DE102016103210B4

DE102016103210B4 - Fahrtsteuervorrichtung für Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016103210B4
Application number: DE102016103210.7A
Authority: DE
Inventors: Hajime Oyama
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2036-02-25
Also published as: CN105936294B; US20160259335A1; JP2016162299A; US10310503B2; JP6082415B2; CN105936294A; DE102016103210A1

Abstract

Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Fahrtsteuervorrichtung aufweist:eine vorwärtige Umgebungserkennungseinheit, die vorwärtige Umgebungsinformation durch Erkennung einer vorwärtigen Umgebung des Fahrzeugs erhält;einen Vorwärtige-Umgebungsinformations-Zuverlässigkeitsrechner, der eine Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation in einer vorbestimmten Weise berechnet;eine Karteninformationspeichereinheit, die Karteninformation in Bezug auf einen Fahrbereich des Fahrzeugs auf der Basis von eine Position des Fahrzeugs angebender Positionsinformation speichert;eine Karteninformationaktualisierungseinheit, die die Karteninformation aktualisiert, während eine Zuverlässigkeit der Karteninformation in einer vorbestimmten Weise berechnet wird;einen Steuerinformationselektor, der die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation mit Aktualisierungsinformation in Bezug auf die Karteninformation vergleicht und eine der vorwärtigen Umgebungsinformation und der Karteninformation als während automatischer Fahrtsteuerung zu verwendende Information auswählt, undeine Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit, die die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der vom Steuerinformationselektor gewählten Information ausführt,wobei in einem Fall, wo die Zuverlässigkeit der Karteninformation nicht kleiner als der voreingestellte Wert ist und daher als hoch bestimmt werden kann, und die Aktualisierungszeit der Karteninformation älter als die voreingestellte Zeit ist, die Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der Karteninformation nach Modifizierung der voreingestellten Steuerverstärkung auf eine geringere Steuerverstärkung als die voreingestellte Steuerverstärkung bei einer voreingestellten Geschwindigkeit ausführt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-041602 , eingereicht am 3. März 2015, deren gesamte Inhalte hierdurch unter Bezugnahme aufgenommen werden.
HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine automatische Fahrtechnik verwendet.
2. Verwandte Technik
In letzter Zeit sind verschiedene Vorrichtungen, welche automatische Fahrtechniken verwenden, entwickelt und zur Verwendung in Fahrzeugen vorgeschlagen worden mit dem Ziel, einem Fahrer zu erlauben, das Fahrzeug mit erhöhtem Komfort und sicherer zu fahren. Zum Beispiel offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsschrift JP 2011 - 189 803 A eine Technik, die in einer Fahrzeugsteuervorrichtung angewendet wird, welche ein Steuerungsbetrag eines Teils einer Mehrzahl von Aktuatoren, wie etwa einem Motor, einem Automatikgetriebe, einer elektrischen Servolenkvorrichtung, einem Lenksystem mit variablem Übersetzungsverhältnis und einer Bremsöldrucksteuervorrichtung, gemäß einer Zuverlässigkeit von Information, die von einer Kamera, einem Radar, einem Navigationssystem usw. detektiert wird, begrenzt. Insbesondere wird eine seitliche Richtung eines mit der Fahrzeugsteuervorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs von der Kamera erkannt, wird ein in der seitlichen Richtung befahrbarer Bereich gemäß der Zuverlässigkeit der Kamera gesetzt, wird ein Hindernis in Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs von dem Radar detektiert, wird ein in der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs befahrbarer Bereich gemäß der Zuverlässigkeit des Radars gesetzt und werden, als Reaktion auf Information von dem Navigationssystem, in den Vorne-Hinten- und Links-Rechts-Richtungen befahrbare Bereiche gemäß der Zuverlässigkeit des Navigationssystems gesetzt (eines Zustands eines Satelliten eines weltweiten Ortungssystem (GPS)-Satelliten). Die in der Vorne-Hinten-Richtung und der Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs befahrbaren Bereiche werden dann mit den befahrbaren Bereichen verglichen, welche gemäß der Zuverlässigkeit des Navigationssystems gesetzt sind, und die befahrbaren Bereiche, die kleinere Werte haben, werden als die in den jeweiligen Richtungen befahrbaren Bereiche bestätigt. Indem auf diese Weise die befahrbaren Bereiche bestätigt werden, kann die Fahrtsteuerung, die in der seitlichen Richtung durch die elektrische Servolenkvorrichtung und das Lenksystem mit variablem Übersetzungsverhältnis ausgeführt wird, in einem Fall begrenzt werden, wo die Zuverlässigkeit der von der Kamera erfassten detektierten Information niedrig ist, und kann ein Steuerungsbetrag, der von der Bremsöldrucksteuervorrichtung angelegt wird, in einem Fall begrenzt werden, wo die Zuverlässigkeit der vom Radar detektierten Information niedrig ist.
Übrigens werden in dem Fall der Fahrzeugsteuervorrichtung, die in der JP 2011 - 189 803 A wie oben beschrieben, offenbart ist, der in Vorne-Hinten-Richtung befahrbare Bereich, der gemäß der Zuverlässigkeit des Radar gesetzt ist, und der in Links-Rechts-Richtung befahrbare Bereich, der gemäß der Zuverlässigkeit der Kamera gesetzt ist, mit den befahrbaren Bereichen verglichen, die gemäß der Zuverlässigkeit des Navigationssystems gesetzt sind, und die befahrbaren Bereiche, die die kleineren Werte haben, werden als die in den jeweiligen Richtungen befahrbaren Bereiche bestätigt. Wenn zum Beispiel die Zuverlässigkeit der Kamera (und von der Kamera erhaltene Bildinformation) niedrig ist, so dass die Größe des in der Links-Rechts-Richtung befahrbaren Bereichs, der gemäß der Zuverlässigkeit der Kamera gesetzt ist, abnimmt, wird auch der letztendliche in der Links-Rechts-Richtung befahrbare Bereich auf klein gesetzt, mit dem Ergebnis, dass die Fahrzeugsteuerung in der seitlichen Richtung nicht durchgeführt wird, obwohl die vom Navigationssystem gelieferte Karteninformation eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Praktisch ausgedrückt wird daher die automatische Fahrtsteuerung schwierig. Daher könnte die automatische Fahrt des Fahrzeugs unter Verwendung der Karteninformation fortgesetzt werden, aber in Abhängigkeit von der gelieferten Karteninformation könnte es unmöglich sein, eine präzise, stabile, automatische Fahrt kontinuierlich zu implementieren, ohne die Form der automatischen Fahrt geeignet zu verändern. Darüber hinaus muss es möglich sein, die Steuerung als Reaktion auf die Lenkeingabe vom Fahrer geeignet zu verschieben, ohne den Lenkabsichten des Fahrers entgegen zu stehen.
