(57)【要約】本発明は、車両に配備される交通適応支援システムを、前記車両又は先行車両の、速度及び／又は距離に関する変数によって作動させる方法に関する。本発明の支援システムは、これら変数によって、前記車両の加速又は減速を開始させる。本発明によれば、前記車両とそれに先行する車両との間の実際の時間間隔及び／又は実際の距離が、予め定めることができるそれぞれの下限値よりも高くかつ予め定めることができるそれぞれの上限値よりも低ければ、前記支援システムが、目標時間間隔を排除して作動させられる。本発明は、例えば自動車用に使用されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に配備される交通適応支援システムを、この車両及び先行車両の速度関連変数及び／又は距離関連変数を用いて作動させる方法であって、前記支援システムは、前記車両を加速又は減速させるためにこれらの変数を用いる、方法において、前記車両と前記先行車両との間の実際の時間間隔及び／又は実際の距離が、予め定めることができるそれぞれの下限値よりも大きく、また予め定めることができるそれぞれの上限値よりも小さければ、前記支援システムが、目標時間間隔を排除して作動させられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記下限値が第１の定数として予め定められることができ、及び／又は、前記上限値が第２の定数として予め定められることができることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記下限値が、前記車両の速度及び／又は少なくとも１つの別の車両の速度の関数として予め定められることができることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記上限値が、前記車両の速度及び／又は少なくとも１つの別の車両の速度の関数として予め定められることができることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記下限値及び／又は前記上限値が、前記車両の位置において現出している交通状況の相の種類の関数として予め定められることができることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記下限値及び／又は前記上限値が、前記車両の周囲における交通の経時的／空間的分布の関数として予め定められることができることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記支援システムが、前記複数車両の速度差のみを用いて作動させられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記車両と前記先行車両との間の実際の時間間隔又は実際の距離が、前記それぞれの下限値よりも小さければ、前記支援システムが前記車両を減速させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記車両と前記先行車両との間の実際の時間間隔又は実際の距離が、前記それぞれの上限値よりも大きい場合は、前記支援システムが前記車両を加速させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記支援システムが、少なくとも１つの別の車両からの距離によって追加的に作動させられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記支援システムが、少なくとも１つの別の車両の速度によって追加的に作動させられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
コード化されたコンピュータプログラムであって、このプログラムがコンピュータ上で動作する時に、請求項１〜１１のいずれか１項におけるすべての段階を実行するためのコンピュータプログラム。
【請求項１３】
コンピュータ読取り可能なデータ保持装置に保存されるコード化されたコンピュータプログラム製品であって、このプログラム製品がコンピュータ上で動作する際に請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法を実行するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に配備される交通適応支援システムを、その車両及び先行車両の速度関連変数及び／又は距離関連変数を用いて作動させる方法に関する。この場合、この支援システムは、これらの変数によって車両を加速及び／又は減速させる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１からこのような方法の１つが知られる。この文献では、車両の加速度又は減速度が、下限値及び／又は上限値を用いて交通適応支援システムによって制限される。
