DE102016117817B4

DE102016117817B4 - Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016117817B4
Application number: DE102016117817.9A
Authority: DE
Inventors: Hajime Oyama
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2036-09-22
Also published as: DE102016117817B9; US9862410B2; CN107054361B; JP2017061264A; CN107054361A; JP6055528B1; US20170088168A1; DE102016117817A1

Abstract

Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung (20), die Fahrspurinformation einer Fahrspur erhält und basierend auf der Fahrspurinformation eine Lenksteuerung durchführt, wobei die Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung (20) aufweist:einen Erster-Zielsteuerbetrag-Rechner (20a), der basierend auf Bildinformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als ersten Zielsteuerbetrag berechnet;einen Zweiter-Zielsteuerbetrag-Rechner (20b), der basierend auf Eigene-Fahrzeugposition-Information und Karteninformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als zweiten Zielsteuerbetrag berechnet;einen Grenzwertrechner (20c), der einen Grenzwert des ersten Zielsteuerbetrags basierend auf dem zweiten Zielsteuerbetrag als Referenz berechnet; undeine Lenksteuerungsausführungseinheit (20), die den ersten Zielsteuerbetrag durch den Grenzwert begrenzt und die Lenksteuerung basierend auf dem begrenzten ersten Zielsteuerbetrag ausführt.

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung, die Fahrspurinformation mit besserer Genauigkeit erhält, um eine Lenksteuerung durchzuführen.
In den letzten Jahren sind verschiedene Verfahren für Fahrzeuge vorgeschlagen und entwickelt worden, die die Benutzung einer automatischen Fahrtechnik beinhalten, wie etwa eine Fahrspureinhaltesteuerung und eine Fahrspurabweichungsverhinderungssteuerung, um Fahrern eine komfortablere Fahrt zu erlauben. Eine solche Technik erhält einen Straßenparameter, der zur Steuerung zu verwenden ist, durch eine Detektion mittels Kamera, Radar oder Navigationssystem etc. Als Beispiel wird auf die JP 2005 - 346 304 A verwiesen.
Die US 2012/0 323 473 A1 offenbart eine Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung, bei welcher zum Folgen einer Fahrspur sowohl Bildinformationen als auch GPS-Informationen in Verbindung mit Karteninformationen genutzt werden. Vergleichbare technische Lehren sind in der DE 10 2010 001 068 A1 und der DE 10 2006 060 628 A1 offenbart.
Aus der DE 10 2006 004 772 A1 ist eine Aktivierung und Deaktivierung einer Spurfolgevorrichtung in Abhängigkeit von einem Plausibilisierungsvergleich zwischen den Signalen einer Bilderfassung und den Signalen eines Navigationssystems bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer automatischen Fahrtechnik ist es zum Beispiel erwünscht, eine Steuerung einschließlich einer Fahrspureinhaltesteuerung und einer Abweichungsverhinderungssteuerung mit besserer Genauigkeit auszuführen.
Es ist wünschenswert, eine Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung anzugeben, die es möglich macht, eine Steuerung einschließlich einer Fahrspureinhaltesteuerung und einer Abweichungsverhinderungssteuerung mit besserer Genauigkeit auszuführen.
Die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Aspekt der Erfindung sieht eine Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung vor, die Fahrspurinformation einer Fahrspur erhält und, basierend auf der Fahrspurinformation eine Lenksteuerung ausführt. Die Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung enthält: einen Erster-Zielsteuerbetrag-Rechner, der basierend auf Bildinformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als ersten Zielsteuerbetrag berechnet; einen Zweiter-Zielsteuerbetrag-Rechner, der basierend auf Eigenes-Fahrzeug-Position-Information und Karteninformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als zweiten Zielsteuerbetrag berechnet; einen Grenzwertrechner, der einen Grenzwert des ersten Zielsteuerbetrags basierend auf dem zweiten Zielsteuerbetrag als Referenz berechnet; und eine Lenksteuerungsausführungseinheit, die den ersten Zielsteuerbetrag durch den Grenzwert begrenzt und die Lenksteuerung basierend auf dem begrenzten ersten Zielsteuerbetrag ausführt.
Figurenliste

1 beschreibt eine Konfiguration eines Lenksystems eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführung der Erfindung.
2 zeigt Funktionsblöcke einer Lenksteuereinrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm eines Lenksteuerprogramms gemäß einer Ausführung der Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm einer Erster-Ziellenkwinkel-Berechnungsroutine gemäß einer Ausführung der Erfindung.
5 ist ein Flussdiagramm einer Zweiter-Ziellenkwinkel-Berechnungsroutine gemäß einer Ausführung der Erfindung.
6 beschreibt eine vorwärtskoppelnde Steuerung bei Berechnung eines ersten Ziellenkwinkels gemäß einer Ausführung der Erfindung.
7 beschreibt eine Seitenpositions-Rückkopplungssteuerung bei der Berechnung des ersten Ziellenkwinkels gemäß einer Ausführung der Erfindung.
8 beschreibt einen Gierwinkel des ersten Ziellenkwinkels gemäß einer Ausführung der Erfindung.
9 beschreibt eine Querabweichung im Falle der Fahrt entlang einer Kurve und bei Berechnung eines zweiten Ziellenkwinkels gemäß einer Ausführung der Erfindung.
10 beschreibt eine Querabweichung im Falle der Fahrt entlang einer geraden Straße und bei Berechnung des zweiten Ziellenkwinkels gemäß einer Ausführung der Erfindung.
11 beschreibt eine Begrenzung einer Ziellenkwinkelgeschwindigkeit gemäß einer Ausführung der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden einige Ausführungen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
Bezugnehmend auf 1 kann eine elektrische Servolenkvorrichtung 1 eine Lenkwelle 2 enthalten, die über eine Lenksäule 3 an einem nicht dargestellten Fahrzeugkarosserierahmen drehbar gelagert ist. Die elektrische Servolenkvorrichtung 1 kann eine freie Einstellung eines Lenkwinkels unabhängig von einer vom Fahrer durchgeführten Eingabe erlauben. Die Lenkwelle 2 kann ein erstes Ende aufweisen, das sich zum Fahrersitz erstreckt, und ein zweites Ende, das sich zu einem Motorraum erstreckt. An dem ersten Ende der Lenkwelle 2 kann an ein Lenkrad 4 angebracht sein, während das zweite Ende mit einer Ritzelwelle 5 gekoppelt sein kann.
