DE10029710A1 - Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung - Google Patents
FahrzeugfahrsicherheitseinrichtungInfo
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Abstract
Ein Lenkungsaktuator (17) wird daran gehindert, ein übermäßiges Lenkdrehmoment zu erzeugen, das einem Fahrer, der ein Lenkrad hält, ein unangenehmes Gefühl vermittelt, wenn eine Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug durch die automatische Lenkung durch den Aktuator (17) vermieden wird. Wenn eine Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug besteht, wird die Kollision mit dem entgegenkommenden Fahrzeug dadurch verhindert, daß ein Seitenbewegungssteuer/regelstrom mit einer sinusförmigen Form dem Aktuator (17) einer elektrischen Servolenkungseinrichtung (2) zugeführt wird, um das Fahrzeug seitlich zu bewegen. Der Gierwinkel des Fahrzeugs wird durch gleichzeitiges Integrieren der Gierrate mit dem Beginn der Seitenbewegung erfaßt und um die Fahrzeuglage des Fahrzeugs durch Konvergieren des Gierwinkels zu 0 in der Endphase der Seitenbewegung in ihren Ausgangszustand zurückzuführen, wird ein Gierwinkelkorrektursteuer/regelstrom dem Seitenbewegungssteuer/regelstrom überlagert und dem Aktuator (17) zugeführt. Unter Verwendung des dem Aktuator (17) zugeführten Stroms (d. h. das durch den Aktuator (17) erzeugte Lenkdrehmoment) als der Lenkzielwert zur Vermeidung einer Kollision anstelle des Lenkwinkels, kann der Aktuator (17) daran gehindert werden, ein übermäßiges Lenkdrehmoment zu erzeugen, das einem Fahrer ein unangenehmes Gefühl vermittelt.
Description
Die Erfindung betrifft Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtungen, um unter
Verwendung eines Objekterfassungsmittels wie z. B. einer Radareinrichtung
zu verhindern, daß ein Fahrzeug mit einem entgegenkommenden Fahrzeug
kollidiert.
Eine solche Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung ist bereits aus der japani
schen Patentanmeldung Offenlegungsnr. 7-14100 bekannt.
In dem oben erwähnten Patent wird die Möglichkeit einer Kollision eines
Fahrzeugs mit einem entgegenkommenden Fahrzeug basierend auf dem
Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug,
der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem entgegenkom
menden Fahrzeug, der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und des
Bildes vor dem Fahrzeug bestimmt. Falls eine Möglichkeit einer Kollision
besteht, wird die Kollision verhindert, indem der Fahrer durch einen Alarm
aufmerksam gemacht wird, oder indem eine automatische Bremsung
durchgeführt wird.
Falls eine Möglichkeit einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem
entgegenkommenden Fahrzeug besteht, kann überlegt werden, die Kollision
dadurch zu verhindern, daß anstelle einer automatischen Bremsung oder
zusätzlich zur automatischen Bremsung automatisch gelenkt wird. Wenn in
einem solchen Fall der Zielwert für die Lenkung zur Kollisionsvermeidung
unter Verwendung eines Lenkwinkels gesetzt wird, wenn der Aktuator zur
Erzeugung des Ziellenkwinkels angetrieben wird, während der Fahrer das
Lenkrad stark festhält, erhöht sich mit Zunahme der Haltekraft des Fahrers
das durch den Aktuator erzeugte Lenkdrehmoment und daher tritt das
Problem auf, daß der Fahrer ein unangenehmes Gefühl empfindet.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obigen Umstände gemacht
und es ist eine Aufgabe der Erfindung zu verhindern, daß der Aktuator ein
übermäßiges Lenkdrehmoment erzeugt, welches einem Fahrer, der das
Lenkrad hält, ein unangenehmes Gefühl vermittelt, wenn eine Kollision
zwischen dem Fahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug mittels
der automatischen Lenkung durch den Aktuator vermieden wird.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist eine Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung
vorgesehen, umfassend ein Objekterfassungsmittel zur Erfassung eines
Objekts, das in der Richtung vorhanden ist, in welche ein Fahrzeug fährt,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel zur Erfassung der Ge
schwindigkeit des Fahrzeugs, ein Verhältnisberechnungsmittel zur Erfassung
eines entgegenkommenden Fahrzeugs basierend auf dem Ergebnis der
Erfassung durch das Objekterfassungsmittel und der von dem Fahrzeug
geschwindigkeitserfassungsmittel erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit des
Fahrzeugs und zur Berechnung des Verhältnisses zwischen dem Fahrzeug
und dem entgegenkommenden Fahrzeug. Ein die korrekte Route festlegen
des Mittel legt eine korrekte Route für das Fahrzeug fest, damit es das
entgegenkommende Fahrzeug korrekt passiert, ein Kollisionspositions
vorhersagemittel bestimmt basierend auf dem Verhältnis und der Fahrzeug
geschwindigkeit des Fahrzeugs eine vorhergesagte Kollisionsposition, wo
das Fahrzeug vermutlich mit dem entgegenkommenden Fahrzeug kollidiert,
und ein Kollisionsvermeidungslenkdrehmomentberechnungsmittel berechnet
ein Seitenbewegungslenkdrehmoment, das benötigt wird, um eine Kollision
mit dem entgegenkommenden Fahrzeug zu vermeiden, indem das Fahrzeug
basierend auf einem Vergleich zwischen der vorhergesagten Kollisions
position und der korrekten Route seitlich bewegt wird. Ein Aktuator lenkt
das Fahrzeug und ein Aktuatorsteuer/regelmittel steuert/regelt den Betrieb
des Aktuators basierend auf dem Seitenbewegungslenkdrehmoment, das
von dem Kollisionsvermeidungslenkdrehmomentberechnungsmittel
berechnet wird.
