DE102018001376A1

DE102018001376A1 - Fahrzeugfahrassistenzsystem, Verfahren zum Unterstützen des Fahrens eines Fahrzeugs und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102018001376A1
Application number: DE102018001376.7A
Authority: DE
Inventors: Yuka Minegishi; Keiichi Tomii; Takahiro Tochioka
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US20180284767A1; CN108706006A; JP2018167776A; US10613531B2; CN108706006B; JP6555648B2

Abstract

Bereitgestellt wird ein Fahrzeugfahrassistenzsystem, das eine Steuer- bzw. Regeleinheit enthält, die konfiguriert ist, eine Fahrassistenzsteuerung bzw. - regelung basierend auf einem Gleichgewichtszustand zwischen einer erforderlichen Fahrfertigkeit des Fahrers zum Fahren eines Fahrzeugs basierend auf einer Verkehrsumgebung um das Fahrzeug herum und einer Fahrunterstützung, die dem Fahrer durch das Fahrzeug bereitgestellt wird, und einer momentanen Fahrfertigkeit des Fahrers durchzuführen. Die Steuer- bzw. Regeleinheit enthält einen Prozessor, der konfiguriert ist, ein Gleichgewichtsbestimmungsmodul auszuführen, um den Gleichgewichtszustand zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf einer physikalischen Größe betreffend eine Fahroperation durch den Fahrer zu bestimmen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugfahrassistenzsystem und insbesondere ein Fahrzeugfahrassistenzsystem, das eine Fahrunterstützung gemäß einer Fahrbelastung und einer Fahrfertigkeit bereitstellt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Unterstützen des Fahrens eines Fahrzeugs und ein Computerprogrammprodukt.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Zum Beispiel offenbart die JP 2015 - 110 417 A eine Fahrassistenzvorrichtung, die einen Unterstützungsgrad einer Fahroperation (z. B. einen Grad der Unterstützung beim Parken) erhöht, wenn eine Fahrfertigkeit eines Fahrzeugführers unzureichend gegenüber einem erforderlichen Niveau entsprechend einer Umgebungs- bzw. Rahmenbedingungsschwierigkeit basierend auf einer äußeren Umgebung ist.
Da es jedoch schwierig ist, die Fahrbelastung (z. B. die Umgebungsschwierigkeit) und die Fahrfertigkeit mit der Fahrassistenzvorrichtung genau zu schätzen, kann keine geeignete Fahrunterstützung bereitgestellt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf das Lösen der oben beschriebenen Probleme geschaffen und zielt darauf ab, ein Fahrassistenzsystem bereitzustellen, das eine Beziehung zwischen einer Fahrbelastung und einer Fahrfertigkeit genau schätzt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrzeugfahrassistenzsystem bereitgestellt, das eine Steuer- bzw. Regeleinheit enthält, die konfiguriert ist, eine Fahrassistenzsteuerung bzw. -regelung basierend auf einem Gleichgewichtszustand zwischen einer erforderlichen Fahrfertigkeit des Fahrers zum Fahren eines Fahrzeugs basierend auf einer Verkehrsumgebung um das Fahrzeug herum und einer Fahrunterstützung, die dem Fahrer durch das Fahrzeug bereitgestellt wird, und einer momentanen Fahrfertigkeit des Fahrers durchzuführen. Die Steuer- bzw. Regeleinheit enthält einen Prozessor, der konfiguriert ist, ein Gleichgewichtsbestimmungsmodul auszuführen oder zu umfassen, um den Gleichgewichtszustand zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf einer physikalischen Größe betreffend eine Fahroperation durch den Fahrer zu bestimmen.
Mit der obigen Konfiguration wird der Gleichgewichtszustand zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf der physikalischen Größe bestimmt, die sich auf die tatsächlich von dem Fahrer ausgeführte Fahroperation bezieht. Somit wird der Gleichgewichtszustand zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit genauer bestimmt.
Beispielsweise kann die physikalische Größe eine Differenz zwischen einer Referenzfahrtroute, die zumindest durch eine Position definiert ist, die basierend auf der Verkehrsumgebung berechnet wird, und einer tatsächlichen Fahrtroute sein, auf der das Fahrzeug tatsächlich in der Verkehrsumgebung gefahren ist.
Wenn ferner eine Schwankung der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute und der tatsächlichen Fahrtroute über die Zeit kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, kann das Gleichgewichtsbestimmungsmodul bestimmen, dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit im Gleichgewicht sind.
Ferner kann das Gleichgewichtsbestimmungsmodul eine Basislinie der Differenz basierend auf einer Schwankung der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute und der tatsächlichen Fahrtroute über die Zeit beim Fahren für eine einer vorgegebenen Zeitperiode und einer vorgegebenen Distanz festlegen und den Gleichgewichtszustand basierend auf der Basislinie und der Differenz bestimmen.
Wenn sich die Basislinie von der Differenz um weniger als einen vorgegebenen Schwellenwert unterscheidet, kann das Gleichgewichtsbestimmungsmodul bestimmen, dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit im Gleichgewicht sind. Die Basislinie kann festgelegt werden, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Fahrtroute fährt. Die bestimmte Fahrtroute kann eine Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrtrouten umfassen, und die Basislinie kann für jede Fahrtroute festgelegt werden.
Zusätzlich kann das Gleichgewichtsbestimmungsmodul ferner konfiguriert sein, die Fahrsicherheit des Fahrzeugs als niedriger zu bestimmen, wenn eine Differenz zwischen der Referenzfahrtroute und der tatsächlichen Fahrtroute größer ist. Wenn eine Schwankung der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute und der tatsächlichen Fahrtroute über die Zeit kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, kann das Gleichgewichtsbestimmungsmodul bestimmen, dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit im Gleichgewicht sind.
Ferner kann die physikalische Größe eine Oberkörperposition des Fahrers, ein Lenkwinkel eines Lenkrads oder ein Visuelle-Bestätigung-Durchführung-Zustand des Fahrers an einem Hindernis außerhalb des Fahrzeugs sein. Das Gleichgewichtsbestimmungsmodul kann den Gleichgewichtszustand zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf einer Schwankung der physikalischen Größe über die Zeit bestimmen.
Zusätzlich kann der Prozessor ferner konfiguriert sein, ein Assistenzausführungsmodul auszuführen, um die Fahrassistenzsteuerung bzw. - regelung durchzuführen, so dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit in Gleichgewicht kommen, und zwar basierend auf dem bestimmten Gleichgewichtszustand.
Gemäß dem Fahrzeugfahrassistenzsystem der vorliegenden Offenbarung wird eine Beziehung zwischen einer Fahrbelastung und einer Fahrfertigkeit präzise geschätzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Unterstützen des Fahrens eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend die Schritte:

Durchführen einer Fahrassistenzsteuerung bzw. -regelung basierend auf einem Gleichgewichtszustand zwischen einer erforderlichen Fahrfertigkeit des Fahrers zum Fahren eines Fahrzeugs basierend auf einer Verkehrsumgebung um das Fahrzeug herum und einer Fahrunterstützung, die dem Fahrer durch das Fahrzeug bereitgestellt wird, und einer momentanen Fahrfertigkeit des Fahrers, und
Bestimmen des Gleichgewichtszustands zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf einer physikalischen Größe betreffend eine Fahroperation durch den Fahrer.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das computerlesbare Instruktionen umfasst, die, wenn sie auf einem geeigneten System geladen und ausgeführt werden, die Schritte des oben erwähnten Verfahrens durchführen können.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Verkehrsumgebung, einem Fahrer und Fahrunterstützung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Fahranforderung und einer Fahrleistung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugfahrassistenzsystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein Diagramm, das eine Fahrtroutenberechnung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 ist ein Diagramm, das ein Zeitschwankungsdiagramm eines Fahrtsicherheitsindex gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 ist ein Diagramm, das eine Änderungstabelle (Fahranforderung) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
7 ist ein Diagramm, das eine Änderungstabelle (Fahrleistung) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
8 zeigt Ansichten, die Änderungen eines Anzeigemodus einer Navigationskarte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
9 ist ein Diagramm, das eine Sichtlinien-Führungsverarbeitung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
10 ist ein Zeitschwankungsdiagramm eines Fahrtsicherheitsindex gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
11 ist ein Zeitschwankungsdiagramm des Fahrtsicherheitsindex gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
12 ist ein Zeitschwankungsdiagramm des Fahrtsicherheitsindex gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
13 ist ein Flussdiagramm einer Fahrassistenzverarbeitung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
Nachstehend wird ein Fahrzeugfahrassistenzsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Zunächst werden eine Fahranforderung und eine Fahrleistung, die in dem Fahrzeugfahrassistenzsystem verwendet werden, mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Verkehrsumgebung, einem Fahrzeugfahrer und einer Fahrunterstützung darstellt, und 2 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Fahranforderung und der Fahrleistung darstellt.
Wie in 1 dargestellt, muss der Fahrer ein Fahrzeug dahingehend führen, sich an die Verkehrsumgebung anzupassen. Die Verkehrsumgebung umfasst verschiedene Elemente, wie beispielsweise ein Verkehrsaufkommen (z. B. eine Kreuzung mit großem Verkehrsaufkommen), eine Straßenstruktur (z. B. Straßenbreite und Komplexität von Kreuzungen), Wetter (z. B. eine nasse Straßenoberfläche), einen Verkehrsteilnehmer (z. B. ein Kind, das hinausstürzt), ein Fahrzustand (z. B. eine Entfernung von dem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug), eine Fahrzeugstruktur (z. B. einen Unterschied zwischen einem Automatikgetriebe(AT)-Fahrzeug und einem Schaltgetriebe(MT)-Fahrzeug und die Größe des Fahrzeugs) und die Fahrzeugleistung (z. B. Bremsfunktion). Daher muss der Fahrer gemäß den verschiedenen Elementen der Verkehrsumgebung eine ausreichende Fahrfertigkeit zum Anpassen an die Verkehrsumgebung haben (z. B. eine sorgfältige Lenkbetätigung, Aufmerksamkeit bezüglich hinausstürzenden Verkehrsteilnehmern, Aufmerksamkeit bezüglich Verhaltensweisen von anderen Fahrzeugen und eine Aufmerksamkeit bezüglich eines toten Winkels).
