(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標レーンを決定するステップ（４０）と、
車両の実際運動を決定するステップ（４１）と、
目標レーンと実際運動の比較分析を行い、この比較分析が、目標レーンに応じた車両のための目標運動を決定するステップ（４２）と目標運動と実際運動の運動差を決定して、この運動差が比較分析結果を示すステップ（４３）とを有するか、或いはこの比較分析が、実際運動にもとづき実際レーンを外挿するステップ（４６）と目標レーンと外挿された実際レーンの間のレーン差を決定して、このレーン差が比較分析結果を示すステップ（４７）とを有するステップと、
比較分析結果に応じて少なくとも１個の車輪ブレーキを制御することとして、車両の前車軸の１個の車輪ブレーキのブレーキ圧力を上昇させるステップ（４８）と、
を有する、レーン上の車両の運動に影響を与えるための方法において、
ドライビングスタビリティコントロールが作用する場合、この方法を阻止または中断することを特徴とする方法。
【請求項２】
当該の車輪ブレーキがファジィ機能に応じて制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該の車軸の他方の車輪ブレーキのブレーキ圧力が低下させられることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
当該のブレーキ圧力上昇が３０バール以下であるか、ブレーキ圧力上昇の勾配が１０〜２０バール／秒の範囲内であるか、あるいはその両方であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
当該の車輪ブレーキが一時的に１００バール／秒よりも大きなブレーキ圧力勾配で制御されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
目標レーンを決定する目標レーン決定装置（１０）と、
車両の実際運動を決定する実際運動決定装置（１１）と、
目標レーンと実際運動の比較分析を行い、この比較分析が、目標レーンに応じた車両のための目標運動を決定するとともに、目標運動と実際運動の運動差を決定して、この運動差が比較分析結果を示すか、或いはこの比較分析が、実際運動にもとづき実際レーンを外挿して、目標レーンと外挿された実際レーンの間のレーン差を決定して、このレーン差が比較分析結果を示すようにするための、入力部が目標レーン決定装置（１０）と実際運動決定装置（１１）の出力部に接続された比較装置（１２）と、
比較分析結果に応じて、車両の前車軸の１個の車輪ブレーキのブレーキ圧力を上昇させるように、少なくとも１個の車輪ブレーキを制御するための、入力部が比較装置（１２）の出力部に接続された車輪ブレーキ制御装置（２５）と、
を備えた、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法を実施するための、レーン上の車両の運動に影響を与えるための装置。
【請求項７】
比較装置（１２）が目標運動決定装置（１３）と運動差決定装置（１４）を備え、目標運動決定装置の入力部が目標レーン決定装置（１０）の出力部に接続され、運動差決定装置の入力部が目標運動決定装置（１３）と実際運動決定装置（１１）の出力部に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
比較装置（１２）が外挿装置（２３）とレーン差決定装置（２４）を備え、外挿装置の入力部が実際運動決定装置（１１）の出力部に接続され、レーン差決定装置の入力部が外挿装置（２３）と目標レーン決定装置（１０）の出力部に接続されていることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
車輪ブレーキ制御装置（２５）がファジィ制御装置を備えていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
目標レーン決定装置（１０）が光学式センサと、この光学式センサに接続された評価装置を備えていることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