Aus der DE 101 64 193 A1 ist eine Fahrzeugscheinwerfereinrichtung bekannt, bei der eine Lichtverteilungssteuerung des Scheinwerfers entsprechend der verlässlicheren von zwei Arten von Informationen erfolgt, wobei die Informationen Karteninformationen und solche Informationen umfassen, die von einer Umgebungszustandsfeststellvorrichtung stammen.
Die DE 10 2007 003 147 A1 offenbart ein Fahrassistenzsystem, bei dem eine Kartengenauigkeit berechnet wird auf der Grundlage von Positionierungsgenauigkeitsinformationen und einer zeitlichen Änderung von Kartendaten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist wünschenswert, eine Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, mit der, durch Vergleichen einer Zuverlässigkeit einer vorwärtigen Umgebungsinformation mit Aktualisierungsinformation in Bezug auf Karteninformation und geeignetes Auswählen der Information, die bei der automatischen Fahrtsteuerung verwendet werden soll, eine präzise, stabile, automatische Fahrtsteuerung implementiert werden kann.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug vor, wobei die Fahrtsteuervorrichtung enthält: eine vorwärtige Umgebungserkennungseinheit, die vorwärtige Umgebungsinformation durch Erkennung einer vorwärtigen Umgebung des Fahrzeugs erhält; einen Vorwärtige-Umgebungsinformations-Zuverlässigkeitsrechner, der eine Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation in einer vorbestimmten Weise berechnet; eine Karteninformationspeichereinheit, die Karteninformation in Bezug auf einen Fahrbereich des Fahrzeugs auf der Basis von eine Position des Fahrzeugs angebender Positionsinformation speichert; eine Karteninformationaktualisierungseinheit, die die Karteninformation aktualisiert, während eine Zuverlässigkeit der Karteninformation in einer vorbestimmten Weise berechnet wird; einen Steuerinformationselektor, der die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation mit Aktualisierungsinformation in Bezug auf die Karteninformation vergleicht und eine der vorwärtigen Umgebungsinformation und der Karteninformation als während automatischer Fahrtsteuerung zu verwendende Information auswählt, und eine Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit, die die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der vom Steuerinformationselektor gewählten Information ausführt, wobei in einem Fall, wo die Zuverlässigkeit der Karteninformation nicht kleiner als der voreingestellte Wert ist und daher als hoch bestimmt werden kann, und die Aktualisierungszeit der Karteninformation älter als die voreingestellte Zeit ist, die Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der Karteninformation nach Modifizierung der voreingestellten Steuerverstärkung auf eine geringere Steuerverstärkung als die voreingestellte Steuerverstärkung bei einer voreingestellten Geschwindigkeit ausführt.
Figurenliste

1 ist eine Darstellungsansicht, welche eine Konfiguration eines Lenksystems des Fahrzeugs gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Lenksteuerungseinrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Automatischefahrtsteuerung-Programm gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Automatischefahrtsteuerung-Wählprogramm gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein erstes Automatischefahrtsteuerung-Programm gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein zweites Automatischefahrtsteuerung-Programm gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 ist eine Darstellungsansicht, die eine Automatischefahrtsteuerung-Verstärkung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ist eine Darstellungsansicht, die ein Beispiel einer Lenkdrehmoment-Elektromotorbasisstromwert-Charakteristik eines elektrischen Servolenkmotors gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist eine Darstellungsansicht, die eine vorwärtskoppelnde Steuerung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist eine Darstellungsansicht, die eine Seitenpositions-Rückkopplungs-Steuerung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 ist eine Darstellungsansicht, die eine Gierwinkel-Rückkopplungssteuerung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
12 ist eine Darstellungsansicht, die eine seitliche Abweichung darstellt, die beim Befahren einer Kurve erzeugt wird, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
13 ist eine Darstellungsansicht, die eine seitliche Abweichung darstellt, die beim Befahren einer geraden Straße erzeugt wird, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Zeichnungen beschrieben.
In 1 bezeichnet eine Bezugszahl 1 eine elektrische Servolenkvorrichtung, die in der Lage ist, unabhängig von einer Fahrereingabe einen Lenkwinkel frei einzustellen. In der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 ist eine Lenkwelle 2 an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Fahrzeugkarosserierahmen über eine Lenksäule 3 frei drehbar gelagert, so dass sich ihr eines Ende zur Fahrersitzseite erstreckt und sich ihr anderes Ende zur Motorraumseite erstreckt. Ein Lenkrad 4 ist am fahrersitzseitigen Ende der Lenkwelle 2 befestigt, und eine Ritzelwelle 5 ist mit dem Ende der Lenkwelle 2 verbunden, das sich zur Motorraumseite erstreckt.
Ein Lenkgetriebegehäuse 6, das sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, ist in dem Motorraum angeordnet, und eine Zahnstange 7 ist in das Lenkgetriebegehäuse 6 eingesetzt und darin frei hin und her bewegbar gelagert. Ein an der Ritzelwelle 5 ausgebildetes Ritzel kämmt mit einer an der Zahnstange 7 ausgebildeten Verzahnung (nicht dargestellt), und im Ergebnis wird ein Zahnstangen- und Ritzel-Lenkgetriebemechanismus gebildet.
Ferner stehen linke und rechte Enden der Zahnstange 7 von den jeweiligen Enden des Lenkgetriebegehäuses 6 vor, und vordere Achsschenkel 9 sind mit den jeweiligen Enden über eine Spurstange 8 verbunden. Die vorderen Achsschenkel 9 tragen frei drehbar linke und rechte Räder 10L, 10R, die als gelenkte Räder dienen, und sind an dem Fahrzeugkarosserierahmen lenkbar gelagert. Wenn daher das Lenkrad 4 so betätigt wird, dass sich die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 5 drehen, bewegt sich die Zahnstange 7 als Reaktion auf die Drehung der Ritzelwelle 5 in einer Links-Rechts-Richtung, und als Reaktion auf diese Bewegung drehen sich die vorderen Achsschenkel 9 um Achsschenkelbolzen (nicht dargestellt), so dass die linken und rechten Räder 10L, 10R in der Links-Rechts-Richtung gelenkt werden.
Ferner ist ein elektrischer Servolenkmotor (ein Elektromotor) 12 mit der Ritzelwelle 5 über einen Hilfsgetriebemechanismus 11 verbunden, und der Elektromotor 12 legt ein Lenkdrehmoment an, um das an das Lenkrad 4 angelegte Lenkdrehmoment zu unterstützen und sicherzustellen, dass ein gesetzter Soll-Lenkwinkel erhalten wird. Der Elektromotor 12 wird von einem Motortreiber 21 angetrieben, indem ein elektrischer Servolenkmotor-Stromwert Icmd von einer später beschriebenen Lenksteuereinrichtung 20 an den Motortreiber 21, als Steuerausgangswert, ausgegeben wird.