Gemäß der obigen Anordnung kann eine Kollision mit dem entgegenkom
menden Fahrzeug sogar dann zuverlässig vermieden werden, wenn der
Fahrer nicht spontan eine Betätigung vornimmt, um die Kollision zu
vermeiden, da das Kollisionsvermeidungslenkdrehmomentberechnungsmittel
ein Seitenbewegungslenkdrehmoment berechnet und das Aktuatorssteuer/-
regelmittel den Betrieb des Aktuators basierend auf dem Seitenbewegungs
lenkdrehmoment steuert/regelt, um das Fahrzeug seitlich zu bewegen, wenn
eine Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem entgegen
kommenden Fahrzeug besteht. Sogar wenn der Fahrer das Lenkrad stark
festhält kann darüber hinaus der Aktuator daran gehindert werden, ein
übermäßiges Lenkdrehmoment zu erzeugen, das dem Fahrer ein unangeneh
mes Gefühl vermittelt, da der Zielwert für die Lenkung zur Vermeidung der
Kollision unter Verwendung des Lenkdrehmoments anstelle des Lenkwinkels
eingestellt wird.
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung vor
gesehen, wobei der Aktuator ein elektrischer Motor ist und das Aktuator
steuer/regelmittel den Betrieb des Aktuators basierend auf einem Unterstüt
zungslenkdrehmoment zur Unterstützung der Lenkbetätigung durch den
Fahrer und dem Seitenbewegungslenkdrehmoment steuert/regelt.
Gemäß dieser Anordnung kann die Unterstützungsfunktion für den Fahrer,
der eine spontane Lenkung durchführt, und die automatische Lenkfunktion
zur Vermeidung einer Kollision simultan bewirkt werden, da der Betrieb des
Aktuators, der einen elektrischen Motor umfaßt, basierend auf einem
Unterstützungslenkdrehmoment zur Unterstützung der Lenkbetätigung durch
den Fahrer und dem Seitenbewegungslenkdrehmoment gesteuert/geregelt
wird.
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung vor
gesehen, wobei das Kollisionsvermeidungslenkdrehmomentbe
rechnungsmittel das Seitenbewegungslenkdrehmoment zu dem Gierwinkel
korrekturlenkdrehmoment addiert, um die Fahrzeuglage nach der Ver
meidung einer Kollision in den Zustand zurückzuführen, in dem die
Fahrzeuglage vor der Kollisionsvermeidung war.
Gemäß dieser Anordnung kann, da das Seitenbewegungslenkdrehmoment
zu dem Gierwinkelkorrekturlenkdrehmoment addiert wird, um so die
Fahrzeuglage nach der Vermeidung einer Kollision in den Zustand zurückzu
bringen, in welchem es vor der Vermeidung der Kollision war, sogar wenn
die Fahrzeuglage des Fahrzeugs als ein Ergebnis der Kollisionsvermeidung
durch das Seitenbewegungslenkdrehmoment gestört ist, die Fahrzeuglage
automatisch durch das Gierwinkelkorrekturlenkdrehmoment in ihren
Ausgangszustand zurückgebracht werden und somit die Betriebsbelastung
und das dem Fahrer vermittelte unangenehme Gefühl reduziert werden.