In dem Motorraum kann sich ein Lenkgetriebegehäuse 6 befinden, das sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Das Lenkgetriebegehäuse 6 kann eine Zahnstange 7 so lagern, dass die Zahnstange 7 dort hindurch eingesetzt und axial hin- und her beweglich verschiebbar ist. Die Zahnstange 7 kann mit einer nicht dargestellten Verzahnung ausgebildet sein, die mit einem Ritzel in Eingriff steht, das an der Ritzelwelle 5 ausgebildet ist, um hierdurch einen Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebemechanismus darzustellen.
Beide Enden an den linken und rechten Seiten der Zahnstange 7 können von den jeweiligen Enden des Lenkgetriebegehäuses 6 vorstehen und können jeweils über eine Spurstange 8 mit einem vorderen Achsschenkel 9 gekoppelt sein. Der vordere Achsschenkel 9 kann ein entsprechendes von linken und rechten Rädern 10R und 10L als gelenkte Räder schwenkbar tragen, und kann an dem Fahrzeugkarosserierahmen lenkbar gelagert sein. Wenn mit dieser Konfiguration die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 5 als Reaktion auf eine Fahrerbedienung des Lenkrads 4 gedreht werden, kann die Drehung der Ritzelwelle 5 die Zahnstange 7 nach rechts und links bewegen. Die Bewegung der Zahnstange 7 kann bewirken, dass die vorderen Achsschenkel 9 um jeweilige nicht dargestellte Achsschenkelbolzen herum schwenken, um die rechten und linken Räder 10R und 10L nach rechts und links zu lenken.
Die Ritzelwelle 5 kann mit einem elektrischen Servolenkmotor (einem Elektromotor) 12 über einen Hilfsgetriebemechanismus 11 gekoppelt sein. Der Elektromotor 12 kann eine Unterstützung des Lenkdrehmoments an das Lenkrad 4 erlauben, und eine Addition des Lenkdrehmoments, das einen gesetzten Ziellenkwinkel erreicht. Der Elektromotor 12 kann von einem Motortreiber 21, basierend auf einem Steuerbetrag, angetrieben werden. Der Elektromotor 21 kann Information zum Steuerbetrag von einer nachfolgend beschriebenen Lenksteuereinrichtung 20 erhalten.
Die Lenksteuereinrichtung 20 kann mit einem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31, einem Navigationssystem 32, einem Geschwindigkeitssensor 33, einem Lenkwinkelsensor 34, einem Lenkdrehmomentsensor 35 und einem Gierratensensor 36 gekoppelt sein. Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann eine vorwärtige Umgebung vor einem Fahrzeug erkennen, um Vorwärtige-Umgebung-Information zu erhalten. Das Navigationssystem 32 kann Positionsinformation des eigenen Fahrzeugs als Eigene-Fahrzeugposition-Information erhalten (wie etwa Information über die geografische Breite, geografische Länge und Information zur Fahrtrichtung), um eine Position des eigenen Fahrzeugs auf Karteninformation anzuzeigen und eine Routenführung zu einem Ziel durchzuführen. Der Geschwindigkeitssensor 33 kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit V detektieren. Der Lenkwinkelsensor 34 kann einen Lenkwinkel θH detektieren. Der Lenkdrehmomentsensor 35 kann ein Lenkdrehmoment Td detektieren. Der Gierratensensor 36 kann eine Gierrate (dθs/dt) des Fahrzeugs detektieren.
Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann einen Satz von Kameras und einen Stereobildprozessor enthalten. Die Kameras können an einem vorderen Teil einer Decke im Fahrzeuginnenraum so angeordnet sein, dass ein bestimmter Abstand dazwischen vorhanden ist, und können Bilder eines Objekts außerhalb des Fahrzeugs aus unterschiedlichen Perspektiven mittels eines Stereoverfahrens aufnehmen. Der Stereobildprozessor kann Stücke von Bilddaten bearbeiten, die von den Kameras erhalten werden.
Als ein Beispiel eines durchzuführenden Prozesses in dem Stereobildprozessor des Vorwärtige-Umgebung-Erkenners 31 an den Stücken von Bilddaten, die von den Kameras erhalten werden, kann der Stereobildprozessor zuerst einen Verschiebungsbetrag zwischen entsprechenden Positionen in dem Paar von Stereobildern erhalten. Die Stereobilder als Satz können von den jeweiligen Kameras aufgenommen werden und sind zu einer Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs hin ausgerichtet. Basierend auf dem so erhaltenen Verschiebungsbetrag kann der Stereobildprozessor Abstandsinformation erhalten, um hierdurch ein Abstandsbild zu erzeugen.
Bei der Erkennung der Fahrspurlinien, wie etwa weißen Linien, aber darauf nicht beschränkt, kann eine Helligkeitsänderung in Breitenrichtung einer Straße ausgewertet werden, weil die Fahrspurlinien heller sind als eine Straßenoberfläche. Durch die Auswertung können die Positionen der rechten und linken Fahrspurlinien in einer Bildebene auf der Bildebene identifiziert werden. Positionen im realen Raum (x, y, z) der Fahrspurlinien können durch einen beliebigen Koordinatentransformations-Ausdruck basierend auf den Positionen (i, j) auf der Bildebene und einer aus den Positionen auf der Bildebene berechneten Parallaxe, d.h. basierend auf der Abstandsinformation, berechnet werden. In dieser Ausführung kann, ohne Einschränkung, ein Koordinatensystem im realen Raum, der basierend auf einer Position des eigenen Fahrzeugs als Referenz gesetzt ist, wie folgt definiert werden. Wie zum Beispiel in 7 dargestellt, kann eine Fahrzeugbreitenrichtung eine x-Achse sein, kann eine Fahrzeughöhenrichtung eine y-Achse sein und kann eine Fahrzeuglängsrichtung, d.h. eine Abstandsrichtung, eine z-Achse sein, wobei die Straßenoberfläche unmittelbar unterhalb einer Position im Mittelpunkt der Stereokameras als Ursprung definiert ist. Eine x-z-Ebene, wobei y gleich Null (0) ist, fällt mit der Straßenoberfläche zusammen, wenn die Straße flach ist. Ein Straßenmodell kann ausgedrückt werden, indem in der Abstandsrichtung eine Fahrspur auf der Straße, auf der das eigene Fahrzeug fährt, in mehrere Abschnitte unterteilt wird, die rechten und die linken Fahrspurlinien in jedem der Abschnitte in einer vorbestimmten Weise angenähert werden, und diese angenäherten Fahrspurlinien miteinander verbunden werden. Obwohl übrigens hier eine Ausführung in Bezug auf ein Beispiel beschrieben ist, wo die Form des Fahrkurses basierend auf den vom Kamerasatz erhaltenen Bildern erkannt wird, kann die Form des Fahrkurses alternativ auch basierend auf Bildinformation bestimmt werden, die von einer monokularen Kamera, einer Farbkamera oder irgendeinem anderen Verfahren erhalten wird. Dementsprechend kann der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 Fahrspurinformation basierend auf der Bildinformation bereitstellen.