Eine vorwärtige Umgebungserkennungsvorrichtung 31, die vorwärtige Umgebungsinformation durch Erkennung einer vorwärtigen Umgebung des Fahrzeugs erhält, ein Navigationssystem 32, das Positionsinformation (geografische Breite und Länge, Bewegungsrichtung usw.) des Fahrzeugs detektiert, die Fahrzeugposition auf Karteninformation anzeigt und eine Routenführung zu einem Ziel liefert; ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit V detektiert; ein Lenkwinkelsensor 34, der einen Lenkwinkel (einen Ist-Lenkwinkel) θp detektiert; ein Lenkdrehmomentsensor 35, der ein Lenkdrehmoment Td detektiert, sowie ein Gierratensensor 36, der eine Gierrate (dθ/dt) des Fahrzeugs detektiert, sind mit der Lenksteuereinrichtung 20 verbunden.
Die vorwärtige Umgebungserkennungsvorrichtung 31 ist aus einem Satz von CCD-Kameras aufgebaut, die in festen Abständen an einer Vorderseite zum Beispiel einer Fahrzeugkabinendecke angebracht sind, um Stereobilder von Subjekten an der Außenseite des Fahrzeugs aus unterschiedlichen Blickpunkten aufzunehmen, sowie einem Stereobildprozessor, der Bilddaten bearbeitet, die von den CCD-Kameras erhalten werden.
Der Prozess, der durch den Stereobildprozessor der vorwärtigen Umgebungserkennungsvorrichtung 31 an den Bilddaten von den CCD-Kameras vorgenommen wird, ist zum Beispiel wie folgt. Zuerst wird ein Abstandsbild erzeugt, indem Abstandsinformation in Bezug auf einen Satz von Stereobildern, die von den CCD-Kameras in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs aufgenommen werden, von Abweichungsbeträgen der entsprechenden Positionen bestimmt wird.
Um Daten zu erkennen, welche eine Fahrspurtrennlinie wie etwa eine weiße Linie anzeigen, wird eine Helligkeitsveränderung in Breitenrichtung einer Straße auf der Basis der Kenntnis ausgewertet, dass eine weiße Linie eine höhere Helligkeit als eine Straßenoberfläche aufzeigt, woraufhin eine Links-Rechts-Position der weißen Linie auf einer Bildebene auf der Bildebene spezifiziert wird. Eine aktuelle räumliche Position (x, y, z) der weißen Linie wird unter Verwendung einer herkömmlichen Koordinatenumwandlungsformel auf der Basis einer Position (i, j) auf der Bildebene mit einer in Bezug auf die Position errechneten Parallaxe berechnet, oder mit anderen Worten, auf der Basis der Abstandsinformation. In dieser Ausführung wird, wie in 10 dargestellt, zum Beispiel ein Koordinatensystem eines tatsächlichen Raums, der unter Verwendung der Position des Fahrzeugs als Referenz gesetzt ist, so gesetzt, dass die Straßenoberfläche direkt unterhalb der Mitte der Stereokamera als Ursprung dient, die Fahrzeugbreitenrichtung als x-Achse dient, eine Fahrzeughöhenrichtung als y-Achse dient und eine Fahrzeuglängsrichtung (Abstandsrichtung) als z-Achse dient. Wenn hierbei die Straße flach ist, fluchtet eine x-z Ebene (y = 0) mit der Straßenoberfläche. Ein Straßenmodell wird ausgedrückt, indem eine Fahrspur des Fahrzeugs auf der Straße in eine Mehrzahl von Abschnitten in der Abstandsrichtung unterteilt wird, linke und rechte weiße Linien in jedem Abschnitt in einer vorbestimmten Weise angenähert werden, und die angenäherten weißen Linien verbunden werden. Merke, dass in dieser Ausführung ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Form der Fahrstraße auf der Basis von Bildern von dem Satz der CCD-Kameras erkannt wird, wobei aber die Form der Fahrstraße stattdessen auch auf der Basis von Bildinformation von einer monokularen Kamera oder einer Farbkamera bestimmt werden kann. In einer Ausführung kann die vorwärtige Umgebungserkennungsvorrichtung 31 als „vorwärtige Umgebungserkennungseinheit“ vorgesehen werden.
Das Navigationssystem 32 ist ein herkömmliches System, das zum Beispiel Positionsinformation (geografische Breite und Länge) erhält, welche die Position des Fahrzeugs durch Empfang von Funkwellen von einem GPS-Satelliten angibt, die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 erhält, und die Bewegungsrichtungsinformation von einem geomagnetischen Sensor, einem Gyrosensor oder dergleichen erhält. Das Navigationssystem 32 ist zum Beispiel so konfiguriert, dass es eine Navigations-ECU erhält, die Routeninformation erzeugt, die zum Realisieren einer Navigationsfunktion verwendet wird, eine Kartendatenbank, die Karteninformation speichert (zugelieferte Daten und durch die Lenksteuereinrichtung 20 aktualisierte Daten) sowie eine Anzeige wie etwa eine Flüssigkristallanzeige, (von denen in den Zeichnungen keine dargestellt sind).
Die Navigations-ECU zeigt Routeninformation zu einem vom Benutzer spezifizierten Ziel an, so dass sie auf ein Kartenbild aufgelagert wird, das auf der Anzeige angezeigt wird, und zeigt die gegenwärtige Position des Fahrzeugs so an, dass sie auf das auf der Anzeige dargestellte Kartenbild aufgelagert ist, auf der Basis von Information, welche die detektierte Position, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung usw. des Fahrzeugs angibt. Ferner speichert die Kartendatenbank Information, die zur Bildung einer Straßenkarte erforderlich ist, wie etwa Knotendaten und Einrichtungsbeziehungsweise Gebäudedaten. Die Knotendaten beziehen sich auf Positionen und Straßenformen, welche das Kartenbild darstellen, und enthalten zum Beispiel Daten, welche Koordinaten (geografische Breite und Länge) eines Punkts (eines Knotenpunkts Pn) auf einer Straße angeben, wie etwa einen Verzweigungspunkt (eine Kreuzung) der Straße, eine Richtung und eine Klassifizierung (Information, welche zum Beispiel eine Schnellstraße, eine Fernstraße oder eine städtische Straße angibt) der Straße, welche den Knotenpunkt Pn enthält, sowie einen Straßentyp (gerader Abschnitt, Bogenabschnitt (bogenförmige Kurve), oder ein Clothoid-Kurvenabschnitt (eine leichte Kurve)), und eine Kurvenkrümmung κ (oder einen Kurvenradius) am Knotenpunkt Pn. Daher wird, wie in den 12 oder 13 dargestellt, die Fahrstraße des Fahrzeugs aus der Karteninformation spezifiziert, in der die gegenwärtige Position des Fahrzeugs aufgelagert ist, und wird Fahrstraßeninformation wie etwa die Kurvenkrümmung κ (oder der Kurvenradius) der Straße und die Richtung der Straße aus Information erhalten, welche einen Knotenpunkt Pn(k) angibt, der einer Position Po(k) des Fahrzeugs am nächsten ist, unter Verwendung der Fahrstraße des Fahrzeugs als Ziel-Fortbewegungsstraße. Ferner enthalten die Einrichtungsbeziehungsweise Gebäudedaten Daten in Bezug auf Einrichtungen, die sich in der Nähe der jeweiligen Knotenpunkt Pn befinden, und in Zuordnung zu den Knotendaten abgespeichert sind (oder Linkdaten, welche Links angeben, auf denen die Knoten vorhanden sind). In einer Ausführung kann das Navigationssystem 32 als „Karteninformationspeichereinheit“ vorgesehen werden.
