DE102013207572B4

DE102013207572B4 - Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102013207572B4
Application number: DE102013207572.3A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Isaji; Naohiko Tsuru; Shou Morikawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: US20130304322A1; JP5505453B2; US9043088B2; DE102013207572A1; JP2013226973A

Abstract

Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (10), die in einem Fahrzeug angebracht ist und aufweist:Grenzinformationserlangungsmittel zum sukzessiven Erlangen von Erfassungsergebnissen von einem Ortssensor (5, 10), der sukzessive eine Position einer Grenze eines befahrbaren Straßenbereichs erfasst, der sich vor dem Fahrzeug befindet;Mittel zum Erlangen einer gegenwärtigen Position zum sukzessiven Erlangen einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs;Bestimmungsmittel (S1) für eine Kontur einer virtuellen Straße zum Bestimmen einer Kontur einer virtuellen Straße, die eine Kontur eines befahrbaren Straßenbereichs ist, in dem das Fahrzeug fahren wird, auf der Basis der Erfassungsergebnisse vom Ortssensor (5), die durch das Grenzinformationserlangungsmittel erlangt werden;Rekonstruktionsmittel (S2) zum Rekonstruieren der Kontur einer virtuellen Straße, die durch die Bestimmungsmittel (S1) für eine Kontur einer virtuellen Straße bestimmt wird, als eine Sequenz von Straßensegmenten, die gerade Straßensegmente, rechtsgekrümmte Straßensegmente und/oder linksgekrümmte Straßensegmente beinhaltet;erste Mittel (S44) zum vorläufigen Festlegen, wenn ein gegenwärtiges Straßensegment, bei dem sich das Fahrzeug gegenwärtig befindet, ein rechts- oder linksgekrümmtes Straßensegment ist, eines nachfolgenden Straßensegments, bei dem sich das Fahrzeug nachfolgend auf das gegenwärtige Straßensegment befinden wird, auf ein gerades Straßensegment, bis das Fahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht, sogar wenn das nachfolgende Straßensegment tatsächlich ein links- oder rechtsgekrümmtes Straßensegment ist;Berechnungsmittel (S101) für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße zum Berechnen eines Abstands zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der ein Abstand von dem Fahrzeug zu einer Grenze der Kontur einer virtuellen Straße ist, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs und eines Teils der Kontur einer virtuellen Straße zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment;Berechnungsmittel (S302, S403, S602) für einen richtigen Abstand zum Berechnen eines richtigen Abstands vom Fahrzeug zur Grenze der Kontur einer virtuellen Straße, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis des Teils zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße;Lenkmittel (4) zum Steuern eines Lenkwinkels, so dass der Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der durch die Berechnungsmittel für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet wird, an den richtigen Abstand angepasst wird, der durch die Berechnungsmittel für einen richtigen Abstand berechnet wird.

Description

HINTERGRUND
(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung, die einen Lenkwinkel steuert.
(Stand der Technik)
Bekannte Verfahren erlangen einen Krümmungsradius einer Kurve, entlang der ein Fahrzeug fährt, und steuern einen Lenkwinkel des Fahrzeugs unter Verwendung des erlangten Krümmungsradius.
Die bekannten Verfahren offenbaren in den Worten der Ansprüche folgendes:

Die DE 10 2009 042 915 A1 und die JP 4596063 B2 offenbaren eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung, welche Mittel umfasst zum Erfassen einer Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs, zum Berechnen des tatsächlichen Abstandes der aktuellen Fahrzeugposition zur erfassten Fahrbahnbegrenzung und zum Steuern eines Lenkwinkels, sodass der tatsächliche Abstand an einen richtigen Abstand angepasst wird.

Die EP 2 062 797 B1 lehrt bei einer Fahrzeugverhaltenssteuerung die vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahn aus verschiedenen Straßensegmenten zusammenzusetzen.
In anderen Worten offenbart die JP 4596063 B2 ein derartiges Verfahren, in dem der Krümmungsradius der Kurve auf der Straße auf der Basis von einem ersten Abstand, einem zweiten Abstand und einem dritten Abstand zwischen Eigenfahrzeug und einer Straßengrenze oder einem Straßenzubehör vor dem Eigenfahrzeug berechnet wird, das durch eine fahrzeuggebundene Radareinrichtung erfasst wird. Der erste Abstand ist ein Abstand von der Mittelposition des vorderen Endes des Eigenfahrzeugs entlang der Fahrzeugbreitenrichtung zur Straßengrenze oder zum Straßenzubehör. Der zweite Abstand ist ein Abstand von der rechten Kante des vorderen Endes des Eigenfahrzeugs zur Straßengrenze oder zum Straßenzubehör. Der dritte Abstand ist ein Abstand von der linken Kante des vorderen Endes des Eigenfahrzeugs zur Straßengrenze oder zum Straßenzubehör. Ferner wird in dem offenbarten Verfahren ein optimaler Abstand von der Mittelposition des vorderen Endes des Eigenfahrzeugs zur Straßengrenze oder zum Straßenzubehör auf der Basis des Krümmungsradius der Kurve berechnet. Ein Lenkwinkel des Eigenfahrzeugs wird derart gesteuert, dass ein tatsächlicher Abstand von der Mittelposition des vorderen Endes des Eigenfahrzeugs zur Straßengrenze oder zum Straßenzubehör auf den berechneten optimalen Abstand angepasst wird. In dem offenbarten Verfahren ist der optimale Abstand ein Abstand von der Mittelposition des vorderen Endes des Eigenfahrzeugs zur Straßengrenze oder zum Straßenzubehör, wenn das Eigenfahrzeug entlang einer kreisförmigen Bahn, die den richtigen Krümmungsradius aufweist, in der Kurve auf der Straße fährt.
Das Verfahren, das in der JP 4596063 B2 offenbart ist, versäumt jedoch, den Lenkwinkel automatisch zu steuern, während der Lenkwinkel gleichmäßig geändert wird. Dies gilt für den Fall des Fahrens entlang einer alternierenden Sequenz von Rechts- und Linkskurven (beispielsweise: eine Rechtskurve → eine Linkskurve → eine Rechtskurve → ...), die keinen dazwischenliegenden geraden Weg aufweist.
In einem derartigen Szenario gibt es einen Wendepunktbereich auf der Straße zwischen jeder Rechts- oder Linkskurve und ihrer nachfolgenden Links- oder Rechtskurve, wo beispielsweise die Grenze der Straße, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, sich abrupt von einer äußeren Grenze der Rechts- oder Linkskurve zu einer äußeren Grenze der Links- oder Rechtskurve ändern kann. Demzufolge kann in jedem Wendepunktbereich ein tatsächlicher Abstand vom vorderen Ende des Eigenfahrzeugs zur Straßengrenze vor dem Eigenfahrzeug (als ein tatsächlicher Abstand zur Straßengrenze bezeichnet) abrupt ansteigen.
Da der optimale Abstand, der in der JP 4596063 B2 definiert ist, ein Abstand zwischen dem vorderen Ende des Eigenfahrzeugs und der Straßengrenze vor dem Eigenfahrzeug ist, wenn das Eigenfahrzeug entlang einer kreisförmigen Bahn des richtigen Krümmungsradius der Kurve fährt, ist es möglich, dass sich ein optimaler Abstand in jedem Wendepunktbereich nicht abrupt ändert, während das Eigenfahrzeug entlang der Rechts- oder Linkskurve fährt.
Das Verfahren, das in der JP 4596063 B2 offenbart ist, ist konfiguriert, um den Lenkwinkel derart zu steuern, dass der tatsächliche Abstand zur Straßengrenze auf den optimalen Abstand angepasst wird. In jedem Wendepunktbereich ist es jedoch möglich, da der tatsächliche Abstand zur Straßengrenze sich ohne eine abrupte Änderung des optimalen Abstands wie vorstehend erläutert abrupt ändern kann, dass der Lenkwinkel so gesteuert wird, dass er sich abrupt ändert.
Im Hinblick auf das Vorhergehende wäre es deshalb wünschenswert, eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung zu haben, die dazu in der Lage ist, einen Lenkwinkel zu steuern, während sie den Lenkwinkel gleichmäßig ändert.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe erfolgt jeweils durch eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 2 oder des Anspruchs 3. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild eines Fahrunterstützungssystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein Ablaufdiagramm einer rekonstruktionsbezogenen Verarbeitung;
3 ein Ablaufdiagramm einer Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment;
4 einer lenkwinkelsteuerungsbezogenen Verarbeitung;
5 ein Beispiel eines Abstands D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße;
6 ein Beispiel einer Kurvenstraßenfahrtbeurteilung für einen professionellen Fahrer;
7 ein Beispiel eines Grenzwerts KdB-e_str eines Lenkinitiierungsindikators;
8 eine Beziehung zwischen einem gegenwärtigen Wert KdB_e_p und einem Grenzwert KdB_e_str des Lenkinitiierungsindikators;
9 ein Beispiel einer Lenkinitiierungspunktbestimmungsverarbeitung;
10 ein Ablaufdiagramm einer Kurveneingangsseitenfestlegungsverarbeitung;
11 ein Beispiel eines kurveneingangsseitigen Startpunkts, eines kurveneingangsseitigen Endpunkts und einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve;
12 ein Ablaufdiagramm einer Kurveneingangsseitenlenksteuerverarbeitung;
13 ein Ablaufdiagramm einer Lenkwinkelsteuerung;
14 ein Beispiel einer Lenksteuerung auf der Basis eines Abstands D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve;
15 ein Beispiel einer Lenksteuerung auf der Basis eines Abstands D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve;
16 ein Beispiel einer Lenksteuerung auf der Basis eines Abstands D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve;
17 ein Ablaufdiagramm einer Kurvenfahrtverarbeitung;
18 ein Ablaufdiagramm einer Kurvenausgangsseitenfestlegungsverarbeitung;
19 ein Beispiel eines kurvenausgangsseitigen Startpunkts, eines Kurvenausgangsseitenendpunkt (beziehungsweise eines kurvenausgangsseitigen Endpunkts) und einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve;
20 ein Ablaufdiagramm einer Kurvenausgangsseitenlenksteuerverarbeitung;
21 ein Beispiel einer Lenksteuerung auf der Basis eines Abstands D_trans_out zu einer Grenze einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Straße;
22 ein Beispiel einer Lenksteuerung auf der Basis eines Abstands D_trans_out zu einer Grenze einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Straße;
23 ein Beispiel einer Lenksteuerung auf der Basis eines Abstands D_trans_out zu einer Grenze einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Straße;
24 Operationen und Vorteile der ersten Ausführungsform;
25 ein Beispiel einer Sequenz aus Rechts- und Linkskurven;
26A bis 26D ein Problem, dass auftritt, wenn das Eigenfahrzeug entlang einer Sequenz aus Rechts- und Linkskurven fährt;
27A bis 27B Vorteile, wenn das Eigenfahrzeug entlang einer Sequenz aus Rechts- und Linkskurven fährt, gemäß der ersten Ausführungsform;
28 einen beispielhaften Fahrweg, in dem zwei gerade Straßensegmente durch eine kurze Rechtskurve verbunden sind;
29A bis 29D ein Problem, das auftritt, wenn zwei gerade Straßensegmente durch eine kurze Rechtskurve verbunden sind;
30A bis 30D Vorteile, wenn zwei gerade Straßensegmente durch eine kurze Rechtskurve verbunden sind, gemäß der ersten Ausführungsform;
31A bis 31B Vorteile, wenn das Eigenfahrzeug fährt, während es einem geparkten Fahrzeug an einem Straßenrand ausweicht, gemäß der ersten Ausführungsform;
32A bis 32F ein Beispiel eines Spurwechsels zum Überholen eines langsamen Fahrzeugs;
33 ein Beispiel eines Spurwechsels zum Überholen eines langsamen Fahrzeugs;
34 ein Blockschaltbild eines Fahrunterstützungssystems 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
35 ein Blockschaltbild eines Fahrunterstützungssystems 300 gemäß einer dritten Ausführungsform;
36A bis 36B ein Beispiel einer Lenkwinkelkorrektur des Eigenfahrzeugs, wenn das Eigenfahrzeug sich in einem geraden Straßensegment außerhalb eines gekrümmten Straßensegments befindet;
37 ein Beispiel einer Lenkwinkelkorrektur des Eigenfahrzeugs, wenn das Eigenfahrzeug sich in einem geraden Straßensegment außerhalb eines gekrümmten Straßensegments befindet;
38A und 38B ein Beispiel einer Lenkwinkelkorrektur des Eigenfahrzeugs, wenn sich das Eigenfahrzeug in einem gekrümmten Straßensegment befindet;
39 ein Beispiel einer Lenkwinkelkorrektur des Eigenfahrzeugs, wenn sich das Eigenfahrzeug in einem gekrümmten Straßensegment befindet;
40 eine Situation, in der das Lenken noch möglich ist, unmittelbar bevor das Eigenfahrzeug aufgrund von Übersteuern ins Schleudern gerät;
41 eine Situation, in der das Lenken noch möglich ist, unmittelbar bevor das Eigenfahrzeug aufgrund von Untersteuern ins Schleudern gerät; und
42 ein Blockschaltbild eines Fahrunterstützungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegenden Erfindungen werden nachfolgend vollständiger mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente. Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben sind, die in Ländern mit Linksverkehr verfügbar sind, können ebenso in Ländern mit Rechtsverkehr verfügbar sein, indem links und rechts vertauscht werden.
(Erste Ausführungsform)
Nachfolgend wird ein Fahrunterstützungssystem 100, in dem die Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung angewandt wird, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 zeigt die Gesamtkonfiguration des Fahrunterstützungssystems 100. Wie in 1 dargestellt ist, beinhaltet das Fahrunterstützungssystem 100 einen Radgeschwindigkeitssensor 1, einen Lenkwinkelsensor 2, einen Gierratensensor 3, eine elektronische Steuereinheit 4 (EPS_ECU) für eine elektrische Servolenkung, einen Abstandssensor 5 bzw. einen Sensor 5 zum Entfernungsmessen und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10 zur Fahrzeugsteuerung.
Der Radgeschwindigkeitssensor 1 erfasst die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs aus einer Umdrehungsgeschwindigkeit jedes rollenden Rads und sendet die erfasste Eigenfahrzeuggeschwindigkeit an das fahrzeuggebundene LAN. Der Lenkwinkelsensor 2 erfasst einen Lenkwinkel Θ des Eigenfahrzeugs und sendet den erfassten Lenkwinkel Θ an das fahrzeuggebundene LAN. Der Gierratensensor 3 erfasst eine Winkelgeschwindigkeit (Gierrate) um eine vertikale Achse des Eigenfahrzeugs und sendet die erfasste Gierrate an das fahrzeuggebundene LAN.
Die EPS_ECU 4 operiert einen EPS-Aktuator 11 zum Steuern des Lenkwinkels Θ. Der EPS-Aktuator 11, der ein Verzögerungsgetriebe zur Rotation mit einer Zwischenwelle, die mit diesem gekoppelt ist, und einen Motor zum Rotieren des Verzögerungsgetriebes beinhaltet, ist betreibbar, um den Lenkwinkel Θ in Antwort auf ein Anweisungssignal von der EPS_ECU 4 zu ändern.
Der Abstandssensor 5 erfasst eine Position einer Grenze eines befahrbaren Straßenbereichs vor dem Eigenfahrzeug. Der Abstandssensor 5 kann in der vorliegenden Ausführungsform Radar beinhalten.
Das Radar wird verwendet, um Laserlicht oder Millimeterwellen in einem vorbestimmten Erfassungsbereich vor dem Eigenfahrzeug abzustrahlen, reflektierte Wellen zu empfangen und einen Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und einer Grenze einer Straße (Straßengrenze) wie beispielsweise einer Leitplanke oder einem Randstein oder dergleichen vor dem Eigenfahrzeug oder einem Hindernis auf der Straße wie beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug zu erfassen. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 erfasst die Position der Straßengrenze oder des Hindernisses relativ zum Eigenfahrzeug auf der Basis von Abstandsdaten der Straßengrenze oder des Hindernisses, die durch das Radar erlangt werden.
Der Abstandssensor 5 und die Fahrzeugsteuer-ECU 10 dienen zusammen als ein Ortssensor. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für Grenzinformationserlangungsmittel zuständig sein. In manchen Ausführungsformen kann sich der vorbestimmte Erfassungsbereich vor dem Eigenfahrzeug zur linken und/oder rechten Seite des Eigenfahrzeugs erstrecken. Darüber hinaus können mehrere Abstandssensoren 5 bereitgestellt werden, die für unterschiedliche Messrichtungen zuständig sind. Der Abstandssensor 5 kann ferner konfiguriert sein, eine Position der Straßengrenze oder des Hindernisses auf der Straße bezüglich des Eigenfahrzeugs zu erfassen.