Das Navigationssystem 32 kann auch ein Funksignal zum Beispiel von einem globalen Ortungssystem (GPS)-Satelliten empfangen, um Positionsinformation des Fahrzeugs (wie etwa die Information zur geografischen Breite und Länge) zu erhalten. Das Navigationssystem 32 kann auch die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Geschwindigkeitssensor 33 erhalten und kann die Information zur Fahrtrichtung von einem Sensor wie etwa einem geomagnetischen Sensor und einem Winkelgeschwindigkeitssensor erhalten. Das Navigationssystem 32 kann eine Navigations-ECU, einen Kartendatenbank und eine Anzeige, welche nicht dargestellt sind, enthalten. Die Navigations-ECU kann Routeninformation erzeugen, die eine Navigationsfunktion gestattet. Die Kartendatenbank speichert die Karteninformation einschließlich der Versorgerdaten und der aktualisierten Daten. Die Anzeige kann eine Flüssigkristallanzeige oder eine beliebige andere geeignete Anzeige sein.
Die Navigations-ECU kann veranlassen, dass die Anzeige die Routeninformation anzeigt, welche eine Route zu einem vom Benutzer spezifizierten Ziel zeigt. Die Navigations-ECU kann auch bewirken, dass die Anzeige eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs basierend auf Information zur detektierten Position, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung etc. des Fahrzeugs anzeigt. Die Navigations-ECU kann die Routeninformation und die gegenwärtige Position des Fahrzeugs auf ein auf der Anzeige angezeigtes Bild überlagern. Die Kartendatenbank kann Information speichern, die zur Konfiguration einer Straßenkarte erforderlich ist. Die Information kann, ohne Einschränkung, Knotendaten und Einrichtungsdaten enthalten. Die Knotendaten können sich auf eine Position und eine Form einer Straße beziehen, welche das Kartenbild konfigurieren. Die Knotendaten können Daten enthalten zu: einer Koordinate (wie etwa geografische Breite und Länge) jedes Punkts (Knotenpunkten Pn) auf einer Straße einschließlich einer Verzweigung (einer Kreuzung) einer Straße; einer Richtung und einer Art (wie etwa Information dazu, ob eine Straße eine Schnellstraße, eine Autobahn, eine Ortsstraße etc. (ist), der Straße, welche die Knotenpunkte Pn enthält; einem Typ der Straße mit den Knotenpunkten Pn (ob die Straße mit den Knotenpunkten Pn ein gerader Abschnitt, ein Bogenabschnitt (oder ein bogenartiges gekrümmtes Teil) und ein Klothoidkurvenabschnitt (oder ein Teil mit einer nachlassende Kurve) ist); sowie einer Kurvenkrümmung (oder eines Radius). Durch Verwendung der Knotendaten kann der Fahrkurs des eigenen Fahrzeugs basierend auf einer Position auf der Karte identifiziert werden, auf der die gegenwärtige Position des Fahrzeugs aufgelagert ist, wie in den 9 und 10 dargestellt. Ferner kann Information zum Fahrkurs basierend auf der Position eines Knotenpunkts Pn(k) erhalten werden, der einer Position Po(k) des eigenen Fahrzeugs am nächsten ist, wo der Fahrkurs des eigenen Fahrzeugs als Zielfahrkurs definiert ist. Die Fahrkursinformation kann Information zur Kurvenkrümmung (oder dem Radius) der Straße sowie Information zur Richtung der Straße enthalten. Die Einrichtungsdaten können Daten in Bezug auf Information zu einer Einrichtung enthalten, die sich in der Umgebung jedes Knotenpunkts Pn befindet, und kann in Zuordnung zu den Knotendaten oder Daten an einem Abschnitt gespeichert werden, an denen sich der entsprechende Knoten befindet. Dementsprechend kann das Navigationssystem 32 die Fahrspurinformation basierend auf der Eigene-Fahrzeugposition-Information und der Karteninformation bereitstellen.
Die Lenksteuereinrichtung 20 berechnet, basierend auf der Bildinformation, ein Ziellenkwinkel θt1, und berechnet basierend auf der Eigene-Fahrzeugposition-Information und der Karteninformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als zweiten Ziellenkwinkel θt2, und berechnet Grenzwerte (Ziellenkwinkelgrenzwerte θtu und θtd sowie Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte Dθtu und Dθtd) des ersten Ziellenkwinkels θt1 basierend auf dem zweiten Ziellenkwinkel θt2 als Referenz. Ferner begrenzt die Lenksteuereinrichtung 20 den ersten Ziellenkwinkel θt1 durch die Ziellenkwinkelgrenzwerte θtu und θtd und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte Dθtu und Dθtd und führt die Lenksteuerung basierend auf dem begrenzten ersten Ziellenkwinkel θt1 aus. Die Lenksteuereinrichtung 20 kann diese Prozesse basierend auf Eingangssignalen, die von den jeweils oben beschriebenen Vorrichtungen und Sensoren empfangen werden, und gemäß einem in 3 gezeigten Flussdiagramm durchführen.