Auf der Basis der oben beschriebenen jeweiligen Eingangssignale implementiert die Lenksteuereinrichtung 20 ein Flussdiagramm, das in 3 dargestellt ist. Zuerst berechnet in Schritt (nachfolgend als „S“ abgekürzt) 101 die Lenksteuereinrichtung 20 einen Basismotorstrom Ipsb gemäß der Fahrereingabe, berechnet eine Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation in einer vorbestimmten Weise, und berechnet eine Zuverlässigkeit der Karteninformation in einer vorbestimmter Weise, während die Karteninformation aktualisiert wird. In S102 vergleicht die Lenksteuereinrichtung 20 die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation mit Aktualisierungsinformation in Bezug auf die Karteninformation, und wählt eine der vorwärtigen Umgebungsinformation und der Karteninformation als jene Information aus, die während der automatischen Fahrtsteuerung (Automatischefahrtsteuerung) verwendet werden soll. In S103 berechnet die Lenksteuereinrichtung 20 einen Automatischefahrt-Steuerstrom la gemäß der gewählten automatischen Fahrtsteuerung, und in S104 berechnet die Lenksteuereinrichtung 20 den Elektroservolenkmotorstromwert Icmd, und gibt den berechneten Elektroservolenkmotorstromwert Icmd an den Motortreiber 21 aus.
Zu diesem Zweck ist die Lenksteuereinrichtung 20 hauptsächlich aufgebaut aus einem Vorwärtige-Umgebungsinformation-Zuverlässigkeits-Rechner 20a, einer Kartendatenaktualisierungseinheit 20b, einem Steuerungsselektor 20c, einer Basismotorstromsetzeinheit 20d, einer ersten Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20e, einer zweiten Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f sowie einem Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwertrechner 20g.
Die vorwärtige Umgebungsinformation basierend auf der Bildinformation wird von der vorwärtigen Umgebungserkennungsvorrichtung 31 in den Vorwärtigen-Umgebungsinformation-Zuverlässigkeits-Rechner 20a eingegeben. Dann berechnet, wie in der japanischen ungeprüften Patentanmeldeschrift, 2011-73529 offenbart, der Vorwärtige-Umgebungsinformation-Zuverlässigkeit-Rechner 20a zum Beispiel eine Zuverlässigkeit gemäß einer Höhe eines charakteristischen Betrags einer weißen Linie, die linear auf einem von der Kamera aufgenommenen Fahrspurbild innerhalb eines auf der Fahrspur bestimmten Prozessbereichs angeordnet ist. Die Höhe des charakteristischen Betrags einer weißen Linie wird auf 1 gesetzt, wenn innerhalb des Bereichs eine ideale gerade durchgehende weiße Linie vorhanden ist, und wird als 0 bestimmt, wenn kein charakteristischer Betrag vorhanden ist oder nicht bestimmt werden kann, dass der charakteristische Betrag linear angeordnet ist. Wenn zum Beispiel eine Zuverlässigkeit berechnet wird, die gleich einem voreingestellten Schwellenwert (zum Beispiel 0,8) ist oder diesen überschreitet, wird die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „hoch“ bestimmt, und wenn eine geringere Zuverlässigkeit als der Schwellenwert errechnet wird, wird die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „niedrig“ bestimmt. Der Vorwärtige-Umgebungsinformations-Zuverlässigkeits-Rechner 20a gibt dann ein Bestimmungsergebnis, das in Bezug auf die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation erhalten wird, an den Steuerungsselektor 20c aus.
Die vorwärtige Umgebungsinformation (Kurvenkrümmung κ und eine Fortbewegungsrichtung (ein Gierwinkel) des Fahrzeugs) basierend auf der Bildinformation von der vorwärtigen Umgebungserkennungvorrichtung 31 und die Karteninformation (die Kurvenkrümmung κ und die Fahrspurrichtung) von dem Navigationssystem 32 werden in die Kartendatenaktualisierungseinheit 20b eingegeben. Als nächstes vergleicht zum Beispiel die Kartendatenaktualisierungseinheit 20b die aus der Bildinformation erhaltene Kurvenkrümmung κ der Fahrspur mit der aus der Karteninformation erhaltenen Kurvenkrümmung κ der Fahrspur, und vergleicht die aus der Bildinformation erhaltene Fahrzeugfortbewegungsrichtung (den Gierwinkel) mit der aus der Karteninformation erhaltenen Fahrspurrichtung. Wenn die Differenzen zwischen den jeweiligen Werten gering sind, belässt die Kartendatenaktualisierungseinheit 20 die Kartendaten wie sie sind, setzt die Zuverlässigkeit der Kartendaten auf einen voreingestellten maximalen Zuverlässigkeitswert (zum Beispiel 1) und inkrementiert eine Zahl der Aktualisierungen. Merke, dass die Zuverlässigkeit entweder einen Wert hat, der anfänglich von einem Zulieferer gesetzt wurde, oder einen Wert, der vorab gesetzt wurde und gemäß Fahrzeugbedingungen (Gierratenveränderung) während des Prozesses zur Aktualisierung der Kartendaten, der vorwärtigen Umgebungsinformation und einer Empfangsbedingung vom GPS-Satelliten graduell aktualisiert wurde. Wenn ferner die Differenz zwischen den Kurvenkrümmungen κ oder die Differenz zwischen Richtungen groß ist, wird eine Zuverlässigkeit von Pufferdaten mit einer Zuverlässigkeit von neuerlich erhaltenen Daten verglichen, und wenn die Zuverlässigkeit der neulich erhaltenen Daten höher ist als die Zuverlässigkeit der Pufferdaten, wird die Zuverlässigkeit der Kartendaten belassen wie sie ist, werden die Pufferdaten durch Anwenden von jeweiligen Gewichtungen an den Pufferdaten mit den neulich erhaltenen Daten auf der Basis der Zuverlässigkeit der Daten aktualisiert, und wird die Zahl der Aktualisierungen inkrementiert. Wenn hingegen die Zuverlässigkeit der neulich erhaltenen Daten niedriger ist als die Zuverlässigkeit der Pufferdaten, wird die Zuverlässigkeit der Kartendaten belassen wie sie ist, werden die Pufferdaten nicht aktualisiert und wird die Zahl der Aktualisierungen inkrementiert.