Der Abstandssensor 5 kann zusätzlich oder anstelle des Radars eine Kamera beinhalten. Die Kamera kann ebenso verwendet werden, um eine Straßengrenze einer Straße wie beispielsweise eine Leitplanke oder einen Randstein oder dergleichen vor dem Eigenfahrzeug oder ein Hindernis auf der Straße wie beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug mittels allgemein bekannter Bilderkennungstechnik zu erfassen. Mit gegebener Installationsposition der Kamera und einer Richtung einer Lichtachse kann ein Abstand des Eigenfahrzeugs zur Straßengrenze aus Positionen von Objekten abgeleitet werden, die in einem Bild erscheinen, das durch die Kamera aufgenommen wird.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10, die eine Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung darstellt, beinhaltet primär einen allgemein bekannten Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (Central Processing Unit, CPU), einem Nur-LeseSpeicher (Read-Only Memory, ROM), einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RAM) und Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen, die miteinander mittels eines Busses verbunden sind. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 führt unterschiedliche Verarbeitungen auf der Basis unterschiedlicher Informationen aus, die von dem Radgeschwindigkeitssensor 1, dem Lenkwinkelsensor 2, dem Gierratensensor 3, der EPS_ECU 4 und dem Abstandssensor 5 empfangen werden.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 führt eine Verarbeitung für eine Erlangung einer gegenwärtigen Position (nachfolgend auch als Jetztpositionserlangung bezeichnet), bei der die Fahrzeugsteuer-ECU 10 eine Sequenz von Positionen des Eigenfahrzeugs in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das zu einem Zeitpunkt seinen Ursprung an einer Position des Eigenfahrzeugs hat, auf der Basis von Geschwindigkeiten Vo des Eigenfahrzeugs, die sukzessive vom Radgeschwindigkeitssensor 1 des Eigenfahrzeugs erlangt werden, und Lenkwinkeln Θ durch, die sukzessive vom Lenkwinkelsensor 2 des Eigenfahrzeugs erlangt werden. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für Jetztpositionserlangungsmittel beziehungsweise Mittel zum Erlangen einer gegenwärtigen Position zuständig sein.
In manchen Ausführungsformen kann die Fahrzeugsteuer-ECU 10 konfiguriert sein, die Sequenz von Positionen des Eigenfahrzeugs auf der Basis von Informationen zu erfassen, die von einem terrestrischen Magnetsensor, der gegenüber einem Erdmagnetfeld empfindlich ist, oder anderen Sensoren wie beispielsweise einem GPS-Empfänger (globales Positionsbestimmungssystem) erlangt werden, der eine gegenwärtige Position eines Fahrzeugs auf der Basis von Funkwellen erfasst, die von Satelliten empfangen werden.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 bestimmt eine Kontur eines befahrbaren Straßenbereichs (nachfolgend als eine Kontur einer virtuellen Straße bezeichnet) und führt eine rekonstruktionsbezogene Verarbeitung durch, bei der die Kontur einer virtuellen Straße als eine Sequenz unterschiedlich geformter Straßensegmente wie beispielsweise gerader Straßensegmente, rechtsgekrümmter Straßensegmente und linksgekrümmter Straßensegmente rekonstruiert wird.
Nachfolgend wird eine rekonstruktionsbezogene Verarbeitung mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm in 2 erläutert. Der Verarbeitungsablauf von 2 wird initiiert, wenn die Energieversorgung der Fahrzeugsteuer-ECU 10 eingeschaltet wird, und wird terminiert, wenn die Energieversorgung ausgeschaltet wird. Alternativ kann die Verarbeitung von 2 initiiert werden, wenn ein Bedienungsschalter der Fahrzeugsteuer-ECU 10 eingeschaltet wird, und kann terminiert werden, wenn der Bedienungsschalter ausgeschaltet wird.
Als Erstes wird in Schritt S1 eine Straßenkonturbestimmungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S2 fort. In der Straßenkonturbestimmungsverarbeitung wird eine Kontur einer virtuellen Straße vor dem Eigenfahrzeug mit einem Ursprung an einer gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs auf der Basis der Positionen der Straßengrenzen und der Hindernisse vor dem Eigenfahrzeug bestimmt, die durch den Abstandssensor 5 erfasst werden. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für Bestimmungsmittel für eine Kontur einer virtuellen Straße zum Ausführen dieses Schritts S1 zuständig sein.
Als ein Beispiel wird ein Fahrweg zum Fahren um die Straßengrenzen und die Hindernisse erzeugt, die unter Verwendung eines allgemein bekannten Potenzialfeldverfahrens („potential field method“) erfasst werden. Die Kontur einer virtuellen Straße wird so definiert, dass sie um den Fahrweg, der eine Mittellinie darstellt, rechte und linke vorbestimmte Halbbreiten aufweist. Die Kontur einer virtuellen Straße weist Grenzen auf beiden Seiten des Fahrwegs derart auf, dass jede der rechten und linken Halbbreiten einem Abstand von 1,75 m zwischen einer entsprechenden Grenze und dem Fahrweg entspricht.
In dem Potenzialfeldverfahren wird davon ausgegangen, dass das Eigenfahrzeug eine Anziehungskraft in Richtung eines Ziels und eine Abstoßungskraft von einem Hindernis erfährt. Ein Zusammensetzen der Anziehungskraft und der Abstoßungskraft führt zu einer Erzeugung einer Fahrstrecke, die es dem Eigenfahrzeug erlaubt, um das Hindernis herum in Richtung seines Ziels zu fahren.
Um die Kontur einer virtuellen Straße und deren Grenzen (nachfolgend auch als die Grenzen einer virtuellen Straße bezeichnet) unter Verwendung des Potenzialfeldverfahrens zu bestimmen, kann die Fahrzeugsteuer-ECU 10 konfiguriert sein, Informationen über einen empfohlenen Weg zum Ziel des Eigenfahrzeugs von einer allgemein bekannten Navigationseinrichtung 8 zu erlangen, die ausgelegt ist, einen empfohlenen Weg zu suchen. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für Fahrweginformationserlangungsmittel zuständig sein. Der empfohlene Weg ist ein Fahrweg, der es dem Eigenfahrzeug erlaubt, um die Hindernisse herum in Richtung seines Ziels zu fahren.
Alternativ können die Kontur einer virtuellen Straße und ihre Grenzen einer virtuellen Straße ohne Verwendung des Potenzialfeldverfahrens auf folgende Weise erlangt werden. Die Straßengrenzen und die Grenzen der Hindernisse werden durch Verbinden einer Sequenz von Punkten von Positionsdaten der Straßengrenzen und der Hindernisse definiert. Anschließend werden die Straßengrenzen und die Grenzen der Hindernisse, die auf der linken Seite der lateralen Mitte des Eigenfahrzeugs erfasst werden, als die linke Grenze der Kontur einer virtuellen Straße definiert. Ein Grenzversatz in der rechten Breitenrichtung ausgehend von der linken Grenze um einen vorbestimmten Abstand (beispielsweise 3,5 m) ist als eine rechte Grenze der Kontur einer virtuellen Straße definiert.
Wenn Straßengrenzen nicht nur auf der linken Seite, sondern ebenso der rechten Seite der lateralen Mitte des Eigenfahrzeugs erfasst werden, können die Grenzen auf der linken und der rechten Seite der lateralen Mitte des Eigenfahrzeugs als die linke und die rechte Grenze der Kontur einer virtuellen Straße definiert werden.
Auf beliebige Weise ist es wie vorstehend beschrieben möglich, wenn das Eigenfahrzeug auf einer zweispurigen Straße einschließlich einer Fahrspur des Eigenfahrzeugs und einer Gegenfahrspur fährt, nur ein Straßenbereich der Fahrspur des Eigenfahrzeugs als eine Kontur einer virtuellen Straße zu definieren. Darüber hinaus kann, wenn geparkte Fahrzeuge und/oder Hindernisse vor dem Eigenfahrzeug vorliegen, ein Straßenbereich zum Fahren um die geparkten Fahrzeuge und/oder die Hindernisse als eine Kontur einer virtuellen Straße definiert werden. Ferner kann, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug überholt wird, ein Straßenbereich zum Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs als eine Kontur einer virtuellen Straße definiert werden.
In Schritt S2 wird eine Rekonstruierungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S3 fort. In der Rekonstruierungsverarbeitung wird die Kontur einer virtuellen Straße, die in der Straßenkonturbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, als eine Sequenz unterschiedlich geformter Straßensegmente wie beispielsweise gerader Straßensegmente, linksgekrümmter Straßensegmente und rechtsgekrümmter Straßensegmente rekonstruiert. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für Rekonstruierungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S2 zuständig sein.
In der Rekonstruierungsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform wird die Kontur einer virtuellen Straße, die in der Straßenkonturbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, in gerade Straßensegmente, rechtsgekrümmte Straßensegment und linksgekrümmte Straßensegmente gemäß einer vorzeichenbehafteten Krümmung der Kontur einer virtuellen Straße zerlegt und wird dadurch als eine Sequenz derartiger Straßensegmente rekonstruiert.
Insbesondere ist ein gerades Straßensegment ein Straßensegment, für das ein Absolutwert seiner vorzeichenbehafteten Krümmung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Ein rechtsgekrümmtes Straßensegment ist ein Straßensegment, für das dessen vorzeichenbehaftete Krümmung einen negativen Wert aufweist und dessen Absolutwert gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Ein linksgekrümmtes Straßensegment ist ein Straßensegment, für das dessen vorzeichenbehaftete Krümmung einen positiven Wert aufweist und dessen Absolutwert gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Die vorzeichenbehaftete Krümmung der Kontur einer virtuellen Straße wird auf der Basis einer Grenze (beispielsweise der linken Grenze) der Kontur einer virtuellen Straße unter Verwendung eines allgemein bekannten Verfahrens bestimmt.
In Schritt S3 wird eine Bestimmungsverarbeitung für ein gegenwärtiges Straßensegment ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S4 fort. In der Bestimmungsverarbeitung für ein gegenwärtiges Straßensegment wird ein Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug gegenwärtig anwesend ist, als ein gegenwärtiges Straßensegment bestimmt. In Ausführungsbeispielen erlaubt es die gegenwärtige Position des Eigenfahrzeugs, die in der Bestimmungsverarbeitung für ein gegenwärtiges Straßensegment bestimmt wird, dass das Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug gegenwärtig anwesend ist, bestimmt wird.
In Schritt S4 wird eine Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S5 fort. Nachfolgend wird die Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 3 erläutert.
Wird in Schritt S41 bestimmt, dass das gegenwärtige Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein gegenwärtiges Straßensegment bestimmt wird, ein gerades Straßensegment ist, fährt der Ablauf mit Schritt S42 fort. Wird bestimmt, dass das gegenwärtige Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein gegenwärtiges Straßensegment bestimmt wird, ein gekrümmtes Straßensegment ist, fährt der Ablauf mit Schritt S43 fort.
In Schritt S42 wird ein Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug nachfolgend anwesend sein wird, als ein nachfolgendes Straßensegment bestimmt, dann fährt der Ablauf mit Schritt S5 fort. Insbesondere wenn das Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug nachfolgend anwesend sein wird, ein rechtsgekrümmtes Straßensegment ist, wird das rechtsgekrümmte Straßensegment als das nachfolgende Straßensegment bestimmt. Wenn das Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug nachfolgend anwesend sein wird, ein linksgekrümmtes Straßensegment ist, wird das linksgekrümmte Straßensegment als das nachfolgende Straßensegment bestimmt.
Das nachfolgende Straßensegment kann auf der Basis einer Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs geschätzt werden. Die Fahrtrichtung kann auf der Basis einer Historie von Positionen des Eigenfahrzeugs geschätzt werden, die in der Verarbeitung zum Erlangen einer gegenwärtigen Position erlangt wurden.
Wenn in Schritt S43 das Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug nachfolgend anwesend sein wird, ein gekrümmtes Straßensegment ist, fährt der Ablauf mit Schritt S44 fort. Ist das Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug nachfolgend anwesend sein wird, ein gerades Straßensegment, fährt der Ablauf mit Schritt S45 fort.
In Schritt S44 wird eine erste Verarbeitung für vorläufiges Festlegen ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S5 von 2 fort. In der ersten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen wird das nachfolgende Straßensegment vorläufig auf ein gerades Straßensegment festgelegt. In anderen Worten, wenn das gegenwärtige Straßensegment ein links- oder rechtsgekrümmtes Straßensegment ist, wird das nachfolgende Straßensegment vorläufig auf ein gerades Straßensegment festgelegt, sogar wenn das nachfolgende Straßensegment tatsächlich ein links- oder rechtsgekrümmtes Straßensegment ist. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für erste Mittel für vorläufiges Festlegen zum Ausführen dieses Schritts S44 zuständig sein.
Die erste vorläufige Festlegung in der ersten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen wird beibehalten, bis das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht. Schritt S44 entspricht der ersten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen.
Das gerade Straßensegment, das vorläufig in der ersten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen festgelegt wird, kann ein Straßensegment sein, das linke und rechten Grenzen aufweist, die gerade Linien einer vorbestimmten Länge tangential zu den entsprechenden Grenzen des gekrümmten Straßensegments an den Enden der entsprechenden Grenzen des gekrümmten Straßensegments sind. Die vorbestimmte Länge kann eine infinite Länge oder eine finite Länge von mehreren zehn Metern oder dergleichen sein.
In Schritt S45 wird das gerade Straßensegment, bei dem das Eigenfahrzeug nachfolgend anwesend sein wird, als das nachfolgende Straßensegment bestimmt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S5 fort.
Gemäß 2, wenn in Schritt S5 bestimmt wird, dass das nachfolgende Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment bestimmt wird, ein gerades Straßensegment ist, fährt der Ablauf mit Schritt S6 fort. Wird bestimmt, dass das nachfolgende Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment bestimmt wird, ein gekrümmtes Straßensegment ist, fährt der Ablauf mit Schritt S7 fort.
In Schritt S6 wird eine zweite Verarbeitung für vorläufiges Festlegen ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S8 von 2 fort. In der zweiten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen wird das nachfolgende Straßensegment vorläufig auf ein erweitertes gerades Straßensegment festgelegt, das das gerade Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment bestimmt wird, und dessen gerade Straßenerweiterung beinhaltet. Diese Festlegung wird beibehalten, bis das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht, das ein gerades Straßensegment ist. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für zweite Mittel für vorläufiges Festlegen zum Ausführen dieses Schritts S6 zuständig sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das gerade Straßensegment nur einmal um eine vorbestimmte (finite) Länge oder eine infinite Länge erweitert, wodurch das erweiterte gerade Straßensegment bereitgestellt wird. Alternativ kann das gerade Straßensegment um eine vorbestimmte Länge zu jedem vorbestimmten Zeitintervall oder jeder vorbestimmten Fahrstrecke erweitert werden, wodurch das erweiterte gerade Straßensegment bereitgestellt wird.
Die zweite Verarbeitung für vorläufiges Festlegen kann ebenso auf das gerade Straßensegment angewandt werden, das vorläufig in der ersten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen festgelegt wird, außer wenn das gerade Straßensegment, das vorläufig in der ersten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen festgelegt wird, eine infinite Länge oder eine finite Länge von mehreren hundert Metern oder dergleichen aufweist.
Die zweite Verarbeitung für vorläufiges Festlegen kann ausgeführt werden, wenn das nachfolgende Straßensegment kleiner als eine vorbestimmte Länge ist. In anderen Worten muss die zweite Verarbeitung für vorläufiges Festlegen nicht ausgeführt werden, wenn das nachfolgende Straßensegment eine Länge aufweist, die gleich oder größer als die vorbestimmte Länge ist. In der vorliegenden Ausführungsform, wie nachfolgend erläutert wird, wird die zweite Verarbeitung für vorläufiges Festlegen nur ausgeführt, wenn das nachfolgende Straßensegment kleiner als die vorbestimmte Länge ist.
In Schritt S7 wird eine dritte Verarbeitung für vorläufiges Festlegen ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S8 von 2 fort. In der dritten Verarbeitung für vorläufiges Festlegen wird das nachfolgende Straßensegment vorläufig auf ein erweitertes gekrümmtes Straßensegment festgelegt, das das gekrümmte Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment bestimmt wird, und dessen gekrümmte Straßenerweiterung beinhaltet. Diese Festlegung wird beibehalten, bis das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht, welches das gekrümmte Straßensegment ist. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für die dritten Mittel für vorläufiges Festlegen zum Ausführen dieses Schritts S7 zuständig sein.
Insbesondere wenn das nachfolgende Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment bestimmt wird, ein rechtsgekrümmtes Straßensegment ist, wird das nachfolgende Straßensegment vorläufig auf ein erweitertes rechtsgekrümmtes Straßensegment festgelegt, das das rechtsgekrümmte Straßensegment und dessen rechtsgekrümmte Straßenerweiterung beinhaltet. Wenn das nachfolgende Straßensegment, das in der Bestimmungsverarbeitung für ein nachfolgendes Straßensegment bestimmt wird, ein linksgekrümmtes Straßensegment ist, wird das nachfolgende Straßensegment vorläufig auf ein erweitertes linksgekrümmtes Straßensegment festgelegt, das das linksgekrümmte Straßensegment und dessen linksgekrümmte Straßenerweiterung beinhaltet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das gekrümmte Straßensegment nur einmal um eine vorbestimmte (finite) Länge oder eine infinite Länge erweitert, wodurch das erweiterte gekrümmte Straßensegment bereitgestellt wird. Alternativ kann das gekrümmte Straßensegment um eine vorbestimmte Länge zu jedem vorbestimmten Zeitintervall oder bei jeder vorbestimmten Fahrstrecke erweitert werden, wodurch ein erweitertes gekrümmtes Straßensegment bereitgestellt wird.