【０００３】
特許文献２は、目標距離を用いて交通適応支援システムを作動させる方法を提案している。
【０００４】
特許文献３は、先行車両に関する異なる個々の時間間隔あるいは先行車両からの異なる個々の距離によって、交通適応支援システムを作動させる方法を開示している。
【０００５】
特許文献４では、先行車両からの車両の目標距離によって交通適応支援システムを作動させている。
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１００１９１９０Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０４４３６４４Ａ１号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１０６３６２６Ａ１号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１２２５０７９Ａ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、柔軟でしかも現実の車両運転者の特性に適合した挙動を示し、さらに付加的に交通適応支援システムの良好な応答時間を可能にするような、交通適応支援システムの作動方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は独立請求項１及び２の特徴によって達成される。従属請求項は本発明の有利な実施形態及び発展形態に関する。
【０００９】
本発明の主要な着想は、車両と先行車両との間の実際の時間間隔及び／又は実際の距離が、予め定めることができるそれぞれの下限値よりも大きく、また予め定めることができるそれぞれの上限値よりも小さければ、交通適応支援システムを、目標時間間隔を排除して作動させるという点にある。
【００１０】
本発明は、交通適応支援システムを作動させる間、現出している交通状況と車両の運行履歴（例えば過去１０分間の運転挙動）とを、いわば「自動的に」参照し利用する。なぜなら、車両と先行車両との間の実際の時間間隔又は実際の距離が、予め定めることができる下限値よりも大きく、また予め定めることができる上限値よりも小さければ、交通適応支援システムを作動させるのに、目標時間間隔又は目標距離が使用されないからである。これは、車両と先行車両との間の実際の時間間隔又は実際の距離が、予め定めることができる限界値の範囲内にあれば、目標時間間隔又は目標距離を使用しなくてもすむという事実によって、交通適応支援システムを特に柔軟に作動させ得る結果をもたらす。この場合、実際の時間間隔だけ、あるいは実際の距離だけ、あるいはこの２つの組み合わせのいずれかが選択的に用いられる。状況に応じて選定できる選択器を車内に設けてもよい。
【００１１】
先行技術において提案されている交通適応支援システムの作動方法が、作動の「結果」において機能し始める（例えば、交通適応支援システムによって決定される加速過程が制限されるという点で）のに対して、本発明はより早く機能し始める。本発明は、交通適応支援システムを作動させるために用意される変数を直接選択することによって、「原因」に介入する。換言すれば、本発明による方法においては、車両と先行車両との間の目標時間間隔又は目標距離を、作動のために使用しないことによって、付加的な「自由度」を導入することが可能になる。その結果、例えば、車両の加速過程又は減速過程が完了した直後の時点に（すなわち、車両と先行車両との間の速度の差異が実質的にゼロになった時点に）２つの車両間に存在する時間間隔又は距離が交通適応支援システムによって事前には決定されないため、現出している交通状況が参照されることになる。
【００１２】
交通適応支援システムの作動方法として先行技術において提案されている方法においては、固定的に事前規定される関係に従って決定される固定された時間間隔と距離とが常に用いられる。これとは対照的に、本発明に従って、車両の加速過程又は減速過程の結果として実現される時間間隔又は距離は、その時々の交通状況もしくはその時々の車両の履歴の結果である。これは、現実の車両運転者の特性に適合させて作られた本発明の方法の作動態様を印象深く示している。というのは、本発明によれば、時間間隔又は距離を、予め定めることができる下限値と予め定めることができる上限値との間の間隔のいかなる所望の値に設定することもできる（すなわち無限大個数の値からの選択）が、先行技術において提案されている方法においては、これが単に単一又は少数の離散値に過ぎないからである。