Ferner erhält der Fahrer verschiedene Arten von Fahrunterstützung von verschiedenen On-Board-Vorrichtungen. Die Fahrunterstützung umfasst hauptsächlich eine Fahrunterstützung hinsichtlich der Informationsdarstellung (informationsbezogene Fahrunterstützung) und eine Fahrunterstützung durch ein autonomes Fahrsteuer- bzw. -regelsystem (autonome Fahrunterstützung). Diese Arten der Fahrunterstützung verringern die für die Verkehrsumgebung erforderliche Fahrfertigkeit. In dieser Ausführungsform wird unter Berücksichtigung dieses verringerten Betrags durch die Fahrunterstützung die tatsächliche erforderliche Fahrfertigkeit für die Verkehrsumgebung als Fahranforderung D (erforderliche Fahrfertigkeit) definiert. $Fahranforderung D = Verkehrsumgebungsfaktor Dt - Fahrassistenzfaktor Da$
$\begin{array}{l} Fahrassistenzfaktor Da = informationsbezogener Faktor Di + Autonomes-Fahren- \\ Faktor Dd \end{array}$
Indes hat der Fahrer eine Fahrfertigkeit (Fahrtechnik) zum Fahren des Fahrzeugs, die sich an eine solche Verkehrsumgebung anpasst. Jedoch kann die Fahrfertigkeit in Abhängigkeit von einem physischen (körperlichen) Zustand oder einem mentalen (gedanklichen) Zustand des Fahrers nicht immer vollständig demonstriert werden. In dieser Ausführungsform ist die Fahrfertigkeit, die tatsächlich zu einem gegenwärtigen Zeitpunkt basierend auf der Fahrfertigkeit, dem physischen Zustand und dem mentalen Zustand demonstriert wird, als Fahrleistung P (momentane Fahrfertigkeit) definiert. $Fahrleistung P = Fahrfertigkeitsfaktor Ps - physischer Faktor Pp - mentaler Faktor Pm$
2 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Fahranforderung D und der Fahrleistung P. Innerhalb eines Bereichs A₁ (z. B. Punkt B₁) ist die Fahranforderung D höher als die Fahrleistung P (P<D). Wenn die Differenz zwischen P und D zunimmt, nimmt die Fahrbelastung zu, wodurch der Fahrer das Gefühl bekommt, dass das Fahren schwierig ist, und er/sie sich daher leicht nervös fühlt. Außerdem fühlt sich der Fahrer in dem Bereich A₁ gestresst, so dass er/sie sich leicht ermüdet fühlt. Daher ist er nicht zum Fahren über eine lange Zeit geeignet.
In einem Bereich A₂ (z. B. Punkt B₂) ist die Fahrleistung P höher als die Fahranforderung D (P>D). Wenn die Differenz zwischen P und D zunimmt, nimmt die Fahrbelastung ab, wodurch der Fahrer das Gefühl bekommt, dass das Fahren leicht ist, so dass er/sie sich leicht unzufrieden oder gelangweilt fühlt. Wenn sich der Fahrer gelangweilt fühlt, kann er/sie eine sekundäre Aufgabe (z. B. eine andere Aktion/Betätigung als Fahren) ausführen, wie z. B. Unachtsamkeit gegenüber dem Fahren, abgelenkt sein und sich weniger auf das Fahren konzentrieren oder weniger motiviert sein zu fahren. Daher kann sich die Fahrleistung verschlechtern.
Auf einer geraden Linie L und ihrem peripheren Bereich A₀ (z. B. Punkt B₀) sind die Fahranforderung D und die Fahrleistung P im Gleichgewicht (idealer Zustand; P=D). In diesem ausgeglichenen Zustand werden Freude und Sicherheit der Fahroperation erreicht und die Zuverlässigkeit gegenüber dem Fahrzeug wird leicht hergestellt.
Wenn in dieser Ausführungsform ein Beziehungspunkt zwischen der Fahrleistung P und der Fahranforderung D (eine Beziehung zwischen dem Fahrer und der Verkehrsumgebung) dahingehend geschätzt wird, dass er sich innerhalb des Bereichs A₁ oder des Bereichs A₂ befindet, wird D (oder P, falls erforderlich) so eingestellt, dass es diesen Bezugspunkt in den Bereich A₀ verschiebt. Zum Beispiel wird bzw. werden im Falle des Punkts B₁ (P₁<D₁) eine Verarbeitung zum Verringern von D und/oder eine Verarbeitung zum Erhöhen von P durchgeführt, und im Falle des Punkts B₂ (P₂>D₂) wird bzw. werden eine Verarbeiten zum Erhöhen von D und/oder eine Verarbeitung zum Verringern von P durchgeführt.
Bei der Verringerungsverarbeitung der Fahranforderung D werden hauptsächlich der informationsbezogene Faktor Di und der Autonomes-Fahren-Faktor Dd erhöht. Bei der Erhöhungsverarbeitung der Fahranforderung D werden dagegen hauptsächlich der informationsbezogene Faktor Di und der Autonomes-Fahren-Faktor Dd verringert. Bei der Erhöhungsverarbeitung der Fahrleistung P wird der durch den physischen Faktor Pp und den mentalen Faktor Pm verursachte verringerte Betrag der Fahrfertigkeit verringert, mit anderen Worten wird der Betrag der Fahrleistung P, die durch den physischen Faktor Pp und den mentalen Faktor Pm verschlechtert wird, verringert.
Als nächstes wird eine Konfiguration des Fahrzeugfahrassistenzsystems mit Bezug auf 3 beschrieben, die ein Blockdiagramm des Fahrzeugfahrassistenzsystems ist.
Wie in 3 dargestellt, umfasst ein Fahrzeugfahrassistenzsystem S einen On-Board-Controller 1 (ECU (elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit; Engl. electronic control unit)), zumindest einen Fahrzeugsensor 3, eine Informationsdarstellungsvorrichtung 5 und ein Fahrzeugantriebssteuers- bzw. - regelystem 7.
Der On-Board-Controller 1 enthält eine Steuer- bzw. Regeleinheit 11, einen Speicher 13 und eine Kommunikationseinheit (nicht dargestellt) und steuert bzw. regelt die Informationsdarstellungsvorrichtung 5 und das Fahrzeugantriebssteuers- bzw. - regelystem 7 basierend auf Sensordaten, die von dem Fahrzeugsensor 3 erfasst werden. Zum Beispiel steuert bzw. regelt der On-Board-Controller 1 eine Motorleistung über das Fahrzeugantriebssteuers- bzw. -regelystem 7 basierend auf einer Beschleuniger- bzw. Gaspedalöffnung (Sensordaten).
Der Fahrzeugsensor 3 besteht aus verschiedenen Informationserfassungsvorrichtungen. Der Fahrzeugsensor 3 enthält eine fahrzeuginterne Kamera 3a, einen biologischen Sensor, ein Mikrofon, eine externe Kamera, ein Radar, ein Navigationsgerät, einen Fahrzeugverhaltenssensor, einen Fahrerbetätigung-Erfassungssensor, einen Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikator und einen Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikator.
Die fahrzeuginterne Kamera 3a nimmt Bilder des Fahrers und anderer Mitfahrer in dem Fahrzeug auf und gibt fahrzeuginterne Bilddaten aus.
Der biologische Sensor misst eine Herzfrequenz, Puls, Schweiß, Elektroenzephalogramm usw. des Fahrers und gibt biologische Daten aus.
Das Mikrofon sammelt Stimmen des Fahrers und der anderen Mitfahrer und gibt Sprachdaten aus.
Die externe Kamera nimmt Bilder der vorderen, linken, rechten und hinteren Seite des Fahrzeugs auf und gibt externe Bilddaten aus.
Das Radar emittiert Radiowellen, Schallwellen oder Laserlicht in Richtung der vorderen, linken, rechten und hinteren Seite des Fahrzeugs, empfängt Reflexionswellen von einem Objekt, das sich um das Fahrzeug A herum befindet (einem vorausfahrenden Fahrzeug, einem anderen Fahrzeug, einem Fußgänger, einem festen Objekt auf dem Boden, einem Hindernis usw.) und gibt externe Objektdaten einer relativen Position, relativen Geschwindigkeit usw. des Objekts (z. B. eine Position, relative Geschwindigkeit usw. des vorausfahrenden Fahrzeugs) aus.
Das Navigationsgerät erfasst die Fahrzeugpositionsinformationen und gibt Navigationsdaten (eine Mehrzahl von Routeninformationen, Routeninformationen, die vom Fahrer ausgewählt werden, etc.) in Kombination mit internen Karteninformationen und Verkehrsstauinformationen, die extern erfasst wurden, und Eingabeinformationen (Ziel, Weg etc.) aus.
Der Fahrzeugverhaltenssensor und der Fahrerbetätigung-Erfassungssensor enthalten einen Geschwindigkeitssensor, einen Längsbeschleunigungssensor, einen Querbeschleunigungssensor, einen Giergeschwindigkeits- bzw. -ratensensor, einen Gaspedalöffnungssensor, einen Motordrehzahlsensor, einen AT-Getriebe-Positionssensor, einen Bremsschaltersensor, einen Bremshydraulikdrucksensor, einen Lenkwinkelsensor, einen Lenkmomentsensor, einen Blinkerschalterpositionssensor, einen Wischerschalterpositionssensor, einen Lichtschalterpositionssensor, fahrzeuginterne und externe Temperatursensoren, etc.
Der Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikator, der Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikator erfassen Kommunikationsdaten von anderen Fahrzeugen, und Verkehrsdaten (Verkehrsstauinformationen, Höchstgeschwindigkeitsinformationen, etc.) von der Verkehrsinfrastruktur, und geben diese aus.
Die Informationsdarstellungsvorrichtung 5 enthält eine Mehrzahl von Vorrichtungen. Die Informationsdarstellungsvorrichtung 5 enthält eine Navigationsvorrichtung 5A, einen Informationsanzeigemonitor 5B, der in einer Instrumententafel bereitgestellt ist, ein HUD (Head-Up Display) 5C, das an einem Armaturenbrett bereitgestellt ist, einen Lautsprecher 5D, eine Sichtlinien-Führungsvorrichtung 5E, eine Lampe, die einem Messinstrument bereitgestellt ist, usw. Der Informationsanzeigemonitor 5B zeigt Warninformationen, Fahroperationscoachinginformationen, Fahroperationshinweisinformationen, etc. an. Das HUD 5C zeigt Projektionen von Geschwindigkeitsinformationen und anderen Informationen auf einer Windschutzscheibe an. Der Lautsprecher 5D gibt eine Sprachführung gemäß Ausgangssignalen des On-Board-Controllers 1 und eines Audiogeräts aus. Die Sichtlinien-Führungsvorrichtung 5E führt die Sichtlinie des Fahrers zu einem Bereich weit vor dem Fahrzeug.