実際運動決定装置（１１）が車輪センサ、操舵角センサ、加速度センサおよびヨーレイトセンサの中の一つ以上を備えていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、レーン上の車両の運動を監視するかまたは影響を与えるための方法と装置に関する。
【０００２】
運転者は維持すべきレーンに従って車両の運動を制御する。これは主として車両の操舵によって行われる。運転者が注意を怠ると、車両はレーンから外れ得る。これを防ぐために、いろいろな、いわゆる“レーン保持システム”が知られている。このレーン保持システムは車両の操舵に直接的に介入する。その際、例えばステアリングギヤのケースが摺動させられる（Deutsche Gesellschaft fuer  Luft und Raumfahrt) かあるいは追加操舵モーメントが電動機を介して操舵に加えられる（Bayerische Motorenwerke)。しかし、このシステムは、運転者が慣れているようにまたは好むように、操舵装置がもはや応答しないという欠点がある。それによって、運転者は車両をもはや完全にコントロールすることができない。
【０００３】
そこで、本発明の課題は、車両の操舵に介入せず、運転者が車両の完全なコントロールを維持する、レーン上での車両の運動を監視するかまたは影響を与えるための方法と装置を提供することである。
【０００４】
この課題は、独立請求項の特徴によって解決される。従属請求項には本発明の好ましい実施形が記載されている。
【０００５】
レーン上での車両の運動を監視するための方法は先ず最初に、車両が追随する目標レーンの決定を含んでいる。これは、例えば赤外線センサまたはビデオカメラのような適切な光学式センサを介して行うことができる。このセンサは例えば車線または先行する車両を検出し、対応する信号を例えば画像処理装置に伝送する。この画像処理装置は、例えば車両座標に関する位置座標のような目標レーンを決定する。その際、目標レーンは地点、地点の列、ベクトルまたは軌道である。
【０００６】
更に、車両の実際運動が決定される。これは例えば操舵角、ヨー速度または横方向速度、すなわち車両の垂直軸線回りのそれぞれの成分または車両縦方向の対応する成分である。それによって、実際運動が複数のパラメータに依存するかまたは複数の成分を有する。実際運動を決定するために必要なセンサ装置は、公知のＥＳＰ（電子スタビリティプログラム）センサ装置によって準備することができる。
【０００７】
その後で、目標レーンと実際運動の比較分析が行われる。この比較分析は２つの方法で行うことができる。一方の方法では、目標レーンから、目標レーンを維持するために車両が行う目標運動が決定される。その後で、目標運動と実際運動の比較が行われる。これはその結果として運動の差を供給する。他の方法では、実際運動から、車両が実際運動に基づいて追随する“実際レーン”が外挿される。その後で、目標レーンとこの実際レーンが比較される。これは結果としてレーン差を供給する。
【０００８】
本発明に従い、比較分析の結果を使用する２つの方法が提供される。
【０００９】
車両の運動を監視する際、情報変数は差（結果）に応じて決定され、この情報変数は触覚的な方法で車両の運転者に伝達される。これは特に車両のステアリングホイールを介して行われ、それによって一般的に非常に感じやすい運転者の手が応答する。その際、情報変数は車両の操舵の方向を提案する。それによって、運転者は目標レーンの方への車両の操舵の指示を受ける。更に、情報変数は強さ、すなわち操舵の速度のための提案を与えることができる。車両が目標レーンから離れれば離れるほど、運転者は例えば強く（迅速に）逆方向に操舵しなければならない。決定された目標レーンは常にに理想のレーンであるとは限らないし、運転者が追随したいレーンであるとは限らない。従って、車両を目標レーンに沿って案内するためあるいは車両を運転者にとって所望なレーンと異なるレーンに操舵するために、運転者に伝達された情報を利用することが運転者に委ねられる。
【００１０】
