JP2011511729A - 走行支援システムの制御方法および走行支援システム - Google Patents

Abstract

本発明は、車両（２）の周囲状況（１００）を検出する複数のセンサと搭載装置群への介入制御を行う装置とを備えた、走行支援システムの制御方法および走行支援システムに関する。本発明によれば、走行支援システムは、少なくとも、車両の走行する車線（１）の特性とこの車線に対する車両位置とを検出し、ドライバーの要求に応じたトラジェクトリ（Ｔ１〜Ｔ４）を設定し、設定されたトラジェクトリに沿って車両をガイドする。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の走行支援システムの制御方法、および、請求項１３の上位概念に記載の走行支援システムに関する。

先行技術
これまで、車両が車線（レーン）を逸脱しそうなときにドライバーに対して警報を発したり、選択された車線への進入を支援したりする走行支援システムが公知である。こうした走行支援システムには、車線逸脱警報機能部すなわちＬＤＷ機能部および／または車線維持支援機能部すなわちＬＫＳ機能部などが含まれる。ＬＤＷ機能部は、車線の逸脱が起こりそうなとき、光学的または音響的または触覚的な信号を形成することによって、ドライバーに対して警告を与える。ＬＫＳ機能部は、車両の搭載装置群、特に操舵装置に能動的に介入し、車線から逸脱しそうな車両を車線内へ維持するように制御する。このため、走行支援システムは、特に、車線マークなどを検出する少なくとも１つのビデオセンサを含むセンサシステムを備えている。

これまで知られている横方向ガイド機能部、例えばＬＤＷ機能部またはＬＫＳ機能部を備えた走行支援システム、あるいは、渋滞時支援システムにおける自動横方向ガイド機能部は、車両をできるだけ車線の中央に維持するようにガイドを行う。しかし、たいていのドライバーは、隣の車線の車両が自車両のいる車線の境界に寄ってきたり、車線をまたいでこちらの車線を走行したりしているときに、走行車線の中央を厳密に維持させられることには不安を覚える。特に、隣の車線の車両がトラックやバスなどの大型車両である場合、こうした状況はきわめて危険なものと感じられるはずである。

独国出願第１０２００７０１５８７９．５号明細書から、走行支援システムの制御について、車両の周囲に障害物が在るかどうかを監視し、障害物が検出された場合にこれを危険なく通過できるように車両の目標トラジェクトリを変更することが公知である。ここでは、それぞれの障害物の大きさに応じて、これに対応する大きさの安全領域が定義される。

独国出願第１０２００５０４８０１４．４号明細書からは、車線維持機能部を備えた走行支援システムが公知である。当該の車線維持機能部は、道路上の車線を検出する装置と車線維持のために車両の操舵装置への介入制御を行う制御装置とを有しており、ここには車両の走行すべきカーブを検出する手段が設けられている。制御装置は、車線上の車両位置と検出されたカーブ特性とに基づいて制御を行う。

独国公開第１０１１４４７０号明細書から、センサシステムとしてのビデオ装置を備えた車線変更支援装置が公知である。センサシステムによって道路上の車線マークが検出され、現在走行している車線に対する自車両の横方向位置が求められる。自車両の横方向位置が所定の許容差範囲から外れて車線の中央からいずれかの側へ寄っているときには、ステアリング部に対して、車両をふたたび近似に中央に戻すよう、自動的に介入制御が行われる。これにより、ドライバーは交通状況に集中できるので、運転快適性と走行安全性とが高まる。ただし、例えば追い越しを開始するためにドライバーが意図的に車線変更を行おうとしているのに、車線維持機能部がアクティブになっている場合には、ステアリングホイールに大きな力をかけ、車線維持機能部の制御介入によって生じる力を打ち消さなければならない。このため、公知の装置では、車線維持機能部は、例えばウィンカの操作によってドライバーの車線変更の意図が識別された場合には、少なくとも一時的にオフにされるように構成されている。

独国出願第１０２００５０２４３８２．７号明細書からは、道路上の車線を検出するセンサ装置と、アクチュエータを介して車両のステアリング部に車線維持のための力を作用させる制御装置と、ドライバーの車線変更の意図を識別する装置とを備えた車線維持支援装置が公知である。ここでの制御装置は、車線変更の意図が識別された場合、車線変更を容易にするために、ステアリング部にかける力を非対称的に修正する。また、現在の車線から目的の車線への車線変更の意図が識別された場合、車両のステアリング部に作用させる力の大きさを車両の目標トラジェクトリからの偏移度によって変化させる。つまり、横方向位置に対する力を、現在の車線の目標トラジェクトリから目的の車線の目標トラジェクトリまでのあいだは低減するかゼロとし、目的の車線の目標トラジェクトリから向こうでは再び増大させる。