Das Fahrzeugantriebssteuers- bzw. -regelystem 7 steuert bzw. regelt einen Motor, eine Bremse und eine Lenkungsantriebsvorrichtung. In verschiedenen autonomen Fahrassistenzmodi werden der Motor, die Bremse und die Lenkvorrichtung automatisch über das Fahrzeugantriebssteuers- bzw. -regelystem 7 betätigt.
Die autonomen Fahrassistenzmodi umfassen typischerweise einen Spurhalteassistenzmodus, einen automatischen Geschwindigkeitsregelmodus und einen Vorausfahrendes-Fahrzeug-Folgemodus.
In dem Spurhalteassistenzmodus wird die Lenkungsantriebsvorrichtung automatisch dahingehend gesteuert bzw. geregelt, zu verhindern, dass das Fahrzeug von einer Fahrspur abweicht.
In dem automatischen Geschwindigkeitsregelmodus wird eine Motorantriebsvorrichtung automatisch dahingehend gesteuert bzw. geregelt, das Fahrzeug mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit fahren zu lassen.
In dem Vorausfahrendes-Fahrzeug-Folgemodus wird die Motorantriebsvorrichtung automatisch dahingehend gesteuert bzw. geregelt, dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, während eine vorgegebene Fahrzeug-Fahrzeug-Distanz beibehalten wird. In diesem Modus wird die Lenkungsantriebsvorrichtung auch automatisch dahingehend gesteuert bzw. geregelt, auf der Mitte der Fahrspur zu fahren.
Als nächstes wird eine Fahrassistenzfunktion des On-Board-Controllers mit Bezug auf 3 bis 9 beschrieben. 4 ist ein Diagramm, das eine Fahrtroutenberechnung zeigt, 5 ist ein Zeitschwankungsdiagramm eines Fahrtsicherheitsindex, 6 und 7 sind Diagramme, die Änderungstabellen darstellen, 8 zeigt Ansichten, die Änderungen eines Anzeigemodus einer Navigationskarte darstellen, und 9 ist ein Diagramm, das eine Sichtlinien-Führungsverarbeitung darstellt.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 enthält ein Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, ein Assistenzausführungsmodul 22 und einen Prozessor 23. Der Prozessor 23 ist konfiguriert, das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 und das Assistenzausführungsmodul 22 dahingehend auszuführen, ihre jeweiligen Funktionen durchzuführen. Diese Module sind in dem internen Speicher (z. B. Speicher 13) als ein oder mehrere Softwareprogramme gespeichert. Der Speicher 13 speichert Fahrverlaufsdaten 24, eine Änderungstabelle 25, ein Fahrsteuerungs- bzw. - regelungsprogramm und ein Referenzfahrtroute-Erzeugungsmodell. Die Fahrverlaufsdaten 24 sind Sensordaten und akkumulierte Daten, die basierend auf den Sensordaten berechnet werden.
Das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 bestimmt einen Übereinstimmungszustand (Gleichgewichtszustand) zwischen der momentanen Fahrleistung P (momentane Fahrfertigkeit) und der Fahranforderung D (erforderliche Fahrfertigkeit) auf Basis einer vorgegebenen physikalischen Größe, die basierend auf den Sensordaten erhalten wird. Der Gleichgewichtszustand gibt einen Überschuss-/Defizitzustand der Fahranforderung D in Bezug auf die Fahrleistung P an. In dieser Ausführungsform bezieht sich die vorgegebene physikalische Größe auf die Fahroperation durch den Fahrer. Nachstehend wird ein Beispiel beschrieben, in dem diese physikalische Größe eine Differenz zwischen einer Referenzfahrtroute und einer tatsächlichen Fahrtroute ist.
Ferner führt das Assistenzausführungsmodul 22 eine Verarbeitung des Erhöhens/Verringerns der Fahranforderung D und der Fahrleistung P basierend auf der Änderungstabelle 25 gemäß dem bestimmten Gleichgewichtszustand durch.
Wie in 4 dargestellt berechnet zunächst das Gleichgewichtsermittlungsmodul 21 für jeden vorgegebenen Zeitraum (z. B. ungefähr alle 0,1 Sekunden) eine Referenzfahrtroute Ra in einem vorgegebenen Zeitraum (z. B. ungefähr 2 bis ungefähr 4 Sekunden) ab einem aktuellen Zeitpunkt unter Verwendung des Referenzfahrtroute-Erzeugungsmodells basierend auf der Verkehrsumgebung und einem aktuellen Fahrzeugzustand, der durch die Sensordaten spezifiziert wird. Die Referenzfahrtroute Ra wird durch eine Referenzposition (Pk) und eine Referenzgeschwindigkeit (Vk) des Fahrzeugs V auf der Referenzfahrtroute (k = 0, 1, 2, ..., n) spezifiziert. Es ist anzumerken, dass, obwohl die Fahrtroute bei dieser Ausführungsform durch die Position und die Geschwindigkeit definiert ist, sie nur durch die Position definiert sein kann, oder durch die Position, die Geschwindigkeit und andere zusätzliche Elemente (eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung, eine Gierrate usw.) definiert sein kann.
In Fig. 4 fährt ein Fahrzeug V mit einer Breite Wv auf einer Straße 30, die eine gerade Zone 30a, eine Kurvenzone 30b und eine andere gerade Zone 30c enthält. Die Straße 30 weist linke und rechte Fahrspuren 30_L und 30_R auf. Es wird ein Fall betrachtet, in dem das Fahrzeug V gegenwärtig auf der Fahrspur 30_L der geraden Zone 30a fährt.
Als die Verkehrsumgebung sind eine Form der Straße 30 (eine gerade Linie, eine Kurve, eine Fahrspurbreite, etc.), die Verkehrsteilnehmer (das vorausfahrende Fahrzeug usw.), eine Verkehrsregelung (ein Verkehrszeichen usw.) usw. spezifiziert. Um die Verkehrsumgebung zu spezifizieren, werden Bilddaten, die durch die externe Kamera erhalten werden, Geschwindigkeits- und Positionsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs usw., die durch das Radar erhalten werden, Kartendaten, die durch das Navigationsgerät erhalten werden, usw. verwendet. In dem Beispiel von 4 sind beide Fahrspurenden 31_L und 31_R, eine Fahrspurbreite W, die Anzahl von Fahrspuren, ein Krümmungsradius L, das Verkehrszeichen (Geschwindigkeitsbegrenzung) etc. basierend auf den Bilddaten, den Kartendaten usw. spezifiziert.
Als momentaner Fahrzeugzustand sind eine momentane Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Beschleunigung/Verlangsamung, eine festgelegte Fahrzeuggeschwindigkeit usw. spezifiziert. Zum Bestimmen des momentanen Fahrzeugzustandes werden die Sensordaten (die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung, die Gierrate, eine Gaspedalstellung- bzw. -öffnung, eine Motordrehzahl, eine AT-Gangposition, ein Bremsschalter, ein Bremsdruck, ein Lenkwinkel, ein Lenkmoment usw.), die durch den Fahrzeugverhaltenssensor und den Fahrerbetätigung-Erfassungssensor erhalten werden, verwendet.
In dem Beispiel von 4 wird die Referenzfahrtroute Ra entlang des bzw. in Übereinstimmung mit dem Referenzfahrtroute-Erzeugungsmodell festgelegt, so dass durch die Geschwindigkeitsbegrenzung (die aus Bilddaten des Verkehrszeichens oder der festgelegten Geschwindigkeit abgelesene Geschwindigkeitsbegrenzung) als eine obere Geschwindigkeitsbegrenzung das Fahrzeug V nahe der Mitte der Fahrspur 30_L in den geraden Zonen 30a und 30c fährt, und das Fahrzeug V auf der Innenseite der Mitte der Fahrspur 30_L in der Breitenrichtung in der Kurvenzone 30b fährt. Man beachte, dass die Referenzfahrtroute Ra so festgelegt werden kann, dass das Fahrzeug immer nahe der Mitte der Fahrspur fährt.
Ferner berechnet das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 eine tatsächliche Fahrtroute Rb, auf der das Fahrzeug V tatsächlich gefahren ist, basierend auf den Sensordaten. Darüber hinaus vergleicht das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, das als ein Fahrsicherheitsbestimmungsmodul fungiert, die Referenzfahrtroute Ra und die tatsächliche Fahrtroute Rb. In diesem Vergleich wird die Differenz zwischen der tatsächlichen Fahrtroute Rb und der Referenzfahrtroute Ra durch ein vorgegebenes Auswertungsverfahren ausgewertet. Die Auswertungspunkte sind Position und Geschwindigkeit.
Bei der Positionsauswertung wird eine Positionsdifferenz, d. h. ein Verschiebungsbetrag (Abweichungsdistanz) von der Referenzposition (Pk) der Referenzfahrtroute Ra zu der tatsächlichen Fahrtroute Rb in der Breitenrichtung W ausgewertet. Bei der Geschwindigkeitsauswertung wird eine Geschwindigkeitsdifferenz, d. h. eine Differenz einer tatsächlichen Geschwindigkeit auf der tatsächlichen Fahrtroute Rb von der Referenzgeschwindigkeit (Vk) der Referenzfahrtroute Ra ausgewertet. Zur Berechnung des Fahrtsicherheitsindex werden die Unterschiede in der Positionsauswertung und der Geschwindigkeitsauswertung addiert (siehe ). Es ist anzumerken, dass die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung, die Gierrate usw. als Auswertungselemente hinzugefügt werden können. Das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 berechnet kontinuierlich diesen Fahrsicherheitsindex und speichert ihn in dem Speicher 13 als die Fahrverlaufsdaten 24.
Es ist zu beachten, dass bei der Positionsauswertung die Fahrsicherheit als geringer bewertet wird, wenn die Positionsdifferenz größer ist. Ferner wird bei der Geschwindigkeitsauswertung die Fahrsicherheit als niedriger bewertet, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz in der positiven Richtung größer ist. Daher wird die Fahrsicherheit als niedriger bewertet, wenn die Differenz zwischen der Referenzfahrtroute Ra und der tatsächlichen Fahrtroute Rb größer ist.
5 zeigt eine Situation, in der der Fahrsicherheitsindex als Schwankungen F₁ und F₂ über die Zeit zwischen einem höchsten Wert H (hohe Sicherheit) und einem niedrigsten Wert L (niedrige Sicherheit) schwankt. Wenn das Fahrzeug V vollständig der Referenzfahrtroute Ra folgend fährt, wird der berechnete Fahrsicherheitsindex der höchste Wert H (z. B. ungefähr „100“), wie durch eine Linie F_H angegeben (keine Schwankung über die Zeit). Wenn hingegen das Fahrzeug V fährt, während es stark von der Referenzfahrtroute Ra abweicht, nähert sich der berechnete Fahrsicherheitsindex dem niedrigsten Wert L (z. B. ungefähr „0“). Ferner schwankt in diesem Fall, wie durch eine Linie F_L angegeben, der Fahrsicherheitsindex über die Zeit gemäß der Schwankung der Abweichung über die Zeit in Bezug auf die Referenzfahrtroute Ra.