車両の運動に影響を与える場合には、差に応じて少なくとも１個の車輪ブレーキが制御される。これは特に車両の前車軸の１個の車輪ブレーキで行われる。なぜなら、そこには、車両のブレーキング全体の約７０〜８０％の割合が存在するからである。車両を他の方向に、例えば目標レーンの方に操舵するために、好ましくはブレーキ圧力が上昇させられる。車両が既に制動されていると、一方の車輪ブレーキのブレーキ圧力が上昇させられ、同じ車軸の他方の車輪ブレーキのブレーキ圧力が低下させられる。ブレーキ圧力の低下および同時の上昇は好ましくは、車両がその前よりも弱く制動されないように行われる。
【００１１】
その際、ブレーキ圧力上昇は３０バールよりも小さく、ブレーキ圧力上昇の速度（ブレーキ圧力勾配）は１０〜２０バール／秒である。これにより、運転者は車両の軽い操舵偏差を感じ、車両は現在のレーンから大きく逸れない。それによって、決定された目標レーンを外れていることだけが運転者に通知される。運転者は更に車両を完全にコントロールすることができ、更にその希望に応じて車両を操舵することができる。
【００１２】
運転者が進路を逸らし、目標レーンから外れると、運転者に警報で知らせることが合目的である。これはショックのあるブレーキングによって行うことができる。これは１００バール／秒よりも大きなブレーキ圧力勾配によって達成可能である。それによって、車両は短時間強く制動される。これは運転者にとって不快であるので、運転者は“目を覚まし”、その注意力を再び走行操作に向ける。
【００１３】
図に示した実施の形態に基づいて、本発明のいろいろな実施の形態を詳しく説明する。
【００１４】
図１は、レーン上での車両の運動を監視する装置の本発明による実施の形態のブロック図である。目標レーン決定装置１０では、車両が進むべき目標レーンが決定される。目標レーン決定装置１０は上述のように光学式センサと、それに接続された、１個または複数のセンサ信号を評価するための評価装置を備えることができる。
【００１５】
実際運動決定装置１１では、車両の実際運動が決定される。これは１個または複数の車輪センサおよびまたは操舵角センサおよびまたは加速度センサおよびまたはヨーレイトセンサを介して行うことができる。しかし、他の方向の他の成分を考慮してもよい。
【００１６】
目標レーン決定装置１０と実際運動決定装置１１の出力部は、比較装置１２の入力部に接続されている。この比較装置は目標レーン決定装置１０内で決定された目標レーンと、実際運動決定装置１１内で決定された実際運動とを比較分析する。直接的な比較を可能にするために、本実施の形態では先ず最初に、目標レーン決定装置１０に接続された目標運動決定装置１３において、目標レーンから目標運動が決定される。その後で、目標運動と実際運動との間の運動の差が運動差決定装置１４で決定される。この運動の差は情報決定装置１５の入力量として役立つ。この情報決定装置はこの入力量から情報変数を決定する。この情報変数は伝達装置１６を経て運転者に伝達される。その際、情報変数は上述のように、目標値の方に車両を操舵するための方向と、操舵の強さに関する。
【００１７】
図２は、レーン上の車両の運動に影響を与える装置の本発明による実施の形態のブロック図である。目標レーン決定装置１０、実際運動決定装置１１および比較装置１２は図１の装置と同じであり、従って再び説明しない。比較装置１２は本実施の形態では外挿装置２３を備えている。この外挿装置の入力部は実際運動決定装置１１の出力部に接続されている。外挿装置２３は実際運動決定装置１１で決定された実際運動から、外挿された実際レーンを外挿する。決定された実際運動が維持されるときに、車両は実際運動に基づいてこの外挿された実際レーン上を移動する。その後で、レーン差決定装置２４において、実際レーンと目標レーンとの間のレーンの差の決定が行われる。レーンの差の決定の結果は車輪ブレーキ制御装置に供給され、この車輪ブレーキ制御装置はそれに基づいて１個または複数の車輪ブレーキを制御する。
【００１８】
図１，２の装置のそれぞれの入力部と出力部は複数の“単線”からなっている。この複数の単線は図では簡単化するために、１本の“線”として記入してある。比較装置１２は本発明の両装置のために、図１に示すようにあるいは図２に示すように形成可能である。しかし、比較分析を可能にする比較装置１２の他の実施の形態も考えられる。情報決定装置１５と車輪ブレーキ制御装置２５は比較結果信号を受信および処理するように設計されている。