Die dritte Verarbeitung für vorläufiges Festlegen wird ausgeführt, wenn das nachfolgende Straßensegment kleiner als eine vorbestimmte Länge ist. In anderen Worten muss die dritte Verarbeitung für vorläufiges Festlegen nicht ausgeführt werden, wenn das Straßensegment eine Länge aufweist, die gleich oder größer als die vorbestimmte Länge ist. In der vorliegenden Ausführungsform, wie nachfolgend erläutert wird, wird die dritte Verarbeitung für vorläufiges Festlegen nur ausgeführt, wenn das nachfolgende Straßensegment kleiner als die vorbestimmte Länge ist.
In Schritt S8 wird bestimmt, ob oder nicht das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht hat. Ob oder nicht das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht hat, kann auf der Basis bezüglich dessen bestimmt werden, ob oder nicht die gegenwärtige Position des Eigenfahrzeugs, die in der Verarbeitung zum Erlangen einer gegenwärtigen Position bestimmt wird, das nachfolgende Straßensegment erreicht hat. Wird im Schritt S8 bestimmt, dass das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht hat, kehrt der Ablauf zu Schritt S1 zurück. Wird in Schritt S8 bestimmt, dass das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment noch nicht erreicht hat, kehrt der Ablauf erneut zu Schritt S8 zurück.
Gemäß 1 führt die Fahrzeugsteuer-ECU 10 eine Kurvenbestimmungsverarbeitung zum Bestimmen aus, ob oder nicht eine Kurve vor dem Eigenfahrzeug vorliegt, wenn das Straßensegment der gegenwärtigen Position ein gerades Straßensegment und das Straßensegment der nachfolgenden Position ein gekrümmtes Straßensegment ist.
In der vorliegenden Ausführungsform betrifft die Kurve hier nicht nur eine reale Kurve, sondern ebenso ein gekrümmtes Straßensegment einer Kontur einer virtuellen Straße, die durch die Positionen der Straßengrenzen und der Hindernisse vor dem Eigenfahrzeug definiert ist, die unter Verwendung des Abstandssensors 5 erfasst werden. Die Kurve kann beispielsweise einen gekrümmten Abschnitt einer Kontur eines befahrbaren Straßenbereichs zum Umfahren geparkter Fahrzeuge oder anderer Hindernisse auf der Straße oder zum Überholen eines vorausfahrenden Fahrzeugs beinhalten.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 führt eine lenkwinkelsteuerungsbezogene Verarbeitung aus, wenn in der Kurvenbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass eine Kurve vor dem Eigenfahrzeug vorliegt. Nachfolgend wird die lenkwinkelsteuerungsbezogene Verarbeitung mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 4 erläutert.
In Schritt S101 wird eine Berechnungsverarbeitung für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S102 von 4 fort. In der Berechnungsverarbeitung für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße wird ein Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet, der ein Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug (insbesondere dem vorderen Ende des Eigenfahrzeugs) und einer Grenze eines Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße (Grenze einer virtuellen Straße) ist, die sich vor dem Eigenfahrzeug und entlang der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs befindet. Der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße kann unter Verwendung der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs in dem 2D-Koordinatensystem und eines Teils der Kontur einer virtuellen Straße zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment berechnet werden. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für Mittel zum Berechnen eines Abstands zu einer Grenze einer virtuellen Straße zum Ausführen dieses Schritts S101 zuständig sein.
Nachfolgend wird der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße mit Bezug auf 5 erläutert. Der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße ist ein Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug (insbesondere dem vorderen Ende des Eigenfahrzeugs) und einer Grenze einer virtuellen Straße, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet. Das Symbol „A“ repräsentiert das Eigenfahrzeug, das Symbol „B“ repräsentiert die Kontur einer virtuellen Straße und das Symbol „C“ repräsentiert eine Kontur einer realen Straße. Das Symbol „E“ repräsentiert die Grenze einer virtuellen Straße, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet. Die gestrichelten Linien repräsentieren die Grenzen einer virtuellen Straße. Gleiche Elemente der vorhergehenden Zeichnungen, Ausführungsformen und der obigen Beschreibung sind gleich beschriftet und werden der Einfachheit halber nicht erneut beschrieben.
In Schritt S102 wird eine Lenkinitiierungsbestimmungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S103 von 4 fort. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann für Lenkinitiierungsbestimmungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S102 zuständig sein. In der Lenkinitiierungsbestimmungsverarbeitung wird ein gegenwärtiger Wert eines Lenkinitiierungsindikators (KdB_e_p) berechnet, und es wird bestimmt, ob oder nicht der gegenwärtige Wert des Lenkinitiierungsindikators KdB_e_p größer als ein Grenzwert für den Lenkinitiierungsindikator (KdB_e_str) ist, der als eine Funktion des Abstands D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße definiert ist. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann ferner für Lenkinitiierungsindikatorberechnungsmittel und Lenkinitiierungsbestimmungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S102 zuständig sein.
Ein Lenkinitiierungsindikator KdB_e wird nachfolgend erläutert. KdB_e gibt eine Rate einer Änderung pro Zeiteinheit visuell wahrgenommener Dimensionen eines Objekts, das in den Augen des Fahrers erscheint, wie beispielsweise eines Randsteins oder einer weißen Markierung oder dergleichen der Kurve an, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet (nachfolgend als ein Kurvengrenzobjekt bezeichnet). KdB_e ist ein Indikator, der einen Status des Eigenfahrzeugs angibt, das sich der Grenze einer virtuellen Straße nähert, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet (oder gibt an, wie schnell sich das Eigenfahrzeug der Grenze einer virtuellen Straße nähert, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet), wobei der Indikator als eine Funktion einer Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs, das sich der Grenze einer virtuellen Straße nähert, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, ausgedrückt wird. KdGB_e steigt mit einer steigenden Näherungsgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs an, das sich der Grenze einer virtuellen Straße nähert, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, und die Anstiegsrate des Lenkinitiierungsindikators KdB_e nimmt mit abnehmendem Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße schneller zu. Der Lenkinitiierungsindikator KdB_e ist durch die folgende Gleichung 1 gegeben, wobei Vo eine Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs ist. ${KdB}_{e} = 10 \times {log}_{10} (| 4 \times 10^{7} \times \frac{V o}{{(D_{b o u n})}^{3}} |)$
Gleichung 1 zeigt, dass der Lenkinitiierungsindikator KdB_e mit steigender Geschwindigkeit Vo des Eigenfahrzeugs ansteigt und mit abnehmendem Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße zunimmt. Da der Lenkinitiierungsindikator KdB_e eine Inverse des Kubiks des Abstands D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße beinhaltet, nimmt die Anstiegsrate des Lenkinitiierungsindikators KdB_e mit abnehmendem Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße schneller mit abnehmendem Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße zu.
Typischerweise bestimmt ein Fahrer aus einer Rate einer Änderung pro Zeiteinheit visuell wahrgenommener Dimensionen eines Kurvengrenzobjekts eine ungefähre Näherungsgeschwindigkeit, mit der sich das Eigenfahrzeug der Kurve nähert, und einen Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und der Kurve, wodurch eine Zeitgebung bestimmt wird, bei der ein Lenken des Eigenfahrzeugs zum Fahren entlang der Kurve initiiert wird. Demzufolge erlaubt die Verwendung des Lenkinitiierungsindikators KdB_e, dass das Lenken des Eigenfahrzeugs bei einer tatsächlichen Zeitgebung initiiert wird, bei der der Fahrer das Lenken des Eigenfahrzeugs tatsächlich initiiert, bevor das Eigenfahrzeug in die Kurve einfährt.
Einige Experimente wurden durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung in einer Situation durchgeführt, bei der ein professioneller Fahrer angewiesen wird, das Lenken des Eigenfahrzeugs bei einer Zeitgebung derart durchzuführen, dass das Fahrzeug einer Kurve folgen kann, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet. Folglich wurde herausgefunden, dass Lenkinitiierungspunkte, bei denen der Fahrer das Lenken initiiert hat, entlang einer Kurve verteilt sind, die in 6 dargestellt ist.
7 zeigt einen exemplarischen Plot von KdB_e über log₁₀D_boun, wobei KdB_e und D_boun aus dem Plot kommen, der in 6 dargestellt ist. Die Linie F in 7 stellt eine Annäherung an die Kurve von 6 bereit. Gleichung 2 ist eine Lenkinitiierungsdiskriminante, die einen Grenzwert KdB_e_str für den Lenkinitiierungsindikator KdB_e definiert. ${KdB}_{e_{str}} = b {log}_{10} (D_{b o u n}) + c + Δ c$
In Gleichung 2 sind die Parameter b, c Konstanten wie beispielsweise b = -25,00 und c = 78,58. Δc ist ein Korrekturterm. Ein Grenzwert KdB_e_str, der durch Gleichung 2 ohne den Korrekturterm Δc bestimmt wird, ist nur ein Lenkinitiierungsindikator KdB_e, bei dem der Fahrer das Lenken des Eigenfahrzeugs initiiert, unmittelbar bevor das Eigenfahrzeug in die Kurve einfährt. Demnach wird sich der Fahrer ohne den Korrekturterm Δc aufgrund vorzeitiger Steuerung unwohl fühlen.
Gemäß 4 wird in Schritt S103 eine Lenkinitiierungspunktbestimmungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S104 fort. In der Lenkinitiierungspunktbestimmungsverarbeitung, wenn ein gegenwärtiger Wert des Lenkinitiierungsindikators KdB_e_p größer als der Grenzwert KdB_e_str (beim Punkt „G“ in 8) ist, wird die gegenwärtige Position des Eigenfahrzeugs als ein Lenkinitiierungspunkt bestimmt. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Lenkinitiierungspunktbestimmungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S103 zuständig sein. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 initiiert das Lenken des Eigenfahrzeugs beim Lenkinitiierungspunkt (beim Punkt „H“ in 9). Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann ferner für Lenkinitiierungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S103 zuständig sein.
In Schritt S104 wird eine Kurveneingangsseitenfestlegungsverarbeitung in der Fahrzeugsteuer-ECU 10 ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S105 fort. Nachfolgend wird die Kurveneingangsseitenfestlegungsverarbeitung mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 10 erläutert.
In Schritt S201 wird eine Kurveneingangsseitenstartpunktbestimmungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S202 fort. Bei der Kurveneingangsseitenstartpunktbestimmungsverarbeitung wird eine Position, die sich um einen vorbestimmten Abstand oder weiter weg vom Lenkinitiierungspunkt wie vorstehend beschrieben in der Vorwärtsrichtung des Eigenfahrzeugs befindet, als ein Startpunkt einer virtuellen Kurve für einen Kurveneingangsübergangsbereich (nachfolgend als ein Kurveneingangsseitenstartpunkt bezeichnet) bestimmt. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Kurveneingangsseitenstartpunktbestimmungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S201 zuständig sein. Der vorbestimmte Abstand kann ein finiter Abstand von mehreren hundert Metern oder ein infiniter Abstand sein.
Der Kurveneingangsübergangsbereich ist ein Bereich innerhalb der Kontur einer virtuellen Straße, der sich vom Lenkinitiierungspunkt in einem geraden Straßensegment, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, zu einem vorbestimmten Punkt innerhalb eines gekrümmten Straßensegments oder eines erweiterten gekrümmten Straßensegments, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, erstreckt. Der vorbestimmte Punkt innerhalb des gekrümmten Straßensegments oder des erweiterten gekrümmten Straßensegments (nachfolgend als ein Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs bezeichnet) ist derart, dass ein kurveneingangsseitiger Endpunkt, der später erläutert wird, sich vor dem Eigenfahrzeug an dem vorbestimmten Punkt befindet.
In Schritt S202 wird eine Festlegungsverarbeitung für eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S105 fort. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Festlegungsmittel für eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve zum Ausführen dieses Schritts S202 zuständig sein. In der Festlegungsverarbeitung für eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve ist eine Kurve, die durch einen Satz von x-Koordinate X_in gegeben durch Gleichung 10 und y-Koordinate Y_in gegeben durch Gleichung 11 mit einem Ursprung, der beim Lenkinitiierungspunkt festgelegt ist, ausgedrückt ist, als eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve definiert. $\begin{array}{l} X_{i n} = A \times \sqrt{2 \times τ} \times (1 - \frac{1}{2! \times 5} \times τ^{2} + \frac{1}{4! \times 9} \times τ^{4} - \frac{1}{6! \times 13} \times τ^{6} + \dots) + \sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times \\ cos τ - D_{i n} \end{array}$
Der erste Term $A \times \sqrt{2 \times τ} \times (1 - \frac{1}{2! \times 5} \times τ^{2} + \frac{1}{4! \times 9} \times τ^{4} - \frac{1}{6! \times 13} \times τ^{6} + \dots)$
in Gleichung 10 ist eine X-Richtungskomponente einer Definitionsgleichung einer Klothoide. Der zweite Term $\sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times cos τ$
in Gleichung 10 ist ein Korrekturterm für einen X-Richtungsabstand, der aus einem Reifeneinschlagwinkel bei der Fahrt entlang der Klothoide berechnet wird. Der dritte Term D_in in Gleichung 10 ist ein Korrekturterm zum Festlegen eines Startpunkts eines zweiten Bereichs auf den Ursprung des Koordinatensystems. $\begin{array}{l} Y_{i n} = A \times τ \times \sqrt{2 \times τ} \times (\frac{1}{3} - \frac{1}{3! \times 7} \times τ^{2} + \frac{1}{5! \times 11} \times τ^{4} - \frac{1}{7! \times 15} \times τ^{6} + \dots) + \sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times \\ sin τ \end{array}$
Der erste Term $A \times τ \times \sqrt{2 \times τ} \times (\frac{1}{3} - \frac{1}{3! \times 7} \times τ^{2} + \frac{1}{5! \times 11} \times τ^{4} - \frac{1}{7! \times 15} \times τ^{6} + \dots)$
in Gleichung 11 ist eine Y-Richtungskomponente der Definitionsgleichung der Klothoide. Der zweite Term $\sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times sin τ$
in Gleichung 11 ist ein Korrekturterm für einen Y-Richtungsabstand, der aus dem Reifeneinschlagwinkel bei der Fahrt entlang der Klothoide berechnet wird.
Der Parameter „A“ in Gleichung 10 und Gleichung 11 ist eine Konstante, die durch Gleichung 12 gegeben ist. Der Parameter „R“ in Gleichung 12 kann ein äußerer Krümmungsradius eines gekrümmten Straßensegments (oder eines erweiterten gekrümmten Straßensegments) sein, das das nachfolgende Straßensegment darstellt. Der Krümmungsradius kann aus einer Krümmung des gekrümmten Straßensegments abgeleitet werden. Der Parameter „l“ in Gleichung 12 repräsentiert eine Kurvenlänge. $A = \sqrt{R \times l}$
Der Parameter „τ“ in Gleichung 10 und Gleichung 11 ist ein Steigungswinkel, der durch Gleichung 13 gegeben ist. Der Parameter „R“ in Gleichung 13 kann ähnlich zum Parameter „R“ in Gleichung 12 sein. Der Parameter „D“ in Gleichung 10 und Gleichung 11 ist ein Abstand vom Eigenfahrzeug zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet (nachfolgend als ein Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve bezeichnet). Das heißt, D = D_trans_in. Darüber hinaus ist D_in ein Abstand vom Lenkinitiierungspunkt zum Eingangspunkt der Kurve. $τ = \frac{l}{2 \times R}$
Der Kurveneingangspunkt kann in einer Kurveneingangsbestimmungsverarbeitung bestimmt werden, die in der Fahrzeugsteuer-ECU 10 ausgeführt wird. In der Kurveneingangsbestimmungsverarbeitung wird der Kurveneingangspunkt auf der Basis des Krümmungsradius des gekrümmten Straßensegments bestimmt, das das nachfolgende Straßensegment darstellt. Insbesondere wird der erste Punkt, bei dem der Kurvenradius einen Kurveneingangsbestimmungsgrenzwert erreicht, als der Kurveneingangspunkt bestimmt. Alternativ kann eine Krümmung anstelle des Krümmungsradius verwendet werden. Der Kurveneingangsbestimmungsgrenzwert ist ein Krümmungsradius, der einen derartigen Wert verwendet, dass ein Straßensegment, das den Krümmungsradius aufweist, nicht als gerade betrachtet werden kann.
Ein Kreuzungspunkt einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve, die in der Festlegungsverarbeitung für eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve festgelegt wird, und einer äußeren Grenze eines gekrümmten Straßensegments, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, werden in der Fahrzeugsteuer-ECU 10 als der Endpunkt einer Grenze einer virtuellen Straße des Kurveneingangsübergangsbereichs (nachfolgend als ein kurveneingangsseitiger Endpunkt bezeichnet) bestimmt.
11 zeigt beispielhaft einen kurveneingangsseitigen Startpunkt I, einen kurveneingangsseitigen Endpunkt J und eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve K und einen Eingangspunkt L.
Gemäß 4 wird in Schritt S105 eine Steuerverarbeitung für kurveneingangsseitiges Lenken in der Fahrzeugsteuer-ECU 10 ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S106 fort. Die Steuerverarbeitung für kurveneingangsseitiges Lenken wird nachfolgend mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 12 erläutert.