Der Fahrsicherheitsindex ist ein Index, der die Referenzfahrtroute Ra als eine Referenz verwendet und ein Maß an Fahrsicherheit bis zu einem gewissen Grad ausdrückt. Abhängig von der Präferenz oder der Gewohnheit des Fahrers fährt er/sie jedoch nicht notwendigerweise auf der Referenzfahrtroute Ra. Zum Beispiel zieht es ein bestimmter Fahrer vor, eher an einer linken Position als in die Mitte der Fahrspur zu fahren. Daher muss der Fahrsicherheitsindex, der für einen Fahrer mit einem hohen Fahrkönnen berechnet wird, nicht notwendigerweise hoch sein.
In dieser Hinsicht haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, wenn sich die Fahrleistung P und die Fahranforderung D in dem ausgeglichenen Zustand (P=D) befinden, die Schwankung des Fahrsicherheitsindex im Laufe der Zeit ungeachtet der Fahrleistung P (im Wesentlichen der Fahrfertigkeit) gering ist. Gemäß diesem Wissen gibt die Schwankung F₁ einen Zustand an, in dem die Fahrleistung P und die Fahranforderung D im Wesentlichen im Gleichgewicht sind. Das heißt bei der Schwankung F₁ bleibt die Differenz zwischen der Fahrleistung P und der Fahranforderung D kontinuierlich gering. Auf der anderen Seite gibt die Schwankung F₂ einen Ungleichgewichtszustand (insbesondere P<D) an.
Daher wird durch Analysieren der Schwankung des Fahrsicherheitsindex über die Zeit der Gleichgewichtszustand der Fahrleistung P und der Fahranforderung D bestimmt. Aus diesem Grund bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 den Gleichgewichtszustand basierend auf einem aktuellen Wert und einem Referenzwert (z. B. einer vorgegebenen Basislinie F_B) des Fahrsicherheitsindex. Beispielsweise unter Berücksichtigung einer Schwankungstendenz des Fahrsicherheitsindex in einem vorgegebenen Zeitraum T (z. B. etwa 5 bis etwa 10 Minuten) bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 den Gleichgewichtszustand basierend auf einer Schwankungsbreite des Fahrsicherheitsindex (z. B. eine obere Schwankungsbreite und eine untere Schwankungsbreite von der vorgegebenen Basislinien-F_B). Man beachte, dass der vorgegebene Zeitraum T eine Fahrzeit einer vorgegebenen Entfernung (z. B. etwa 5 bis etwa 10 km) sein kann.
Die Basislinie F_B kann ein Durchschnittswert der Schwankung des Fahrsicherheitsindexes über die Zeit während einer Fahrt für einen vorgegebenen Zeitraum (z. B. ungefähr 10 bis ungefähr 20 Minuten) oder einer vorgegebenen Entfernung (z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 10 km) sein. Ferner kann ein Durchschnittswert für einen Zeitraum, während der die Schwankung des Fahrsicherheitsindex über die Zeit als stabil bewertet wird (z. B. die Schwankungsbreite kleiner ist als eine Schwellenwertbreite), auf die Basislinie F_B festgelegt werden. Darüber hinaus kann die Basislinie F_B basierend auf der Schwankung des Fahrsicherheitsindex über die Zeit für einen vorgegebenen Zeitraum in der Vergangenheit festgelegt werden, die in den Fahrverlaufsdaten 24 enthalten ist.
In 5 hat die Schwankung F₁ in dem vorgegebenen Zeitraum T eine Schwankungsbreite G₁ und die Schwankung F₂ hat eine Schwankungsbreite G₂. Wenn beispielsweise die Schwankungsbreite kleiner als eine vorgegebene Schwellenwertbreite G_th ist, wird der Gleichgewichtszustand als ausgeglichener Zustand bestimmt (G₁<=G_th), und wenn die Schwankungsbreite die vorgegebene Schwellenwertbreite G überschreitet, wird der Gleichgewichtszustand als Ungleichgewichtszustand bestimmt (G₂> G_th).
Ferner kann die Basislinie F_B für verschiedene befahrene Straßen (ein Stadtgebiet, eine Autobahn, eine Schnellstraße usw.) festgelegt werden. Daher bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 basierend auf den Sensordaten eine Art der befahrenen Straße, auf der das Fahrzeug V fährt, und beispielsweise nur dann, wenn es in dem Stadtgebiet für einen vorgegebenen Zeitraum oder eine vorgegebene Distanz fährt, legt es die Basislinie F_B für das Stadtgebiet fest. Darüber hinaus kann das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 den Fahrsicherheitsindex beim Fahren in dem Stadtgebiet aus den vergangenen Fahrverlaufsdaten 24 erlangen, um die Basislinie F_B für das Stadtgebiet festzulegen.
Außerdem kann der Gleichgewichtszustand ohne Verwendung der Basislinie bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Gleichgewichtszustand als der Ungleichgewichtszustand bestimmt werden, wenn die Differenz zwischen dem höchsten Wert und dem niedrigsten Wert der Schwankung des Fahrsicherheitsindex über die Zeit in einen vorgegebenen Zeitraum (z. B. den Zeitraum T) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder wenn eine Amplitude einer vorgegebenen Zykluskomponente einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Das Assistenzausführungsmodul 22 erfasst das Bestimmungsergebnis des Gleichgewichtsbestimmungsmoduls 21 und führt basierend auf diesem Bestimmungsergebnis die Verarbeitung des Erhöhens/Verringerns der Fahranforderung D (und die Verarbeitung des Erhöhens/Verringerns der Fahrleistung P) basierend auf der Änderungstabelle 25 durch. Beispielsweise gibt das Assistenzausführungsmodul 22 Befehlssignale an die Informationsdarstellungsvorrichtungen 5, das Fahrzeugantriebssteuers- bzw. - regelystem 7 usw. entsprechend den jeweiligen Prozessen aus. Die Änderungstabelle 25 weist eine Fahranforderungserhöhungs- und -verringerungstabelle 25A (6) und eine Fahrleistungserhöhungs- und -verringerungstabelle 25B (7) auf.
Wie in 6 dargestellt, wird die Fahranforderungserhöhungs- und - verringerungstabelle 25A in eine Erhöhungsverarbeitung (D UP) und eine Verringungsverarbeitung (D DOWN) der Fahranforderung D klassifiziert. Jede Klasse enthält ferner Prozesse der kleinen/mittleren Klasse bezüglich „informationsbezogen“, „autonomes Fahren“ und „anderes“.
Die informationsbezogene Verarbeitung ist eine „informationsbezogene Fahrunterstützung“. Die durch die informationsbezogene Verarbeitung durchgeführte Erhöhungsverarbeitung umfasst Prozesse der kleinen Klasse in Bezug auf „Vogelperspektive-Informationsdarstellung“, „Informationsmengenerhöhung“ und „Sichtlinienführung“. Die Verringerungsverarbeitung, die durch die informationsbezogene Verarbeitung durchgeführt wird, umfasst kleine Prozesse der kleinen Klasse in Bezug auf „lokale Informationsdarstellung“, „Informationsmengenverringerung“ und „Sichtlinienführung“. Jede der kleinen Klassen enthält eine Mehrzahl von Prozessen. Der erhöhte oder verringerte Betrag der Fahranforderung D (der informationsbezogene Faktor Di oder der Autonomes-Fahren-Faktor Dd) durch jede Verarbeitung wird bewertet (nicht dargestellt, aber Beispiele des allgemeinen Werts sind in den mittleren Klassen beschrieben). Durch Ausführen der Mehrzahl von Prozessen wird die Fahranforderung um den Betrag entsprechend der Gesamtpunktzahl davon verringert oder erhöht.
Bei der informationsbezogenen Verarbeitung wird eine Verarbeitung des Erleichterns oder Behinderns des Verständnisses der Verkehrssituation durch den Fahrer durchgeführt. Somit wird die Schwierigkeit des Fahrers, die Verkehrssituation zu verstehen, gesteuert und die Fahranforderung D wird entsprechend erhöht/verringert. Das heißt, während der Fahrt muss der Fahrer die notwendigen Informationen sofort verarbeiten. Wenn die Informationsdarstellung auf die erforderlichen Informationen für eine betreffende Fahroperation beschränkt ist, fällt daher, da das Verständnis der Situation leicht wird, die Fahranforderung D ab (die Verringungsverarbeitung, die durch Erleichtern des Verständnisses der Verkehrssituation durchgeführt wird). Wenn hingegen detaillierte Informationen dargestellt werden, wird, da das Verständnis der Situation schwierig wird, die Fahranforderung D erhöht (die Erhöhungsverarbeitung, die durch Behindern des Verständnisses der Verkehrssituation durchgeführt wird).
Die Vogelperspektive-Informationsdarstellungsverarbeitung umfasst eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Navigationsvorrichtung 5A dahingehend, die Karte in einem Präsentationsmodus aus der Vogelperspektive (breite Ansicht) auf einem Navigationsbildschirm anzuzeigen. Auf der anderen Seite umfasst die Lokalinformationsdarstellungsverarbeitung eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Navigationsvorrichtung 5A dahingehend, die Navigationskarte lokal anzuzeigen. Wenn zum Beispiel, wie in 8 dargestellt, die aktuelle Karte in einer Zwischenskala angezeigt wird (siehe Teil (B) von 8), wird die Fahranforderung D erhöht, indem ein Anzeigeskalierungsniveau reduziert wird, um einen breiten Bereich anzuzeigen (eine Vogelperspektive anzeigen, siehe Teil (A) von 8), und die Fahranforderung D wird im Gegensatz dazu verringert, indem das Anzeigeskalierungsniveau erhöht wird, um einen lokalen Bereich anzuzeigen (eine lokale Ansicht anzeigen: siehe Teil (C) von 8). Das heißt, es wird bewertet, dass der Grad der Fahrunterstützung in dem Maße zunimmt, wie sich der Maßstab der Karte von der Vogelperspektive (detailliert) zu der lokalen Ansicht (vereinfacht) verschiebt. In der Fahranforderungserhöhungs- und -verringerungstabelle 25A ist der Erhöhungs-/Verringerungsbetrag (Punktzahl) der Fahranforderung D entsprechend der Änderung des Anzeigeskalierungsniveaus definiert.