Wenn somit ein Wert, der durch Multiplizieren der Zuverlässigkeit mit der Anzahl der Aktualisierungen erhalten wird, zum Beispiel nicht kleiner als ein Setzwert ist, aktualisiert die Kartendatenaktualisierungseinheit 20b die Karteninformation. Wenn eine Zuverlässigkeit, die gleich dem voreingestellten Schwellenwert (zum Beispiel 0,8) ist oder diesen überschreitet, in Bezug auf die Kartendaten errechnet wird, wird zum Beispiel die Zuverlässigkeit der Karteninformation als „hoch“ bestimmt, und wenn eine geringere Zuverlässigkeit als der Schwellenwert errechnet wird, wird die Zuverlässigkeit der Karteninformation als „niedrig“ bestimmt. Wenn ferner die Daten anzeigen, dass die Karteninformation innerhalb einer voreingestellten Zeitperiode (zum Beispiel sechs Monaten) aktualisiert worden ist, wird die Karteninformation als „jung“ bestimmt, und wenn die Daten innerhalb dieser Periode nicht aktualisiert worden sind, wird die Karteninformation als „alt“ bestimmt. Die Kartendatenaktualisierungseinheit 20b gibt dann ein Bestimmungsergebnis, das in Bezug auf Aktualisierungsinformation (die Zuverlässigkeit und die Aktualisierungszeit) der Karteninformation erhalten wurde, an den Steuerungsselektor 20c aus. Darüber hinaus wird die durch die Kartendatenaktualisierungseinheit 20b aktualisierte Karteninformation an das Navigationssystem 32 und die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f zusammen mit der Aktualisierungsinformation ausgegeben. In einer Ausführung kann die Kartendatenaktualisierungseinheit 20b sowohl als „Karteninformationaktualisierungseinheit“ als auch „Karteninformationspeichereinheit“ dienen.
Das Bestimmungsergebnis, das in Bezug auf die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation erhalten wird, wird von dem Vorwärtige-Umgebungsinformations-Zuverlässigkeit-Rechner 20a in den Steuerungsselektor 20c eingegeben, und das Bestimmungsergebnis, das in Bezug auf die Aktualisierungsinformation (die Zuverlässigkeit und die Aktualisierungszeit) der Karteninformation erhalten wird, wird von der Kartendatenaktualisierungseinheit 20b in den Steuerungsselektor 20c eingegeben. Der Steuerungsselektor 20c wählt dann die Automatische-Fahrt-Steuerung zum Beispiel gemäß einem in 4 dargestellten Automatischefahrtsteuerung-Wählprogramm aus, und gibt ein Wählergebnis an die erste Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20e oder die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f, zusammen mit einer Steuerverstärkung, aus.
In dem Automatischefahrtsteuerung-Wählprogramm wird zuerst in S201 eine Bestimmung vorgenommen, ob die Zuverlässigkeit in der vorwärtigen Umgebungsinformation „hoch“ ist oder nicht. Wenn die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „hoch“ bestimmt wird, geht die Routine zu S202 weiter, wo, wie in 7 dargestellt, eine Steuerverstärkung Ga der automatischen Fahrtsteuerung (Automatische-Fahrt-Steuerung) auf einen Maximalwert GH gesetzt wird. Die Routine geht dann zu S203 weiter, wo ein Befehl an die erste Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20e ausgegeben wird, um auf der Basis der vorwärtigen Umgebungsinformation eine erste automatische Fahrtsteuerung auszuführen, wie nachfolgend beschrieben wird. Dann wird die Routine beendet.
Wenn ferner die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation S201 nicht als „hoch“ bestimmt wird (in anderen Worten, wenn die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „niedrig“ bestimmt wird), geht die Routine zu S204 weiter, wo eine Bestimmung durchgeführt wird, ob die Zuverlässigkeit der Kartendaten „hoch“ ist und die Aktualisierungszeit der Kartendaten „jung“ ist oder nicht.
Wenn die Zuverlässigkeit der Kartendaten „hoch“ ist und die Aktualisierungszeit der Kartendaten „jung“ ist, geht die Routine zu S205 weiter, wo die Steuerverstärkung Ga der automatischen Fahrtsteuerung auf den Maximalwert GH gesetzt wird (s. 7). Die Routine geht dann zu S206 weiter, wo ein Befehl an die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f ausgegeben wird, um auf der Basis der Karteninformation eine unten beschriebene zweite automatische Fahrtsteuerung auszuführen. Dann wird die Routine beendet.
Wenn ferner in S204 bestimmt wird, dass die Zuverlässigkeit der Kartendaten nicht „hoch“ ist und die Aktualisierungszeit der Kartendaten nicht „jung“ ist, geht die Routine zu S207 weiter, wo eine Bestimmung durchgeführt wird, ob die Zuverlässigkeit der Kartendaten „hoch“ ist und die Aktualisierungszeit der Kartendaten „alt“ ist oder nicht.
Wenn als Ergebnis der Bestimmung in S207 bestimmt wird, dass die Zuverlässigkeit der Kartendaten „hoch“ ist und die Aktualisierungszeit der Kartendaten „alt“ ist, geht die Routine zu S208 weiter, wo die Steuerverstärkung Ga der automatischen Fahrtsteuerung gesetzt wird, um sanft zu einer niedrigeren Steuerverstärkung GL1 (s. 7) als die Steuerverstärkung GH zu schalten. Dann geht die Routine zu S209 weiter, wo an die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f ein Befehl ausgegeben wird, um auf der Basis der Karteninformation die unten beschriebene zweite automatische Fahrtsteuerung auszuführen. Dann wird die Routine beendet.
Wenn hingegen als Ergebnis der Bestimmung in S207 bestimmt wird, dass die Zuverlässigkeit der Kartendaten nicht „hoch“ ist und die Aktualisierungszeit der Kartendaten nicht „alt“ ist (d.h. wenn die Zuverlässigkeit der Kartendaten „niedrig“ ist), geht die Routine zu S210 weiter, wo die Steuerverstärkung Ga der automatischen Fahrtsteuerung gesetzt wird, um rasch zu einer niedrigeren Steuerverstärkung GL2 (s. 7) als die Steuerverstärkung GH zu schalten. Dann geht die Routine zu S211 weiter, wo an die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f ein Befehl ausgegeben wird, um auf der Basis der Karteninformation die unten beschriebene zweite automatische Fahrtsteuerung auszuführen. Dann wird die Routine beendet.