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung vor
gesehen, wobei das Unterstützungslenkdrehmoment gesetzt ist, um die
Lenkungsunterstützung in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung der
Lenkung durch den Fahrer zu verhindern und wenn eine Kollision sowohl
durch das Unterstützungslenkdrehmoment als auch das Seitenbewegungs
lenkdrehmoment vermieden wird, ist die Lenkungsunterstützung in der
Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Lenkung durch den Fahrer
erlaubt.
Gemäß dieser Anordnung kann die Lenkbetätigung durch den Fahrer genau
durch das Unterstützungslenkdrehmoment unterstützt werden, wenn der
Fahrer spontan eine Lenkung durchführt. Darüber hinaus kann das
Seitenbewegungslenkdrehmoment zur Vermeidung einer Kollision ohne
Behinderung erzeugt werden, wenn der Fahrer nicht spontan eine Lenkung
durchführt und weiterhin das Lenkrad festhält, da die Lenkungsunter
stützung in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Lenkung durch
den Fahrer erlaubt ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung vor
gesehen, wobei der Betrag der Seitenbewegung des Fahrzeugs durch das
Seitenbewegungslenkdrehmoment so gesetzt ist, daß er nicht höher als ein
vorbestimmter Wert ist.
Gemäß dieser Anordnung kann das Fahrzeug daran gehindert werden,
infolge eines zu großen Seitenbewegungsbetrags zur Vermeidung einer
Kollision von der Straße abzudriften, da der Betrag der Seitenbewegung des
Fahrzeugs durch das Seitenbewegungslenkdrehmoment begrenzt ist, damit
er nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung vor
gesehen, wobei das Seitenbewegungslenkdrehmoment sich erhöht, wenn
sich die Richtung, in welcher das Fahrzeug fährt, dem entgegenkommenden
Fahrzeug nähert.
Gemäß dieser Anordnung kann ein großer Seitenbewegungsbetrag erzeugt
und somit die Kollision zuverlässig vermieden werden, da das Seiten
bewegungslenkdrehmoment zunimmt, wenn sich die Richtung, in welcher
das Fahrzeug fährt, dem entgegenkommenden Fahrzeug nähert, wenn eine
hohe Wahrscheinlichkeit einer Kollision besteht.
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung vor
gesehen, wobei das Seitenbewegungslenkdrehmoment umso höher ist, je
niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs ist.
Gemäß dieser Anordnung kann ein großer Seitenbewegungsbetrag erzeugt
und somit die Kollision zuverlässig vermieden werden, da das Seiten
bewegungslenkdrehmoment umso höher ist, je niedriger die Fahrzeug
geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit einer
Kollision besteht.
Die praktischen Merkmale der Erfindung werden unten unter Bezugnahme
auf die Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt ist.
Fig. 1 bis 24 veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung. Es
stellen dar:
Fig. 1 eine Gesamtansicht der Anordnung eines Fahrzeugs, in das
eine Fahrsicherheitseinrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung
eingebaut ist;
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Fahrsicherheitseinrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Lenkeinrichtung eines
Fahrzeugs;
Fig. 4 ein Diagramm, das die Funktion der elektronischen Steuer/-
Regeleinheit erklärt;
Fig. 5 ein Blockdiagramm, das die Schaltungskomponenten eines
Frontalkollisionsvermeidungssteuer/regelmittels veranschaulicht;
Fig. 6 ein Flußdiagramm für eine Hauptroutine gemäß der Aus
führungsform der Erfindung;
Fig. 7 ein Flußdiagramm für eine Frontalkollisionsvermeidungs
steuer/regelroutine;
Fig. 8 ein Flußdiagramm für eine Kurvenfahrt-Kollisionsvermeidungs
steuer/regelroutine;
Fig. 9 ein Flußdiagramm für eine Frontalkollisionsbestimmungs
routine;
Fig. 10 ein Flußdiagramm für eine Alarmsteuer/regelroutine;
Fig. 11 ein Flußdiagramm für eine Seitenbewegungssteuer/re-
gelroutine;
Fig. 12 ein Flußdiagramm für eine Gierwinkelkorrektursteuer/re-