Ein weiteres Beispiel der Vogelperspektive-Informationsdarstellungsverarbeitung umfasst eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Navigationsvorrichtung 5A oder anderer Informationsdarstellungsvorrichtungen dahingehend, die folgenden Informationen in der Vogelperspektive anzuzeigen: Führung für eine Fahrspur, die sich vor einer Abbiegung an einer Kreuzung befindet, die in einer Routenführung geführt ist; keine vergrößerte Kreuzungsansicht bei einer Routenführung beim Rechts-/Linksabbiegen; eine Fahrspurführungsanzeige auf einer Liste von Fahrspuren; kurze Stoppanzeige / Bahnübergangsanzeige / Zusammenführungsanzeige / Fahrspurverengungsanzeige / Stelle häufig auftretender Unfälle im Führungsdisplay; Sprachführung für Verkehrsstauinformationen; Sprachführung für Mehrfachkurveninformationen usw. Durch diese Prozesse erhöht sich die Informationsmenge, die der Fahrer verarbeiten muss, und der Bedarf an dem Verständnis der Situation nimmt zu. Man beachte, dass die hinzugefügten Informationen Informationen niedriger Priorität (z. B. Verkehrsstauinformationen) enthalten.
Ein weiteres Beispiel der Lokalinformationsdarstellungsverarbeitung umfasst eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Navigationsvorrichtung 5A oder anderer Informationsdarstellungsvorrichtungen dahingehend, die folgenden Informationen anzuzeigen: eine vergrößerte Ansicht einer Kreuzung in einer Routenführung beim Rechts-/Linksabbiegen; eine komplexe vergrößerte Kreuzungsansicht (vergrößerte Ansicht einer komplexen Kreuzung); eine vergrößerte Ansicht einer höhen- bzw. planfreien Kreuzung (grade-separated intersection); Anzeige einer schmalen Straße; eine On-Ramp-Bildanzeige usw. Durch diese Prozesse wird es einfach, die Kreuzung und die Straßenform zu verstehen, und ein Bedarf an dem Verständnis der Situation (das Verstehen der Form) sinkt.
Noch ein weiteres Beispiel der Vogelperspektive-Informationsdarstellungsverarbeitung umfasst eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Navigationsvorrichtung 5A dahingehend, auf dem Navigationsbildschirm den Darstellungsmodus von Verkehrsinformationen in einer Zone von einer aktuellen Position zu einem geschätzten Ankunftspunkt nach einem festgelegten Zeitraum zu ändern (z. B. Verkehrsstauzustand, geschätzte Durchlaufzeit usw. an jedem Durchgangspunkt). Zum Beispiel ist es eine Erweiterungsverarbeitung den aktuellen festgelegten Zeitraums. Insbesondere wird die Darstellung von Verkehrsinformationen für ungefähr 60 Minuten ab einem aktuellen Zeitpunkt zu einer Darstellung von Verkehrsinformationen für ungefähr zwei Stunden geändert. Noch ein weiteres Beispiel der Lokalinformationsdarstellungsverarbeitung ist, im Gegensatz zu dem vorherigen Beispiel, eine Darstellungsverarbeitung von Verkehrsinformation in einer kleineren Zone. Zum Beispiel wird die Darstellung von Verkehrsinformationen für ungefähr 60 Minuten ab dem aktuellen Zeitpunkt zu einer Darstellung von Verkehrsinformationen für ungefähr 30 Minuten geändert.
Die Informationsmengenerhöhungsverarbeitung umfasst eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Informationsdarstellungsvorrichtung 5 dahingehend, beispielsweise die folgende Verarbeitung durchzuführen: Einschalten einer vorgegebenen Anzeigelampe; Umschalten eines Anzeigemodus einer vorgegebenen Anzeigevorrichtung (von der vereinfachten Ansicht zur Detailansicht); Erhöhen einer angezeigten Anzahl von kontinuierlichen Kurven (Anzeigen bis zur zweiten Kurve); und Senken eines Schwellenwerts für die Ausgabe eines Fahrassistenzalarms. Durch diese Prozesse erhöhen sich die für den Fahrer zu verarbeitende Informationsmenge und die Anzahl der Bestätigungen (Entscheidungen, Kontrollen usw.). Der Fahrassistenzalarm schlägt dem Fahrer vor, eine Pause zu machen, und zwar basierend auf einer Bestimmung der Ermüdung und mangelnder Aufmerksamkeit des Fahrers unter Verwendung der Bilddaten (in der oben beschriebenen Verarbeitung wird ein Bestimmungsschwellenwert für Müdigkeit oder Aufmerksamkeitsverringerung verringert), oder er informiert über ein von hinten näherkommendes Fahrzeug (in der oben beschriebenen Verarbeitung wird ein Näherungsbestimmungsschwellendistanz erweitert).
Die Informationsmengenverringerungsverarbeitung ist eine Verarbeitung des Verringerns der Informationsdarstellungsmenge für den Fahrer und umfasst eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Informationsdarstellungsvorrichtung 5 dahingehend, beispielsweise die folgende Verarbeitung durchzuführen: Ausschalten einer vorgegebenen Anzeigelampe (eine Betriebslampe einer Fahrfertigkeitsbewertungsvorrichtung); Ändern der Position der Informationsanzeige von einer Anzeigetafel zu dem HUD 5C; Umschalten eines Anzeigemodus auf einer vorgegebenen Anzeigevorrichtung (von der detaillierten Anzeige zu der vereinfachten Anzeige); und Erhöhen des Schwellenwerts für die Ausgabe des Fahrassistenzalarms. Es ist anzumerken, dass der Anzeigemodusschalter das Stoppen der Informationsanzeige selbst und das Verringern der Anzahl der angezeigten Informationselemente umfasst. Durch diese Prozesse werden die Informationen mit niedriger Priorität nicht länger angezeigt und die Informationsmenge, die der Fahrer verarbeiten muss, nimmt ab. Durch Ändern der Anzeigeposition von der Anzeigetafel zu dem HUD 5C sinkt außerdem ein Bedarf zum Verschieben der Sichtlinie zu der Anzeigetafel (nach unten Schauen).
Ferner ist die Sichtlinien-Führungsverarbeitung eine Verarbeitung zum Steuern bzw. Regeln der Aktivierung/Deaktivierung der Sichtlinien-Führungsvorrichtung, die das Ändern der Blickrichtung des Fahrers fördert. Durch Aktivieren der Sichtlinien-Führungsvorrichtung wird das Verständnis der Verkehrssituation für den Fahrer erleichtert. Es ist anzumerken, dass die Sichtlinien-Führungsverarbeitung einen Effekt des Verringerns der Fahranforderung D und des Verbesserns der Fahrleistung P hat.
Wie in 9 dargestellt ist die Sichtlinien-Führungsvorrichtung 5E an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs V bereitgestellt und emittiert ein Punktlicht 9a im Wesentlichen nach oben, um einen Sichtlinien-Führungspunkt (Augenpunkt) auf einer Windschutzscheibe 9 zu erzeugen. Durch Betrachtung außerhalb des Fahrzeugs durch den Sichtlinien-Führungspunkt 9b wird eine Sichtlinie C eines Fahrers E zu einer vorgegebenen Position vor dem Fahrzeug (z. B. etwa 150 bis etwa 250 m, oder etwa 200m vor dem Fahrzeug) geführt. Die Erzeugungsposition des Sichtlinien-Führungspunkts 9b wird entsprechend der Position (z. B. der Höhenposition) des Auges des Fahrers E festgelegt. Ferner kann der On-Board-Controller 1 die Augenposition basierend auf den Bilddaten des Fahrers E schätzen, die von der fahrzeuginternen Kamera 3a erhalten werden, und ein Befehlssignal ausgeben, so dass der Sichtlinien-Führungspunkt 9b an einer geeigneten Position erzeugt wird. In diesem Fall stellt die Sichtlinien-Führungsvorrichtung 5E einen Emissionswinkel des Punktlichts 9a basierend auf diesem Befehlssignal ein.
Im Allgemeinen hat ein Fahrer mit wenig Fahrfertigkeiten seine/ihre Sichtlinie an einer Position nahe dem Fahrzeug (z. B. innerhalb von etwa 50 m vor dem Fahrzeug), und daher ist das Verständnisniveau der Verkehrssituation gering und das Verständnis und die Zeit für das Reagieren auf eine Veränderung der Verkehrssituation sind gering bzw. kurz. Auf der anderen Seite ist es bekannt, dass ein Fahrer mit hohen Fahrfertigkeiten seine/ihre Sichtlinie an einer entfernten Position von dem Fahrzeug (z. B. etwa 150 bis etwa 250 m vor dem Fahrzeug) hat. Mit dieser Sichtlinie ist die Verkehrssituation leicht nachvollziehbar und der Fahrer reagiert auf die Veränderung der Verkehrssituation mit ausreichend Verständnis und Zeit.
Es ist zu beachten, dass der On-Board-Controller 1 die Sichtlinie basierend auf den Bilddaten des Fahrers E berechnen kann, die von der fahrzeuginternen Kamera 3a erhalten werden. Wenn in diesem Fall die Sichtlinie des Fahrers E an der nahen Position erfasst wird, veranlasst der On-Board-Controller 1 die Sichtlinien-Führungsvorrichtung 5E, das Punktlicht 9a zu emittieren. Um ferner die Sichtlinie stufenweise zu einer noch weiter entfernten Position zu führen, kann die Sichtlinien-Führungsvorrichtung 5E die Emissionsrichtung des Punktlichts 9a schrittweise ändern.
Die autonome Antriebsverarbeitung ist eine „autonome Fahrunterstützung“. Die autonome Antriebsverarbeitung umfasst eine Verarbeitung des selektiven Implementierens eines oder mehrerer der Mehrzahl von autonomen Fahrassistenzmodi (den Spurhalteassistenzmodus, den automatischen Geschwindigkeitssteuer- bzw. -regelmodus und den Vorhergehendes-Fahrzeug-Folgemodus) durch den On-Board-Controller 1. Die Fahranforderung D nimmt auf diese Weise ab. Auf der anderen Seite wird die Fahranforderung D erhöht, indem der aktivierte autonome Fahrassistenzmodus deaktiviert wird. Im Allgemeinen ist im Vergleich zu der informationsbezogenen Verarbeitung und der anderen Verarbeitung der Effekt der autonomen Antriebsverarbeitung auf die Erhöhung und Verringerung der Fahranforderung D größer und der Änderungsbetrag (Punktzahl) ist größer.