In Schritt S301 wird wie in Schritt S101 der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S302 fort. In Schritt S302 wird eine Berechnungsverarbeitung für einen kurveneingangsseitigen richtigen Abstand zu einer Grenze ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S303 fort. In der Berechnungsverarbeitung für einen kurveneingangsseitigen richtigen Abstand zu einer Grenze wird der Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve berechnet. Der Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen Grenze einer virtuellen Straße wird als ein richtiger Abstand Dc zu einer Grenze festgelegt.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Berechnungsmittel für richtigen Abstand zum Ausführen dieses Schritts S302 zuständig sein. Der Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve ist ein Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und der kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve, die sich entlang einer virtuellen Erweiterung in der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs befindet (d. h. vor dem Eigenfahrzeug) (vgl. 11).
Der Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve kann beispielsweise durch Ersetzen der x- und y-Koordinaten (X_in, Y-in) der kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve durch die entsprechenden x- und y-Koordinaten in dem vorstehend erläuterten zweidimensionalen Koordinatensystem berechnet werden. Alternativ kann der Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve durch Ersetzen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs in dem vorstehend erläuterten zweidimensionalen Koordinatensystem durch die entsprechenden Koordinaten in dem (X_in, Y_in) Koordinatensystem berechnet werden.
In Schritt S303 wird eine Lenkwinkeleignungsbestimmungsverarbeitung ausgeführt. In der Lenkwinkeleignungsbestimmungsverarbeitung wird der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der in Schritt S301 berechnet wird, mit dem Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve verglichen, der in Schritt S302 als der richtige Abstand Dc zu einer Grenze festgelegt wird.
Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße nicht gleich dem richtigen Abstand Dc zu einer Grenze (hier der Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve) (d. h. D_boun ≠ D_trans_in), wird bestimmt, dass der Lenkwinkel Θ nicht richtig ist. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S304 fort. Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleich dem richtigen Abstand Dc zu einer Grenze (d. h. D_boun = D_trans_in), wird bestimmt, dass der Lenkwinkel Θ richtig ist. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S106 fort.
In Schritt S304 wird eine Lenkwinkelsteuerverarbeitung in der Fahrzeugsteuer-ECU 10 ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S106 fort. Nachfolgend wird die Lenkwinkelsteuerverarbeitung mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 13 erläutert.
In Schritt S1001 wird ein geschätzter äußerer Krümmungsradius Ra unter Verwendung der folgenden Gleichung 3 berechnet. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S1002 fort. In Gleichung 3 ist Dc ein richtiger Abstand zu einer Grenze, L ist ein lateraler Abstand von der Breitenmittellinie des Eigenfahrzeugs (erstreckt sich in der Fahrzeuglängsrichtung) zu einer Grenze einer virtuellen Straße. Der geschätzte äußere Krümmungsradius Ra ist ein äußerer Krümmungsradius zur Lenkwinkelsteuerung. Gleichung 3 kann aus dem Satz des Pythagoras für rechtwinklige Dreiecke abgeleitet werden. $R a = \frac{D c^{2} + L^{2}}{2 \times L}$
In Schritt S1002 wird ein Reifeneinschlagwinkel θ durch Einsetzen des geschätzten äußeren Krümmungsradius Ra oder dergleichen, der in Schritt S1001 abgeleitet wird, in Gleichung 4 berechnet. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S1003 fort. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Reifeneinschlagwinkelberechnungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S1002 zuständig sein. In Gleichung 4 ist der Parameter „WB“ ein Fahrzeugachsenabstand [m]. $θ = \frac{180 \times W B}{π \times (R a - L)} [d e g]$
In Schritt S1003 wird ein Solllenkwinkel Θ als eine Funktion des Reifeneinschlagwinkels θ durch Einsetzen des Reifeneinschlagwinkels θ in Gleichung 5 berechnet, der in Schritt S1002 abgeleitet wird. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S1004 fort. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Lenkwinkelberechnungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S1003 zuständig sein. In Gleichung 5 ist der Parameter „N“ ein Verhältnis des Solllenkwinkels Θ zum Reifeneinschlagwinkel θ. $Θ = N \times θ$
In Schritt S1004 wird der Lenkwinkel tatsächlich geändert. Insbesondere wird der Solllenkwinkel Θ, der in Schritt S1003 berechnet wird, in die EPS_ECU 4 gespeist. Die EPS_ECU 4 erfasst einen Lenkwinkel mittels des Lenkwinkelsensors 2 zum Steuern des EPS-Aktuators 11, wodurch der Lenkwinkel mit einer vorbestimmten Änderungsrate geändert wird, so dass sich dieser dem Solllenkwinkel Θ nähert. Die EPS_ECU 4 kann somit für Lenkmittel zuständig sein.
In Schritt S106 wird bestimmt, ob oder nicht der Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs erreicht wird. Wenn beispielsweise ein Abstand zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs und dem Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs größer als null ist, wird bestimmt, dass der Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs noch nicht erreicht wurde. Wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs und dem Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs gleich oder kleiner als null ist, wird bestimmt, dass der Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs erreicht wurde.
Da das Eigenfahrzeug, wenn es den Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs erreicht hat, ein gekrümmtes Straßensegment erreicht hat, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, ist das gegenwärtige Straßensegment das gekrümmte Straßensegment. Ein Straßensegment nachfolgend dem gekrümmten Straßensegment ist demnach ein gerades Straßensegment.
Wird in Schritt S106 bestimmt, dass der Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs erreicht ist, fährt der Ablauf mit Schritt S107 fort. Wenn der Endpunkt des Kurveneingangsübergangsbereichs noch nicht erreicht wurde, kehrt der Ablauf zu Schritt S105 zurück und wird von da aus wiederholt.
In dem Kurveneingangsübergangsbereich, wie in 14, 15 und 16 dargestellt ist, wird der Lenkwinkel automatisch geändert, so dass der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleich dem Abstand D_trans_in zu einer kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve wird (d. h. D_boun = D_trans_in). Dies ermöglicht es dem Eigenfahrzeug, zu fahren, während der Lenkwinkel während des Fahrens im Kurveneingangsübergangsbereich automatisch gleichmäßig geändert wird.
In Schritt S107 wird eine Kurvenfahrtverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S108 fort. Die Kurvenfahrtverarbeitung wird nachfolgend mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 17 erläutert.
Als Erstes wird in Schritt S401 ein Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße auf ähnliche Weise wie in Schritt S301 berechnet. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S402 fort.
In Schritt S402 wird ein richtiger Drehradius Rn-L berechnet. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S403 fort. Der richtige Drehradius Rn-L kann durch Subtrahieren eines lateralen Abstands L zwischen der Mittellinie der Breite des Eigenfahrzeugs (erstreckt sich in der Fahrzeuglängsrichtung) und einer äußeren Grenze einer virtuellen Straße von einem äußeren Krümmungsradius Rn bei der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs des gekrümmten Straßensegments, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, in dem das Eigenfahrzeug fährt, berechnet werden.
Der äußere Krümmungsradius Rn wird sukzessive von der Kontur einer virtuellen Straße berechnet. Der Parameter L repräsentiert eine laterale Position des Eigenfahrzeugs bezüglich der äußeren Grenze einer virtuellen Straße, die aus einem lateralen Abstand zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs, die in der Verarbeitung zum Erlangen einer gegenwärtigen Position erlangt wird, und der äußeren Grenze einer virtuellen Straße des gekrümmten Straßensegments bestimmt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der richtige Drehradius durch Subtrahieren des Abstands L vom äußeren Krümmungsradius Rn berechnet. Alternativ kann der richtige Drehradius durch Addieren eines Abstands L' zu einem inneren Krümmungsradius berechnet werden. Der Abstand L' wird aus einer lateralen Distanz zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs, die in der Verarbeitung zum Erlangen einer gegenwärtigen Position erlangt wird, und einer inneren Grenze einer virtuellen Straße des gekrümmten Straßensegments bestimmt.
In Schritt S403 wird D_radius als ein richtiger Abstand Dc zu einer Grenze berechnet, der ein richtiger Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße ist. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S404 fort. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Berechnungsmittel für richtigen Abstand zum Ausführen dieses Schritts S403 zuständig sein.
Der richtige Abstand Dc zu einer Grenze wird unter Verwendung von Gleichung 14 berechnet. Der richtige Abstand Dc zu einer Grenze (als ein richtiger Abstand) bedeutet einen Abstand vom vorderen Ende des Eigenfahrzeugs zur Grenze einer virtuellen Straße, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, während das Eigenfahrzeug entlang eines kreisförmigen Pfads mit dem richtigen Drehradius Rn-L fährt. $D_{r a d i u s} = \sqrt{R n^{2} - {(R n - L)}^{2}}$
In Schritt S404 wird eine Lenkwinkeleignungsbestimmungsverarbeitung ausgeführt. In der Lenkwinkeleignungsbestimmungsverarbeitung wird der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der in Schritt S401 berechnet wird, mit dem richtigen Abstand D_radius zu einer Grenze verglichen, der in Schritt S403 berechnet wird. Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße nicht gleich dem richtigen Abstand D_radius zu einer Grenze (d. h. D_boun ≠ D_radius), wird bestimmt, dass der Lenkwinkel nicht richtig oder ungeeignet ist. Danach kehrt der Ablauf zu Schritt S405 zurück. Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleich dem richtigen Abstand D_radius zu einer Grenze (d. h. D_boun = D_radius), wird bestimmt, dass der Lenkwinkel richtig oder geeignet ist. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S108 fort.
In Schritt S405 wird wie in vorstehendem Schritt S304 die Lenkwinkelsteuerung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S108 fort.
Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleich dem richtigen Abstand Dc zu einer Grenze (D_boun = D_radius), wird der geschätzte äußere Krümmungsradius Ra gleich dem äußeren Krümmungsradius Rn (Rn = Ra). In einem derartigen Fall wird der Fahrweg des Eigenfahrzeugs einen richtigen Drehradius des gekrümmten Straßensegments, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, ohne Änderung des Lenkwinkels aufweisen.
Andererseits kann beispielsweise eine Lenkverzögerung zu einem Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße führen, der kleiner als der richtige Abstand Dc zu einer Grenze ist (D_boun < D_radius). In einem derartigen Fall wird der geschätzte äußere Krümmungsradius Ra kleiner als der äußere Krümmungsradius Rn (Rn > Ra), und ein Drehradius eines Fahrwegs des Eigenfahrzeugs kann vom richtigen Drehradius des gekrümmten Straßensegments abweichen, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt.
Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße nicht gleich dem richtigen Abstand Dc zu einer Grenze, wird der Lenkwinkel automatisch gesteuert, um an den Solllenkwinkel Θ angepasst zu werden, so dass der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleich dem richtigen Abstand Dc zu einer Grenze (D_radius) wird. Dies ermöglicht es einem Drehradius des Fahrwegs des Eigenfahrzeugs, automatisch an den richtigen Drehradius angepasst zu werden, und dem Eigenfahrzeug, den richtigen Drehradius während des Fahrens entlang der virtuellen Kurve beizubehalten.
In Schritt S108 wird eine Bestimmungsverarbeitung für einen Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken ausgeführt, bei dem bestimmt wird, ob oder nicht ein Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken erreicht ist. Der Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken kann durch die Fahrzeugsteuer-ECU 10 auf folgende Weise erlangt werden.
Als Erstes wird ein Kreuzungspunkt (nachfolgend als ein Ausgangsseitenkreuzungspunkt bezeichnet) einer Grenze einer virtuellen Straße einer virtuellen Kurve (insbesondere ein gekrümmtes Straßensegment als das gegenwärtige Straßensegment) und einer Grenze einer virtuellen Straße eines geraden Straßensegments (insbesondere ein erweitertes gerades Straßensegment), das das nachfolgende Straßensegment darstellt, bestimmt. Darüber hinaus wird, wenn ein erweitertes gekrümmtes Straßensegment vorläufig festgelegt wurde, bis das gekrümmte Straßensegment, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, erreicht ist, ein Kreuzungspunkt einer Grenze einer virtuellen Straße des erweiterten gekrümmten Straßensegments und einer Grenze einer virtuellen Straße eines erweiterten geraden Straßensegments, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, als ein ausgangsseitiger Kreuzungspunkt (beziehungsweise Ausgangsseitenkreuzungspunkt) bestimmt. Eine derartige Position des Eigenfahrzeugs, dass sich der ausgangsseitige Kreuzungspunkt vor dem Eigenfahrzeug an dieser Position befindet, ist als ein Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken definiert. Ferner ist der Ausgangspunkt der virtuellen Kurve als ein Lenkbeendigungspunkt definiert.
Ein Ausgangspunkt der virtuellen Kurve kann in einer Kurvenausgangsbestimmungsverarbeitung bestimmt werden, die in der Fahrzeugsteuer-ECU 10 ausgeführt wird. In der Kurvenausgangsbestimmungsverarbeitung wird der Ausgangspunkt der Kurve auf der Basis eines Krümmungsradius des gekrümmten Straßensegments bestimmt, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt. Darüber hinaus wird, wenn ein erweitertes gekrümmtes Straßensegment vorläufig festgelegt wurde, bis das gekrümmte Straßensegment, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, erreicht ist, der Kurvenausgangspunkt auf der Basis eines Krümmungsradius des erweiterten gekrümmten Straßensegments bestimmt.
Insbesondere wird der erste Punkt, an dem der Krümmungsradius einen Kurvenausgangsbestimmungsgrenzwert erreicht, als der Kurvenausgangspunkt bestimmt. Alternativ kann eine Krümmung anstelle des Krümmungsradius verwendet werden. Der Kurvenausgangsbestimmungsgrenzwert ist ein Krümmungsradius, der einen derartigen Wert verwendet, dass ein Straßensegment, das den Krümmungsradius aufweist, nicht als gerade betrachtet werden kann, und kann auf einen Wert kleiner als der Kurveneingangsbestimmungsgrenzwert unter Berücksichtigung der Hysterese festgelegt werden. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Kurvenausgangsbestimmungsmittel, Bestimmungsmittel für einen Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken und Lenkbeendigungspunktbestimmungsmittel zuständig sein.
Beispielsweise wird bei der Bestimmungsverarbeitung für einen Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken, wenn ein Abstand zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs und dem Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken größer als null ist, bestimmt, dass der Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken noch nicht erreicht wurde. Wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs und dem Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken gleich oder kleiner als null ist, wird bestimmt, dass der Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken erreicht wurde.
Wird in Schritt S108 bestimmt, dass der Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken erreicht ist, fährt der Ablauf mit Schritt S109 fort. Wenn der Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken noch nicht erreicht wurde, kehrt der Ablauf zu Schritt S107 zurück und wird von da aus wiederholt.
In Schritt S109 wird eine Kurvenausgangsseitenfestlegungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S110 fort. Die Kurvenausgangsseitenfestlegungsverarbeitung wird nachfolgend mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 18 erläutert.
In Schritt S501 wird eine Kurvenausgangsseitenstartpunktbestimmungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S502 fort. In der Kurvenausgangsseitenstartpunktbestimmungsverarbeitung wird die vorstehend erläuterte ausgangsseitige Kreuzung als ein Startpunkt einer virtuellen Kurve für einen Kurvenausgangsübergangsbereich (nachfolgend als ein Kurvenausgangsseitenstartpunkt beziehungsweise kurvenausgangsseitiger Startpunkt bezeichnet) bestimmt. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Kurvenausgangsseitenstartpunktbestimmungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S501 zuständig sein. Der Kurvenausgangsübergangsbereich ist ein Bereich innerhalb der Kontur einer virtuellen Straße, die sich vom Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken zum Lenkbeendigungspunkt erstreckt.
In Schritt S502 wird eine Kurvenausgangsseitenendpunktbestimmungsverarbeitung ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S503 fort. In der Kurvenausgangsseitenendpunktbestimmungsverarbeitung wird ein Punkt, der vom Ausgangspunkt, der in der Kurvenausgangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, um einen Abstand, der eine Funktion der Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Vo darstellt, entfernt ist und sich entlang (oder auf) der Mittellinie eines geraden Straßensegments (insbesondere ein gerades Straßensegment als das nachfolgende Straßensegment) vor dem Ausgangspunkt befindet, als Kurvenausgangseitenendpunkt (beziehungsweise kurvenausgangsseitiger Endpunkt) für den Kurvenausgangsseitenübergangsbereich bestimmt. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Kurvenausgangsseitenendpunktbestimmungsmittel zum Ausführen dieses Schritts S502 zuständig sein.
Der Kurvenausgangsübergangsbereich erstreckt sich vom Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken zum Lenkbeendigungspunkt (d. h. dem Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs). Darüber hinaus kann der Punkt, der vom Ausgangspunkt um einen Abstand entfernt ist, der eine Funktion der Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Vo darstellt, ein Punkt sein, der vom Ausgangspunkt um einen Abstand entfernt ist, der durch ein Produkt der Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Vo und einer bestimmten Zeitperiode T gegeben ist. Die Zeitperiode T kann auf einen willkürlichen Wert festgelegt werden.