Somit kann, wie in 2 dargestellt, die Lenksteuereinrichtung 20 primär, ohne Einschränkung, enthalten: einen ersten Ziellenkwinkelrechner 20a, einen zweiten Ziellenkwinkelrechner 20b, einen Ziellenkwinkelgrenzwert- und Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwert-Rechner (nachfolgend einfach als „Wertrechner“ bezeichnet) 20c sowie einen Ziellenkwinkel und Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsbegrenzer (nachfolgend einfach als „Begrenzer“ bezeichnet) 20d.
Der erste Ziellenkwinkelrechner 20a kann Vorwärtige-Umgebung-Information von dem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31, die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Geschwindigkeitssensor 33 und den Lenkwinkel θH vom Lenkwinkelsensor 34 erhalten. Der erste Ziellenkwinkelrechner 20a berechnet, als den ersten Ziellenkwinkel θt1, den Zielsteuerungsbetrag, der auf die Durchführung einer Lenksteuerung gerichtet ist. Die Lenksteuerung kann hier, basierend auf der von den Kameras erhaltenen Bildinformation, das Lenken des eigenen Fahrzeugs steuern, so dass das eigene Fahrzeug einer Fahrspur entlang einem Zielkurs folgt. In dieser Ausführung kann der Zielkurs hier die Mitte der Fahrspur sein.
Insbesondere kann der erste Ziellenkwinkelrechner 20a die Berechnung des ersten Ziellenkwinkels θt1 gemäß einem in 4 dargestellten Flussdiagramm ausführen. Im Folgenden wird ein Beispiel der Berechnung des ersten Ziellenkwinkels θt1 unter Bezug auf das Flussdiagramm von 4 beschrieben.
Zuerst kann in Schritt (nachfolgend als „S“ abgekürzt) 201 ein erster Vorwärtskopplungssteuerbetrag θt1ff zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (1) berechnet werden: $θ t1ff = G1ff \cdot κ c$
wobei G1ff ein Vorwärtskopplungsfaktor ist, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Verfahren gesetzt wird, und κc eine Kurvenkrümmung ist, die basierend auf der Bildinformation berechnet wird.
In anderen Worten, es können, basierend auf der Methode der kleinsten Quadrate, die linken und rechten Fahrspurlinien auf einer x-z-Koordinatenebene, wie in den 6 bis 8 dargestellt, zum Beispiel mit dem quadratischen Ausdruck: x=A·z²+B·z+C angenähert werden.
In einem bestimmten aber nicht einschränkenden Beispiel kann die Fahrspurlinie an der linken Seite des eigenen Fahrzeugs basierend auf der Methode der kleinsten Quadrate mit dem folgenden Ausdruck (2) angenähert werden. $x = AL \cdot z^{2} + BL \cdot z + CL$
Die Fahrspurlinie an der rechten Seite des eigenen Fahrzeugs kann basierend auf der Methode der kleinsten Quadrate mit dem folgenden Ausdruck (3) angenähert werden. $x = AR \cdot z^{2} + BR \cdot z + CR$
In den vorstehenden Ausdrücken (2) und (3) bezeichnen „AL“ und „AR“ Krümmungen der jeweiligen Kurven. Eine Krümmung κl der linken Fahrspurlinie kann 2·AL sein, und eine Krümmung κr der rechten Fahrspurlinie kann 2·AR sein. Bezugnehmend auf 6 kann daher eine Krümmung κc der Fahrspur, die auf der Bildinformation beruht, mit dem folgenden Ausdruck (4) ausgedrückt werden. $κ c = (2 \cdot AL + 2 \cdot AR) / 2 = AL + AR$
In den vorstehenden Ausdrücken (2) und (3) bezeichnen „BL“ und „BR“ Neigungen der jeweiligen Kurven in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs, und „CL“ und „CR“ bezeichnen die Positionen der jeweiligen Kurven in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs.
Danach kann der Fluss zu S202 weitergehen, worin ein erster Querposition-Rückkopplungssteuerbetrag θt1fb zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (5) berechnet werden kann: $θ t1fb = G1fb \cdot Δ x$
wobei G1fb ein Verstärkungsfaktor ist, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Methoden gesetzt wird. Bezugnehmend auf 7 kann Δx zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (6) berechnet werden: $Δ x = (xl + xr) / 2 - xv$
wobei xv, auf einer geschätzten Fahrzeugtrajektorie, eine x-Koordinate eines Punkts ist, der eine z-Koordinate hat, die gleich einer z-Koordinate eines vorderen Festpunkts (0, zv) des eigenen Fahrzeugs ist. zv kann ein vorderer fester Abstand in der z-Koordinate vom eigenen Fahrzeug zu dem vorderen Festpunkt (0, zv) sein, und kann zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck berechnet werden: $zv = tc \cdot V$
wobei tc eine vorab gesetzte Vorhersagezeit ist und zum Beispiel auf 1, 2 Sekunden gesetzt sein kann.
Dementsprechend kann in einer Ausführung, wo ein Stabilitätsfaktor As, der auf Spezifikationen des eigenen Fahrzeugs beruht oder für das Fahrzeug spezifisch ist, oder ein beliebiger anderer Faktor basierend auf einem Fahrzustand des eigenen Fahrzeugs verwendet wird, xv zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (7) berechnet werden: $xv = (1 / 2) \cdot (1 / (1 + As \cdot V^{2})) \cdot (θ H/Lw) \cdot {(tc \cdot V)}^{2}$
wobei Lw ein Radstand ist. Im vorstehenden Ausdruck (6) ist xl, auf einer linken Fahrspurlinie, eine x-Koordinate eines Punkts, der eine z-Koordinate hat, die gleich der z-Koordinate des vorderen Festpunkts (0, zv) des eigenen Fahrzeugs ist, und xr ist, auf einer rechten Fahrspurlinie, eine x-Koordinate eines Punkts, der eine z-Koordinate hat, die gleich der z-Koordinate des vorderen Festpunkts (0, zv) des eigenen Fahrzeugs ist.