Wenn somit die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „hoch“ bestimmt wird, führt der Steuerungsselektor 20c die automatische Fahrtsteuerung zuverlässig auf der Basis der vorwärtigen Umgebungsinformation aus, und wenn die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „niedrig“ bestimmt wird, wählt der Steuerungsselektor 20c die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der Karteninformation gemäß der Zuverlässigkeit und der Aktualisierungszeit der Karteninformation aus. Insbesondere wenn die Zuverlässigkeit der Karteninformation hoch ist und die Aktualisierungszeit jung ist, wird die automatische Fahrtsteuerung zuverlässig auf der Basis der Karteninformation ausgeführt. Wenn ferner die Zuverlässigkeit der Karteninformation hoch ist, aber die Aktualisierungszeit alt ist, wird eine automatische Fahrtsteuerung, in die der Fahrer leicht eingreifen kann, auf der Basis der Karteninformation sanft ausgeführt. Wenn jedoch die Zuverlässigkeit der Karteninformation niedrig ist, wird die automatische Fahrtsteuerung, in die der Fahrer leicht eingreifen kann, auf der Basis der Karteninformation rasch ausgeführt.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 und das Lenkdrehmoment Td von dem Lenkdrehmomentsensor 35 werden in die Basismotorstromsetzeinheit 20d eingegeben. Die Basismotorstromsetzeinheit 20d setzt dann den elektrischen Basismotorstromwert Ipsb durch Bezugnahme auf ein voreingestelltes Kennfeld einer Lenkdrehmoment-Td-Elektrischer-Basismotorstromwert-Ipsb-Charakteristik, wie zum Beispiel jene, die in 8 dargestellt ist, und gibt den gesetzten elektrischen Basismotorstromwert Ipsb an den Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwertrechner 20g aus.
Die vorwärtige Umgebungsinformation von der vorwärtigen Umgebungserkennungsvorrichtung 31, die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33, und der Lenkwinkel θ p von dem Lenkwinkelsensor 34 werden in die erste automatische Fahrtsteuereinrichtung 20e eingegeben. Wie oben beschrieben ist die erste Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20e eine Steuereinrichtung, die die automatische Fahrtsteuerung entlang einer Zielroute (in dieser Ausführung der Fahrspurmitte) auf der Basis der vorwärtigen Umgebungsinformation durchführt, die auf der Basis der von den Kameras erhaltenen Bildinformation erhalten wird. Zum Beispiel berechnet die erste Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20e den Automatischefahrt-Steuerstrom la gemäß einem Flussdiagramm der ersten Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung, das in 5 dargestellt ist, und gibt den berechneten Automatischefahrt-Steuerstrom la an den Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwertrechner 20g aus.
Wenn in der ersten Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung zuerst in S301 der Wert der Steuerverstärkung Ga der automatischen Fahrtsteuerung von dem Steuerungsselektor 20c ausgegeben worden ist, wird der Wert gelesen.
Dann geht die Routine zu S302 weiter, wo ein Vorwärtssteuerungsstromwert Iff zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (1) berechnet wird. $Iff = Giff \times κ$
Hier bezeichnet κ die Kurvenkrümmung, die auf der Basis der vorwärtigen Umgebungsinformation zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (2) berechnet wird. $κ = (κ I + κ r) / 2$
In Gleichung (2) ist κl eine Krümmungskomponente entsprechend einer linken weißen Linie, und ist κr eine Krümmungskomponente entsprechend einer rechten weißen Linie. Insbesondere werden die Krümmungskomponenten κl und κr der linken und rechten weißen Linien unter Verwendung eines Koeffizienten eines zweiten Terms bestimmt, der unter Verwendung der kleinsten Quadrate zweiter Ordnung in Bezug auf Punkte berechnet wird, die jeweils die linken und rechten weißen Linien darstellen, wie in 9 gezeigt. Wenn zum Beispiel eine weiße Linie mittels der quadratischen Gleichung x = A × z² + B × z + C angenähert wird, wird der Wert von 2 × A als die Krümmungskomponente verwendet. Merke, dass die Krümmungskomponenten κl, κr der weißen Linien die tatsächlichen Krümmungen der jeweiligen weißen Linien bezeichnen können. Ferner bezeichnet Giff in Gleichung (1) eine vorwärts koppelnde Verstärkung, die vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt wird.
Dann geht die Routine zu S303 weiter, wo ein Seitenpositions-Rückkopplungssteuerungsstromwert Ifb zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (3) berechnet wird. $Ifb = Gifb \times Δ x$
Hier ist Gifb eine Verstärkung, die vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt wird. Ferner wird, wie in 10 gezeigt, Δ × zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (4) berechnet. $Δ x = (xI + xr) / 2 \cdot xv$
In Gleichung (4) ist xv eine x-Koordinate eines geschätzten Fahrzeugorts auf einer z-Koordinate eines vorwärtigen Blickpunkts (0, zv) des Fahrzeugs. In dieser Ausführung wird zv, das eine vorwärtige Blickdistanz (eine z-Koordinate) des vorwärtigen Blickpunkts (0, zv) ist, aus zv = T × V berechnet. Hier ist T eine vorab gesetzte Vorhersagezeit, die zum Beispiel auf 1,2 Sekunden gesetzt ist.
Wenn somit verschiedene Elemente des Fahrzeugs, ein besonderer Stabilitätsfaktor As des Fahrzeugs usw., verwendet werden, kann xv auf der Basis der Fahrbedingungen des Fahrzeugs zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (5) berechnet werden. $xv = (1 / 2) \times (1 / (1 + As \times V^{2})) \times (θ p / L_{W}) \times (T \times V^{2})$
Hier ist Lw ein Radstand. Ferner ist in Gleichung (4) xl eine x-Koordinate der linken weißen Linie auf der z-Koordinate des vorwärtigen Blickpunkts (0, zv), und ist xr eine x-Koordinate der rechten weißen Linie auf der z-Koordinate des vorwärtigen Blickpunkts (0, zv).