gelroutine;
Fig. 13A und 13B Kennfelder, welche Bereiche veranschaulichen,
in welchen der Treiberstrom für den Aktuator ausgegeben werden kann;
Fig. 14 eine graphische Darstellung, die Details einer Kurvenfahrt-
Kollisionsvermeidungssteuerung/regelung veranschaulicht;
Fig. 15 ein Diagramm, das eine Technik zur Berechnung der
seitlichen Abweichung δd erläutert (in dem Fall, wo eine Kollision vor
kommt);
Fig. 16 ein Diagramm, das eine Technik zur Berechnung der
seitlichen Abweichung δd erläutert (in dem Fall, wo das Fahrzeug das
entgegenkommende Fahrzeug auf der linken Seite passiert);
Fig. 17 ein Diagramm, das eine Technik zur Berechnung der
seitlichen Abweichung δd erläutert (in dem Fall, wo das Fahrzeug das
entgegenkommende Fahrzeug auf der rechten Seite passiert);
Fig. 18A bis 18C Kennfelder, um den Korrekturkoeffizienten der
seitlichen Abweichung δd herauszusuchen;
Fig. 19A und 19B graphische Darstellungen, welche eine Technik
zur Berechnung eines Referenzseitenbewegungssteuer/regelstroms zur
Vermeidung einer Kollision erklären;
Fig. 20A bis 20C Diagramme, welche den Ablenkungswinkel des
Fahrzeugs erläutern;
Fig. 21 ein Kennfeld, um den Korrekturkoeffizienten für den
Seitenbewegungssteuer/regelstrom abhängig vom Ablenkungswinkel
herauszusuchen;
Fig. 22 ein Kennfeld, um den Korrekturkoeffizienten für den
Seitenbewegungssteuer/regelstrom abhängig von der Fahrzeuggeschwindig
keit herauszusuchen;
Fig. 23 ein Blockdiagramm eines Aktuatorsteuer/regelsystems; und
Fig. 24 eine graphische Darstellung, welche die Addition des
Seitenbewegungssteuer/regelstroms zu dem Gierwinkelkorrektursteuer/regel
strom erläutert.
Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein Fahrzeug mit rechten und
linken Vorderrädern Wf, Wf und rechten und linken Hinterrädern Wr, Wr ein
Lenkrad 1, um die rechten und linken Vorderräder Wf, Wf zu lenken, welche
die gelenkten Räder sind, und eine elektrische Servolenkungseinrichtung 2
zur Erzeugung einer Lenkkraft zur Unterstützung der Betätigung des
Lenkrads 1 durch einen Fahrer und einer Lenkkraft zur Vermeidung einer
Kollision. Eine elektronische Steuer/Regeleinheit U zur Steuerung/Regelung
des Betriebs der elektrischen Servolenkungseinrichtung 2 empfängt
Eingangssignale von einer Radareinrichtung 3, welche ein Objekterfassungs
mittel ist, einem Lenkwinkelsensor S1 zur Erfassung des Lenkwinkels des
Lenkrads 1, einem Lenkdrehmomentsensor S2 zur Erfassung des Lenk
drehmoments, welches in das Lenkrad 1 eingegeben wird, einem Querbe
schleunigungssensor S3 zur Erfassung der Querbeschleunigung des
Fahrzeugkörpers, einem Fahrzeuggierratesensor S4 zur Erfassung der
Gierrate des Fahrzeugkörpers und Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren S5. . .
zur Erfassung der Drehzahl der Räder Wf, Wf; Wr, Wr. Die elektronische
Steuer/Regeleinheit U steuert/regelt den Betrieb der elektrischen Servolen
kungseinrichtung 2 basierend auf Signalen von der Radareinrichtung 3 und
den Sensoren S1 bis S5. . . und steuert/regelt auch den Betrieb einer
Anzeigeeinrichtung 4, welche eine Flüssigkristallanzeige umfaßt, und eines
Alarms 5, der einen Summer oder eine Lampe umfaßt.
Die Radareinrichtung 3 sendet elektromagnetische Wellen in einem
vorbestimmten Bereich lateral zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs und
empfängt die reflektierten Wellen, welche durch die von einem Objekt
reflektierten elektromagnetischen Wellen ausgebildet sind, und so wird der
Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt, die Relativgeschwindig
keit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und die Richtung des Objekts
erfaßt. In der Ausführungsform wird ein Millimeterwellenradar verwendet,
welches das Verhältnis zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt unter
Verwendung eines einzigen Sende-Empfangsereignisses erfassen kann.
