oder Fahrmodus B oder Fahrmodus C auf Fahrmodus A umschaltet), führt die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 das Umschalten auf der Grundlage des Fahrmodusbezeichnungssignals durch, welches von dem Umschalter 80 einzugeben ist. Wenn ferner für eine vorbestimmte Zeit keine Betätigung des Gaspedals 70 und des Bremspedals 72 vorliegt, nachdem der Fahrmodus auf der Grundlage der Betätigung des Gaspedals 70 von Fahrmodus A auf Fahrmodus B umgeschaltet wurde, kann eine Steuerung/Regelung wie ein Zurückkehren zu Fahrmodus A durchgeführt werden (das Gleiche gilt für Kombinationen anderer Fahrmodi). 9 ist ein Zustandsübergangsdiagramm, welches eine Änderung eines Zustandes der vorstehend beschriebenen Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 darstellt.
Hier tritt ein Umschalten von der automatischen Steuerung/Regelung der Geschwindigkeit und der Lenkung unter Verwendung des Trajektoriepunkts auf eine automatische Steuerung/Regelung nur der Lenkung für ein Fahren an dem Ort auf, wenn ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus B auftritt. Wenn dieses Umschalten innerhalb eines Szenarios durchgeführt wird, in welchem eine Feinsteuerung-/regelung wie ein Spurwechselvorgang durchgeführt wird, kann der Fahrzeuginsasse die Geschwindigkeit frei verändern und beispielsweise eine zukünftige Geschwindigkeit, welche in dem in Schritt S106 in 6 beschriebenen Bestimmungsprozess angenommen ist, wird bedeutungslos. Dementsprechend kann eine Kontinuität der Steuerung/Regelung nicht aufrechterhalten werden, und die Steuerung/Regelung ist wahrscheinlich instabil.
Daher verhindert die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus B auf Grundlage des Betrags einer Betätigung in Bezug auf das Gaspedal 70 während der Spurwechselvorgang durchgeführt wird. Der Spurwechselvorgang kann hier einen Verzweigungsvorgang oder einen Zusammenführungsvorgang umfassen oder kann den Verzweigungsvorgang oder den Zusammenführungsvorgang nicht umfassen. Es ist zu beachten, dass die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus B auf Grundlage des Betrags einer Betätigung in Bezug auf das Bremspedal 72 sogar während der Spurwechselvorgang durchgeführt wird durchführt. Dies liegt daran, dass eine Notbremsbetätigung auf Grundlage einer Intention des Fahrzeuginsassen priorisiert wird. Ferner führt die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 ein umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus C auf Grundlage des Betrags einer Betätigung in Bezug auf das Lenkrad 74 sogar während der Spurwechselvorgang durchgeführt wird durch. Dies liegt daran, dass eine Vermeidungsaktion durch die Lenkung auf Grundlage der Intention des Fahrzeuginsassen priorisiert wird.
Die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 verhindert ferner ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus D auf Grundlage des Betrags einer Betätigung des Gaspedals 70 und des Betrags einer Betätigung des Lenkrads 74 während der Spurwechsel durchgeführt wird. Es ist zu beachten, dass die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus D auf Grundlage des Betrags einer Betätigung in Bezug auf das Bremspedal 72 und des Betrags einer Betätigung des Lenkrads 74, selbst wenn der Spurwechselvorgang durchgeführt wird, durchführt. Die Bedeutung davon ist die gleiche wie oben.
10 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses darstellt, welcher durch die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 ausgeführt wird. Der Prozess dieses Ablaufdiagramms wird wiederholt ausgeführt, während Fahrmodus A durchgeführt wird.