独国出願第１０２００４０１５７４９号明細書からは、車両が障害物を通過できるか否かを求める装置が公知である。ここでは、車両の車高および／または車幅に関連して障害物を通過できるかどうかが推定される。当該の装置は、障害物のあいだの通過可能幅および／または障害物下方の通過可能高さを測定するセンサユニットと、求められた通過可能幅および／または通過可能高さと車幅および／または車高とを比較してその結果車両が障害物を通過できないと判別された場合に警報を出力する評価ユニットとを有している。

発明の開示、発明の利点
以下に説明する本発明の手法によれば、個々のドライバーの走行特性が大きく考慮される。本発明では、走行支援システムのＬＫＳ機能部の制御量として、検出された走行車線の中心線でなく、ドライバーの好みに合わせて調整された軌道すなわちトラジェクトリが利用される。

走行支援システムの制御特性をドライバーの運転スタイルひいては走行タイプに適合させることにより、ＬＫＳ機能部がアクティブとなっているとき、ドライバーに対する走行支援システムの介入制御の信頼性がいっそう向上する。したがって、ドライバーは、自身の運転スタイルに良好に相応する介入制御を受け入れやすくなる。

第１の交通空間を上から見た状況を示す図である。 第２の交通空間を上から見た状況を示す図である。 第３の交通空間を上から見た状況を示す図である。 第４の交通空間を上から見た状況を示す図である。 走行支援システムのブロック図である。

本発明では、ドライバーの要求に相応にモードが選択され、選択されたモードにしたがって、走行支援システムが、車両をガイドするのに最適なトラジェクトリを設定してこれに車両を追従させる。有利には、ドライバーの要求はドライバーによって操作されるスイッチ装置その他によって設定される。トランスミッションの制御と同様に、選択された所望のモードに相応する車両特性がアプリケーションで設定される。これに代えて、アダプティブな走行支援システムがドライバーの走行タイプを検出および評価することにより、ドライバー要求を自動的に検出することもできる。有利には、ドライバーの走行タイプに応じて選択可能な少なくとも２つのモード、すなわち、ダイナミクス重視タイプに相当するモードと安全重視タイプに相当するモードとが設けられ、選択されたモードにしたがって当該の車両に対する最適なトラジェクトリが設定される。ダイナミクス重視タイプに相当するモードが選択されている場合、車両のトラジェクトリは、カーブに進入したときに車両が車線の外側へ配向され、カーブの頂点で車両が車線の内側へ配向され、カーブから出るときに車両が主として再び車線の中央へ配向されるように、設定される。安全重視タイプに相当するモードが選択されている場合、車両のトラジェクトリは、カーブに進入したときに車両が車線の中央へ配向され、カーブの頂点で車両が車線の内側へ配向され、カーブから出るときに車両が主として再び車線の中央へ配向されるように、設定される。また、有利には、車線上に障害物が検出されると、モードも相応に変更され、トラジェクトリは当該の障害物を危険なく回避できるように設定される。さらに有利には、障害物を通過した後、車両は再び選択されたモードに応じたトラジェクトリに沿ってガイドされる。

さらなる利点は明細書、図面、従属請求項から明らかとなる。

以下に図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。

本発明の実施例
以下に図面を参照しながら本発明の実施例を詳しく説明する。これまで知られている横方向ガイド機能部、例えばＬＤＷ機能部またはＬＫＳ機能部を備えた走行支援システム、あるいは、渋滞時支援システムにおける自動横方向ガイド機能部は、ふつう、車両を検出された車線の中央にできるだけ維持するようにガイドを行う。しかし、たいていのドライバーは、システムが主導して車線の中央の位置が優先され、しかもそれが個人的な運転スタイルとは異なる場合、少なくとも不快を感じる。ここで、本発明は、走行支援システムの制御特性を個々のドライバーのタイプに適合させることを目的とする。本発明では、選択的に、同一のドライバーの種々の走行特性への適合化も可能である。例えば、第１の手段として、ダイナミクス、すなわち、前進性（高速性）、運動性、先行性などを重視して走行するスタイルに相当する第１のモードが選択される。第２の手段として、安全を重視して走行するスタイルに相当する第２のモードが選択される。