Fig. 3 zeigt die Struktur einer Lenkeinrichtung 11, in welcher die Drehung
des Lenkrads 1 auf eine Zahnstange 15 über eine Lenkwelle 12, eine
Verbindungswelle 13 und ein Ritzel 14 übertragen wird und darüber hinaus
wir die hin- und hergehende Bewegung der Zahnstange 15 über rechte und
linke Spurstangen 16, 16 auf die rechten und linken Vorderräder Wf, Wf
übertragen. Die elektrische Servolenkungseinrichtung 2, die an der
Lenkeinrichtung 11 vorgesehen ist, umfaßt ein Antriebszahnrad 18, das an
der Ausgangswelle des Aktuators 17 vorgesehen ist, der aus einem
elektrischen Motor gebildet ist, ein angetriebenes Zahnrad 19, das mit dem
Antriebszahnrad 18 im Eingriff ist, eine Gewinde- oder Schraubenwelle 20,
welche mit dem angetriebenen Zahnrad 19 integral ist, und eine Mutter 21,
welche mit der Schraubenwelle 20 im Eingriff ist und mit der Zahnstange 15
verbunden ist. Wenn der Aktuator 17 angetrieben wird, kann die Antriebs
kraft auf die linken und rechten Vorderräder Wf, Wf über das Antriebs
zahnrad 18, das angetriebene Zahnrad 19, die Schraubenwelle 20, die
Mutter 21, die Zahnstange 15 und die rechten und linken Spurstangen 16,
16 übertragen werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt die elektronische Steuer/Regeleinheit U ein
elektrisches Servolenkungssteuer/regelmittel 22, ein Frontalkollisionsver
meidungssteuer/regelmittel 23, ein Additionsmittel 24 und ein Ausgabe
strombestimmungsmittel 25. Das elektrische Servolenkungssteuer/regel
mittel 22 gibt ein Steuer/Regelsignal aus, so daß das basierend auf der
Ausgabe von dem Lenkdrehmomentsensor S2 berechnete Lenkdrehmoment
ein vorbestimmtes Niveau erreicht, welches mit der basierend auf den
Ausgaben von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren S5. . . berechneten
Fahrzeuggeschwindigkeit korrespondiert. Das Ausgabestrombestimmungs
mittel 25 bestimmt den Ausgabestrom zum Aktuator 17 basierend auf dem
Steuer/Regelsignal. Die Betätigung des Lenkrads 1 durch den Fahrer wird
durch Ausgabe des Ausgabestroms über eine Treiberschaltung 26 an den
Aktuator 17 unterstützt. Falls eine Möglichkeit einer Frontalkollision
zwischen dem Fahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug besteht,
gibt das Frontalkollisionsvermeidungssteuer/regelmittel 23 andererseits ein
Steuer/Regelsignal zur Kollisionsvermeidung aus und durch Steuern/Regeln
des Betriebs des Aktuators 17 über das Ausgabestrombestimmungsmittel
25 und die Treiberschaltung 26 unter Verwendung des Steuer/Regelsignals
wird die automatische Lenkung durchgeführt, um die Frontalkollision mit
dem entgegenkommenden Fahrzeug zu vermeiden. Die Details dieser
automatischen Lenkung werden unten beschrieben.
Da das Additionsmittel 24 das von dem elektrischen Servolenkungssteuer/-
regelmittel 22 ausgegebene Steuer/Regelsignal zu dem von dem Frontalkolli
sionsvermeidungsmittel 23 ausgegebenen Steuer/Regelsignal addiert, sogar
während die automatische Lenkung ausgeführt wird, um eine Frontalkolli
sion zu vermeiden, ist es möglich, daß eine unveränderte Unterstützungs
funktion der elektrischen Servolenkungseinrichtung 2 gemäß einer
spontanen Lenkbetätigung durch den Fahrer erzeugt wird und somit
verhindert werden kann, daß die Unterstützungsfunktion der elektrischen
Servolenkungseinrichtung 2 während der Ausführung der automatischen
Lenkung eliminiert wird, was dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl
vermittelt.
Wie in Fig. 13A gezeigt, ist die Steuerung/Regelung der elektrischen
Servolenkungseinrichtung 2 im allgemeinen so eingestellt, daß die Richtung
des Stroms zum Antrieb des Aktuators 17 der Richtung des Lenkdrehmo
ments entspricht, welches durch den Fahrer in das Lenkrad 1 eingegeben
wird. Das heißt, der Aktuator 17 ist dafür vorgesehen, ein Lenkdrehmoment
nur in der Richtung zu erzeugen, in welcher die Betätigung des Lenkrads 1
durch den Fahrer unterstützt wird.