In Schritt S503 wird eine Festlegungsverarbeitung für eine kurvenausgangsseitige virtuelle Kurve ausgeführt. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S110 fort. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Festlegungsmittel für eine kurvenausgangsseitige virtuelle Kurve zum Ausführen dieses Schritts S503 zuständig sein. In der Festlegungsverarbeitung für eine kurvenausgangsseitige virtuelle Kurve ist eine Kurve, die durch einen Satz aus x-Koordinate X_out gegeben durch Gleichung 15 und y-Koordinate Y_out gegeben durch Gleichung 16 mit einem Ursprung, der an einem Ausgangspunkt der virtuellen Kurve festgelegt ist, ausgedrückt ist, als eine kurvenausgangsseitige virtuelle Kurve definiert. $\begin{array}{l} X_{o u t} = A \times \sqrt{2 \times τ} \times (1 - \frac{1}{2! \times 5} \times τ^{2} + \frac{1}{4! \times 9} \times τ^{4} - \frac{1}{6! \times 13} \times τ^{6} + \dots) + \sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times \\ cos τ - D_{o u t} \end{array}$
Der erste Term $A \times \sqrt{2 \times τ} \times (1 - \frac{1}{2! \times 5} \times τ^{2} + \frac{1}{4! \times 9} \times τ^{4} - \frac{1}{6! \times 13} \times τ^{6} + \dots)$
in Gleichung 15 ist eine X-Richtungskomponente einer Definitionsgleichung einer Klothoide. Der zweite Term $\sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times cos τ$
in Gleichung 15 ist ein Korrekturterm für einen X-Richtungsabstand, der aus einem Reifeneinschlagwinkel bei der Fahrt entlang der Klothoide berechnet wird. Der dritte Term D_out in Gleichung 5 ist ein Korrekturterm zum Festlegen des Ausgangspunkts der virtuellen Kurve auf den Ursprung des 2D-Koordinatensystems. $\begin{matrix} Y_{o u t} = A \times τ \times \sqrt{2 \times τ} \times (\frac{1}{3} - \frac{1}{3! \times 7} \times τ^{2} + \frac{1}{5! \times 11} \times τ^{4} - \frac{1}{7! \times 15} \times τ^{6} + \dots) \\ + \sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times sin τ \end{matrix}$
Der erste Term $A \times τ \times \sqrt{2 \times τ} \times (\frac{1}{3} - \frac{1}{3! \times 7} \times τ^{2} + \frac{1}{5! \times 11} \times τ^{4} - \frac{1}{7! \times 15} \times τ^{6} + \dots)$
in Gleichung 16 ist eine X-Richtungskomponente der Definitionsgleichung der Klothoide. Der zweite Term $\sqrt{\frac{D^{2} + L^{2}}{2 \times L} \times 2 \times L - L^{2}} \times sin τ$
in Gleichung 16 ist ein Korrekturterm für einen Y-Richtungsabstand, der aus dem Reifeneinschlagwinkel bei der Fahrt entlang der Klothoide berechnet wird.
Der Parameter „A“ ist eine Konstante, die durch Gleichung 12 gegeben ist. Der Parameter „τ“ ist ein Steigungswinkel, der durch Gleichung 13 gegeben ist. Der Parameter „D“ in Gleichung 15 und Gleichung 16 ist ein Abstand vom Eigenfahrzeug zur kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet (nachfolgend als ein Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve bezeichnet). Das heißt, D = D_trans_out.
19 zeigt ein Beispiel des kurvenausgangsseitigen Startpunkts, des kurvenausgangsseitigen Endpunkts und der kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve. Das Symbol „M“ in 19 repräsentiert den Ausgangspunkt, das Symbol „N“ den Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken, das Symbol „O“ den kurvenausgangsseitigen Startpunkt, die gestrichelte Linie „P“ die kurvenausgangsseitige virtuelle Kurve und das Symbol „Q“ den kurvenausgangsseitigen Endpunkt.
Gemäß 4 wird in Schritt S110 eine Kurvenausgangsseitenlenksteuerverarbeitung ausgeführt und dann mit Schritt S111 fortgefahren. Nachfolgend wird die Kurvenausgangsseitenlenksteuerverarbeitung mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm in 20 erläutert.
Als Erstes wird in Schritt S601 ein Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße in ähnlicher Weise wie in Schritt S301 berechnet. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S602 fort, wo eine Berechnungsverarbeitung für einen kurvenausgangsseitigen richtigen Abstand zu einer Grenze ausgeführt wird. Der Ablauf fährt dann mit Schritt S603 fort.
In der Berechnungsverarbeitung für einen kurvenausgangsseitigen richtigen Abstand zu einer Grenze wird der Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve berechnet. Der berechnete Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen Grenze einer virtuellen Straße wird als ein richtiger Abstand Dc zu einer Grenze festgelegt. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Berechnungsmittel für einen richtigen Abstand zum Ausführen dieses Schritts S602 zuständig sein. Der Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen Grenze einer virtuellen Straße ist ein Abstand vom Eigenfahrzeug (insbesondere vom vorderen Ende des Eigenfahrzeugs) zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet (vgl. 21).
Der Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve kann beispielsweise durch Ersetzen der x- und y-Koordinaten (X_out, Y_out) der kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve durch die entsprechenden x- und y-Koordinaten im vorstehend erläuterten zweidimensionalen Koordinatensystem berechnet werden. Alternativ kann der Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve durch Ersetzen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs in dem vorstehend erläuterten zweidimensionalen Koordinatensystem durch die entsprechenden Koordinaten in dem (X_out, Y_out) Koordinatensystem berechnet werden.
In Schritt S603 wird eine Lenkwinkeleignungsbestimmungsverarbeitung ausgeführt. In der Lenkwinkeleignungsbestimmungsverarbeitung wird der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der in Schritt S601 berechnet wird, mit dem Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve als der richtige Abstand Dc zu einer Grenze in Schritt S602 festgelegt.
Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße nicht gleich dem richtigen Abstand Dc zu einer Grenze (hier der Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve) (d. h. D_boun ≠ D_trans_out), wird bestimmt, dass der Lenkwinkel Θ falsch oder ungeeignet ist. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S604 fort. Ist der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleich dem richtigen Abstand Dc zu einer Grenze (d. h. D_boun = D_trans_out), wird bestimmt, dass der Lenkwinkel Θ richtig oder geeignet ist. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S111 fort.
In Schritt S604 wird die Lenkwinkelsteuerung auf eine ähnliche Weise wie in Schritt S304 ausgeführt, außer dass der Abstand D_trans_out zu einer Grenze einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Straße als der richtige Abstand Dc zu einer Grenze verwendet wird. Danach fährt der Ablauf mit Schritt S111 fort.
In Schritt S111 wird bestimmt, ob oder nicht der Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs erreicht ist. Wenn beispielsweise ein Abstand zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs und dem Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs größer als null ist, wird bestimmt, dass der Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs noch nicht erreicht wurde. Ist der Abstand zwischen der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs und dem Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs gleich oder kleiner null, wird bestimmt, dass der Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs erreicht wurde.
Wird in Schritt S111 bestimmt, dass der Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs erreicht ist, wird der Ablauf beendet. Wenn der Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs noch nicht erreicht wurde, kehrt der Ablauf zu Schritt S110 zurück und wird von da aus wiederholt.
Im Kurvenausgangsübergangsbereich wird, wie in 21, 22 und 23 dargestellt ist, der Lenkwinkel automatisch so geändert, dass der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleich dem Abstand D_trans_out zu einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve wird (d. h. D_boun = D_trans_out). Dies ermöglicht es dem Eigenfahrzeug, zu fahren, während der Lenkwinkel während der Fahrt im Kurvenausgangsübergangsbereich automatisch gleichmäßig geändert wird.
Nachdem der Endpunkt des Kurvenausgangsübergangsbereichs erreicht ist, wird das Eigenfahrzeug ohne Lenken fahren. Der Ablauf von 4 wird erneut gestartet, wenn in der Kurvenbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass eine weitere Kurve vor dem Eigenfahrzeug liegt.
Nachfolgend werden Operationen und Vorteile der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 24 bis 33 erläutert. Die durchgezogene Linie S in 24 repräsentiert eine Änderung des Lenkwinkels Θ über einer Fahrstrecke des Eigenfahrzeugs, wenn das Lenken des Eigenfahrzeugs durch die Fahrzeugsteuer-ECU 10 während der Fahrt entlang der virtuellen Kurve gesteuert wird.
Wie in 24 dargestellt ist, wird in der Lenkwinkelsteuerung, die in der Fahrzeugsteuer-ECU 10 der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird, der Lenkwinkel Θ geändert oder alterniert, so dass der Fahrweg des Eigenfahrzeugs eine Relaxationskurve (in der vorliegenden Ausführungsform die Klothoide) während der Kurvenfahrt im Kurveneingangsübergangsbereich und/oder während der Kurvenfahrt im Kurvenausgangsübergangsbereich zeichnet, was es ermöglicht, dass der Lenkwinkel Θ gleichmäßig geändert wird, wie in 24 dargestellt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Lenkinitiierungspunkt als eine Funktion eines Abstands D_boun vom Eigenfahrzeug (insbesondere vom vorderen Ende des Eigenfahrzeugs) zu einer Grenze einer virtuellen Straße bestimmt, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet. Alternativ wird der Lenkinitiierungspunkt beispielsweise als eine Funktion einer Abstands D_apr vom Eigenfahrzeug (insbesondere vom vorderen Ende des Eigenfahrzeugs) zu einem Eingangspunkt der Kurve bestimmt, wobei der Abstand D_apr in Gleichung 1 und Gleichung 2 anstelle des Abstands D_boun verwendet werden kann.
Die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es dem Eigenfahrzeug, entlang einer alternierenden Sequenz von Rechts- und Linkskurven zu fahren, während der Lenkwinkel gleichmäßiger geändert wird. Ein Szenario, in dem das Eigenfahrzeug entlang einer derartigen alternierenden Sequenz von Rechts- und Linkskurven fährt, wird mit Bezug auf 25 erläutert.
In einem beispielhaften Szenario wie in 25 dargestellt, wo das Eigenfahrzeug entlang einer Sequenz von Rechts- und Linkskurven (Rechtskurve zu Linkskurve) fährt, gibt es einen Bereich, in dem die Straßengrenze vor dem Eigenfahrzeug von der äußeren Grenze der Rechtskurve (Grenze auf der linken Seite des Eigenfahrzeugs) in die äußere Grenze der nachfolgenden Linkskurve (Grenze auf der rechten Seite des Eigenfahrzeugs) geändert wird, sogar während das Fahrzeug entlang der Rechtskurve fährt (vgl. 26A bis 26D).
26A bis 26C zeigen eine Situation, in der die Straßengrenze vor dem Eigenfahrzeug die äußere Grenze der Rechtskurve ist. 26D zeigt eine Situation, in der die Straßengrenze vor dem Eigenfahrzeug die äußere Grenze der Linkskurve ist. 26A, 26B, 26C und 26D sind in dieser Reihenfolge zeitlich sortiert. In 26A bis 26D repräsentiert das Symbol „T“ ein gerades Straßensegment, das Symbol „U“ eine Sequenz von rechts- und linksgekrümmten Straßensegmenten, die strichpunktierte Linie eine Mittellinie der virtuellen Straßenkontur und die rechten und linken gestrichelten Linien repräsentieren rechte beziehungsweise linke Grenzen einer virtuellen Straße.
In einem Bereich (nachfolgend als Wendepunktbereich bezeichnet), in dem sich die Straßengrenze, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, von der äußeren Grenze der Rechtskurve in die äußere Grenze der Linkskurve ändert, die der Rechtskurve folgt, wird der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der ein Abstand vom Eigenfahrzeug zur Straßengrenze ist, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, abrupt ansteigen. Mit einer derartigen Definition des Abstands D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße wird das Festlegen eines optimalen Abstands Dc zu einer Grenze auf einen Abstand vom vorderen Ende des Eigenfahrzeugs zu einer Straßengrenze einer Kurve, die sich vor dem vorderen Ende des Eigenfahrzeugs befindet, während des Fahrens entlang einem kreisförmigen Weg eines richtigen Krümmungsradius in der Kurve das nachfolgende Problem verstärken.
Insbesondere kann sich der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße abrupt ändern, während der optimale Abstand Dc zu einer Grenze sich nicht abrupt ändert, während das Eigenfahrzeug entlang der Rechtskurve fährt. Dies kann nicht nur zu einer abrupten Änderung des automatisch gesteuerten Lenkwinkels, sondern ebenso zu falschem Lenken in eine entgegengesetzte Richtung zu einer Drehrichtung der Kurve führen, in der sich das Eigenfahrzeug gegenwärtig befindet.
Ein derartiges Problem kann ebenso in Fällen auftreten, in denen das Eigenfahrzeug entlang einer alternierenden Sequenz von Rechts- und Linkskurven ohne ein kurzes und gerades Straßensegment dazwischen fährt.
Im Gegensatz dazu wird mit der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, wenn das gegenwärtige Straßensegment ein rechts- oder linksgekrümmtes Straßensegment ist, das nachfolgende Straßensegment vorläufig auf ein gerades Straßensegment festgelegt, sogar wenn das nachfolgende Straßensegment tatsächlich das links- oder rechtsgekrümmte Straßensegment ist, und das gerade Straßensegment wird erweitert, bis das Eigenfahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht.
Demzufolge kann der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße von einem Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße für eine äußere Grenze der ersten Rechtskurve in einen Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße für eine Grenze des geraden Straßensegments geändert werden, das mit der äußeren Grenze der ersten Rechtskurve verbunden ist (d. h. der linken Grenze des geraden Straßensegments). Dadurch kann unterbunden werden, dass der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße abrupt ansteigt.
Darüber hinaus ermöglicht das vorläufig festgelegte gerade Straßensegment oder erweiterte gerade Straßensegment eine Erzeugung einer gleichmäßigen kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve (vgl. 27A) und einer gleichmäßigen kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve (vgl. 27B). Die automatische Lenksteuerung wird auf der Basis des optimalen Abstands Dc zu einer Grenze durchgeführt, der durch einen Abstand vom Eigenfahrzeug zur virtuellen Kurve definiert ist, die sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, was es dem Eigenfahrzeug ermöglicht, zu fahren, während der Lenkwinkel gleichmäßiger geändert wird. In 27A und 27B repräsentiert das Symbol „BL“ das gerade Straßensegment, das Symbol „BLex“ die Erweiterung des geraden Straßensegments und das Symbol „BC“ das gekrümmte Straßensegment. In 27A und 27B repräsentiert die strichpunktierte Linie eine Mittellinie der Kontur einer virtuellen Straße und die rechten und linken gestrichelten Linien repräsentieren die rechten beziehungsweise linken Grenzen einer virtuellen Straße.
Darüber hinaus wird es mit der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform dem Eigenfahrzeug ermöglicht, zu fahren, während der Lenkwinkel gleichmäßiger geändert wird, sogar, wenn entlang einem kurzen gekrümmten Straßensegment gefahren wird, das zwei gerade Straßensegmente verbindet. Nachfolgend wird ein beispielhaftes Szenario wie in 28 dargestellt erläutert, in dem ein erstes gerades Straßensegment und ein zweites gerades Straßensegment durch ein kurzes gekrümmtes Straßensegment verbunden sind.
In einem Szenario wie in 28 dargestellt, in dem das Eigenfahrzeug entlang einem Fahrweg fährt, der eine Rechtskurve mit kurzer Länge beinhaltet, kann, wenn das Eigenfahrzeug sich einer derartigen kurzen Rechtskurve nähert, wie in 29A bis 29C dargestellt ist, die Grenze einer virtuellen Straße der Rechtskurve nicht für die automatische Lenksteuerung verwendet werden. Der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße wird dann auf einen Abstand vom Eigenfahrzeug zu einer Grenze eines geraden Straßensegments, das das auf die kurze Rechtskurve nachfolgende Straßensegment darstellt, festgelegt. Eine Nichtverwendung der Grenze der Rechtskurve zum Berechnen des Abstands D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße kann unterbinden, dass die Lenksteuerung zum Fahren entlang der Rechtskurve ausgeführt wird, was ein Problem geben kann, dass eine angemessene Lenksteuerung zum Fahren entlang der Rechtskurve nicht ausgeführt werden kann.
29A, 29B und 29C sind zeitlich in dieser Reihenfolge sortiert. In 29A bis 29C repräsentiert das Symbol „T“ das gerade Straßensegment und das Symbol „U“ das kurze gekrümmte Straßensegment. In 29A bis 29C repräsentiert die strichpunktierte Linie eine Mittellinie der Kontur einer virtuellen Straße und die rechten und linken gestrichelten Linien repräsentieren die rechten beziehungsweise linken Grenzen einer virtuellen Straße.
Wenn das Eigenfahrzeug in das kurze gekrümmte Straßensegment eingefahren ist, kann ein Abstand vom Eigenfahrzeug zu einer Grenze einer virtuellen Straße des geraden Straßensegments als der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße definiert werden, wobei der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße ein infiniter Abstand oder ein finiter Abstand von Hunderten von Metern oder mehr sein kann, wie in 29D dargestellt ist. Dies kann unterbinden, dass die geeignete Lenksteuerung während der Kurvenfahrt ausgeführt wird.
Im Gegensatz dazu wird mit der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform das kurze gekrümmte Straßensegment, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, erweitert, bis das Eigenfahrzeug das gekrümmte Straßensegment erreicht.
Demzufolge führt das vorläufig festgelegte gekrümmte Straßensegment (insbesondere das erweiterte gekrümmte Straßensegment) zu einer Erzeugung einer gleichmäßigen kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve (vgl. 30A und 30B) und einer gleichmäßigen kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve (vgl. 30C und 30D). Die automatische Lenksteuerung wird auf der Basis des optimalen Abstands Dc zu einer Grenze ausgeführt, der durch einen Abstand vom Eigenfahrzeug zur virtuellen Kurve definiert ist (der kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve oder der kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve), was es dem Eigenfahrzeug ermöglicht, entlang dem Fahrweg zu fahren, wie in 28 dargestellt ist, während der Lenkwinkel gleichmäßiger geändert wird.