Als erstes bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 ob, ein Vorgang, welcher durchgeführt wird, der Spurwechselvorgang ist oder nicht (Schritt S200). Wenn der durchgeführte Vorgang nicht der Spurwechselvorgang ist, führt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 die Prozesse der Schritte S202 bis S212 durch. Die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 bestimmt, ob der Betrag einer Betätigung des Gaspedals 70 oder des Bremspedals 72 einen Schwellenwert überschreitet oder nicht (Schritt S202). Es ist zu beachten, dass dies in 10 lediglich mit „Liegt eine Betätigung vor?“ Beschrieben ist (das gleiche trifft für die anderen Schritte in 10 und 11 zu). Wenn der Betrag einer Betätigung des Gaspedals 70 oder des Bremspedals den Schwellenwert überschreitet, schaltet die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf Fahrmodus B um (Schritt S204), und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
Wenn in Schritt S202 eine negative Bestimmung erhalten wird, bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140, ob der Betrag einer Betätigung des Lenkrads 74 einen Schwellenwert überschreitet oder nicht (Schritt S206). Wenn der Betrag einer Betätigung des Lenkrads 74 den Schwellenwert überschreitet, schaltet die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf Fahrmodus C um (Schritt S208) und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
Wenn in Schritt S206 eine negative Bestimmung erhalten wird, bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140, ob die Beträge der Betätigungen des Gaspedals 70, des Bremspedals 72 und des Lenkrads 74 jeweilige Schwellenwerte überschreiten oder nicht (Schritt S210). Wenn die Beträge der Betätigungen des Gaspedals 70, des Bremspedals 72 und des Lenkrads 74 jeweilige Schwellenwerte überschreiten, schaltet die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf Fahrmodus D um (Schritt S212) und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
Wenn andererseits der durchgeführte Vorgang der Spurwechselvorgang ist, führt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 die Prozesse der Schritte S214 bis S224 durch. Die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 bestimmt, ob der Betrag einer Betätigung des Bremspedals 72 den Schwellenwert überschreitet oder nicht (Schritt S214). Wenn der Betrag einer Betätigung des Bremspedals 72 den Schwellenwert überschreitet, schaltet die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf Fahrmodus B um (Schritt S216) und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
Wenn in Schritt S214 eine negative Bestimmung erhalten wird, bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140, ob der Betrag einer Betätigung des Lenkrads 74 den Schwellenwert überschreitet oder nicht (Schritt S 218). Wenn der Betrag einer Betätigung des Lenkrads 74 den Schwellenwert überschreitet, schaltet die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf Fahrmodus C um (Schritt S220) und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
Wenn in Schritt S218 eine negative Bestimmung erhalten wird, bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140, ob die Beträge der Betätigungen des Bremspedals 72 und des Lenkrads 74 die jeweiligen Schwellenwerte überschreiten oder nicht (Schritt S222). Wenn die Beträge der Betätigungen des Bremspedals 72 und des Lenkrads 74 die jeweiligen Schwellenwerte überschreiten, schaltet die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf Fahrmodus D um (Schritt S224) und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
In dem Beispiel aus 10 wird ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus D durch eine Betätigung des Gaspedals 70 oder des Bremspedals 72 und des Lenkrads 74 verhindert, während der Spurwechselvorgang durchgeführt wird, dies kann jedoch auch zugelassen werden. D.h. ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus B wird in einem Fall verhindert, in welchem nur das Gaspedal 70 betätigt wird, jedoch kann ein Umschalten von Fahrmodus A auf Fahrmodus D in einem Fall zugelassen werden, in welchem das Lenkrad 74 zusätzlich zu dem Gaspedal 70 betätigt wird. In diesem Fall kann der Bestimmungsprozess aus Schritt S222 in 10 der gleiche wie der Prozess aus Schritt S210 sein.
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann Fahrmodus C nicht durchgeführt werden und nur die Fahrmodi A, B und D durchgeführt werden. In diesem Fall werden die Prozesse der Schritte S206, S208, S218 und S220 in 10 weggelassen.
Ferner kann, obwohl ein Umschalten des Fahrmodus auf Grundlage der Betätigung in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung eingeschränkt ist, wenn der Spurwechselvorgang in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, ein Umschalten zwischen den Fahrmodi auf Grundlage der Betätigung des Umschalters 80 gleichermaßen eingeschränkt sein wenn der Spurwechselvorgang ausgeführt wird.