【００１９】
伝達装置１６は好ましくは車両のステアリングホイール３０に設けられている。その一例を図３に示す。この場合、伝達装置１６はステアリングホイール３０の外側リングの周りに配置されている。伝達装置１６は圧電フィルムまたは例えばゲルのような電気粘性流体（ＥＲ流体）を備えることができる。この圧電フィルムはステアリングホイールの周りに巻かれている。電気粘性流体は加えられる電圧変化に依存してその密度を変える。情報変数の伝達は例えば一方向に伝搬する波を介して行うことができる。これは図３において、伝達装置１６の波形によって示唆的に示してある。波はステアリングホイールの周方向に例えば矢印方向に移動する。それによって、例えば運転者が車両を更に右側に操舵しようとしていることを運転者に伝えることができる。左側への操舵については、波が反時計周りに伝搬する。波の運動の振幅およびまたは周波数によて、操舵運動の速さを運転者に伝えることができる。例えば大きな振幅およびまたは周波数は大きな操舵速度を意味する。運転者はステアリングホイール、ひいては伝達装置１６を掴み、それによって波の運動を感知する。
【００２０】
圧力フィルムまたは電気粘性流体（電気的な媒体）の場合、複数の情報（例えば振幅、周波数、方向）を含み得る情報変数は、電気的な量として伝達装置１６に伝えられる。その際、例えば伝達装置全体にわたって分配して電圧が掛けられる。この電圧は情報変数に依存して時間と共に変化する。それによって、電気的な媒体の密度の時間的な変化が達成される。それによって、媒体は膨張または収縮し、それによって波運動を行う。
【００２１】
伝達装置１６はホースを備えていてもよい。このホースには例えば空気が充填され、異なる圧力が空気に加えられる。それによって、同様に、波運動を生じることができる。機械的な方法で運転者に操舵方向と操舵強さを示す他の媒体を用いることができる。
【００２２】
図４ａは、レーン上の車両の運動を監視する方法の本発明におる実施の形態のフローチャートである。スタートの後で先ず最初に、ステップ４０において目標レーンが決定される。その後で、ステップ４１において実際運動が決定される。ステップ４２において、目標レーンから目標運動が決定される。その後で、ステップ４３において実際運動と目標運動の間の運動の差が決定される。ステップ４３で決定された差に応じて、ステップ４４において情報変数が決定される。この情報変数はステップ４５において運転者に触覚的に伝達される。
【００２３】
図４ｂは、レーン上の車両の運動に影響を与える方法の本発明による実施の形態のフローチャートである。スタートの後で先ず最初に、ステップ４０，４１が同様に行われる。その後で、実際運動から実際レーンが外挿される。この実際レーンはステップ４７において目標レーンと比較され、その結果生じる差がステップ４８において車輪ブレーキを制御するために使用される。
【００２４】
図５では、図４ａの情報変数を決定するためのステップ４４が比較的詳細に定められている。ステップ４３から来て先ず最初にステップ５０において、実際運動と目標運動の間の差が、第１の閾値Ｓ1 よりも大きいかどうかが質問される。この質問が肯定されると、ステップ５１において波方向が右にセットされる。その後でステップ５４に進む。ステップ５０における質問が否定されると、ステップ５２において、差が第２の閾値Ｓ2 よりも小さいかどうかが質問される。小さくないときにはプロセスが終了する。ステップ５２の質問が肯定されると、ステップ５３において波の方向が左にセットされる。その後で、ステップ５４において、周波数と振幅が差の値に従って決定される。その後で、プロセスは図４ａのステップ４５に進む。
【００２５】
図６では、図４ｂの車輪ブレーキを制御するステップ４８が比較的詳細に説明されている。ステップ４７から来て先ず最初にステップ６０において、差が第３の閾値Ｓ3 よりも大きいかどうかが質問される。この質問が肯定されると、ステップ６１において右前輪のブレーキ圧力が高められる。その後でステップ６４に進む。ステップ６０における質問が否定されると、ステップ６２において、レーンの差が第４の閾値Ｓ4 よりも小さいかどうかが質問される。この質問が否定されると、プロセスは終了する。しかし、質問が肯定されると、ステップ６３において左側前輪のブレーキ圧力が高められる。続いて、ステップ６４において、ブレーキ圧力の高さが比較の差の値に相応してセットされる。その後で、プロセスが終了する。