Wenn jedoch das Steuer/Regelsignal von dem elektrischen Servolenkungs
steuer/regelmittel 22 und das Steuer/Regelsignal von dem Frontalkollisions
vermeidungssteuer/regelmittel 23 addiert werden, gibt es einen Fall, in
welchem die Richtung des Lenkdrehmoments (das Steuer/Regelsignal für
das elektrische Servolenkungssteuer/regelmittel 22), welches durch den
Fahrer in das Lenkrad 1 eingegeben wird, nicht mit der Richtung des Stroms
zum Antrieb des Aktuators 17 übereinstimmt und wenn der Strom zum
Antrieb des Aktuators 17 basierend auf dem in Fig. 13A gezeigten
Kennfeld bestimmt wird, besteht in einem solchen Fall eine Möglichkeit, daß
die automatische Lenkung zur Vermeidung der Frontalkollision behindert
oder geschwächt werden kann und ein Effekt, der ausreicht, um die
Kollision zu verhindern, nicht hervorgebracht werden könnte. Daher ist in
der Ausführungsform durch die Verwendung des in Fig. 13B gezeigten
Kennfelds anstelle des in Fig. 13A gezeigten Kennfelds teilweise der Fall
erlaubt, in welchem die Richtung des durch den Fahrer in das Lenkrad 1
eingegebenen Lenkdrehmoments nicht mit der Richtung des Stroms zum
Antrieb des Aktuators 17 übereinstimmt, wodurch sichergestellt wird, daß
die Funktion der automatischen Lenkung zur Vermeidung einer Frontalkolli
sion ohne Probleme ausgeführt werden kann.
Als nächstes wird die Anordnung des Frontalkollisionsvermeidungssteuer/-
regelmittels 23 und eine Darstellung ihrer Funktion unter Bezugnahme auf
Fig. 5 beschrieben.
Das Frontalkollisionsvermeidungssteuer/regelmittel 23 umfaßt ein Verhältnis
berechnungsmittel M1, ein die korrekte Route festlegendes Mittel M2, ein
Kollisionszeitvorhersagemittel M3, ein Kollisionspositionsvorhersagemittel
M4, ein Kollisionsbestimmungsmittel M5, ein Kollisionsvermeidungs
lenkdrehmomentberechnungsmittel M6 und ein Aktuatorssteuer/regelmittel
M7.
Das Verhältnisberechnungsmittel M1 berechnet den Relativwinkel (relative
Position) θ, den Abstand L und die Relativgeschwindigkeit Vs zwischen dem
Fahrzeug Ai und dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao basierend auf den
Ausgaben von dem Objekterfassungsmittel (der Radareinrichtung 3) und den
Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmitteln (den Fahrzeuggeschwindigkeits
sensoren S5. . .). Das die korrekte Route festlegendes Mittel M2 setzt die
ursprüngliche korrekte Route R für das Fahrzeug Ai, um das entgegen
kommende Fahrzeug Ao korrekt zu passieren. Das Kollisionszeitvorhersage
mittel M3 sagt eine Kollisionszeit vorher, zu welcher das Fahrzeug Ai das
entgegenkommende Fahrzeug Ao passieren wird. Das Kollisionspositions
vorhersagemittel M4 bestimmt eine vorhergesagte Kollisionsposition P, wo
das Fahrzeug Ai voraussichtlich mit dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao
zur Kollisionszeit kollidiert. Das Kollisionsbestimmungsmittel M4 bestimmt
die Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Fahrzeug Ai und dem
entgegenkommenden Fahrzeug Ao durch Vergleichen der vorausgesagten
Kollisionsposition P mit der korrekten Route R. Das Kollisionsvermeidungs
lenkdrehmomentberechnungsmittel M6 berechnet das Lenkdrehmoment
(d. h. den Strom, der dem Aktuator 17 zugeführt wird), das durch den
Aktuator 17 zu erzeugen ist, um eine Kollision zwischen dem Fahrzeug Ai
und dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao zu vermeiden. Zum Schluß
steuert/regelt das Aktuatorsteuer/regelmittel M7 den Betrieb des Aktuators
17, um eine Kollision zwischen dem Fahrzeug Ai und dem entgegenkom
menden Fahrzeug Ao durch Erzeugung des von dem Kollisionsvermeidungs
lenkdrehmomentberechnungsmittel M6 berechneten Lenkdrehmoment in
dem Aktuator 17 zu vermeiden.
Der Betrieb der Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf die
Flußdiagramme in den Fig. 6 bis 12 beschrieben.