【００１３】
前記下限値又は上限値をそれぞれ定数として定めると、本発明の特に簡単な実施形態が得られる。この場合は、行うべき計算を特に迅速にかつ跡付けし得るように実施することができる。
【００１４】
本発明は、１つの限界値又は両限界値を、車両の速度及び／又は別の車両例えば先行車両の速度の関数として予め定めることができれば、より柔軟に適用することができる。これにより、その時々の交通状況を勘案することが可能となる。
【００１５】
本発明の特に有利な１つの実施形態においては、前記下限値及び／又は上限値を、車両の位置において現出している交通状況の相の種類に応じて定めることができるようになっている。交通状況の相は、現出している交通状況を特に簡易な方法で区別する。１つの交通状況の相は、例えば、稠密な速度同調交通（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ  ｔｒａｆｆｉｃ）である。これらの交通状況の相は、交通の３相理論（ｔｈｒｅｅ  ｐｈａｓｅ  ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｔｒａｆｆｉｃ）においてさらに詳しく説明されている。例えば、Ｂ．Ｓ．ケルナー（Ｂ．Ｓ．Ｋｅｒｎｅｒ）著、「フィジカル・レビュー  Ｅ（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｅ）」誌、第６５巻、０４６１３８、２００２年、の論文参照。
【００１６】
本発明の特に高い柔軟性は、前記の下限値及び／又は上限値を、車両の周囲における交通の経時的／空間的分布に応じて予め定めることによって得ることができる。経時的分布は、例えば予測される交通の（経時的）進展であり、空間的分布は、例えば（空間的）変化、すなわち車両前方における速度及び／又は交通密度における勾配である。車両の周囲は、例えば３００〜５００メートルの領域に及ぶが、さらに狭い周囲を想定することもできる。この場合、周囲は、車両が載っている車線のみではなく、隣接車線をも含む。
【００１７】
特に有利な１つの実施形態は、交通適応支援システムを作動させるのに、車両の速度差のみを用いる。これによって、効率的な作動と、同時に、計算技術の点で特に簡単かつ容易に処理される作動が確実に実現される。
【００１８】
もし、車両と先行車両との間の実際の時間間隔又は実際の距離が、予め定めることができるそれぞれの下限値よりも小さければ、交通適応支援システムは優先的に車両を減速させることになろう。また、車両と先行車両との間の実際の時間間隔又は実際の距離が、予め定めることができるそれぞれの上限値よりも大きい場合は、交通適応支援システムは優先的に車両を加速させることになろう。
【００１９】
１つの有利な発展形態においては、交通適応支援システムが、少なくとも１つのさらに別の車両からの距離によって追加的に作動させられる。このさらに別の車両は、例えば、当該車両の車線の隣接車線上を走行する隣り合う車両でもよい。
【００２０】
別の有利な実施形態においては、交通適応支援システムが、少なくとも１つのさらに別の車両の速度によって追加的に作動させられる。これは、例えば、当該車両の車線の隣接車線上を走行する隣り合う車両の速度でもよい。
【００２１】
本発明は、コード化されたコンピュータプログラムとして実施されるのが好ましい。この場合、各プログラムがコンピュータ上で動作すると、本発明による方法のそれぞれの実施形態が実行される。
【００２２】
本発明のさらに望ましい実施形態は、コンピュータ読取り可能なデータ保持装置に保存されるコード化されたコンピュータプログラム製品であって、それぞれのプログラム製品がコンピュータ上で動作する時に本発明による方法のそれぞれの実施形態を実行する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ここで、本発明の１つの好ましい実施形態を、図面を参照しつつより詳細に説明する。
【００２４】
図１は、時刻ｎにおける、交通適応支援システムＡＣＣ（自動走行制御装置：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｔｒｏｌ）を備えた車両１を示す。車両１は速度ｖｎで走行している。さらに、速度ｖ１，ｎで走行する車両２が例示されている。２つの車両１、２は、時刻ｎにおいて、現在距離ｄｘｎ−ｄ（但しｄは車両の長さに等しい）と時間間隔Φとを有している。このΦは車両の速度ｖｎ及び／又はもう一方の車両の速度によって変化する。
【００２５】
交通適応支援システムＡＣＣは前記変数を用いて作動させられる。時刻ｎにおいて、それは、車両１に対して、加速度又は減速度（負の加速度）ａｎを決定する。これから、次式：