【００２６】
図５，６においてそれぞれ差が質問される。この差は運動の差であってもよいし、レーンの差であってもよい。これに応じて、閾値Ｓ1 〜Ｓ4 が選択される。閾値は好ましくは、例えば実際運動と目標運動の間の許容される偏差に依存して選択される。例えばブレーキ介入を必要としない例えば小さな偏差が許容される。
【００２７】
図５のステップ５１，５３は、波の運動が直接的にセットされないで、先ず最初に方向だけが定められ、この方向がステップ５４において周波数や振幅と共に情報変数としてステップ４５に送られると理解すべきである。そこで初めて、この情報の変換が行われる。
【００２８】
図６のステップ６１，６３は同様に、先ず最初にどちらの前輪のブレーキ圧力が高められるかについてのみ決められると理解すべきである。ステップ６４において初めて、決定されたブレーキ圧力高さを有する、対応する車輪のブレーキ圧力が制動のために使用される。
【００２９】
情報変数は１つまたは複数のファジィ機能を介して決定可能であり、車輪ブレーキは１つまたは複数のファジィ機能に依存して制御可能である。この場合、用語“ファジィ機能”はファジィ化と脱ファジィ化の両方を意味する。ファジィ制御が適切である。というのは、車両を目標レーンで移動させるために多くの方法があるので、例えば目標レーンからの目標運動の決定が多くの結果をもたらすからである。例えば車両が目標レーンを異なる速度で走行することができる。この決定は通常は、例えば速度を不正確にしか定めることができきない運転者によって行われる。従って、目標運動決定装置１３において、例えば車両を目標レーンに案内する運転者の可能な動作を表現することを試みることができる。そのために、不明確な量または機能（ファジィ機能）の選択が有利である。同様に、情報決定装置１５は運動差決定装置１４で決定された差から、ファジィ機能を介して、運転者に伝達するための情報変数を決定することができる。情報変数の場合、例えば正確な大きさ（振幅）は重要ではなく、例えば操舵傾向だけを示すだけでよい。なぜなら、運転者は傾向のみを感じ、絶対値を感じないからである。
【００３０】
同様に、外挿装置２３は実際運動から実際レーンをおおよそ決定するだけでよい。従って、ここでもファジィ機能が適している。同様に、車輪ブレーキ制御装置２５における車輪ブレーキの制御は傾向に従って行われるので、ここでもブレーキ圧力の決定はファジィ機能によって有利に行われる。
【００３１】
しかし、ファジィ機能による決定は特に１つの可能性を示す。
【００３２】
１個または複数の車輪ブレーキの制御のために、運転者が感じ、運転者の希望に相応して車両を更に制御することができる傾向が伝えられることが重要である。これは、ブレーキ圧力を短時間上昇させ、運転者がショックを感じることによる、運転者の“目をさます”ことを含んでいる。これも、運転者が驚かないように行われ、それによってたとえ短時間だけでも車両の制御が失われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  車両の運動を監視する装置の本発明による実施の形態のブロック図である。
【図２】  車両の運動に影響を与える装置の本発明による実施の形態のブロック図である。
【図３】  ステアリングホイールに取付けられた、伝達装置の本発明による実施の形態を示す図である。
【図４】  図４ａ，４ｂはそれぞれ、車両の運動を監視する方法または車両の運動に影響を与える方法の本発明による実施の形態のフローチャートである。
【図５】  情報変数を決定するためのフローチャートを例示的に示す図である。
【図６】  車輪ブレーキを制御するためのフローチャートを例示的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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