Zuerst wird im Schritt S11 der Hauptroutine in Fig. 6 der Zustand des
Fahrzeugs basierend auf den Ausgaben des Lenkwinkelsensors S1, des
Lenkdrehmomentsensors S2, des Querbeschleunigungssensors S3, des
Fahrzeuggierratesensors S4 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren S5. . .
erfaßt. In dem nachfolgenden Schritt S12 wird der Zustand des entgegen
kommenden Fahrzeugs durch die Radareinrichtung 3 erfaßt. Obwohl die
Radareinrichtung 3 vorausfahrende Fahrzeuge, Fußgängerbrücken, Schilder,
Katzenaugen usw. wie auch entgegenkommende Fahrzeuge erfaßt, kann es
basierend auf der Relativgeschwindigkeit zu dem Fahrzeug entgegenkom
mende Fahrzeuge von anderen Objekten unterscheiden. In dem nachfolgen
den Schritt S13 werden der Zustand des Fahrzeugs und der Zustand des
entgegenkommenden Fahrzeugs auf der Anzeigeeinrichtung 4 angezeigt.
Der nachfolgende Schritt S14 überprüft, ob die Frontalkollisionsver
meidungssteuerung/regelung basierend auf den durch die Radareinrichtung
3 und die Sensoren S1 bis S5. . . erfaßten Ergebnissen korrekt durchgeführt
wird. Die Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/regelung wird nur in dem
Fall durchgeführt, wo der Fahrer nicht unter extremen Bedingungen fährt
und wenn er beispielsweise übermäßig schnell fährt, wird der Betrieb des
Systems im Schritt S15 unterdrückt und der Fahrer wird über diese
Tatsache mittels der Anzeigeeinrichtung 4 informiert, so daß er zu einer
korrekten Fahrweise aufgefordert wird. In dem Fall, wo der Fahrer eine
spontane Betätigung durchführt, um eine Frontalkollision mit dem entgegen
kommenden Fahrzeug zu vermeiden, wird als ein Ergebnis der System
überprüfung in Schritt S14, d. h. falls ein großes Lenkdrehmoment in das
Lenkrad 1 eingegeben wird oder eine Bremsbetätigung durch Niederdrücken
des Bremspedals durchgeführt wird, die Frontalkollisionsvermeidungs
steuerung/regelung im Schritt S16 unterbrochen, die normale elektrische
Servolenkungssteuerung/regelung fortgesetzt und der Fahrer mittels der
Anzeigeeinrichtung 4 von dieser Tatsache informiert. Somit ist es möglich,
eine gegenseitige Beinflussung zwischen einer spontanen Lenkbetätigung
durch den Fahrer und der automatischen Lenkungssteuerung/regelung der
Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/regelung zu vermeiden.
Wenn die Ergebnisse der Systemüberprüfung in Schritt S14 normal sind,
wird der Fahrzustand des Fahrzeugs im Schritt S17 bestimmt. Wenn das
Fahrzeug in einem Fahrzustand ist, in dem es nahezu geradeaus fährt und
es möglich ist, den Zeitpunkt, an dem es das entgegenkommende Fahrzeug
passieren oder mit diesem kollidieren wird, und das Positionsverhältnis zu
dem Zeitpunkt zwischen dem Fahrzeug und dem entgegenkommenden
Fahrzeug basierend auf den von der Radareinrichtung 3 und den Sensoren
S1 bis S5. . . erfaßten Ergebnissen vorherzusagen, geht es weiter zum Schritt
S18, um die Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/regelung durchzuführen.
Andererseits geht es in dem Fall, wo der Grad der Kurvenfahrt des
Fahrzeugs hoch ist, selbst wenn das Fahrzeug nicht mit übermäßiger
Geschwindigkeit fährt, und es daher unmöglich ist, den genauen Zeitpunkt
vorauszusagen, wenn es ein entgegenkommendes Fahrzeug passieren oder
mit diesem kollidieren wird, und das Positionsverhältnis zu dem Zeitpunkt
zwischen dem Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug vor
auszusagen, zum Schritt S19 weiter, um die Kurvenfahrt-Kollisionsver
meidungssteuerung/regelung durchzuführen. Außerdem wird im Schritt S20
der Aktuator 17 der elektrischen Servolenkungseinrichtung 2 gemäß der
Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/regelung oder der Kollisionsver
meidungssteuerung/regelung während der Kurvenfahrt betätigt, um eine
Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug
zu vermeiden.
Als nächstes werden Details der "Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/re-
gelung" im Schritt S18 unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig.