Gemäß der Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung 100, dem Fahrzeug-Steuer-/Regelverfahren und dem Fahrzeug-Steuer-/Regelprogramm in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung die Steuer-/ Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren, welche wenigstens eine Lenkung des Subjektfahrzeugs M automatisch steuert/regelt, so dass das Subjektfahrzeug M entlang einer Route zu einem Ziel fährt und die Umschalt-Steuer-/ Regeleinrichtung 140, welche den Fahrmodus des Subjektfahrzeugs M unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus (Fahrmodus A) und einen zweiten Fahrmodus (Fahrmodus B oder Fahrmodus C) umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage der Betätigung umschaltet, welche in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung (70,72 und 74) durchgeführt wird, an welcher die Betätigung des Fahrzeuginsassen durchgeführt wird, wobei die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung (beispielsweise eine Betätigung in Bezug auf das Gaspedal 70) verhindert, wenn der Spurwechselvorgang durch die Steuer-/ Regeleinheit 110 für ein automatisiertes Fahren durchgeführt wird. Somit ist es möglich, die Kontinuität der Steuerung/Regelung aufrechtzuerhalten.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel schaltet das Subjektfahrzeug M den Fahrmodus unter Fahrmodi A, B, C und D um, während hingegen in dem zweiten Ausführungsbeispiel das Subjektfahrzeug M den Fahrmodus zwischen einem automatisierten Fahrmodus und einem manuellen Fahrmodus umschaltet. Der automatisierte Fahrmodus ist ein Fahrmodus, in welchem eine Beschleunigung oder eine Verzögerung und eine Lenkung des Subjektfahrzeugs M automatisch gesteuert/geregelt werden und entspricht dem Fahrmodus A in dem ersten Ausführungsbeispiel. Der manuelle Fahrmodus ist ein Fahrmodus, in welchem die Beschleunigung oder die Verzögerung des Subjektfahrzeugs M auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf das Gaspedal 70, das Bremspedal 72 oder dergleichen gesteuert/geregelt wird und eine Lenkung auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf das Lenkrad 74 oder dergleichen gesteuert/geregelt wird und entspricht Fahrmodus D in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wenn der automatisierte Fahrmodus durchgeführt wird, schaltet die Umschalt-Steuer-/ Regeleinrichtung 140 in den zweiten Ausführungsbeispiel den Fahrmodus in den manuellen Fahrmodus um, wenn der Betrag einer Betätigung (ein Gasöffnungsgrad oder ein Bremsniederdrückungsbetrag) in Bezug auf das Gaspedal 70 oder das Bremspedal 72 jeden gesetzten Schwellenwert überschreitet oder wenn der Betrag einer Betätigung in Bezug auf das Lenkrad 74 (beispielsweise der Betrag eine Änderung des Lenkwinkels, der Lenkwinkel selbst oder das Lenkmoment) einen Schwellenwert überschreitet.
Wenn der Fahrmodus von dem manuellen Fahrmodus auf den automatisierten Fahrmodus umgeschaltet wird, führt die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 in dem zweiten Ausführungsbeispiel das Umschalten beispielsweise auf der Grundlage des Fahrmodusbezeichnungssignaleingangs von dem Umschalter 80 durch. Zusätzlich kann eine Steuerung/Regelung wie ein Zurückkehren zu dem automatisierten Fahrmodus durchgeführt werden, wenn für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Fahrmodus von dem automatisierten Fahrmodus auf den manuellen Fahrmodus umgeschaltet wurde, keine Betätigung des Gaspedals 70, des Bremspedals 72 und des Lenkrades 74 vorliegt.
Ferner verhindert die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 in dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Umschalten von dem automatisierten Fahrmodus auf den manuellen Fahrmodus auf Grundlage des Betrags einer Betätigung in Bezug auf das Gaspedal 70, während der Spurwechselvorgang durchgeführt wird. Dementsprechend ist es möglich eine Kontinuität einer Steuerung/Regelung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufrechtzuerhalten.
11 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses darstellt, welcher durch die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung 140 des zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird. Der Prozess dieses Ablaufdiagramms wird wiederholt ausgeführt während der automatisierte Fahrmodus durchgeführt wird.
Als erstes bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 ob, ein Vorgang, welcher durchgeführt wird, ein Spurwechselvorgang ist oder nicht (Schritt S300). Wenn der durchgeführte Vorgang nicht der Spurwechselvorgang ist, bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 ob der Betrag einer Betätigung des Gaspedals 70, des Bremspedals 72 oder des Lenkrads 74 einen Schwellenwert überschreitet oder nicht (Schritt 302). Wenn der Betrag einer Betätigung des Gaspedals 70, des Bremspedals 72 oder des Lenkrads 74 den Schwellenwert überschreitet, schaltet die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf den manuellen Fahrmodus um (Schritt S304), und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
Wenn andererseits der durchgeführte Vorgang der Spurwechselvorgang ist, bestimmt die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140, ob der Betrag einer Betätigung des Bremspedals 72 oder des Lenkrads 74 den Schwellenwert überschreitet oder nicht (Schritt S306). Wenn der Betrag einer Betätigung des Bremspedals 72 oder des Lenkrads 74 den Schwellenwert überschreitet, schaltet die Umschalt-Steuer- /Regeleinrichtung 140 den Fahrmodus auf den manuellen Fahrmodus um (Schritt S308) und beendet den Prozess dieses Ablaufdiagramms.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann eine Kontinuität einer Steuerung/Regelung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel aufrechterhalten werden.