Alternativ kann, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate (dθs/dt), das vorstehende xv zum Beispiel auch mit dem folgenden Ausdruck (8) berechnet werden. $xv = (1 / 2) \cdot ((d θ s/dt) /V) \cdot {(V \cdot tc)}^{2}$
Noch weiter kann alternativ, basierend auf der Bildinformation, das vorstehende xv zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (9) berechnet werden. $xv = (1/2) \cdot κ c \cdot {(V \cdot tc)}^{2}$
Danach kann der Fluss zu S203 weitergehen, worin ein erster Gierwinkelrückkopplungssteuerungsbetrag θt1fby zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (10) berechnet werden kann: $θ t1fby = G1fby \cdot θ c$
wobei G1fby ein Verstärkungsfaktor ist, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Verfahren gesetzt wird. Der erste Gierwinkelrückkopplungssteuerungsbetrag θt1fby kann auf eine Rückkopplungsregelung eines Gierwinkels des eigenen Fahrzeugs gerichtet sein, wodurch der Gierwinkel des eigenen Fahrzeugs auf einen Gierwinkel gesetzt wird, der auf dem Zielkurs basiert. Bezugnehmend auf 8 ist θc ein Gierwinkel, der sich auf eine Fahrspur (einen Zum-Fahrspur-Gierwinkel) des eigenen Fahrzeugs bezieht und auf der Bildinformation beruht, und zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (11) berechnet werden kann. $θ c = tan - 1 ((BL + BR) / 2)$
Danach kann der Fluss zu S204 weitergehen, worin der erste Ziellenkwinkel θt1 zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (12) berechnet werden kann. $θ t 1 = θ t 1 ff + θ t 1 fb + θ t 1 fby$
Der erste Ziellenkwinkel θt1, der so mit dem ersten Ziellenkwinkelrechner 20a berechnet ist, kann an den Begrenzer 20d ausgegeben werden. In einer Ausführung der Erfindung kann der erste Ziellenkwinkelrechner 20a als „Erster-Zielsteuerbetrag-Rechner“ dienen.
Der zweite Ziellenkwinkelrechner 20b kann die Eigene-Fahrzeugposition-Information und die Karteninformation vom Navigationssystem 32, die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Geschwindigkeitssensor 33, das Lenkdrehmoment Td vom Lenkdrehmomentsensor 35 und die Gierrate (dθs/dt) vom Gierratensensor 36 empfangen. Der zweite Ziellenkwinkelrechner 20b berechnet, als den zweiten Ziellenkwinkel θt2, einen Zielsteuerbetrag, der auf die Ausführung einer Lenksteuerung gerichtet ist. Die Lenksteuerung kann hier eine solche Steuerung basierend auf der eigenen Fahrzeugpositionsinformation und der Karteninformation sein, um das eigene Fahrzeug so zu lenken, dass das eigene Fahrzeug einem Zielkurs folgt. In dieser Ausführung kann der Zielkurs hier die Fahrspur auf der Karte sein.
Insbesondere kann der zweite Ziellenkwinkelrechner 20b die Berechnung des zweiten Ziellenkwinkels θt2 gemäß einem in 5 dargestellten Flussdiagramm ausführen. Im Folgenden wird ein Beispiel der Berechnung des zweiten Ziellenkwinkels θt2 unter Bezug auf das Flussdiagramm von 5 beschrieben.
Zuerst kann in S301 ein zweiter Vorwärtskopplungssteuerbetrag θt2ff zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (13) berechnet werden: $θ t2ff = G2ff \cdot κ m$
wobei G2ff ein Vorwärtskopplungsfaktor ist, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Methoden gesetzt wird, und κm eine Kurvenkrümmung ist, die basierend auf der Information zum Knotenpunkt Pn(k) erhalten wird, der der Position Po(k) des eigenen Fahrzeugs am nächsten ist, wie in 9 dargestellt.
Danach kann der Fluss zu S302 weitergehen, worin ein Querabweichungsintegrationswert SΔx, der gegenwärtig in dem zweiten Ziellenkwinkelrechner 20b gesetzt ist, gelesen werden kann.
Danach kann bezugnehmend auf 9 der Fluss zu S303 weitergehen, worin die Kurvenkrümmung κm des Fahrkurses (des Zielfahrkurses) des eigenen Fahrzeugs aus der Information zum Knotenpunkt Pn(k) erhalten werden kann, der der Position Po(k) des eigenen Fahrzeugs am nächsten ist, um eine Querabweichung Δx1 bei Fahrt entlang einer Kurve zu berechnen, zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (14): $Δ x 1 = κ m - ((d θ s/st) /V)$
wobei (dθs/dt)/V ein Operationsterm basierend auf einem Fahrzeugbewegungsmodell ist und auf eine Kurvenkrümmung gerichtet ist.
Danach kann, bezugnehmend auf 10, der Fluss zu S304 weitergehen, worin eine Richtung des Fahrkurses (des Zielfahrkurses) des eigenen Fahrzeugs und eine Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs aus der Information zum Knotenpunkt Pn(k) erhalten werden kann, der der Position Po(k) des eigenen Fahrzeugs am nächsten ist, um eine Querabweichung Δx2 bei der Fahrt entlang einer geraden Straße zu berechnen, zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (15): $\begin{array}{l} Δ x 2 = ((Richtung des Fahrkurses vom eigenen Fahrzeug) - (Fahrtrichtung des \\ eigenen Fahrzeugs)) \cdot V \cdot Δ t \end{array}$
wobei Δt ein Zeitschritt ist.
Danach kann der Fluss zu S305 weitergehen, worin die Kurvenkrümmung κm (ein Wert basierend auf den Kartendaten) des Fahrkurses vom eigenen Fahrzeug mit einem Bestimmungswert κmc verglichen werden kann, um zu bestimmen, ob die Kurvenkrümmung κm gleich oder größer als der Bestimmungswert κmc ist. Der Bestimmungswert κmc kann auf einen Wert gesetzt werden, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Verfahren gesetzt wird. Wenn die Kurvenkrümmung κm des Fahrkurse vom eigenen Fahrzeug gleich oder größer als der Bestimmungswert κmc ist (wenn κm≥κmc), kann der Fluss zu S306 weitergehen, durch Bestimmung, dass das eigene Fahrzeug entlang der Kurve fährt. In S306 kann die Querabweichung Δ×1 bei der Fahrt entlang der Kurve zu dem Querabweichungsintegrationswert SΔx addiert werden, der bis zum letzten Mal integriert ist, um eine Integration des Querabweichungsintegrationswerts SΔx durchzuführen (SΔx=SΔx+Δx1).