Es ist anzumerken, dass der autonome Fahrassistenzmodus einen Bergstart-Assistenzmodus umfassen kann (ein Rollen in die entgegengesetzte Richtung von einer Fahrtrichtung, wenn der Start auf einem Hügel beginnt, verhindert). Ferner wird beispielsweise in dem automatischen Geschwindigkeitssteuer- bzw. -regelmodus die Fahranforderung D durch automatisches Erhöhen der festgelegten Geschwindigkeit erhöht, und die Fahranforderung D wird durch automatisches Verringern der festgelegten Geschwindigkeit verringert. In einem anderen Beispiel wird zum Verringern der Fahranforderung D ein Bestimmungsschwellenwert zum Ausführen einer Fahrspurabweichungsverhinderungssteuerung bzw. -regelung geändert, so dass sie ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug weit entfernt von einer Grenze der Fahrspur befindet. Um andererseits die Fahranforderung D zu erhöhen, wird der Bestimmungsschwellenwert geändert, so dass die Fahrspurabweichungsverhinderungssteuerung bzw. -regelung ausgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in der Nähe der Grenze der Fahrspur befindet.
Die andere Verarbeitung umfasst eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regeln der Navigationsvorrichtung 5A dahingehend, vorzugsweise eine schwierige Route (z. B. mit vielen Kurven) in der Routensuchverarbeitung auszuwählen. Die Fahranforderung D erhöht sich auf diese Weise. Ferner kann die Fahranforderung D verringert werden, indem die Informationsdarstellungsvorrichtungen 5 veranlasst werden, eine Verarbeitung zum Durchführen einer Sprachführung für den Zeitpunkt zum Wechseln der Fahrspur oder eine Verarbeitung zum Präsentieren einer Führung zum geeigneten Durchführen einer Pause durchführen.
Wie in 7 dargestellt ist die Fahrleistungserhöhungs- und -verringerungstabelle 25B in eine Erhöhungsverarbeitung (P UP) und eine Verringerungsverarbeitung (P DOWN) der Fahrleistung P klassifiziert. Die Erhöhungsverarbeitung ist beispielsweise eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns des Audiogerätes zum Ausgeben von Musik aus dem Lautsprecher, um den Fahrer zu entspannen, eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns einer Klimaanlage, um einen Luftstrom mit entspannendem Duft freizusetzen, eine Verarbeitung des Steuerns bzw. Regelns der Informationsdarstellungsvorrichtungen 5, um einen Ton einer Nachricht anzuzeigen oder auszugeben, die dem Fahrer vorschlägt, eine Pause zu machen, eine Verarbeitung des Änderns der Sitzposition, um die Ermüdung des Fahrers zu verringern, etc. Die Verringerungsverarbeitung ist nicht besonders spezifiziert. Die Erhöhung der Fahrleistung P wird erreicht, indem der durch den physischen Faktor Pp und den mentalen Faktor Pm verursachte verschlechterte Betrag verringert wird.
Als nächstes wird eine Verarbeitung des Fahrzeugfahrassistenzsystems mit Bezug auf 10 bis 13 beschrieben. 10 bis 12 sind Zeitschwankungsdiagramme des Fahrsicherheitsindex und 13 ist ein Flussdiagramm der Fahrassistenzverarbeitung.
Zunächst wird eine typische Schwankung des Fahrsicherheitsindex über die Zeit mit Bezug auf 10 bis 12 beschrieben.
In 10 befindet sich der Fahrsicherheitsindex in dem stabilen Zustand bis zu einem Zeitpunkt to, dann wird die Schwankungsbreite (Schwankungsbreiten G₃ und G₄) während der vorgegebenen Zeitraum T zwischen dem Zeitpunkt t₀ und einem Zeitpunkt t₁ höher als die Schwellenbreite G_th in der hohen und niedrigen Richtung der Basislinie F_B.
Daher bewertet in 10 das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, dass die Fahrleistung P und die Fahranforderung D bis zum Zeitpunkt t₀ in dem ausgeglichenen Zustand sind, und bewertet, dass sie sich nach dem Zeitpunkt t₀ in dem nicht ausgeglichenen Zustand befinden. Das heißt, das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 bestimmt, dass die Fahranforderung D die Fahrleistung P („P<D“-Bestimmung) auf Grund einer Änderung der Verkehrsumgebung, der physischen Verfassung usw. nach dem Zeitpunkt t₀ überschreitet. Basierend auf diesem Bestimmungsergebnis führt das Assistenzausführungsmodul 22 die „D DOWN“-Verarbeitung und/oder die „P UP“-Verarbeitung durch.
Ferner befindet sich in 11 der Fahrsicherheitsindex bis zum Zeitpunkt t₀ in dem stabilen Zustand, dann schwankt er über die Zeit in einem vorgegebenen Aufwärtsschwankungsmuster während des vorgegebenen Zeitraums T ab dem Zeitpunkt t₀ bis zu dem Zeitpunkt t₁. Das heißt, der Fahrsicherheitsindex erhöht sich um eine Schwankungsbreite Gs, die größer ist als eine vorgegebene Erhöhungsbreite Gu (G₅> = Gu) ab dem Zeitpunkt to, der nach dem stabilen Zustand ist, bis zu einem Zeitpunkt t₂ und kehrt dann in den stabilen Zustand ab dem Zeitpunkt t₂ bis zu dem Zeitpunkt t₁ zurück. Nach dem Zeitpunkt t₂ ist die Schwankung F in dem stabilen Zustand bei einem Wert niedriger (L-Seite) als die Basislinie F_B.
Es ist anzumerken, dass zum Beispiel die Schwankung F in dem Analysezeitraum als in dem stabilen Zustand befindlich bestimmt wird, wenn eine Amplitude eines vorgegebenen Zyklusbereichs eine bestimmte Schwellenwertamplitude (z. B. die Schwellenwertbreite G_th) nicht überschreitet, und zwar durch eine Frequenzanalyse der Schwankung F in einem bestimmten Analysezeitraum (<T).
Daher bewertet in 11 das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, dass die Fahrleistung P und die Fahranforderung D bis zu dem Zeitpunkt t₀ in dem ausgeglichenen Zustand sind, und bewertet, dass sie ab dem Zeitpunkt t₀ bis zu dem Zeitpunkt t₂ in dem nicht ausgeglichenen Zustand sind, aber nach dem Zeitpunkt t₂ wieder in den ausgeglichenen Zustand zurückkehren. Nach dem Zeitpunkt t₀ wird jedoch, da der Fahrer absichtlich die Fahrleistung P erhöht, angenommen, dass der Fahrer die Fahroperation durchführt, der bewirkt, dass sich die Fahranforderung D beispielsweise in einem Zustand erhöht, in dem der Fahrer absichtlich mit einer Geschwindigkeit fährt, die höher ist als eine normale Geschwindigkeit.
In diesem Fall bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, dass dieser ausgeglichene Zustand ein Ergebnis des „Aufwärtsschwankungsmusters“ ist (die Bestimmung der Fahranforderung „Erhöhe zulässigen Zustand“). Das Assistenzausführungsmodul 22 führt die „D UP“-Verarbeitung basierend auf diesem Bestimmungsergebnis durch. Somit nahm die Fahranforderung D zu, um sich der vom Fahrer gewünschten Fahrleistung P zu nähern. Aufgrund der Erhöhung der Fahranforderung D beispielsweise bremst der Fahrer das Fahrzeug ab.
Es ist anzumerken, dass selbst in dem „Aufwärtsschwankungsmuster“, wenn die Schwankungsbreite G₅ eine vorgegebene Obergrenzen-Erhöhungsbreite G_U2 überschreitet, der Wert des Fahrsicherheitsindex übermäßig niedrig ist (L-Seite). In diesem Fall bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, dass die Sicherheit abnimmt (die Ermittlung der Fahranforderung „Verringerung empfohlen“). Das Assistenzausführungsmodul 22 führt die „D DOWN“-Verarbeitung basierend auf diesem Bestimmungsergebnis durch. Durch die Verringerung der Fahranforderung D, beispielsweise, selbst wenn der Fahrer die absichtlich erhöhte Geschwindigkeit beibehält, nimmt die Fahrbelastung ab. Somit wird verhindert, dass die Fahrsicherheit abnimmt.
Ferner ist in 12 der Fahrsicherheitsindex bis zu dem Zeitpunkt t₀ in dem stabilen Zustand, dann schwankt er über die Zeit in einem vorgegebenen Abwärtsschwankungsmuster während des vorgegebenen Zeitraums T ab dem Zeitpunkt t₀ bis zu dem Zeitpunkt t₁. Das heißt, der Fahrsicherheitsindex nimmt um eine Schwankungsbreite G₆ ab, die größer ist als eine vorgegebene Abnahmebreite G_d (G₆>=G_d) ab dem Zeitpunkt to, der nach dem stabilen Zustand ist, bis zu einem Zeitpunkt t₃ und kehrt dann in den stabilen Zustand ab dem Zeitpunkt t₃ bis zu dem Zeitpunkt t₁ zurück. Die Schwankung F befindet sich in dem stabilen Zustand auf einem höheren Wert (H-Seite) als die Basislinie F_B nach dem Zeitpunkt t₃.
Daher bewertet das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 in 12, dass die Fahrleistung P und die Fahranforderung D bis zum Zeitpunkt t₀ in dem ausgeglichenen Zustand sind, und bewertet, dass sie ab dem Zeitpunkt t₀ bis zu dem Zeitpunkt t₃ in dem nicht ausgeglichen Zustand sind, aber nach dem Zeitpunkt t₃ wieder in den ausgeglichenen Zustand zurückkehren. Nach dem Zeitpunkt t₃ wird jedoch berücksichtigt, dass der Fahrer absichtlich die Fahroperation durchführt, der bewirkt, dass die Fahranforderung D abnimmt, damit der Fahrer ohne Probleme fahren kann, selbst wenn die Fahrleistung P abnimmt, z. B. ein Zustand, in dem der Fahrer aufgrund einer schlechten körperlichen Verfassung vorsichtiger (mit niedriger Geschwindigkeit) fährt als normalerweise fährt.
In diesem Fall bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, dass der ausgeglichene Zustand ein Ergebnis eines „Abwärtsschwankungsmusters“ ist (die Bestimmung der Fahranforderung „Verringerungszulässigkeitszustand“). Das Assistenzausführungsmodul 22 führt die „D DOWN“-Verarbeitung basierend auf diesem Bestimmungsergebnis durch. Somit nimmt die Fahranforderung D ab, daher kann der Fahrer beispielsweise auf einen starken Anstieg der Fahranforderung D auf Grund einer Änderung der Verkehrsumgebung danach reagieren.