以下に、本発明の第１の選択モードを図１に則して説明する。図１には、車線１の交通空間１００を上から見た図が示されている。車線１は車線マーク１．１，１．３によって区切られている。車線１の中心線１．２も示されている。いま、走行支援システムを備えた車両２がカーブＫを描く車線１を走行している。車両２の時間的に連続した位置Ａ，Ｂ，Ｃも示されている。最初、この車両２は第１の選択モードにおいて、位置Ａから車線１のカーブＫへ進入する。ドライバーのダイナミクスを重視する走行スタイルに相応に、車両２は、矢印ＰＡの方向すなわち車線１の外側へ向かって配向される。つまり、車両２は、車線の中央の中心線１．２のほうへではなく、車線マーク１．３のほうへ配向される。カーブＫの頂点では、走行支援システムは、車両２の位置Ｂにしたがって、車両を矢印ＰＢの方向へ配向する。つまり車両２はこの時点で車線１の内側の車線マーク１．１のほうへ配向される。カーブＫの出口領域では、車両２の位置Ｃにしたがって、車両２の走行方向が矢印ＰＣの方向へ配向される。つまり車両は再び車線１の中心線１．２のほうへ配向される。車両２のこうしたトラジェクトリは走行支援システムで第１のモードが選択されている場合に定められる。走行支援システムは、公知の手法で車両に搭載されているセンサ装置、特に少なくとも１つのビデオセンサを利用して車線１を区切る車線マーク１．１〜１．３を検出することにより、車線特性と当該の車線に対する車両の相対位置とを求める。特に有利には、車両位置は衛星によって支援されるナビゲーションシステム、特にＧＰＳシステムのディジタルカードのデータにより求められる。特に有利には、ディジタルカードのデータにより、走行支援システムは、車両の走行方向を変更すべき位置Ａ〜Ｃを求め、車両が選択されたモードに沿ったトラジェクトリＴ１を走行するように制御を行う。

次に、図２に即して、安全を重視して走行するタイプに相当する第２の選択モードについて説明する。図２には、車線１の交通空間１００を上から見た図が示されている。車線１は車線マーク１．１，１．３によって区切られている。車線１の中心線１．２も示されている。いま、走行支援システムを備えた車両２がカーブＫを描く車線１を走行しており、位置Ｄにある。安全重視タイプに相当するモードにしたがって、走行支援システムは、最初、車両を矢印ＰＤの方向すなわち車線１の中心線１．２のほうへ配向する。カーブＫの頂点では、車両２は矢印ＰＥの方向すなわち車線１の内側へ配向される。カーブＫの出口では、車両２は矢印ＰＦの方向すなわち再び車線１の中心線１．２のほうへ配向される。安全重視タイプに相当するモードでは車両２は図２のトラジェクトリＴ２にしたがって運動する。

前述したように、独国出願第１０２００７０１５８７９．５号明細書から、障害物が検出された場合にこれを危険なく通過できるように車両の目標トラジェクトリを変更することが公知である。有利にはこの手段を本発明に組み合わせることができる。これについて図３，図４に即して説明する。

図３にも、図１，図２と同様に、交通空間１００を上から見た図が示されている。この場合にも、走行支援システムではダイナミクス重視タイプに相当するモードが選択されており、車両２はカーブＫを描く車線１を走行している。図１と異なるのは、図３の交通空間１００では、カーブＫの入口付近の車線左方に障害物３が存在している点である。当該の障害物３は例えば駐車車両または低速で走行している車両である。

本発明の走行支援システムは、こうした状況では、図１に示されているような車線１の外縁を通るトラジェクトリＴ１に沿った制御は行わない。この場合には、最初に車線１の中心線１．２に寄るトラジェクトリＴ３が選択される。こうして障害物３を危険なく通過することができる。障害物３が車両２の後方に来る交通状況が生じると、走行支援システムは再びダイナミクス重視タイプに相当する第１のモードのトラジェクトリに沿って車両２を運動させる。

図４には、安全重視タイプに相当するモードにおける同様の制御特性が示されている。車線１のカーブＫの入口付近に障害物３が存在するので、車両２はトラジェクトリＴ４に沿って、最初、中心線１．２から離れて矢印ＰＤのほうへ配向される。障害物３を通過した後、車両２は再び安全重視タイプに相当する第２のモードのトラジェクトリに沿ってガイドされる。

本発明では、さらに有利に、車両２を選択モードに応じたトラジェクトリに沿って制御およびガイドする際に、付加的な制御量を考慮することができる。当該の制御量は、車両２の駆動時に存在する車両固有のパラメータ、周囲状況に固有のパラメータまたは環境に固有のパラメータやこれらを任意に組み合わせたパラメータである。車両固有のパラメータとは、例えば、車両２の最大横方向加速度、車両の現時点での負荷、タイヤ状態などである。周囲状況固有のパラメータとは、車線１の周囲の道路の構造や道路の保存状態などである。環境固有のパラメータとは例えば天候条件や視界条件などである。前提となるのは、これらの影響量を検出する複数のセンサが設けられているということである。