30A, 30B, 30C und 30D sind zeitlich in dieser Reihenfolge sortiert. In 30A bis 30D repräsentiert das Symbol „BL“ das gerade Straßensegment, das Symbol „BC“ das gekrümmte Straßensegment und das Symbol „BCex“ die Erweiterung des gekrümmten Straßensegments. In 30A bis 30D repräsentiert die strichpunktierte Linie eine Mittellinie der Kontur einer virtuellen Straße und die rechten und linken gestrichelten Linien repräsentieren die rechten beziehungsweise linken Grenzen einer virtuellen Straße.
Ferner wird mit der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, wenn sich ein geparktes Fahrzeug an einer Straßenseite befindet, wie in 31A dargestellt ist, eine Kontur einer virtuellen Straße derart bestimmt, dass das Eigenfahrzeug von einer Fahrspur in eine Überholspur (oder eine Gegenspur) wechseln und dann zur Fahrspur zurückkehren kann, um dadurch dem geparkten Fahrzeug auszuweichen. Eine derartige Kontur einer virtuellen Straße wird als eine Sequenz von Straßensegmenten rekonstruiert, die gerade Straßensegmente und gekrümmte Straßensegment beinhalten, wie in 31B dargestellt ist. Wenn eine Kurve vor dem Eigenfahrzeug vorliegt, wird ein Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet. Dem Eigenfahrzeug wird es ermöglicht, dem geparkten Fahrzeug auszuweichen, während der Lenkwinkel auf der Basis des Abstands D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße gleichmäßiger geändert wird.
In 31A repräsentiert das Symbol „V“ die Kontur einer virtuellen Straße, das Symbol „W“ das geparkte Fahrzeug und die strichpunktierte Linie eine Mittellinie der Kontur einer virtuellen Straße. In 31B repräsentiert das Symbol „BL“ das gerade Straßensegment und das Symbol „BC“ das gekrümmte Straßensegment.
Ferner kann in einem Szenario, in dem ein Fahrweg, entlang dem das Eigenfahrzeug fahren wird, aus empfohlenen Wegen bestimmt werden kann, die von einer Navigationseinrichtung 8 erlangt werden, eine Kontur einer virtuellen Straße bestimmt werden, um an den Fahrweg angepasst zu werden, sogar wenn das Eigenfahrzeug von einer Beschleunigungsspur auf eine Fahrspur einer Schnellstraße oder von der Fahrspur auf eine Seitenstraße wechselt. Ebenso kann die bestimmte Kontur einer virtuellen Straße als eine Sequenz von Straßensegmenten rekonstruiert werden, die gerade Straßensegmente und gekrümmte Straßensegmente beinhalten. Wenn eine Kurve vor dem Eigenfahrzeug vorliegt, wird ein Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet. Der Abstand D_boun zu einer Grenze einer virtuellen Straße erlaubt es dem Eigenfahrzeug, automatisch entlang dem Fahrweg zu fahren, während der Lenkwinkel auf ähnliche Weise wie vorstehend beschrieben gleichmäßiger geändert wird.
Ferner kann in einem Szenario, in dem das Eigenfahrzeug von einer Fahrspur auf eine Überholspur zum Überholen eines vorausfahrenden langsameren Fahrzeugs wechselt (vgl. 32A bis 32F), eine Kontur einer virtuellen Straße derart bestimmt werden, dass das Eigenfahrzeug von der Fahrspur zur Überholspur wechseln kann, um dadurch dem vorausfahrenden Fahrzeug auszuweichen. Ebenso kann, wie in 33 dargestellt ist, die Kontur einer virtuellen Straße als eine Sequenz von Straßensegmenten, die gerade Straßensegmente und gekrümmte Straßensegmente beinhalten, als eine Kurve rekonstruiert werden, entlang der das Eigenfahrzeug fahren kann, während es eine laterale G-Kraft von 0,5 m/s² oder dergleichen erfährt. 32A, 32B, 32C, 32D, 32E und 32F sind zeitlich in dieser Reihenfolge sortiert. In 32A bis 32F repräsentiert das Symbol „X“ das vorausfahrende langsamere Fahrzeug, das Symbol „BL“ das gerade Straßensegment und das Symbol „BC“ das gekrümmte Straßensegment.
(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Elemente mit derselben Funktion wie Elemente der ersten Ausführungsform wie vorstehend erläutert haben dieselben Bezugszeichen und werden der Einfachheit halber nicht erneut beschrieben.
Wie in 34 dargestellt ist, beinhaltet ein Fahrunterstützungssystem 200 der zweiten Ausführungsform den Radgeschwindigkeitssensor 1, den Lenkwinkelsensor 2, den Gierratensensor 3, die EPS_ECU 4, den Abstandssensor 5, eine Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6, die Navigationseinrichtung 8 und die Fahrzeugsteuer-ECU 10, die mittels des fahrzeuggebundenen LAN miteinander verbunden sind.
Das Fahrunterstützungssystem 200 ist ähnlich dem Fahrunterstützungssystem 100 der ersten Ausführungsform, außer dass die Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6 für Zwischenfahrzeugkommunikationen vorgesehen ist und die Fahrzeugsteuer-ECU 10 konfiguriert ist, eine Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis von Fahrzeuginformationen zu bestimmen, die von einem vorausfahrenden Fahrzeug durch Zwischenfahrzeugkommunikationen erlangt werden.
Die Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6 beinhaltet eine Sende- und Empfangsantenne zum Senden von Informationen hinsichtlich des Eigenfahrzeugs (nachfolgend als Eigenfahrzeuginformationen bezeichnet) an andere Fahrzeuge um das Eigenfahrzeug herum und Empfangen von Informationen hinsichtlich anderer Fahrzeuge um das Eigenfahrzeug herum (nachfolgend als Fremdfahrzeuginformationen bezeichnet) mittels drahtloser Zwischenfahrzeugkommunikationen, ohne Telefonnetzwerkkommunikationen zu verwenden. Beispielsweise ermöglichen drahtlose Kommunikationen unter Verwendung von 700-MHz-Funkwellen dem Eigenfahrzeug, mit den anderen Fahrzeugen innerhalb einer Abdeckung von ungefähr 1 km Radius um das Eigenfahrzeug herum zu kommunizieren. Drahtlose Kommunikationen unter Verwendung von 5,9-GHz-Funkwellen ermöglichen es dem Eigenfahrzeug, mit den anderen Fahrzeugen mit einer Abdeckung von ungefähr 500 m Radius um das Eigenfahrzeug herum zu kommunizieren.
Die Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6 sendet Fahrzeuginformationen als die Eigenfahrzeuginformationen einschließlich beispielsweise einer Eigenfahrzeuggeschwindigkeit Vo und eines Lenkwinkels Θ, die beide mittels des fahrzeuggebundenen LAN (fahrzeuggebundenes LAN, Local Area Network) erlangt werden, jedes vorbestimmte Zeitintervall von 100 ms oder dergleichen. Die Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6 empfängt ebenso Fahrzeuginformationen als die Fremdfahrzeuginformationen, die von jedem der anderen Fahrzeuge um das Eigenfahrzeug herum gesendet werden, mittels der Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6 des Fahrunterstützungssystems 200, das in dem Fremdfahrzeug angebracht ist. Die Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6 speist die empfangenen Fahrzeuginformationen in die Fahrzeugsteuer-ECU 10.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 führt eine Fahrwegbestimmungsverarbeitung zum Bestimmen eines Fahrwegs eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis von Fahrzeuginformationen (insbesondere einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vp und eines Lenkwinkels Θ des vorausfahrenden Fahrzeugs) durch, die sukzessive mittels der Zwischenfahrzeugkommunikationseinrichtung 6 erlangt werden. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Erlangungsmittel für Informationen über ein vorausfahrendes Fahrzeug zuständig sein.
Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass eine Position des Eigenfahrzeugs zu einem Zeitpunkt einen Ursprung eines zweidimensionalen (2D) Koordinatensystems definiert. Eine Anfangsposition des vorausfahrenden Fahrzeugs wird an einer Position festgelegt, die vom Ursprung nach vorne um einen Abstand beabstandet ist, der eine Funktion eines Abstands vom Eigenfahrzeug zum vorausfahrenden Fahrzeug ist, der auf der Basis eines Signals vom Abstandssensor 5 erfasst wird. Der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs wird durch Berechnen einer zeitlichen Sequenz von Fahrpunkten, die ihren Ursprung an der Anfangsposition haben, auf der Basis sukzessiv erlangter Fahrzeuggeschwindigkeiten und Lenkwinkel Θ des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt.
Auf der Basis einer Zeitverzögerung zwischen der Erlangung des Signals vom Abstandssensor 5 zum Berechnen des Abstands zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug und der Erlangung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels Θ des vorausfahrenden Fahrzeugs mittels der Zwischenfahrzeugkommunikationen und der erlangten Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs wird eine Strecke, die das vorausfahrende Fahrzeug während der Zeitverzögerung zurückgelegt hat, geschätzt. Die Anfangsposition des vorausfahrenden Fahrzeugs wird durch Subtrahieren des geschätzten Abstands von einem Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmt, der auf der Basis des Signals vom Abstandssensor 5 erfasst wird.
Danach wird eine Fahrstrecke von der Anfangsposition des vorausfahrenden Fahrzeugs, dem das Eigenfahrzeug folgt (ebenso als verfolgtes vorausfahrendes Fahrzeug bezeichnet), sukzessive auf der Basis eines Übertragungszeitintervalls der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels Θ des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs mittels der Zwischenfahrzeugkommunikationen und der Fahrzeuggeschwindigkeit des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet und eine Fahrtrichtung wird auf der Basis des Lenkwinkels Θ des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet, was zu einer Sequenz von Fahrpunkten führt. Alternativ kann der Ursprung des 2D-Koordinatensystems an einem beliebigen anderen Punkt als der Eigenfahrzeugpositionen festgelegt werden.
Die Fahrzeugsteuer-ECU führt eine Straßenkonturbestimmungsverarbeitung zum Schätzen einer Kontur einer virtuellen Straße vor dem Eigenfahrzeug aus, die ihren Ursprung an der gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeugs hat, auf der Basis des Fahrwegs, der in der Fahrwegbestimmungsverarbeitung bestimmt wird.
Insbesondere wird die Kontur einer virtuellen Straße derart geschätzt, dass die Kontur einer virtuellen Straße entlang dem Fahrweg zentriert ist (als eine Mittellinie der Kontur einer virtuellen Straße), der in der Fahrwegbestimmungsverarbeitung bestimmt wird und eine vorbestimmte Breite aufweist, die eine Summe von rechten und linken halben Breiten um den Fahrweg herum ist, wobei jede einem Abstand von 1,75 m entspricht. Alternativ können die rechte und die linke Breite sich voneinander unterscheiden.
Ferner können alternativ äußere Grenzen der Straße, die lateral vom Fahrweg um einen vorbestimmten Abstand (beispielsweise 1,75 m) beabstandet sind, eine Kontur einer virtuellen Straße definieren.
Nachdem die Kontur einer virtuellen Straße bestimmt ist, wird eine ähnliche Verarbeitung, wie sie in der ersten Ausführungsform erläutert ist, ausgeführt. Die zweite Ausführungsform ist ähnlich zur ersten Ausführungsform, außer dass die Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis der Fahrzeuginformationen bestimmt wird, die mittels der Zwischenfahrzeugkommunikationen erlangt werden, was ähnliche Vorteile wie in der ersten Ausführungsform mit sich bringt.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis der Fahrzeuginformationen (einschließlich der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs) bestimmt, die vom vorausfahrenden Fahrzeug mittels der Zwischenfahrzeugkommunikationen erlangt werden. Alternativ kann beispielsweise die Fahrzeugsteuer-ECU 10 des Fahrunterstützungssystems 200 des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs den Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmen, um dadurch die Kontur einer virtuellen Straße zu bestimmen, und kann danach Fahrzeuginformationen einschließlich des bestimmten Fahrwegs und der Kontur einer virtuellen Straße senden. In einer derartigen Ausführungsform muss die Fahrzeugsteuer-ECU 10 des Eigenfahrzeugs den Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Kontur einer virtuellen Straße nicht bestimmen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels des verfolgten vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt. Alternativ können beispielsweise der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis eines Geschwindigkeitsverhältnisses äußerer und innerer Räder des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt werden.
Insbesondere kann angesichts der Tatsache, dass Winkelgeschwindigkeiten der äußeren und inneren Räder gleich zueinander sind, ein Krümmungsradius einer Kurve aus dem Geschwindigkeitsverhältnis äußerer und innerer Räder des vorausfahrenden Fahrzeugs unter Verwendung einer allgemein bekannten Formel berechnet werden, wobei der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Kontur einer virtuellen Straße bestimmt werden. Ferner können die Eingangs- und Ausgangspunkte der Kurve auf der Basis des Krümmungsradius der Kurve bestimmt werden. Da die äußeren und inneren Räder näher an der Straßenoberfläche als das Lenkrad sind, führt das Geschwindigkeitsverhältnis äußerer und innerer Räder des vorausfahrenden Fahrzeugs vorteilhafterweise zu einer genaueren Schätzung des Krümmungsradius der Kurve.
Ferner können alternativ der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis einer Gierrate des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt werden. Ferner können alternativ der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels des vorausfahrenden Fahrzeugs, des Geschwindigkeitsverhältnisses äußerer und innerer Räder des vorausfahrenden Fahrzeugs und der Gierrate des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt werden. In einer derartigen Ausführungsform kann beispielsweise der Fahrweg des vorausfahrenden Fahrzeugs (und somit die Kontur einer virtuellen Straße) bestimmt werden, indem die Fahrwege des vorausfahrenden Fahrzeugs, die jeweils auf der Basis der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels des vorausfahrenden Fahrzeugs, des Geschwindigkeitsverhältnisses äußerer und innerer Räder des vorausfahrenden Fahrzeugs und der Gierrate des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt werden, gemittelt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Elemente mit denselben Funktionen wie Elemente der ersten oder zweiten Ausführungsform, die vorstehend erläutert sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden der Einfachheit halber nicht erneut erläutert.
Wie in 35 dargestellt ist, beinhaltet ein Fahrunterstützungssystem 300 der dritten Ausführungsform den Radgeschwindigkeitssensor 1, den Lenkwinkelsensor 2, den Gierratensensor 3, die EPS_ECU 4, den Abstandssensor 5, die Fahrzeugstraßenseitenkommunikationseinrichtung 7, die Navigationseinrichtung 8 und die Fahrzeugsteuer-ECU 10.
Das Fahrunterstützungssystem 300 ist ähnlich dem Fahrunterstützungssystem 100 der ersten Ausführungsform, außer dass die Fahrzeugstraßenseitenkommunikationseinrichtung 7 für Fahrzeugstraßenseitenkommunikationen vorgesehen ist und die Fahrzeugsteuer-ECU 10 konfiguriert ist, eine Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis von Straßenkonturbestimmungsinformationen zum Bestimmen einer Straßenkontur zu bestimmen, die von einer Straßenseiteneinrichtung (nicht dargestellt) mittels der Fahrzeugstraßenseitenkommunikationen erlangt werden.
Die Fahrzeugstraßenseitenkommunikationseinrichtung 7 beinhaltet eine Sende- und Empfangsantenne zum Empfangen von Straßenkonturbestimmungsinformationen von der Straßenseiteneinrichtung. Die Straßenseiteneinrichtung 7 kann konfiguriert sein, um die Straßenkonturbestimmungsinformationen in einer Zone mit einem Radius von ungefähr Hunderten von Metern beispielsweise mittels drahtloser 700-MHz-Funkwellenkommunikationen zu senden. Alternativ kann die Fahrzeugstraßenseitenkommunikationseinrichtung 7 ein optisches Leuchtfeuer sein, das angepasst ist, um die Straßenkonturbestimmungsinformationen an ein Fahrzeug zu senden, das in einer spezifischen Spur fährt.
Die Straßenkonturbestimmungsinformationen können jegliche Informationen sein, die es der Fahrzeugsteuer-ECU 10 ermöglichen, eine Kontur einer virtuellen Straße eines befahrbaren Straßenbereichs zu bestimmen, die beispielsweise Straßenausrichtungsinformationen beinhalten können, die einen Ort einer Zielkreuzung beinhalten und eine Straßenausrichtungsstruktur um die Kreuzung herum angeben. Die Straßenausrichtungsinformationen können einen Ort (Längengrad und Breitengrad) der Zielkreuzung als ein Positionierungsergebnis von einem Satellitenpositionierungssystem, einen Abstand vom Ort der Zielkreuzung zu einem spezifischen Strukturänderungspunkt und Dimensionen von Straßenausrichtungen usw. angeben.
Alternativ können die Straßenkonturbestimmungsinformationen Fahrhistorieninformationen beinhalten, die eine Sammlung von Fahrhistorien mehrerer Fahrzeuge sind. Die Fahrhistorieninformationen können eine Historie einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Lenkwinkels jedes Fahrzeugs angeben.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 bestimmt eine Kontur einer virtuellen Straße eines befahrbaren Straßenbereichs auf der Basis der Straßenkonturbestimmungsinformationen, die mittels der Fahrzeugstraßenseitenkommunikationseinrichtung 7 erlangt werden. Nachdem die Kontur einer virtuellen Straße bestimmt ist, werden ähnliche Verarbeitungen wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann Erlangungsmittel für Bestimmungsinformationen über eine Kontur einer virtuellen Straße zuständig sein.