Der On-Board-Controller 1 (Steuer- bzw. Regeleinheit 11) führt wiederholt die in 13 dargestellte Fahrassistenzverarbeitung durch. Zuerst erfasst die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 (Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21) die Sensordaten von dem Fahrzeugsensor 3 (S11) und berechnet die Referenzfahrtroute Ra (S12) und die tatsächliche Fahrtroute Rb (S13) basierend auf den Sensordaten. Basierend auf der Referenzfahrtroute Ra und der tatsächlichen Fahrtroute Rb berechnet die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 den aktuellen Fahrsicherheitsindex und speichert ihn als die Fahrverlaufsdaten 24 (S14).
Ferner wertet die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 die Schwankung des Fahrsicherheitsindex in dem vorgegebenen Zeitraum T in der Vergangenheit bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt aus (S15 bis S18). In S15 wird bestimmt, ob der Fahrsicherheitsindex in dem stabilen Zustand ist (d. h. ob die Schwankungsbreite der Schwankung F geringer als die vorgegebene Schwellenbreite von der Basislinie ist). In S16 wird bestimmt, ob die Schwankung F das Aufwärtsschwankungsmuster über die Zeit aufweist. In S17 wird bestimmt, ob die Schwankung F das Abwärtsschwankungsmuster über die Zeit aufweist. Wenn die Schwankung F das Aufwärtsschwankungsmuster über die Zeit aufweist (S16: JA), wird in S18 bestimmt, ob die Erhöhungsbreite der Schwankung F die Obergrenzen-Erhöhungsbreite überschreitet. Es ist anzumerken, dass der Prozess beendet werden kann, wenn der Fahrsicherheitsindex kontinuierlich zunimmt oder abnimmt und zu keinem der Zustände bei S15 bis S18 gehört.
Wenn die Schwankung des Fahrsicherheitsindex in dem stabilen Zustand ist (S15: JA), aber weder das Aufwärtsschwankungsmuster (S16: NEIN) noch das Abwärtsschwankungsmuster (S17: NEIN) aufweist, sind die Fahrleistung P und die Fahranforderung D in dem ausgeglichenen Zustand, daher beendet die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 den Prozess, ohne die „D UP“-Verarbeitung und die „D DOWN“-Verarbeitung durchzuführen.
Wenn die Schwankung des Fahrsicherheitsindex in dem stabilen Zustand ist (S15: JA) und das Aufwärtsschwankungsmuster aufweist (S16: JA) und die Erhöhungsbreite geringer als die Obergrenzen-Erhöhungsbreite ist (S18: JA), wird davon ausgegangen, dass der Fahrer die Fahrleistung absichtlich erhöht. Daher wählt die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 einen oder mehrere geeignete der Prozesse der „D UP“-Verarbeitung (S20) aus und führt sie aus, und beendet den Prozess. Es sei angemerkt, dass in diesem Fall die informationsbezogene Verarbeitung (die Vogelperspektiven-Informationsdarstellungs- und Informationsmengenerhöhungsprozesse) vorzugsweise gegenüber der autonomen Treiberverarbeitung ausgewählt wird.
Ferner verringert die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 bei Ausführung der „DUP“-Verarbeitung eine Aktivierungsschwelle einer vorgegebenen Sicherheitsausrüstung des Fahrzeugs V. Zum Beispiel wird die Aktivierungsschwelle gesenkt, so dass eine automatische Unterbrechung eines Kollisionsvermeidungssystems leicht aktiviert wird. Somit wird die automatische Unterbrechung in einem weiter entfernten Fahrzeug-Fahrzeug-Distanz zu dem vorausfahrenden Fahrzeug aktiviert. Ferner ist der Distanz zwischen Fahrzeugen, bei dem ein Annäherungsalarm ausgegeben wird, auf eine längere Distanz eingestellt. Als eine weitere Sicherheitsausrüstung wird in dem Spurhalteassistenzmodus wird ein Querrichtungsschwellenwert (Position) verringert, so dass eine automatische Lenkassistenzfunktion aktiviert wird, um das Fahrzeug V in Richtung der Mitte der Fahrspur zu bringen. Somit wird die Fahranforderung D erhöht, ohne die Sicherheit zu verringern.
Wenn die Schwankung des Fahrsicherheitsindex in dem stabilen Zustand ist (S15: JA) und das Aufwärtsschwankungsmuster aufweist (S16: JA) und die Erhöhungsbreite die Obergrenzen-Erhöhungsbreite überschreitet (S18: NEIN), kann sich die Sicherheit verschlechtern. Daher wählt die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 eine geeignete Verarbeitung aus der „D DOWN“- und/oder der „P UP“-Verarbeitung (S21) aus und führt sie aus, und beendet den Prozess.
Wenn die Schwankung des Fahrsicherheitsindex in dem stabilen Zustand ist (S15: JA) und nicht das Aufwärtsschwankungsmuster (S16: NEIN), aber das Abwärtsschwankungsmuster aufweist (S17: JA), wird davon ausgegangen, dass sich die Fahrleistung P verschlechtert. Daher wählt die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 eine geeignete Verarbeitung aus der „D DOWN“- und/oder der „P UP“-Verarbeitung aus (S19) und führt sie aus, und beendet den Prozess.
Wenn die Schwankung des Fahrsicherheitsindex nicht in dem stabilen Zustand ist (S15: NEIN), sind die Fahrleistung P und die Fahranforderung D in dem nicht ausgeglichenen Zustand, und insbesondere übersteigt die Fahranforderung D die Fahrleistung P. Daher wählt die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 eine geeignete Verarbeitung aus der „D DOWN“- und/oder der „P UP“-Verarbeitung aus (S22) und führt sie aus, und beendet den Prozess.
Es ist anzumerken, dass in dieser Ausführungsform der Ausgleichszustand zwischen der Fahrleistung P und der Fahranforderung D basierend auf der Schwankung des Fahrsicherheitsindex bestimmt wird und die Verarbeitung des Erhöhens/Verringerns der Fahranforderung D und der Fahrleistung P durchgeführt wird. Da jedoch die Fahrleistung P vorübergehend für einen kurzen Zeitraum konstant ist, wird die Schwankung des Fahrsicherheitsindex als die Schwankung der Fahranforderung D angenommen. Daher kann in dieser Ausführungsform die Schwankung der Fahranforderung D dahingehend bewertet werden, die Fahrunterstützung bereitzustellen.
Nachstehend werden Modifikationen dieser Ausführungsform beschrieben.
Obwohl in dieser Ausführungsform der auf die Fahrtroute bezogene Fahrsicherheitsindex als die physikalische Größe verwendet wird, die sich auf die Fahroperation durch den Fahrer bezieht, kann, ohne darauf beschränkt zu sein, eine andere physikalische Größe verwendet werden. Die andere physikalische Größe ist beispielsweise eine Oberkörperposition des Fahrers, ein Lenkwinkel oder ein visueller Bestätigungsdurchführungszustand des Fahrers.
Die Oberkörperposition des Fahrers kann anhand von Bilddaten des Fahrers erfasst werden, die von der fahrzeuginternen Kamera erfasst werden. Die Oberkörperposition ist eine Position in Vorwärts-Rückwärts-Richtung und seitlichen Richtungen des Oberkörpers des Fahrers in Bezug auf eine Sitzposition. Der Gleichgewichtszustand zwischen der Fahrleistung P und der Fahranforderung D wird basierend auf einer Schwankung der Oberkörperposition über die Zeit bestimmt. Das heißt, wenn die Längsbeschleunigung und die Querbeschleunigung während des Fahrens angewendet werden, wird, wenn der Fahrer die Fahroperationssituation begreift und sich selbst im Griff hat, ein Betrag des Schwankens des Oberkörpers klein. In dem Gleichgewichtszustand wird eine Amplitude des Schwankens des Oberkörpers im Wesentlichen konstant. Daher wird der Betrag des Schwankens des Oberkörpers des Fahrers der Index für das Gleichgewicht. Ähnlich wie der Fahrsicherheitsindex der Ausführungsform wird der auf der Oberkörperposition basierende Index auch basierend auf dem Betrag der Schwankbewegung in Bezug auf die Basislinie jedes Fahrers bestimmt.
Für den Lenkwinkel können die vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkeldaten verwendet werden. Der Gleichgewichtszustand zwischen der Fahrleistung P und der Fahranforderung D wird basierend auf einer Schwankung des Lenkwinkels über die Zeit bestimmt. Das heißt, wenn der Fahrer ein Lenkrad stabil und sanft steuert, so dass das Fahrzeug V entlang einer beabsichtigten Route fährt, wird eine Größe einer Schwankungskomponente, die niedriger ist als ein vorgegebener Zyklus, der in der Schwankung des Lenkwinkels enthalten ist, klein. In dem Gleichgewichtszustand wird die Größe der Schwankungskomponente, die niedriger als der vorgegebene Zyklus ist, im Wesentlichen konstant. Daher wird die Schwankung des Lenkwinkels über die Zeit der Index für das Gleichgewicht. Ähnlich wie der Fahrsicherheitsindex der Ausführungsform wird der Index, der durch den Lenkwinkel angegeben wird, auch basierend auf der Größe der Schwankung in Bezug auf die Basislinie jedes Fahrers bestimmt.
Der Visuelle-Bestätigung-Durchführung-Zustand des Fahrers ist ein Zustand der Sicherheitsprüfung von Hindernissen außerhalb des Fahrzeugs (z. B. des Verkehrsteilnehmers) durch den Fahrer, d. h. eine Visuelle-Bestätigung-Rate der Hindernisse, die vorne, an den Seiten, hinter dem Fahrzeug V vorhanden sind. Zum Beispiel identifiziert die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 das Vorhandensein der Hindernisse (einschließlich der Anzahl und Positionen davon) basierend auf den Bilddaten, die von der externen Kamera erhalten werden, und den externen Objektdaten, die von dem Radar erhalten werden. Ferner identifiziert die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 kontinuierlich die Sichtlinie des Fahrers basierend auf den Bilddaten des Fahrers, die von der fahrzeuginternen Kamera erhalten werden. Somit bestimmt die Steuer- bzw. Regeleinheit 11, ob der Fahrer die identifizierten Hindernisse visuell bestätigt hat. Basierend auf dieser Bestimmung berechnet die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 eine Schwankung über die Zeit der Visuelle-Bestätigung-Rate (Visuelle-Bestätigung-Durchführung-Zustand) des Fahrers zu den Hindernissen. In dem Gleichgewichtszustand ist zu jedem gegebenen Zeitintervall die Visuelle-Bestätigung-Rate, welche die Anzahl von Hindernissen, die außerhalb des Fahrzeugs tatsächlich visuell bestätigt sind, in Bezug auf eine große Anzahl von Hindernissen ausdrückt, im Wesentlichen konstant. Ähnlich wie der Fahrsicherheitsindex der Ausführungsform wird der Index, der durch den Visuelle-Bestätigung-Durchführung-Zustand der Hindernisse angegeben wird, auch basierend auf der Größe der Schwankung in Bezug auf die Basislinie jedes Fahrers bestimmt.