Wenn die Kurvenkrümmung κm des Fahrkurses vom eigenen Fahrzeug kleiner als der Bestimmungswert κmc ist (wenn κm<κmc), kann der Fluss zu S307 weitergehen, durch Bestimmung, dass das eigene Fahrzeug entlang der geraden Straße fährt. In S307 kann die Querabweichung Ax2 bei Fahrt entlang der geraden Straße zu dem Querabweichungsintegrationswert SΔx addiert werden, der bis zur letzten Zeit integriert ist, um die Integration des Querabweichungsintegrationswerts SΔx (SΔx=SΔx+Δx2) durchzuführen.
Nach der Berechnung des Querabweichungsintegrationswerts SΔx in S306 oder S307 kann der Fluss zu S308 weitergehen. In S308 kann bestimmt werden, ob ein Absolutwert |Td| des Lenkdrehmoments gleich oder größer als ein Drehmomentbestimmungswert Tc ist (|Td|≥Tc) und somit eine Lenkeingabe vom Fahrer vorliegt. Der Drehmomentbestimmungswert Tc kann vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Verfahren gesetzt werden.
Der Fluss kann zu S309 weitergehen, wenn ein Ergebnis der Bestimmung in S308 angibt, dass der Absolutwert |Td| des Lenkdrehmoments gleich oder größer als der Drehmomentbestimmungswert Tc ist ((Td|≥Tc), und dass dementsprechend eine Lenkeingabe vom Fahrer vorliegt. In S309 kann der Querabweichungsintegrationswert SΔx gelöscht werden (SΔx=0), und kann der gelöschte Querabweichungsintegrationswert SΔx gespeichert werden. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S308 angibt, dass der Absolutwert |Td| des Lenkdrehmoments kleiner als der Drehmomentbestimmungswert Tc ist (|Td|<Tc), und dass dementsprechend keine Lenkeingabe vom Fahrer vorliegt, kann der Fluss zu S310 weitergehen, worin der Querabweichungsintegrationswert SΔx so abgespeichert werden kann wie er ist.
Danach kann der Fluss zu S311 weitergehen, worin ein zweiter Querpositionsrückkopplungssteuerbetrag θt2fb zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (16) berechnet werden kann: $θ t2fb = G2fb \cdot S Δ x$
wobei G2fb ein Verstärkungsfaktor ist, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Verfahren gesetzt wird.
Danach kann der Fluss zu S312 weitergehen, worin ein zweiter Gierwinkelrückkopplungssteuerbetrag 8t2fby zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (17) berechnet werden kann: $θ t2fby = G2fby \cdot θ m$
wobei G2fby ein Verstärkungsfaktor ist, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Verfahren gesetzt wird. Der zweite Gierwinkelrückkopplungssteuerbetrag θt2fby kann auf die Rückkopplungsregelung des Gierwinkels vom eigenen Fahrzeug gerichtet sein, wodurch der Gierwinkel des eigenen Fahrzeugs auf einen solchen Gierwinkel gesetzt wird, der auf dem Zielkurs basiert. θm ist ein Zur-Fahrspur-Gierwinkel vom eigenen Fahrzeug, der auf der Eigene-Fahrzeugposition-Information und der Karteninformation beruht. Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel θm kann basierend auf einer Differenz zwischen der Fahrtrichtung (einem Winkel) des eigenen Fahrzeugs und einem Azimut der Straße berechnet werden. Die Fahrtrichtung (der Winkel) des eigenen Fahrzeugs kann basierend auf einem vorherigen eigenen Fahrzeugposition Po(k-1) und der gegenwärtigen eigenen Fahrzeugposition Po(k) erhalten werden. Der Azimut der Straße kann am Knotenpunkt Pn(k) liegen, der der gegenwärtigen eigenen Fahrzeugposition Po(k) am nächsten ist.
Danach kann der Fluss zu S313 weitergehen, worin der zweite Ziellenkwinkel θt2 zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (18) berechnet werden kann. $θ t 2 = θ t 2 ff + θ t 2 fb + θ t 2 fby$
Der zweite Ziellenkwinkel 0t2, der so mit dem zweiten Ziellenkwinkelrechner 20b berechnet wird, kann an den Wertrechner 20c ausgegeben werden. In einer Ausführung der Erfindung kann der zweite Ziellenkwinkelrechner 20b als „Zweiter-Zielsteuerbetrag-Rechner“ dienen.
Der Wertrechner 20c kann den zweiten Ziellenkwinkel θt2 von dem zweiten Ziellenkwinkelrechner 20b erhalten.
Ferner kann der Wertrechner 20c, basierend auf dem empfangenen zweiten Ziellenkwinkel θt2, die Ziellenkwinkelgrenzwerte (die Ziellenkwinkelobergrenze θtu und die Ziellenkwinkeluntergrenze θtd) zum Beispiel mit den folgenden Ausdrücken (19) und (20) berechnen: $θ tu = θ t 2 + E θ$
$θ td = θ t 2 - E θ$
wobei Eθ ein Fehlerbereich ist, d.h. eine Sicherheitsgrenze, der vorab gesetzt ist. Übrigens können Eθ im Ausdruck (19) und jener im Ausdruck (20) voneinander unterschiedliche Werte haben. Der Wertrechner 20c kann die berechneten Ziellenkwinkelgrenzwerte (die Ziellenkwinkelobergrenze θtu und Ziellenkwinkeluntergrenze θtd) an einen Begrenzer 20d ausgeben.
Der Wertrechner 20c kann auch, basierend auf dem empfangenen zweiten Ziellenkwinkel θt2, eine zeitliche Änderungsrate (dθ2/dt) des zweiten Ziellenkwinkels θt2 berechnen, um die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte (die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsobergrenze Dθtu und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsuntergrenze Dθtd) zum Beispiel mit den folgenden Ausdrücken (21) und (22) zu berechnen: $D θ tu = (d θ t 2 /dt) + DE θ$
$D θ td = (d θ t 2 /dt) - DE θ$
wobei DEθ ein Fehlerbereich, d.h. eine Sicherheitsgrenze ist, der vorab gesetzt ist. Übrigens können DEθ im Ausdruck (21) und jenes im Ausdruck (22) auch voneinander unterschiedliche Werte aufweisen. Der Wertrechner 20c kann die berechneten Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte (die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsobergrenze Dθtu und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsuntergrenze Dθtd) an den Begrenzer 20d ausgeben.