Die dritte Ausführungsform ist ähnlich der ersten Ausführungsform, außer dass die Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis der Straßenkonturbestimmungsinformationen bestimmt wird, die mittels Fahrzeugstraßenseitenkommunikationen erlangt werden, was ähnliche Vorteile wie in der ersten Ausführungsform mit sich bringt.
(Vierte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Elemente, die dieselben Funktionen wie Elemente von mindestens einer der ersten bis dritten Ausführungsformen aufweisen, die vorstehend erläutert sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden der Einfachheit halber nicht erneut beschrieben.
Das Fahrunterstützungssystem 400 der vierten Ausführungsform (vgl. 42) ist ähnlich dem Fahrunterstützungssystem 100 der ersten Ausführungsform, außer dass die Fahrzeugsteuer-ECU 10 eine Lenkwinkelkorrekturverarbeitung zusätzlich zur lenkwinkelsteuerungsbezogenen Verarbeitung ausführt.
Eine Fahrzeugsteuer-ECU 10 der vierten Ausführungsform ist konfiguriert, wenn das Eigenfahrzeug in einem geraden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße außerhalb einer Kurve fährt, eine laterale Abweichung oder Distanz (C_offset_real), um welche die laterale Mitte des Eigenfahrzeugs in der Breitenrichtung des geraden Straßensegments von der Mittellinie einer realen geraden Straße versetzt ist, zu berechnen (vgl. 36A). Die Mittellinie ist von den beiden Grenzen der realen geraden Straße gleich weit entfernt.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 erfasst Positionen von Straßengrenzen und Hindernissen bezüglich des Eigenfahrzeugs auf der Basis von Abstandsdaten der Straßengrenzen und Hindernisse, die vom Abstandssensor 5 erlangt werden, und bestimmt Positionen von Grenzen der realen Straßen als die erfassten Positionen (relativen Positionen) der Straßengrenzen und Hindernisse. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Bestimmungsmittel für die Grenze einer realen Straße zuständig sein.
Nachfolgend wird die Position des Eigenfahrzeugs auf dem geraden Straßensegment durch die laterale Abweichung (C_offset_real) lateral versetzt (oder verschoben), so dass sie auf der Mittellinie der realen geraden Straße liegt, wodurch die Position des Eigenfahrzeugs auf dem geraden Straßensegment korrigiert wird (vgl. 36B). Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Mittel für lateralen Versatz zuständig sein. Das Symbol „Y“ in 36A repräsentiert eine reale Straße, die durch linke und rechte Grenzen einer realen Straße begrenzt ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, obwohl die Kontur einer virtuellen Straße aus den Erfassungsergebnissen vom Abstandssensor 5 bestimmt wird, wird der Lateralversatz unter Verwendung der Grenzen der realen Straße ausgeführt, die aus den Erfassungsergebnissen vom Abstandssensor 5 bestimmt werden, was zur Kompensation für den Fehler führt, der während des Bestimmens der Kontur einer virtuellen Straße aufgetreten ist.
Wenn das Eigenfahrzeug in einem geraden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße außerhalb einer Kurve fährt, wird der Lenkwinkel Θ, der erforderlich ist, um das Eigenfahrzeug zurück zur Mittellinie zwischen den Grenzen des geraden Straßensegments zu bringen, aus Gleichung 6, Gleichung 7, Gleichung 8 und Gleichung 9 abgeleitet. Die Fahrzeugsteuer-ECU 10 kann somit für Lenkwinkelkorrekturmittel zuständig sein. $Θ = N \times θ_{c}$
Der Parameter N in Gleichung 6 ist ein Verhältnis (Konstante) des Lenkwinkels Θ zum Reifeneinschlagwinkel θ. θ_c in Gleichung 6, die durch Gleichung 7 definiert ist, ist ein Reifeneinschlagwinkel, der erforderlich ist, um das Eigenfahrzeug zurück zur Mittellinie zwischen den Grenzen des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße zu bringen. $θ_c = θ_1 + θ_2 θ_{c} = θ_{1} + θ_{2}$
θ_1 in Gleichung 7, die durch Gleichung 8 definiert ist, ist ein Reifeneinschlagwinkel, der erforderlich ist, um einen Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs und der Mittellinie des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße auf null festzulegen (vgl. 37). Die Mittellinie des geraden Straßensegments ist von beiden Grenzen des geraden Straßensegments gleich weit entfernt. θ_2 in Gleichung 7, die durch Gleichung 9 definiert ist, ist ein Reifeneinschlagwinkel, der erforderlich ist, um eine laterale Abweichung der lateralen Mitte des Eigenfahrzeugs von der Mittellinie des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße auf null festzulegen (vgl. 37). $θ_{1} = {sin}^{- 1} (\frac{L - C_{o f f s e t}}{l_{1}})$
$θ_{2} = {sin}^{- 1} (\frac{C_{o f f s e t}}{l_{2}})$
Der Parameter L in Gleichung 8 wie vorstehend beschrieben ist ein lateraler Abstand zwischen der Mittellinie der Breite des Eigenfahrzeugs und der Grenze der Kontur einer virtuellen Straße. Der Parameter C_offset in Gleichungen 8 und 9 ist ein Versatz der lateralen Mitte des Eigenfahrzeugs von der Mittellinie des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße (vgl. 37). Die Mittellinie des geraden Straßensegments ist von den beiden Grenzen der Kontur einer virtuellen Straße gleich weit entfernt. I_1 in Gleichung 8 ist ein Abstand zwischen der lateralen Mitte des Eigenfahrzeugs und einem Teil der Grenze des geraden Straßensegments, das sich vor dem Eigenfahrzeug befindet (vgl. 37). I_2 in Gleichung 9 ist ein Abstand, der durch ein Produkt der Eigenfahrzeuggeschwindigkeit und eine vorbestimmte Zeitperiode (T) definiert ist (vgl. 37).
Wenn beispielsweise in der Kurveneingangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass das Eigenfahrzeug noch nicht in eine Kurve eingefahren ist, oder in der Kurvenausgangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass das Eigenfahrzeug die Kurve bereits verlassen hat, kann bestimmt werden, dass das Eigenfahrzeug im geraden Straßensegment fährt oder sich darin befindet. Wenn darüber hinaus bestimmt wird, dass der Eingangspunkt, der in der Kurveneingangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, sich vor dem Eigenfahrzeug befindet, oder bestimmt wird, dass sich das Eigenfahrzeug vorwärtig zum Ausgangspunkt befindet, der in der Kurvenausgangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, kann bestimmt werden, dass das Eigenfahrzeug im geraden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße außerhalb der Kurve fährt oder sich darin befindet.
Mit dieser Konfiguration, wenn das Eigenfahrzeug in einem geraden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße außerhalb einer Kurve fährt, ermöglichen einfache Berechnungen, die gemäß Gleichung 6, Gleichung 7, Gleichung 8 und Gleichung 9 getätigt werden, dem Eigenfahrzeug, zurück zur Mittellinie zwischen den Grenzen des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße gebracht zu werden.
In der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Eigenfahrzeug in einem gekrümmten Straßensegment fährt, berechnet die Fahrzeugsteuer-ECU 10 eine laterale Abweichung oder Abstand (C_offset_real), um welche die laterale Mitte des Eigenfahrzeugs in der Breitenrichtung der realen Kurve von der Mittellinie zwischen den Grenzen der realen Kurve versetzt ist (vgl. 38A).
Anschließend wird die Position des Eigenfahrzeugs in einem geraden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße, die sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt, lateral um die laterale Abweichung (C_offset_real) versetzt, um auf der Mittellinie der realen Kurve zu liegen, wodurch die Position des Eigenfahrzeugs in dem gekrümmten Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße korrigiert wird (vgl. 38B). Y in 38A repräsentiert eine reale Kurve, die durch reale Linien begrenzt ist, die reale Straßengrenzen darstellen. Linien mit zwei langen Strichen gefolgt von zwei Punkten repräsentieren Grenzen des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße, die sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt.
In der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Eigenfahrzeug in einem gekrümmten Straßensegment fährt, berechnet die Fahrzeugsteuer-ECU 10 den Lenkwinkel Θ, der erforderlich ist, um das Eigenfahrzeug zurück zur Mittellinie des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße zu bringen, die sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt, unter Verwendung von Gleichung 6, Gleichung 7, Gleichung 8 und Gleichung 9.
Das gerade Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße, die sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt, ist auf folgende Weise vorgesehen. Kreuzungspunkte der Grenzen des gekrümmten Straßensegments (vgl. die gestrichelten Linien in 39) mit einer Linie, die durch das vordere Ende des Eigenfahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung verläuft, werden bestimmt. Nachfolgend werden tangentiale Linien, die durch die entsprechenden Kreuzungspunkte verlaufen, gezeichnet (vgl. die strichzweipunktierte Linie in 39). Ein Bereich zwischen den tangentialen Linien ist als das gerade Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße definiert.
Die tangentialen Linien hin zu den entsprechenden Grenzen des gekrümmten Straßensegments können Grenzen des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße sein, die sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt.
Beispielsweise kann angenommen werden, dass sich das Eigenfahrzeug in dem gekrümmten Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße während einer Zeitperiode zwischen der Zeitgebung, bei der in der vorstehenden Kurveneingangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass das Fahrzeug in das gekrümmte Straßensegment eingefahren ist, und der Zeitgebung, bei der in der Kurvenausgangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass das Fahrzeug das gekrümmte Straßensegment verlassen hat, befindet. Alternativ kann davon ausgegangen werden, dass sich das Eigenfahrzeug in dem gekrümmten Straßensegment befindet, wenn sich das Eigenfahrzeug vorwärtig zum Eingangspunkt, der in der Kurveneingangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird, und rückwärtig zum Kurvenausgangspunkt befindet, der in der Kurvenausgangsbestimmungsverarbeitung bestimmt wird.
Durch die einfachen Berechnungen von Gleichung 6, Gleichung 7, Gleichung 8 und Gleichung 9 wie vorstehend beschrieben ermöglicht die vorstehende Konfiguration, sogar, wenn sich das Eigenfahrzeug in dem gekrümmten Straßensegment befindet, dass das Eigenfahrzeug zurück zur Mittellinie des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße, die sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt, gebracht wird. Das Zurückbringen des Eigenfahrzeugs zurück zur Mittellinie des geraden Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße, die sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt, erlaubt es dem Eigenfahrzeug, zurück in Richtung der Mittellinie des gekrümmten Straßensegments der Kontur einer virtuellen Straße gebracht zu werden.
Die Kompensation für den Lenkwinkel Θ kann jedes Mal ausgeführt werden, wenn die Lenkwinkelsteuerung als ein Ergebnis der Lenkwinkeleignungsbestimmungsverarbeitung ausgeführt wird oder kann jede vorbestimmte Zeitperiode oder jede vorbestimmte Fahrstrecke ausgeführt werden.
Ist das Lenken kurz vor einem Schleudern aufgrund von Übersteuern (vgl. 40) oder Untersteuern (vgl. 41) auf einer Straßenoberfläche mit niedriger Reibung (µ) noch möglich, erlaubt es die vorstehende Konfiguration dem Eigenfahrzeug, zurück in Richtung der Mittellinie des gekrümmten Straßensegments und ferner zur Mittellinie der realen Straße gebracht zu werden.
In manchen Ausführungsformen kann die Konfiguration der vierten Ausführungsform mit mindestens einer der Konfigurationen der zweiten und der dritten Ausführungsform kombiniert werden.
Viele Modifikationen und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind für den Fachmann den die Erfindung betrifft, die die Vorteile der Lehre, die in den vorhergehenden Beschreibungen und den zugehörigen Zeichnungen präsentiert sind, naheliegend. Demnach ist es offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist, die offenbart sind, und dass Modifikationen und weitere Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Ansprüche beinhaltet sein sollen. Obwohl spezifische Ausdrücke verwendet werden, werden sie nur in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zur Beschränkung verwendet.

Claims

Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (10), die in einem Fahrzeug angebracht ist und aufweist: Grenzinformationserlangungsmittel zum sukzessiven Erlangen von Erfassungsergebnissen von einem Ortssensor (5, 10), der sukzessive eine Position einer Grenze eines befahrbaren Straßenbereichs erfasst, der sich vor dem Fahrzeug befindet; Mittel zum Erlangen einer gegenwärtigen Position zum sukzessiven Erlangen einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs; Bestimmungsmittel (S1) für eine Kontur einer virtuellen Straße zum Bestimmen einer Kontur einer virtuellen Straße, die eine Kontur eines befahrbaren Straßenbereichs ist, in dem das Fahrzeug fahren wird, auf der Basis der Erfassungsergebnisse vom Ortssensor (5), die durch das Grenzinformationserlangungsmittel erlangt werden; Rekonstruktionsmittel (S2) zum Rekonstruieren der Kontur einer virtuellen Straße, die durch die Bestimmungsmittel (S1) für eine Kontur einer virtuellen Straße bestimmt wird, als eine Sequenz von Straßensegmenten, die gerade Straßensegmente, rechtsgekrümmte Straßensegmente und/oder linksgekrümmte Straßensegmente beinhaltet; erste Mittel (S44) zum vorläufigen Festlegen, wenn ein gegenwärtiges Straßensegment, bei dem sich das Fahrzeug gegenwärtig befindet, ein rechts- oder linksgekrümmtes Straßensegment ist, eines nachfolgenden Straßensegments, bei dem sich das Fahrzeug nachfolgend auf das gegenwärtige Straßensegment befinden wird, auf ein gerades Straßensegment, bis das Fahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht, sogar wenn das nachfolgende Straßensegment tatsächlich ein links- oder rechtsgekrümmtes Straßensegment ist; Berechnungsmittel (S101) für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße zum Berechnen eines Abstands zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der ein Abstand von dem Fahrzeug zu einer Grenze der Kontur einer virtuellen Straße ist, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs und eines Teils der Kontur einer virtuellen Straße zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment; Berechnungsmittel (S302, S403, S602) für einen richtigen Abstand zum Berechnen eines richtigen Abstands vom Fahrzeug zur Grenze der Kontur einer virtuellen Straße, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis des Teils zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße; Lenkmittel (4) zum Steuern eines Lenkwinkels, so dass der Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der durch die Berechnungsmittel für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet wird, an den richtigen Abstand angepasst wird, der durch die Berechnungsmittel für einen richtigen Abstand berechnet wird.
Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (10), die in einem Fahrzeug angebracht und konfiguriert ist, Informationen mittels einer Kommunikationseinrichtung (6) zu erlangen, die Informationen mittels Zwischenfahrzeugkommunikationen sendet und empfängt, wobei die Vorrichtung aufweist: Erlangungsmittel für eine gegenwärtige Position zum sukzessiven Erlangen einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs; Erlangungsmittel für Informationen über ein vorausfahrendes Fahrzeug zum sukzessiven Erlangen von Informationen über ein vorausfahrendes Fahrzeug mittels der Kommunikationseinrichtung (6), wobei die Informationen über ein vorausfahrendes Fahrzeug Informationen sind, die sukzessive von einem vorausfahrenden Fahrzeug, das für Zwischenfahrzeugkommunikation geeignet ist, übertragen werden und verwendet werden, um eine Kontur einer virtuellen Straße, die eine Kontur eines befahrbaren Straßenbereichs ist, in dem das Fahrzeug fahren wird, als eine Funktion eines Fahrwegs des vorausfahrenden Fahrzeugs zu bestimmen; Bestimmungsmittel für eine Kontur einer virtuellen Straße zum Bestimmen der Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis der Informationen über ein vorausfahrendes Fahrzeug, die durch die Erlangungsmittel für Informationen über ein vorausfahrendes Fahrzeug erlangt werden; Rekonstruktionsmittel zum Rekonstruieren der Kontur einer virtuellen Straße, die durch die Bestimmungsmittel für eine Kontur einer virtuellen Straße bestimmt wird, als eine Sequenz von Straßensegmenten, die gerade Straßensegmente, rechtsgekrümmte Straßensegmente und linksgekrümmte Straßensegmente beinhaltet; erste Mittel zum vorläufigen Festlegen, wenn ein gegenwärtiges Straßensegment, bei dem sich das Fahrzeug gegenwärtig befindet, ein rechts- oder linksgekrümmtes Straßensegment ist, eines nachfolgenden Straßensegments, bei dem sich das Fahrzeug nachfolgend auf das gegenwärtige Straßensegment befinden wird, auf ein gerades Straßensegment, bis das Fahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht, sogar wenn das nachfolgende Straßensegment tatsächlich ein links- oder rechtsgekrümmtes Straßensegment ist; Berechnungsmittel für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße zum Berechnen eines Abstands zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der ein Abstand von dem Fahrzeug zu einer Grenze der Kontur einer virtuellen Straße ist, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs und eines Teils der Kontur einer virtuellen Straße vom gegenwärtigen Straßensegment zum nachfolgenden Straßensegment; Berechnungsmittel für einen richtigen Abstand zum Berechnen eines richtigen Abstands vom Fahrzeug zur Grenze der Kontur einer virtuellen Straße, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis des Teils zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße; Lenkmittel (4) zum Steuern eines Lenkwinkels, so dass der Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der durch die Berechnungsmittel für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet wird, auf den richtigen Abstand angepasst wird, der durch die Berechnungsmittel für einen richtigen Abstand berechnet wird.