Merke, dass xv auch aus der unten gezeigten Gleichung (6) errechnet werden kann, unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate (d θ /dt), oder aus der unten gezeigten Gleichung (7) auf der Basis der Karteninformation. $xv = (\frac{1}{2}) \times ((θ d / dt) / V) \times {(V \times T)}^{2}$
$xv = (\frac{1}{2}) \times κ \times {(V \times T)}^{2}$
Als nächstes geht die Routine zu S304 weiter, wo ein Gierwinkel-Rückkopplungssteuerungsstromwert Ifby zur rückkoppelnden Steuerung des Gierwinkels des Fahrzeugs auf einen Gierwinkel zur Ausrichtung mit der Zielroute aus der unten gezeigten Gleichung (8) berechnet wird. $Ifby = Gifby \times (θ tI + θ tr) / 2$
Hier ist Gifby eine Verstärkung, die vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt ist, ist θtl eine Neigung des Fahrzeugs relativ zur linken weißen Linie gemäß der Bildinformation von der vorwärtigen Umgebungserkennungsvorrichtung 31, und ist θtr eine Neigung des Fahrzeugs relativ zur rechten weißen Linie gemäß der Bildinformation von der vorwärtigen Umgebungserkennungsvorrichtung 31 (s. 11). Merke, dass zum Beispiel als θtl und θtr auch ein Koeffizient des ersten Terms (in anderen Worten eines Werts von B, wenn die weißen Linien durch den Ausdruck x = A × z² + B × z + C angenähert werden) verwendet werden kann, der unter Verwendung der kleinsten Quadrate zweiter Ordnung in Bezug auf die jeweiligen Punkte der aus der Bildinformation erhaltenen weißen Linien berechnet wird.
Als nächstes geht die Routine zu S305 weiter, wo der Automatischefahrt-Steuerstrom la zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (9) berechnet wird. Der berechnete Automatischefahrt-Steuerstrom la wird dann an den Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwertrechner 20g ausgegeben. $Ia = Ga \times (Iff + Ifb + Ifby)$
Die jüngsten aktualisierten Kartendaten von dem Navigationssystem 32 und der Kartendatenaktualisierungseinheit 20b, die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33, das Lenkdrehmoment Td von dem Lenkdrehmomentsensor 35 und die Gierrate (dθ/dt) von dem Gierratensensor 36 werden in die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f eingegeben. Wie oben beschrieben, ist die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f eine Steuereinrichtung, die eine Zielroute auf der Basis der jüngsten aktualisierten Karteninformation setzt, und die automatische Fahrtsteuerung entlang der Zielroute durchführt. Die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f berechnet den Automatischefahrt-Steuerstrom la zum Beispiel gemäß einem in 6 gezeigten Flussdiagramm der zweiten Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung, und gibt den berechneten Automatischefahrt-Steuerstrom la an den Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwertrechner 20g aus.
Wenn in der in 6 gezeigten zweiten automatischen Fahrtsteuerung zuerst in S401 der Wert der Steuerverstärkung Ga der automatischen Fahrtsteuerung von dem Steuerungsselektor 20c ausgegeben worden ist, wird der Wert gelesen.
Dann geht die Routine zu S402 weiter, wo ein gegenwärtig gesetzter integrierter Seitenabweichungswert SΔx gelesen wird.
Als nächstes geht die Routine zu S403 weiter, wo die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße (Ziel-Fortbewegungsstraße) des Fahrzeugs aus der Information erhalten wird, die den der Position Po(k) des Fahrzeugs nächsten Knotenpunkt Pn(k) angibt, und es wird, wie zum Beispiel in 12 gezeigt, eine Seitenabweichung Δx₁ auf einer Kurve mittels der unten gezeigten Gleichung (10) berechnet. $Δ x_{1} = κ - ((d θ / dt) / V)$
Hier ist der Operand (dθ/dt) / V in Gleichung (10) ein Operand der Kurvenkrümmung auf einem Fahrzeugbewegungsmodell.
Als nächstes geht die Routine zu S404 weiter, wo die Richtung der Fahrstraße (der Ziel-Fortbewegungsstraße) des Fahrzeugs und die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs aus der Information erhalten werden, welche den der Position Po(k) des Fahrzeugs nächsten Knotenpunkt Pu(k) angibt, und es wird zum Beispiel, wie in 13 gezeigt, eine Seitenabweichung Δx₂, auf einer geraden Straße mittels der unten gezeigten Gleichung (11) berechnet. $\begin{array}{l} Δ x_{2} = ((Richttung der Fahrstra ß e des Fahrzeugs) - (Bewegungsrichtung des \\ Fahrzeugs)) \times V \times Δ t \end{array}$
Hier ist Δt eine Abtastzeit.
Als nächstes geht die Routine zu S405 weiter, wo die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs (ein Wert basierend auf Kartendaten) mit einem Bestimmungswert κc verglichen wird, der vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt wird. Wenn die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs nicht kleiner als der Bestimmungswert κc ist (wenn κ ≥ κc), wird bestimmt, dass das Fahrzeug auf einer Kurve fährt, und daher geht die Routine zu S406 weiter, wo die Seitenabweichung Δx₁, auf der Kurve mit dem vorherigen integrierten Seitenabweichungswert SΔx (SΔx = SΔx + Δx₁) integriert wird.
Wenn andererseits die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs kleiner als der Bestimmungswert κc ist (wenn κ < κc), wird bestimmt, dass das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt, und daher geht die Routine zu S407 weiter, wo die Seitenabweichung Δx₂ auf der geraden Straße mit dem vorherigen integrierten Seitenabweichungswert SΔx (SΔx = SΔx + Δx₂) integriert wird.
Nachdem der integrierte Seitenabweichungswert SΔx in S406 oder S407 berechnet ist, geht die Routine zu S408 weiter, wo eine Bestimmung durchgeführt wird, ob ein Absolutwert |Td| des Lenkdrehmoments kleiner als ein Drehmomentbestimmungswert Tc ist oder nicht, der vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt wird (|Td| ≥ Tc), und ob durch den Fahrer eine Lenkeingabe erzeugt worden ist oder nicht.
Wenn als Ergebnis der Bestimmung von S408 bestimmt wird, dass |Td| ≥ Tc, und vom Fahrer eine Lenkeingabe erzeugt worden ist, geht die Routine zu S409 weiter, wo der integrierte Seitenabweichungswert SΔx gelöscht wird (SΔx = 0), und dann in einem Speicher gespeichert wird. Wenn hingegen bestimmt wird, dass |Td| < Tc und vom Fahrer keine Lenkeingabe erzeugt worden ist, geht die Routine zu S410 weiter, wo der integrierte Seitenabweichungswert SΔx im Speicher so abgespeichert wird wie er ist.
Dann geht die Routine zu S411 weiter, wo der Automatischefahrt-Steuerstrom la zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (12) berechnet wird. Dann wird der berechnete Automatischefahrt-Steuerstrom la an den Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwertrechner 20g ausgegeben. $Ia = Ga \times Gt \times S Δ x$
Hier ist Gt eine Steuerverstärkung, die vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt wird.
In einer Ausführung können die erste Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20e und die zweite Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f als „Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit“ vorgesehen werden.