In einer Ausführung der Erfindung kann der Wertrechner 20c als „Grenzwertrechner“ dienen.
Der Begrenzer 20d kann den ersten Ziellenkwinkel θt1 von dem ersten Ziellenkwinkelrechner 20a erhalten, und kann die Ziellenkwinkelgrenzwerte (die Ziellenkwinkelobergrenze θtu und die Ziellenkwinkeluntergrenze θtd) und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte (die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsobergrenze Dθtu und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsuntergrenze Dθtd) von dem Wertrechner 20c erhalten.
Ferner kann der Begrenzer 20d den ersten Ziellenkwinkel θt1 so begrenzen, dass der erste Ziellenkwinkel θ1 in einen Bereich fällt, der als θtd<θt1 <θtu definiert ist, und kann, als Ratenbegrenzungsprozess, eine Ziellenkwinkelgeschwindigkeit zum Beispiel gemäß einem in 11 dargestellten Kenndiagramm begrenzen. Der Begrenzer 20d kann den Ratenbegrenzungsprozess der Ziellenkwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs, in dem die zeitliche Änderungsrate des zweiten Ziellenkwinkels θt2 als Referenz gesetzt ist, von der Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsobergrenze dθtu zur Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsuntergrenze dθtd durchführen. Der Begrenzer 20d kann den so begrenzten ersten Ziellenkwinkel θt1 an den Motortreiber 21 als Ziellenkwinkel θt ausgeben, um hierdurch die Lenksteuerung auszuführen.
In einer Ausführung der Erfindung kann der Begrenzer 20d als „Lenksteuerungsausführungseinheit“ dienen.
Nachfolgend wird unter Bezug auf ein Flussdiagramm eines Lenksteuerprogramms von 3 die Lenksteuerung beschrieben, die mit der vorstehenden Lenksteuereinrichtung 20 auszuführen ist.
Zuerst können in S101 Parameter, die die Kurvenkrümmung Kc der Fahrspur, den Zur-Fahrspur-Gierwinkel θc des eigenen Fahrzeugs und eine Querposition in der Fahrspur (eine In-Fahrspur-Querposition xoc, definiert als xoc=(CL+CR)/2; s. 7) enthalten, bedarfsweise basierend auf der von den Kameras erhaltenen Bildinformation berechnet werden.
Danach kann der Fluss zu S102 weitergehen, worin der erste Ziellenkwinkelrechner 20a den ersten Ziellenkwinkel θ1 zum Beispiel gemäß dem in 4 dargestellten Flussdiagramm berechnen kann, wie oben beschrieben.
Danach kann der Fluss zu S103 weitergehen, worin Parameter, die die Kurvenkrümmung Km der Fahrspur und den Zur-Fahrspur-Gierwinkel θm des eigenen Fahrzeugs enthalten, bedarfsweise basierend auf der Eigene-Fahrzeugposition-Information und der Karteninformation berechnen kann, die von dem Navigationssystem 32 erhalten werden.
Danach kann der Fluss zu S104 weitergehen, worin der zweite Ziellenkwinkelrechner 20b den zweiten Ziellenkwinkel θt2 zum Beispiel gemäß dem in 5 dargestellten Flussdiagramm berechnen kann, wie oben beschrieben.
Danach kann der Fluss zu S105 weitergehen, worin der Wertrechner 20c die Ziellenkwinkelgrenzwerte (die Ziellenkwinkelobergrenze θtu und die Ziellenkwinkeluntergrenze θtd) zum Beispiel mit den vorstehenden Ausdrücken (19) und (20) berechnen kann, und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte (die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsobergrenze Dθtu und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsuntergrenze Dθtd zum Beispiel mit den vorstehenden Ausdrücken (21) und (22) berechnen kann.
Danach kann der Fluss zu S106 weitergehen, worin der Begrenzer 20d den ersten Ziellenkwinkel θt1 so begrenzen kann, dass der erste Ziellenkwinkel θt1 in den Bereich fällt, der definiert ist als θtd<θt1 <θtu, und den Ratenbegrenzungsprozess an der Ziellenkwinkelgeschwindigkeit zum Beispiel gemäß dem in 11 dargestellten Kenndiagramm ausführen kann. Der Begrenzer 20d kann den Ratenbegrenzungsprozess an der Ziellenkwinkelgeschwindigkeit innerhalb des Bereichs, in dem die zeitliche Änderungsrate des zweiten Ziellenkwinkels θt2 als Referenz gesetzt ist, von der Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsobergrenze Dθtu zur Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsuntergrenze Dθtd durchführen. Der Begrenzer 20d kann den so begrenzten ersten Ziellenkwinkel θt1 an den Motortreiber 21 als den Ziellenkwinkel θt ausgeben, um hierdurch die Lenksteuerung auszuführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführung der Erfindung wird der Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als der erste Ziellenkwinkel θt1 basierend auf der Bildinformation berechnet, und wird der Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als der zweite Ziellenkwinkel θt2 basierend auf der Eigene-Fahrzeugposition-Information und der Karteninformation berechnet. Ferner werden die Grenzwerte (die Ziellenkwinkelgrenzwerte θtu und θtd und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte Dθtu und Dθtd) des ersten Ziellenkwinkels θt1 basierend auf dem zweiten Ziellenkwinkel θt2 als Referenz berechnet. Darüber hinaus wird der erste Ziellenkwinkel θt1 durch die Ziellenkwinkelgrenzwerte θtu und θtd und die Ziellenkwinkelgeschwindigkeitsgrenzwerte Dθtu und Dθtd begrenzt, und wird die Lenksteuerung basierend auf dem begrenzten ersten Ziellenkwinkel θt1 ausgeführt. Selbst wenn somit eine irrtümliche Erkennung erfolgt, die der Bildinformation zuzurechnen ist, lässt sich erzielen, dass der Ziellenkwinkel in einen akzeptablen Fehlerbereich fällt, d.h. eine akzeptable Sicherheitsgrenze, und zwar mittels des Lenkwinkels, der basierend auf der Eigene-Fahrzeugposition-Information und der Karteninformation beruht. Ferner, selbst wenn eine Vorzeichenänderung in dem Ziellenkwinkel durch die irrtümliche Erkennung vorliegt, die der Bildinformation zuzurechnen ist, lässt sich erzielen, dass die Ziellenkwinkelgeschwindigkeit in einen akzeptablen Fehlerbereich, d.h. eine akzeptable Sicherheitsgrenze fällt, und zwar mittels der Lenkwinkelgeschwindigkeit, die auf der Eigene-Fahrzeugposition-Information und der Karteninformation beruht. Dementsprechend ist es möglich, eine Steuerung zu erzielen, welche eine Fahrspureinhaltesteuerung und eine Abweichungsverhinderungssteuerung enthält, die mit hoher Genauigkeit auszuführen sind, während in einer Situation, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, die Leistungsfähigkeit vom Kurvenansprechverhalten und die Leistungsfähigkeit der Lenkkorrektur innerhalb einer Fahrspur sichergestellt werden, ohne einen Straßenparameter und einen Steuerbetrag mehr als notwendig zu begrenzen.