Als nächstes werden Effekte des Fahrzeugfahrassistenzsystems dieser Ausführungsform beschrieben.
Das Fahrzeugfahrassistenzsystem S dieser Ausführungsform enthält die Steuer- bzw. Regeleinheit 11, die konfiguriert ist, die Fahrassistenzsteuerung bzw. -regelung basierend auf dem Gleichgewichtszustand zwischen der Fahranforderung D (erforderliche Fahrfertigkeit), die der Fahrer zum Fahren des Fahrzeugs V benötigt, basierend auf der Verkehrsumgebung um das Fahrzeug herum und der Fahrunterstützung, die dem Fahrer durch das Fahrzeug V bereitgestellt wird, und der Fahrleistung P (momentane Fahrfertigkeit) des Fahrers durchzuführen. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 11 enthält den Prozessor 23, der konfiguriert ist, das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 auszuführen, um den Gleichgewichtszustand zwischen der Fahranforderung D und der Fahrleistung P basierend auf der physikalischen Größe betreffend die Fahroperation durch den Fahrer zu bestimmen.
Daher wird in dieser Ausführungsform der Gleichgewichtszustand zwischen der Fahranforderung D und der Fahrleistung P basierend auf der physikalischen Größe bestimmt, die sich auf die tatsächlich vom Fahrer ausgeführte Fahroperation bezieht. Somit wird der Gleichgewichtszustand zwischen der Fahranforderung D und der Fahrleistung P genauer bestimmt.
Ferner ist beispielsweise die physikalische Größe die Differenz zwischen der Referenzfahrtroute Ra, die durch zumindest die Position definiert ist, die basierend auf der Verkehrsumgebung berechnet wird, und der tatsächlichen Fahrtroute Rb, die tatsächlich durch das Fahrzeug V gefahren wird. Wenn die Schwankung über die Zeit der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute Ra und der tatsächlichen Fahrtroute Rb (Fahrsicherheitsindex) kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, dass die Fahranforderung D und die Fahrleistung P im Gleichgewicht sind.
Ferner legt in dieser Ausführungsform das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 die Basislinie F_B der Differenz basierend auf der Schwankung über die Zeit der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute Ra und der tatsächlichen Fahrtroute Rb (Fahrsicherheitsindex) beim Fahren ein für den vorgegebenen Zeitraum (z. B. etwa 10 bis etwa 20 Minuten) oder Fahren für die vorgegebenen Distanz (z. B. etwa 5 bis etwa 10 km) fest und bestimmt den Gleichgewichtszustand auf der Basis der Basislinie F_B und der Differenz (Fahrsicherheitsindex).
Wenn sich ferner in dieser Ausführungsform die Basislinie F_B von der Differenz (Fahrsicherheitsindex) um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert unterscheidet, bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21, dass die Fahranforderung D und die Fahrleistung P im Gleichgewicht sind. Darüber hinaus wird die Basislinie F_B festgelegt, wenn das Fahrzeug V die vorgegebene Fahrtroute fährt. Die vorgegebene Fahrtroute umfasst eine Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrtrouten, und die Basislinie F_B wird für jede Fahrtroute festgelegt.
Ferner ist in dieser Ausführungsform das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 ferner konfiguriert, zu bestimmen, dass die Fahrsicherheit des Fahrzeugs V niedriger ist, wenn die Differenz zwischen der Referenzfahrtroute Ra und der tatsächlichen Fahrtroute Rb (Fahrsicherheitsindex) größer ist. Wenn die Schwankung über die Zeit der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute Ra und der tatsächlichen Fahrtroute Rb kleiner ist als der vorgegebene Schwellenwert, bestimmt das Gleichgewichtsbestimmungsmodul, dass die Fahranforderung D und die Fahrleistung P im Gleichgewicht sind.
Ferner kann in dieser Ausführungsform die physikalische Größe entweder die Oberkörperposition des Fahrers, der Lenkwinkel des Lenkrads oder der Visuelle-Bestätigung-Zustand des Fahrers zu dem Hindernis außerhalb des Fahrzeugs sein. Das Gleichgewichtsbestimmungsmodul 21 bestimmt den Gleichgewichtszustand zwischen der Fahranforderung D und der Fahrleistung P basierend auf der Schwankung der physikalischen Größe über die Zeit.
Desweiteren ist in dieser Ausführungsform der Prozessor 23 ferner konfiguriert, das Assistenzausführungsmodul 22 auszuführen, um die Fahrassistenzsteuerung bzw. - regelung durchzuführen, so dass die Fahranforderung D und die Fahrleistung P ins Gleichgewicht kommen, und zwar basierend auf dem bestimmten Gleichgewichtszustand.
Bezugszeichenliste

1: On-Board-Controller
3: Fahrzeugsensor
5: Informationsdarstellungsvorrichtung
7: Fahrzeugantriebssteuers- bzw. -regelystem
11: Steuer- bzw. Regeleinheit
13: Speicher
21: Gleichgewichtsbestimmungsmodul
22: Assistenzausführungsmodul
D: Fahranforderung
P: Fahrleistung
Ra: Referenzfahrtroute
Rb: tatsächliche Fahrtroute
S: Fahrzeugfahrassistenzsystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015110417 A [0002]

Claims

Fahrzeugfahrassistenzsystem, umfassend eine Steuer- bzw. Regeleinheit (11), die konfiguriert ist, eine Fahrassistenzsteuerung bzw. -regelung basierend auf einem Gleichgewichtszustand zwischen einer erforderlichen Fahrfertigkeit des Fahrers zum Fahren eines Fahrzeugs basierend auf einer Verkehrsumgebung um das Fahrzeug herum und einer Fahrunterstützung, die dem Fahrer durch das Fahrzeug bereitgestellt wird, und einer momentanen Fahrfertigkeit des Fahrers durchzuführen, wobei die Steuer- bzw. Regeleinheit (11) einen Prozessor enthält, der konfiguriert ist, ein Gleichgewichtsbestimmungsmodul (21) auszuführen oder zu umfassen, um den Gleichgewichtszustand zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf einer physikalischen Größe betreffend eine Fahroperation durch den Fahrer zu bestimmen.
Fahrzeugfahrassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die physikalische Größe eine Differenz zwischen einer Referenzfahrtroute (Ra), die zumindest durch eine Position definiert ist, die basierend auf der Verkehrsumgebung berechnet wird, und einer tatsächlichen Fahrtroute (Rb) ist, auf der das Fahrzeug tatsächlich in der Verkehrsumgebung gefahren ist.
Fahrzeugfahrassistenzsystem nach Anspruch 2, wobei, wenn eine Schwankung der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute (Ra) und der tatsächlichen Fahrtroute (Rb) über die Zeit kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, das Gleichgewichtsbestimmungsmodul (21) bestimmt, dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit im Gleichgewicht sind.
Fahrzeugfahrassistenzsystem nach Anspruch 2, wobei das Gleichgewichtsbestimmungsmodul (21) eine Basislinie der Differenz basierend auf einer Schwankung der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute (Ra) und der tatsächlichen Fahrtroute (Rb) über die Zeit beim Fahren für eine einen vorgegebenen Zeitraum und einer vorgegebenen Distanz festlegt und den Gleichgewichtszustand basierend auf der Basislinie und der Differenz bestimmt.
Fahrzeugfahrassistenzsystem nach Anspruch 4, wobei, wenn sich die Basislinie von der Differenz um weniger als einen vorgegebenen Schwellenwert unterscheidet, das Gleichgewichtsbestimmungsmodul (21) bestimmt, dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit im Gleichgewicht sind, und/oder die Basislinie festgelegt wird, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Fahrtroute fährt, und/oder die bestimmte Fahrtroute eine Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrtrouten umfasst und die Basislinie für jede Fahrtroute festgelegt wird.
Fahrzeugfahrassistenzsystem nach Anspruch 2, wobei das Gleichgewichtsbestimmungsmodul ferner konfiguriert ist, die Fahrsicherheit des Fahrzeugs als niedriger zu bestimmen, wenn eine Differenz zwischen der Referenzfahrtroute und der tatsächlichen Fahrtroute größer ist, und wenn eine Schwankung der Differenz zwischen der Referenzfahrtroute und der tatsächlichen Fahrtroute über die Zeit kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, das Gleichgewichtsbestimmungsmodul bestimmt, dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit im Gleichgewicht sind.
Fahrzeugfahrassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die physikalische Größe eine Oberkörperposition des Fahrers ist, und/oder die physikalische Größe ein Lenkwinkel eines Lenkrads ist, und/oder die physikalische Größe oder ein Visuelle-Bestätigung-Durchführung-Zustand des Fahrers an einem Hindernis außerhalb des Fahrzeugs ist, und das Gleichgewichtsbestimmungsmodul (21) den Gleichgewichtszustand zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf einer Schwankung der physikalischen Größe über die Zeit bestimmt.
Fahrzeugfahrassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, ein Assistenzausführungsmodul (22) auszuführen, um die Fahrassistenzsteuerung bzw. -regelung durchzuführen, so dass die erforderliche Fahrfertigkeit und die momentane Fahrfertigkeit in Gleichgewicht kommen, und zwar basierend auf dem bestimmten Gleichgewichtszustand.
Verfahren zum Unterstützen des Fahrens eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte: Durchführen einer Fahrassistenzsteuerung bzw. -regelung basierend auf einem Gleichgewichtszustand zwischen einer erforderlichen Fahrfertigkeit des Fahrers zum Fahren eines Fahrzeugs basierend auf einer Verkehrsumgebung um das Fahrzeug herum und einer Fahrunterstützung, die dem Fahrer durch das Fahrzeug bereitgestellt wird, und einer momentanen Fahrfertigkeit des Fahrers, und Bestimmen des Gleichgewichtszustands zwischen der erforderlichen Fahrfertigkeit und der momentanen Fahrfertigkeit basierend auf einer physikalischen Größe betreffend eine Fahroperation durch den Fahrer.
Computerprogrammprodukt, das computerlesbare Instruktionen umfasst, die, wenn sie auf einem geeigneten System geladen und ausgeführt werden, die Schritte des Verfahrens nach Anspruch 9 ausführen können.