Fahrzeugverhaltenssteuervorrichtung (10), die in einem Fahrzeug angebracht ist, zum sukzessiven Erlangen mittels einer Kommunikationseinrichtung (7) von Informationen, die von einer Straßenrandeinrichtung mittels Fahrzeug-Straßenrand-Kommunikationen übertragen werden, wobei die Vorrichtung aufweist: Erlangungsmittel für eine gegenwärtige Position zum sukzessiven Erlangen einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs; Erlangungsmittel für Bestimmungsinformationen über eine Kontur einer virtuellen Straße zum sukzessiven Erlangen von Bestimmungsinformationen über eine Kontur einer virtuellen Straße mittels der Kommunikationseinrichtung (7), wobei die Bestimmungsinformationen über eine Kontur einer virtuellen Straße Informationen sind, die von einer Straßenrandeinrichtung übertragen werden und verwendet werden, um eine Kontur einer virtuellen Straße zu bestimmen, die eine Kontur eines befahrbaren Straßenbereichs ist, in dem das Fahrzeug fahren wird; Bestimmungsmittel für eine Kontur einer virtuellen Straße zum Bestimmen der Kontur einer virtuellen Straße auf der Basis der Bestimmungsinformationen über eine Kontur einer virtuellen Straße, die durch die Erlangungsmittel für Bestimmungsinformationen über eine Kontur einer virtuellen Straße erlangt werden; Rekonstruktionsmittel zum Rekonstruieren der Kontur einer virtuellen Straße, die durch die Bestimmungsmittel für eine Kontur einer virtuellen Straße bestimmt wird, als eine Sequenz von Straßensegmenten, die gerade Straßensegmente, rechtsgekrümmte Straßensegmente und/oder linksgekrümmte Straßensegmente beinhaltet; erste Mittel zum vorläufigen Festlegen, wenn ein gegenwärtiges Straßensegment, bei dem sich das Fahrzeug gegenwärtig befindet, ein rechts- oder linksgekrümmtes Straßensegment ist, eines nachfolgenden Straßensegments, bei dem sich das Fahrzeug nachfolgend auf das gegenwärtige Straßensegment befinden wird, auf ein gerades Straßensegment, bis das Fahrzeug das nachfolgende Straßensegment erreicht, sogar wenn das nachfolgende Straßensegment tatsächlich ein links- oder rechtsgekrümmtes Straßensegment ist; Berechnungsmittel für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße zum Berechnen eines Abstands zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der ein Abstand von dem Fahrzeug zu einer Grenze der Kontur einer virtuellen Straße ist, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs und eines Teils zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße; Berechnungsmittel für einen richtigen Abstand zum Berechnen eines richtigen Abstands vom Fahrzeug zur Grenze der Kontur einer virtuellen Straße, die sich vor dem Fahrzeug befindet, auf der Basis des Teils zwischen dem gegenwärtigen Straßensegment und dem nachfolgenden Straßensegment der Kontur einer virtuellen Straße; Lenkmittel (4) zum Steuern eines Lenkwinkels, so dass der Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße, der durch die Berechnungsmittel für einen Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße berechnet wird, auf den richtigen Abstand angepasst wird, der durch die Berechnungsmittel für einen richtigen Abstand berechnet wird.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnet durch zweite Mittel (S6) für vorläufiges Festlegen, wenn das nachfolgende Straßensegment ein gerades Straßensegment ist, zum vorläufigen Festlegen des nachfolgenden Straßensegments auf ein erweitertes gerades Straßensegment, das das gerade Straßensegment und dessen gerade Straßenerweiterung beinhaltet, bis das Fahrzeug das gerade Straßensegment erreicht, das das nachfolgende Straßensegment darstellt.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner gekennzeichnet durch dritte Mittel (10, S7) für vorläufiges Festlegen, wenn das nachfolgende Straßensegment ein gekrümmtes Straßensegment ist, das ein rechtsgekrümmtes Straßensegment oder ein linksgekrümmtes Straßensegment ist, zum vorläufigen Festlegen des nachfolgenden Straßensegments auf ein erweitertes gekrümmtes Straßensegment, das das gekrümmte Straßensegment und dessen gekrümmte Straßenerweiterung beinhaltet, bis das Fahrzeug das gekrümmte Straßensegment erreicht, das das nachfolgende Straßensegment darstellt.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner gekennzeichnet durch Fahrweginformationserlangungsmittel zum Erlangen von Informationen über einen empfohlenen Weg, entlang dem das Fahrzeug fahren wird, von einer Navigationseinrichtung (8), die den empfohlenen Weg sucht, wobei die Bestimmungsmittel für eine Kontur einer virtuellen Straße die Kontur einer virtuellen Straße unter Verwendung der Informationen bestimmen, die durch die Fahrweginformationslangungsmittel als zusätzliche Informationen erlangt werden.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner gekennzeichnet durch Lenkinitiierungspunktbestimmungsmittel (S103) zum Bestimmen eines Lenkinitiierungspunkts als eine Funktion des Abstands zu einer Grenze einer virtuellen Straße, wenn das Fahrzeug sich gegenwärtig in einem geraden Straßensegment befindet, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, gefolgt durch das rechts- oder linksgekrümmte Straßensegment, das das nachfolgende Straßensegment darstellt; Bestimmungsmittel (S201) für einen kurveneingangsseitigen Startpunkt zum Bestimmen eines Punkts, der sich um einen vorbestimmten Abstand oder weiter weg vom Lenkinitiierungspunkt in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs befindet, als einen kurveneingangsseitigen Startpunkt, der ein Startpunkt einer virtuellen Kurve für einen Kurveneingangsübergangsbereich ist, wobei sich der Kurveneingangsübergangsbereich von dem Lenkinitiierungspunkt in dem geraden Straßensegment, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, zu einem vorbestimmten Punkt in dem gekrümmten Straßensegment, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, erstreckt und die virtuelle Kurve für den Kurveneingangsübergangsbereich hier als eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve bezeichnet wird; Festlegungsmittel (S202) für eine kurveneingangsseitige virtuelle Kurve zum Festlegen der kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve derart, dass der Fahrweg des Fahrzeugs eine Relaxationskurve zeichnet, wenn der Lenkwinkel durch die Lenkmittel gemäß dem richtigen Abstand gesteuert wird, der ein Abstand vom Fahrzeug zur kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve ist, die sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei die kurveneingangsseitige virtuelle Kurve den Kurveneingangsseitenstartpunkt, der durch die Kurveneingangsseitenstartpunktbestimmungsmittel (S201) bestimmt wird, und einen Kurveneingangsseitenendpunkt verbindet, der sich vor dem Fahrzeug am vorbestimmten Punkt befindet, wobei die Berechnungsmittel (S302, S403, S602) für einen richtigen Abstand, während das Fahrzeug in dem Kurveneingangsübergangsbereich fährt, einen Abstand vom Fahrzeug zur kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve, die sich vor dem Fahrzeug befindet, als den richtigen Abstand berechnen.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch Lenkinitiierungsindikatorberechnungsmittel (S102) zum Berechnen eines Lenkinitiierungsindikators KdB_e, der einen Status des Fahrzeugs angibt, das sich der Grenze einer virtuellen Straße nähert, die sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei der Indikator als eine Funktion einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgedrückt wird, das sich der Grenze einer virtuellen Straße nähert, die sich vor dem Fahrzeug befindet, sich der Indikator KdB_e mit steigender Näherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, das sich der Grenze einer virtuellen Straße nähert, die sich vor dem Fahrzeug befindet, erhöht und sich die Anstiegsrate des Lenkinitiierungsindikators KdB_e mit abnehmenden Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße schneller erhöht; Lenkinitiierungsbestimmungsmittel (S102) zum Bestimmen, ob oder nicht ein gegenwärtiger Wert KdB_e_p des Lenkinitiierungsindikators größer als ein Grenzwert KdB_e_str des Lenkinitiierungsindikators ist, der als eine Funktion eines Abstands vom Fahrzeug zur Grenze einer virtuellen Straße definiert ist, die sich vor dem Fahrzeug befindet; und Lenkinitiierungsmittel (S103) zum Initiieren des Lenkens des Fahrzeugs, wenn durch die Lenkinitiierungsbestimmungsmittel (10, S102) bestimmt wird, dass der gegenwärtige Wert KdB_e_p des Lenkinitiierungsindikators größer als der Grenzwert KdB_e_str des Lenkinitiierungsindikators ist, wobei die Lenkinitiierungspunktbestimmungsmittel (S103) die gegenwärtige Position des Fahrzeugs bestimmen, wenn durch die Lenkinitiierungsbestimmungsmittel (10, S102) bestimmt wird, dass der gegenwärtige Wert KdB_e_p des Lenkinitiierungsindikators größer als der Grenzwert KdB_e_str des Lenkinitiierungsindikators ist, der den Lenkinitiierungspunkt darstellt.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkinitiierungsindikator KdB_e unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet wird: ${KdB}_{e} = 10 \times {log}_{10} (| 4 \times 10^{7} \times \frac{V o}{{(D_{b o u n})}^{3}} |)$
wobei D_boun der Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße ist, und der Grenzwert KdB_e_str für den Lenkinitiierungsindikator unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet wird: ${KdB}_{e_{str}} = b {log}_{10} (D_{b o u n}) + c + Δ c$
wobei die Parameter b, c Konstanten sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner gekennzeichnet durch Kurvenausgangsbestimmungsmittel zum Bestimmen eines Ausgangspunkts eines gekrümmten Straßensegments, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, auf der Grundlage einer Kontur des gekrümmten Straßensegments; Bestimmungsmittel für einen Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs derart, dass ein Kreuzungspunkt einer Grenze einer virtuellen Straße eines rechts- oder linksgekrümmten Straßensegments, das das gegenwärtige Straßensegment darstellt, und einer Grenze einer virtuellen Straße eines geraden Straßensegments, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, sich als ein Initiierungspunkt für entgegengesetztes Lenken vor dem Fahrzeug befindet; Kurvenausgangsseitenstartpunktbestimmungsmittel (S501) zum Bestimmen des Kreuzungspunkts als einen Kurvenausgangsseitenstartpunkt; Lenkterminierungspunktbestimmungsmittel zum Bestimmen des Ausgangspunkts, der durch die Kurvenausgangsbestimmungsmittel bestimmt wird, als einen Lenkterminierungspunkt; Kurvenausgangsseitenendpunktbestimmungsmittel (S502) zum Bestimmen eines Punkts, der vom Ausgangspunkt, der durch die Kurvenausgangsseitenbestimmungsmittel bestimmt wird, um einen Abstand entfernt ist, der eine Funktion einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt, und sich entlang der Mittellinie der Breite eines geraden Straßensegments befindet, das sich vom Ausgangspunkt vorwärts gerichtet befindet, als einen Kurvenausgangsseitenendpunkt; Festlegungsmittel (S503) für eine kurvenausgangsseitige virtuelle Kurve zum Festlegen einer kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve derart, dass der Fahrweg des Fahrzeugs eine Relaxationskurve zeichnet, wenn der Lenkwinkel durch die Lenkmittel gemäß dem richtigen Abstand gesteuert wird, der ein Abstand vom Fahrzeug zur kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve ist, die sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei die kurvenausgangsseitige virtuelle Kurve den Kurvenausgangsseitenstartpunkt, der durch die Kurvenausgangsseitenstartpunktbestimmungsmittel (S501) bestimmt wird, und den Kurvenausgangsseitenendpunkt verbindet, der durch die Kurvenausgangsseitenendpunktbestimmungsmittel (S502) bestimmt wird, wobei die Berechnungsmittel (S602) für einen richtigen Abstand, während das Fahrzeug in dem Kurvenausgangsübergangsbereich fährt, einen Abstand vom Fahrzeug zur kurvenausgangsseitigen virtuellen Kurve, die sich vor dem Fahrzeug befindet, als den richtigen Abstand berechnen.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner gekennzeichnet durch: Reifeneinschlagwinkelberechnungsmittel (S402) zum Berechnen eines Reifeneinschlagwinkels θ, der erforderlich ist, um den Abstand zu einer Grenze einer virtuellen Straße an den richtigen Abstand anzupassen; und Lenkwinkelberechnungsmittel (S403) zum Berechnen eines Lenkwinkels Θ als eine Funktion des Reifeneinschlagwinkels, wobei die Lenkmittel den Lenkwinkel derart steuern, dass er an den Lenkwinkel angepasst wird, der durch die Lenkwinkelberechnungsmittel (S403) berechnet wird.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifeneinschlagwinkelberechnungsmittel (S402) einen äußeren Krümmungsradius Ra einer Kurve, entlang der das Fahrzeug fährt, unter Verwendung des richtigen Abstands, der durch die Berechnungsmittel (S302, S403, S602) für einen richtigen Abstand berechnet wird, und der folgenden Gleichung berechnet: $R a = \frac{D c^{2} + L^{2}}{2 \times L}$
wobei Dc der richtige Abstand ist und L ein lateraler Abstand von der Breitenmittellinie des Fahrzeugs ist, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung zur Grenze einer virtuellen Straße erstreckt, und danach einen Reifeneinschlagwinkel θ unter Verwendung des geschätzten äußeren Krümmungsradius Ra und der folgenden Gleichung berechnet: $θ = \frac{180 \times W B}{π \times (R a - L)} [d e g]$
wobei WB ein Fahrzeugachsabstand ist, und die Lenkwinkelberechnungsmittel einen Solllenkwinkel Θ unter Verwendung des Reifeneinschlagwinkels θ und der folgenden Gleichung berechnen: $Θ = N \times θ$
wobei N ein Verhältnis des Lenkwinkels Θ zum Reifeneinschlagwinkel θ ist.
Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner gekennzeichnet durch Bestimmungsmittel für eine Grenze einer realen Straße zum Bestimmen von Positionen von Grenzen einer realen Straße auf der Basis der Erfassungsergebnisse vom Ortssensor (5); Mittel für lateralen Versatz zum, wenn das Fahrzeug sich in einem geraden Straßensegment befindet, Versetzen des Fahrzeugs in Richtung der Mittellinie der entsprechenden realen geraden Straße um eine laterale Abweichung (C_offset_real), so dass die laterale Mitte des Fahrzeugs auf der Mittellinie der entsprechenden realen geraden Straße liegt, die durch die Grenzen eingegrenzt ist, die durch die Bestimmungsmittel für eine Grenze einer realen Straße erfasst werden, und, wenn das Fahrzeug sich in einem rechts- oder linksgekrümmten Straßensegment befindet, Versetzen des Fahrzeugs um eine laterale Abweichung (C_offset_real), so dass die laterale Mitte des Fahrzeugs auf der Mittellinie der entsprechenden realen Kurve liegt, die durch die Grenzen eingegrenzt ist, die durch die Bestimmungsmittel (10) für eine Grenze einer realen Kurve erfasst werden; Lenkwinkelkorrekturmittel (10) zum Berechnen eines Lenkwinkels Θ, der erforderlich ist, um das Fahrzeug zurück zur Mittellinie des geraden Straßensegments zu bringen, auf der Basis des geraden Straßensegments, wenn das Fahrzeug sich in dem geraden Straßensegment befindet, oder eines geraden Straßensegments, das sich in der tangentialen Richtung zu den Grenzen des gekrümmten Straßensegments erstreckt, wenn das Fahrzeug sich in dem gekrümmten Straßensegment befindet, wobei der Lenkwinkel Θ aus den folgenden Gleichungen abgeleitet wird: $Θ = N \times θ_{c}$
wobei N ein Verhältnis des Lenkwinkels Θ zum Reifeneinschlagwinkel θ ist und θ_c der Reifeneinschlagwinkel ist, der erforderlich ist, um das Fahrzeug zurück zur Mittellinie des geraden Straßensegments zu bringen, $θ_{c} = θ_{1} + θ_{2}$
wobei θ_1 ein Reifeneinschlagwinkel ist, der erforderlich ist, um einen Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Mittellinie des geraden Straßensegments auf null festzulegen, und θ_2 ein Reifeneinschlagwinkel ist, der erforderlich ist, um eine laterale Abweichung der lateralen Mitte des Fahrzeugs von der Mittellinie des geraden Straßensegments auf null festzulegen, $θ_{1} = {sin}^{- 1} (\frac{L - C_{o f f s e t}}{l_{1}})$
und $θ_{2} = {sin}^{- 1} (\frac{C_{o f f s e t}}{l_{2}})$
wobei L ein lateraler Abstand zwischen der Breitenmittellinie des Fahrzeugs und der Grenze der Kontur einer virtuellen Straße ist, C_offset ein Versatz der lateralen Mitte des Fahrzeugs von der Mittellinie des geraden Straßensegments ist, I_1 ein Abstand zwischen der lateralen Mitte des Fahrzeugs und einem Teil der Grenze des geraden Straßensegments ist, das sich vor dem Fahrzeug befindet, und I_2 ein Abstand ist, der durch ein Produkt einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer vorbestimmten Zeitperiode (T) definiert ist.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Relaxationskurve eine Klothoide ist.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kreuzungspunkt der kurveneingangsseitigen virtuellen Kurve und einer äußeren Grenze des gekrümmten Straßensegments, das das nachfolgende Straßensegment darstellt, als der Kurveneingangsseitenendpunkt bestimmt wird.