Übrigens kann man daran denken, dass ein Straßenparameterrechner Bildinformation einer Fahrspur, entlang der das eigene Fahrzeug fährt, erhält, und eine Fahrspur mittels Bildbearbeitung erkennt, um basierend auf dem Erkennungsergebnis eine Krümmung oder einen Krümmungsradius der Fahrspur zu bestimmen. Der Straßenparameterrechner begrenzt eine zeitliche Änderungsrate der bestimmten Straßenkrümmung oder des bestimmten Kurvenradius auf einen Wert, der gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist, und gibt die begrenzte zeitliche Änderungsrate als Berechnungsergebnis aus.
Eine Fahrspureinhaltesteuerung, in der eine Lenksteuerung durch Erkennung von Fahrspurlinien mittels Kameras oder irgendeiner anderen Steuerung durchgeführt wird, erkennt einen Straßenparameter wie etwa die Fahrspurlinien, wie oben beschrieben. Wenn jedoch der Straßenparameter irrtümlich erkannt wird, könnte die Steuerung basierend auf dem irrtümlich erkannten Parameter wie etwa den irrtümlich erkannten Fahrspurlinien erfolgen, was zu einer möglichen Fahrspurabweichung führt. Um ein solches Ereignis zu verhindern, kann die zeitliche Änderungsrate der bestimmten Straßenkrümmung oder des bestimmten Kurvenradius auf den Wert begrenzt werden, der gleich oder kleiner als der vorbestimmte Grenzwert ist, wie beim oben erwähnten Straßenparameterrechner. Jedoch könnte in einer Situation, wo eine Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, diese Begrenzung des Straßenparameters zu Schwierigkeiten darin führen, die Leistungsfähigkeit vom Kurvenansprechverhalten und die Leistungsfähigkeit der Lenkkorrektur innerhalb einer Fahrspur sicherzustellen. Dies kann wiederum zu einem Problem führen, dass ein Bereich, in dem die Fahrspureinhaltesteuerung arbeitet, eingeschränkt wird.
Im Gegensatz hierzu macht es die Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung möglich, eine Steuerung einschließlich einer Fahrspureinhaltesteuerung und einer Abweichungsverhinderungssteuerung mit hoher Genauigkeit auszuführen, ohne einen Straßenparameter und einen Steuerbetrag mehr als notwendig zu begrenzen.
Obwohl im Vorstehenden anhand eines Beispiels in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, Ausführungen und Erfindung beschrieben worden sind, ist die Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt. Es sollte sich verstehen, dass von Fachkundigen Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Die Erfindung soll solche Modifikationen und Veränderungen beinhalten, insofern sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
Eine Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung erhält Fahrspurinformation einer Fahrspur und führt basierend auf der Fahrspurinformation eine Lenksteuerung durch. Die Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung enthält einen Erster-Zielsteuerbetrag-Rechner, einen Zweiter-Zielsteuerbetrag-Rechner, einen Grenzwertrechner und eine Lenksteuerungsausführungseinheit. Der Erster-Zielsteuerbetrag-Rechner berechnet basierend auf Bildinformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als ersten Zielsteuerbetrag. Der Zweiter-Zielsteuerbetrag-Rechner berechnet basierend auf Eigene-Fahrzeugposition-Information und Karteninformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als zweiter-Zielsteuerbetrag. Der Grenzwertrechner berechnet einen Grenzwert des ersten Zielsteuerbetrags basierend auf dem zweiten Zielsteuerbetrag als Referenz. Die Lenksteuerungsausführungseinheit begrenzt den ersten Zielsteuerbetrag durch den Grenzwert und führt die Lenksteuerung basierend auf dem begrenzten ersten Zielsteuerbetrag aus.

Claims

Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung (20), die Fahrspurinformation einer Fahrspur erhält und basierend auf der Fahrspurinformation eine Lenksteuerung durchführt, wobei die Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung (20) aufweist: einen Erster-Zielsteuerbetrag-Rechner (20a), der basierend auf Bildinformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als ersten Zielsteuerbetrag berechnet; einen Zweiter-Zielsteuerbetrag-Rechner (20b), der basierend auf Eigene-Fahrzeugposition-Information und Karteninformation einen Zielsteuerbetrag der Lenksteuerung als zweiten Zielsteuerbetrag berechnet; einen Grenzwertrechner (20c), der einen Grenzwert des ersten Zielsteuerbetrags basierend auf dem zweiten Zielsteuerbetrag als Referenz berechnet; und eine Lenksteuerungsausführungseinheit (20), die den ersten Zielsteuerbetrag durch den Grenzwert begrenzt und die Lenksteuerung basierend auf dem begrenzten ersten Zielsteuerbetrag ausführt.
Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Grenzwertrechner (20c) berechnete Grenzwert ein Wert des ersten Zielsteuerbetrags und/oder eine zeitliche Änderungsrate des Werts des ersten Zielsteuerbetrags ist.
Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zielsteuerbetrag und der zweite Zielsteuerbetrag jeweils ein Ziellenkwinkel sind.