Obwohl Arten zur Ausführung der vorliegenden Erfindung vorstehend unter Verwendung von Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt und verschiedene Modifikationen und Substitutionen können vorgenommen werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung, umfassend: eine Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren, welche wenigstens eine Lenkung eines Subjektfahrzeugs automatisch steuert/regelt, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt; und eine Umschalt-Steuer-/ Regeleinrichtung, welche einen Fahrmodus des Subjektfahrzeugs unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus und einen zweiten Fahrmodus umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage einer Betätigung umschaltet, welche in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung durchgeführt wird, an welcher eine Betätigung eines Fahrzeuginsassen durchgeführt wird, wobei die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung verhindert, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen eines Spurwechsels durch die Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren durchgeführt wird.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Fahrmodus ein Fahrmodus ist, in welchem sowohl eine Beschleunigung oder eine Verzögerung als auch eine Lenkung des Subjektfahrzeugs automatisch gesteuert/geregelt werden, und der zweite Fahrmodus ein Fahrmodus ist, in welchem die Lenkung des Subjektfahrzeugs automatisch gesteuert/geregelt wird und die Beschleunigung oder die Verzögerung auf der Grundlage einer Betätigung in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung gesteuert/geregelt wird.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Fahrmodus ein Fahrmodus ist, in welchem sowohl eine Beschleunigung oder eine Verzögerung als auch eine Lenkung des Subjektfahrzeugs automatisch gesteuert/geregelt werden, und der zweite Fahrmodus ein Fahrmodus ist, in welchem sowohl die Beschleunigung oder die Verzögerung als auch die Lenkung des Subjektfahrzeugs auf der Grundlage einer Betätigung des Fahrzeuginsassen in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung gesteuert/geregelt werden.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen des Spurwechsels nicht durch die Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren durchgeführt wird, die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung den Fahrmodus des Subjektfahrzeugs von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf der Grundlage der Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung umschaltet.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die Steuer-/ Regeleinheit für ein automatisiertes Fahren die Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen des Spurwechsels durchführt, die Umschalt-Steuer-/Regeleinrichtung ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Verzögerung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung nicht verhindert.
Fahrzeug-Steuer-/Regelverfahren, umfassend: automatisches Steuern/Regeln, durch einen fahrzeuginternen Computer, wenigstens einer Lenkung eines Subjektfahrzeugs, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt; und Umschalten, durch den fahrzeuginternen Computer, eines Fahrmodus des Subjektfahrzeugs unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus und einen zweiten Fahrmodus umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage einer Betätigung, welche in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung durchgeführt wird, an welcher eine Betätigung eines Fahrzeuginsassen durchgeführt wird, und Verhindern eines Umschaltens von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen eines Spurwechsels durch ein automatisches Steuern/Regeln wenigstens der Lenkung des Subjektfahrzeugs durchgeführt wird.
Fahrzeug-Steuer-/ Regelprogramm, welches einen fahrzeuginternen Computer dazu veranlasst: wenigstens eine Lenkung eines Subjektfahrzeugs automatisch zu steuern/ regeln, so dass das Subjektfahrzeug entlang einer Route zu einem Ziel fährt; einen Fahrmodus des Subjektfahrzeugs unter einer Mehrzahl von Fahrmodi, welche einen ersten Fahrmodus und einen zweiten Fahrmodus umfasst, in welchem ein Grad eines automatisierten Fahrens geringer ist als in dem ersten Fahrmodus, auf der Grundlage einer Betätigung umzuschalten, welche in Bezug auf eine Betätigungsvorrichtung durchgeführt wird, an welcher eine Betätigung eines Fahrzeuginsassen durchgeführt wird; und ein Umschalten von dem ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus auf Grundlage einer Betätigung zum Anweisen einer Beschleunigung des Subjektfahrzeugs in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung zu verhindern, wenn eine Steuerung/Regelung für ein automatisches Durchführen eines Spurwechsels durch ein automatisches Steuern/Regeln wenigstens der Lenkung des Subjektfahrzeugs durchgeführt wird.