図５には、本発明の方法を実行する走行支援システム５０のブロック図が示されている。走行支援システム５０は、ＬＤＷ機能モジュール（車線逸脱警報モジュール）５３，ＬＫＳ機能モジュール（車線維持支援モジュール）５５および場合により付加的なＬＣＡ機能モジュール（車線変更補助モジュール）５２を有している。また、少なくとも１つのビデオセンサ５７およびレーダーセンサ５１も設けられている。前述した各機能モジュールの出力側は協調制御モジュール５４に接続されている。走行支援システム５０のＬＤＷ機能モジュール５３は、少なくとも１つのビデオセンサ５１により車線１のマーク１．１，１．３を検出して、車線特性を求める。同時に少なくとも１つのレーダーセンサ５１によって自車両１付近の障害物３が検出される。協調制御モジュール５４はＬＣＡ機能モジュール５２とＬＤＷ機能モジュール５３とを結合してこれらを制御する。障害物３が検出された場合、出力モジュール５６を介して少なくとも１つの警報信号が出力される。ここでは、光信号、音響信号、触覚信号および／またはこれらを任意に組み合わせた信号のいずれを出力してもよい。また、ＬＫＳ機能モジュール５５を介して、車両２の搭載装置群、特にステアリング部、ブレーキ装置、ＥＳＰ装置などが制御され、車両２が所望のトラジェクトリに沿ってガイドされる。

Claims (13)

1. 車両（２）の周囲状況を検出する複数のセンサと車両の搭載装置群への介入制御を行う装置とを備えた走行支援システム（５０）の制御方法において、
   前記走行支援システムにより、少なくとも、当該の車両の走行する車線（１）の特性と該車線に対する車両位置とを検出し、ドライバーの要求に応じたトラジェクトリ（Ｔ１〜Ｔ４）を設定し、該トラジェクトリに沿って車両をガイドする
   ことを特徴とする走行支援システムの制御方法。
2. 前記ドライバーの要求を該ドライバーによって操作されるスイッチ装置その他によって設定する、請求項１記載の走行支援システムの制御方法。
3. 前記走行支援システムにより前記ドライバーの走行タイプを検出してこれを評価することにより自動的に前記ドライバーの要求を検出する、請求項１記載の走行支援システムの制御方法。
4. 前記ドライバーの走行タイプに応じて選択可能な少なくとも２つのモード、すなわち、ダイナミクス重視タイプに相当するモードと安全重視タイプに相当するモードとを設け、選択されたモードにしたがって車両のトラジェクトリ（Ｔ１〜Ｔ４）を設定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
5. 各モードに相当する車両特性をアプリケーションにおいて設定する、請求項１から４までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
6. 前記ダイナミクス重視タイプに相当するモードが選択されている場合、車両のトラジェクトリ（Ｔ１〜Ｔ４）を、カーブ（Ｋ）に進入したときに車両が車線の外側へ配向され、カーブの頂点で車両が車線の内側へ配向され、カーブから出るときに車両が主として再び車線の中央へ配向されるように設定する、請求項１から５までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
7. 前記安全重視タイプに相当するモードが選択されている場合、車両のトラジェクトリ（Ｔ１〜Ｔ４）を、カーブ（Ｋ）に進入したときに車両が車線の中央へ配向され、カーブの頂点で車両が車線の僅かに内側へ配向され、カーブから出るときに車両が主として再び車線の中央へ配向されるように設定する、請求項１から６までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
8. 車線に障害物（３）が検出された場合、選択されたモードに相当するトラジェクトリ（Ｔ１〜Ｔ４）を、車両が危険なく前記障害物を回避できるように変更する、請求項１から７までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
9. 前記障害物の通過後、選択されたモードに相当するトラジェクトリにしたがって再び車両をガイドする、請求項１から８までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
10. 前記選択されたモードに相当するトラジェクトリを車両に固有の制御量によって制御する、請求項１から９までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
11. 前記選択されたモードに相当するトラジェクトリを周囲状況に固有の制御量によって制御する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
12. 前記選択されたモードに相当するトラジェクトリを環境に固有の制御量によって制御する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の走行支援システムの制御方法。
13. 車両（２）の周囲状況（交通空間）を検出する複数のセンサの出力信号に基づいて車両（２）の搭載装置群への介入制御を行う装置を備えた
    走行支援システム（５０）において、
    少なくとも、車両の走行する車線（１）の特性と該車線に対する車両位置とを検出する装置と、
    ドライバーの走行タイプに応じたトラジェクトリ（Ｔ１）を設定して該トラジェクトリに沿って車両をガイドする装置と
    が設けられている
    ことを特徴とする走行支援システム。

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