Der elektrische Basismotorstromwert Ipsb von der Basismotorstromsetzeinheit 20d und der Automatischefahrt-Steuerstrom la von der ersten Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20e oder der zweiten Automatische-Fahrt-Steuereinrichtung 20f werden in den Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwertrechner 20g eingegeben. Dann wird der Elektrischer-Servolenkmotor-Stromwert Icmd zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (13) berechnet und an den Motortreiber 21 ausgegeben. $Icmd = Ipsb + Ia$
Wenn somit in dieser Ausführung die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „hoch“ bestimmt wird, führt die Lenksteuereinrichtung 20 die automatische Fahrtsteuerung zuverlässig auf der Basis der vorwärtigen Umgebungsinformation aus, und wenn die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation als „niedrig“ bestimmt wird, führt die Lenksteuereinrichtung 20 die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der Karteninformation gemäß der Zuverlässigkeit und der Aktualisierungszeit der Karteninformation aus. Insbesondere wenn die Zuverlässigkeit der Karteninformation hoch ist und die Aktualisierungszeit jung ist, wird die automatische Fahrtsteuerung zuverlässig auf der Basis der Karteninformation ausgeführt. Wenn ferner die Zuverlässigkeit der Karteninformation hoch ist und die Aktualisierungszeit alt ist, wird die automatische Fahrtsteuerung, in die der Fahrer leicht eingreifen kann, auf der Basis der Karteninformation sanft ausgeführt. Wenn ferner die Zuverlässigkeit der Karteninformation niedrig ist, wird die automatische Fahrtsteuerung, in die der Fahrer leicht eingreifen kann, auf der Basis der Karteninformation rasch ausgeführt. Wenn daher die automatische Fahrtsteuerung unter Verwendung der vorwärtigen Umgebungsinformation basierend auf der Bildinformation und der Karteninformation implementiert wird, wird die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation mit der aktuellen Information in Bezug auf die Karteninformation verglichen und wird die zur automatischen Fahrtsteuerung zu verwendende Information geeignet ausgewählt. Im Ergebnis kann die automatische Fahrtsteuerung stabil und mit einem hohen Genauigkeitsgrad durchgeführt werden. Merke, dass die Fahrspurhaltesteuerung zur Fahrt entlang einem Ziel-Kurs insbesondere als Beispiel der automatischen Fahrtsteuerung beschrieben wurde, aber auch eine Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerfunktion, eine Fahrspurabweichungs-Verhinderungsfunktion, eine Kollisionsverhinderungsfunktion usw. als andere automatische Fahrtsteuerfunktion vorgesehen werden können.
Eine Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug enthält: eine vorwärtige Umgebungserkennungseinheit, die vorwärtige Umgebungsinformation durch Erkennung einer vorwärtigen Umgebung des Fahrzeugs erhält; einen Vorwärtige-Umgebungsinformations-Zuverlässigkeitsrechner, der eine Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation berechnet; eine Karteninformationspeichereinheit, die Karteninformation in Bezug auf einen Fahrbereich des Fahrzeugs auf der Basis von eine Position des Fahrzeugs angebender Positionsinformation speichert; eine Karteninformationaktualisierungseinheit, die die Karteninformation aktualisiert, während eine Zuverlässigkeit der Karteninformation berechnet wird; einen Steuerinformationselektor, der die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation mit Aktualisierungsinformation in Bezug auf die Karteninformation vergleicht und eine der vorwärtigen Umgebungsinformation und der Karteninformation als während automatischer Fahrtsteuerung zu verwendende Information auswählt, und eine Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit, welche die automatische Fahrtsteuerung basierend auf der ausgewählten Information ausführt.

Claims

Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Fahrtsteuervorrichtung aufweist: eine vorwärtige Umgebungserkennungseinheit, die vorwärtige Umgebungsinformation durch Erkennung einer vorwärtigen Umgebung des Fahrzeugs erhält; einen Vorwärtige-Umgebungsinformations-Zuverlässigkeitsrechner, der eine Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation in einer vorbestimmten Weise berechnet; eine Karteninformationspeichereinheit, die Karteninformation in Bezug auf einen Fahrbereich des Fahrzeugs auf der Basis von eine Position des Fahrzeugs angebender Positionsinformation speichert; eine Karteninformationaktualisierungseinheit, die die Karteninformation aktualisiert, während eine Zuverlässigkeit der Karteninformation in einer vorbestimmten Weise berechnet wird; einen Steuerinformationselektor, der die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation mit Aktualisierungsinformation in Bezug auf die Karteninformation vergleicht und eine der vorwärtigen Umgebungsinformation und der Karteninformation als während automatischer Fahrtsteuerung zu verwendende Information auswählt, und eine Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit, die die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der vom Steuerinformationselektor gewählten Information ausführt, wobei in einem Fall, wo die Zuverlässigkeit der Karteninformation nicht kleiner als der voreingestellte Wert ist und daher als hoch bestimmt werden kann, und die Aktualisierungszeit der Karteninformation älter als die voreingestellte Zeit ist, die Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der Karteninformation nach Modifizierung der voreingestellten Steuerverstärkung auf eine geringere Steuerverstärkung als die voreingestellte Steuerverstärkung bei einer voreingestellten Geschwindigkeit ausführt.
Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei, wenn die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation nicht kleiner als ein voreingestellter Wert ist und daher als hoch bestimmt werden kann, der Steuerinformationselektor die vorwärtige Umgebungsinformation als die während der automatischen Fahrtsteuerung zu verwendende Information auswählt, und wenn die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation niedriger als der voreingestellte Wert ist und daher als niedrig bestimmt werden kann, der Steuerinformationselektor die Karteninformation als die während der automatischen Fahrtsteuerung zu verwendende Information auswählt.
Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aktualisierungsinformation in Bezug auf die Karteninformation, die von der Karteninformationaktualisierungseinheit erhalten wird, die Zuverlässigkeit und eine Aktualisierungszeit der Karteninformation enthält, und wenn der Steuerinformationselektor die Karteninformation als die während der automatischen Fahrtsteuerung zu verwendende Information auswählt, die Automatischefahrtsteuerung-Ausführungseinheit die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der Karteninformation mit einer voreingestellten Steuerverstärkung in einem Fall auswählt, wo die Zuverlässigkeit der Karteninformation nicht kleiner als der voreingestellte Wert ist und daher als hoch bestimmt werden kann, und die Aktualisierungszeit der Karteninformation jünger als eine voreingestellte Zeit ist.
Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei in einem Fall, wo die Zuverlässigkeit der Karteninformation als geringer als der voreingestellte Wert bestimmt werden kann, und die Aktualisierungszeit der Karteninformation älter als die voreingestellte Zeit ist, die automatische Fahrtsteuerausführungseinheit die automatische Fahrtsteuerung auf der Basis der Karteninformation nach Modifizierung der voreingestellten Steuerverstärkung auf eine geringere Steuerverstärkung als die voreingestellte Steuerverstärkung bei einer höheren Geschwindigkeit als der voreingestellten Geschwindigkeit ausführt.