ａｎ＝ｆ（Ｋ１（（ｄｘｎ−ｄ）−Φ＊ｖｎ），Ｋ２（ｖ１，ｎ−ｖｎ））    （１）
が得られる。
【００２６】
もし、
ｖｎ＝ｖ１，ｎ＝ｖｎ（０）    （２）
で、
（ｄｘｎ−ｄ）＝Φ＊ｖｎ（０）＝Φ（０）＊ｖｎ（０）    （３）
であれば、ａｎ＝０である（すなわち、交通適応支援システムＡＣＣによる車両１の加速又は減速はない）。さらに、車両は、（定数として定めることができるかあるいは車両の速度（車両の複数の速度）の関数として定めることができる）時間間隔、すなわち、
Φ（０）＝（ｄｘｎ−ｄ）／ｖｎ（０）    （４）
の時間間隔だけ運転される。
【００２７】
これは、異なる交通密度（交通密度ρは車両間の相互距離に対応する、ρ＝１／ｄｘｎ）と速度ｖｎ（０）とに対する周知の基本図ｑ（ρ）を生じさせる。図２参照。
【００２８】
図２は、先行技術の交通適応支援システムの周知の基本図ｑ（ρ）を示す。この基本図においては、交通の流れｑ（ρ）が、横座標にプロットされる交通密度ρに対して、縦座標にプロットされる。この場合、交通の流れは、式（４）を用いて、交通密度の関数として決定され、交通の流れｑは次式で定められる：
ｑ＝ρ＊ｖｎ（０）
【００２９】
図２には、このように定められる直線Ｆが、自由交通に対応して表現されている。さらに、先行技術から知られる交通適応支援システムによる設定に対応する直線ＡＣＣが描かれている。換言すれば、先行技術から知られる交通適応支援システムによって選択することができる交通密度と交通の流れとの値の組がすべて図２にプロットされている。
【００３０】
図３については、交通の３相理論が参照される。例えば、Ｂ．Ｓ．ケルナー（Ｂ．Ｓ．Ｋｅｒｎｅｒ）著、「フィジカル・レビュー  Ｅ（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｅ）」誌、第６５巻、０４６１３８、２００２年、の論文参照。この理論においては、（図２に例示されるような）基本図はないが、その代わりに、空間的均等及び経時的独立の解の２次元面積が、交通密度と交通の流れとの値の組として存在し、これが図３に表現されている。図３には、交通密度ρが順番に横座標にプロットされ、交通の流れｑが縦座標にプロットされる。自由交通に対応する曲線Ｆ’が示されている。さらに、図３は、斜線を施した速度同調交通の領域Ｓと、渋滞交通の直線Ｊとを示している。
【００３１】
空間的均等及び経時的独立の解の（図３に示される）２次元面積は、理論的に予測され、実験的に検証されたものである。これに基づいて、実際の車両運転者の特性からもたらされる挙動のシミュレーションが行われているが、図２から明らかなように、先行技術から知られる交通適応支援システムは、原理的に、この挙動を表現しない。これは、交通適応支援システムの作動に関する問題を結果的に生じさせる。１つの問題は、例えば、交通適応支援システムを装備した複数の車両が相前後して走行している場合の、このシステムの「抑制」の欠如である。これは、個々の車両の制御されない動きをもたらす可能性がある。この場合、本発明は、交通適応支援システムを作動させる方法において、交通の３相理論を適用することによって、この問題に介入し、これを解決する。
【００３２】
本発明に従って作動させられる交通適応支援システムの効果が図４に示されている。図４は、下限値が第１の定数として予め定められ、上限値が第２の定数として予め定められる場合を対象としている。図４では、直線Ｕが上限値に対応して、直線Ｌが下限値に対応して表現され、自由交通の直線Ｆも示されている。この図もまた、図２と同様に、特に、本発明に従って作動させられる交通適応支援システムが選択することができる交通密度と交通の流れとの値のすべての組として解釈することができる。但し、この場合、図２とは違って、理論的に予測され、実験的に検証された図３に示される現実の条件との見事な一致を示している点が注目される。交通適応支援システムを本発明に基づいて作動させると、現実の車両運転者の特性からもたらされる挙動との驚くほどの良好な相似性が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】交通適応支援システムを備えた車両及び先行車両の概略図である。
【図２】先行技術の交通適応車両支援システムの基本図を例示する図である。
【図３】交通の３相理論に基づく空間的均等及び経時的独立の解の２次元表面の概略図である。
【図４】交通適応支援システム用の、本発明に基づく３相理論の使用方法を例示する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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