7 erläutert.
Als erstes wird im Schritt S21 ein Kollisionsbestimmungsparameter zur
Bewertung des Grads der Wahrscheinlichkeit des Fahrzeugs, mit dem
entgegenkommenden Fahrzeug zu kollidieren, d. h. die seitliche Abweichung
δd zwischen dem Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug zu dem
Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug das entgegenkommende Fahrzeug passiert
oder mit diesem kollidiert, berechnet. Nachfolgend wird im Schritt S22 die
Möglichkeit einer Kollision bestimmt, indem die seitliche Abweichung δd mit
dem unten beschriebenen Schwellenwert verglichen wird und wenn eine
kleine Möglichkeit einer Kollision besteht, wird der Alarm 5 im Schritt S23
betätigt, um den Fahrer aufmerksam zu machen. Wenn eine hohe Wahr
scheinlichkeit einer Kollision besteht, wird ein Alarm hervorgerufen und zur
selben Zeit wird der Aktuator 17 im Schritt S24 betätigt, um die automa
tische Lenkung durchzuführen, um dem entgegenkommenden Fahrzeug
auszuweichen. Die Details der "Kollisionsbestimmung" im Schritt S22, der
"Alarmsteuerung/regelung" im Schritt S23 und der "Vermeidungslenkungs
steuerung/regelung" im Schritt S24 sind unten unter Bezugnahme auf die
Flußdiagramme in den Fig. 9 bis 12 beschrieben.
Als nächstes werden die Details der "Kurvenfahrt-Kollisionsvermeidungs
steuerung/regelung" im Schritt S19 unter Bezugnahme auf das Flußdia
gramm in Fig. 8 beschrieben.
Als erstes wird im Schritt S31 der Grad der Gefahr einer Kollision während
der Kurvenfahrt berechnet. Der Grad der Gefahr einer Kollision wird
basierend auf dem Absolutwert der Differenz zwischen dem Radius der
Kurvenfahrt des Fahrzeugs und dem Radius der Kurvenfahrt des entgegen
kommenden Fahrzeugs bestimmt und es ist bestimmt, daß der Grad der
Gefahr hoch ist, wenn der Absolutwert der Differenz groß ist. Im Schritt
S32 werden die Alarmsteuerung/regelung und die Fahrzeugfahrbahnabwei
chungsverhinderungssteuerung/regelung gemäß dem Grad der Gefahr
durchgeführt. Da es schwierig ist, genau den Zeitpunkt, an dem das
entgegenkommende Fahrzeug passiert wird und das Positionsverhältnis zu
dem Zeitpunkt zwischen dem Fahrzeug und dem entgegenkommenden
Fahrzeug während der Kurvenfahrt vorherzusagen, ist die Kollisionsver
meidungssteuerung/regelung im Vergleich dazu, wenn das Fahrzeug
geradeausfährt, schwächer.
Wie in Fig. 14 gezeigt, wird der Grad der Gefahr der Kollision während der
Kurvenfahrt gesetzt, indem er in drei Stufen vom Niveau 1, Niveau 2 und
Niveau 3 kategorisiert wird und diese Niveaus werden beispielsweise
basierend auf dem Radius der Kurvenfahrt des entgegenkommenden
Fahrzeugs - dem Radius der Kurvenfahrt des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug
auf der Straße eine Kurve nach rechts macht, wenn auf der linken Seite
gefahren wird und basierend auf dem Radius der Kurvenfahrt des Fahrzeugs
- dem Radius der Kurvenfahrt des entgegenkommenden Fahrzeugs, wenn
das Fahrzeug eine Kurve nach links macht, bestimmt. Im Niveau 1, wo der
Grad der Gefahr niedrig ist, wird eine Warnung nur durch den Alarm 4
gegeben und im Niveau 2, wo der Grad der Gefahr mittel ist und dem
Niveau 3, wo der Grad der Gefahr hoch ist, wird eine Warnung unter
Verwendung des Alarms 4 gegeben und die Fahrzeugfahrbahnabweichungs
verhinderungssteuerung/regelung wird durch den Aktuator 17 durchgeführt.
Es ist auch möglich, die Fahrzeugfahrbahnabweichverhinderungs
steuerung/regelung so einzustellen, daß sie für das Niveau 2 eher schwach
ist wo der Grad der Gefahr mittel ist und für das Niveau 3 ziemlich stark ist,
wo der Grad der Gefahr hoch ist. Die Fahrzeugfahrbahnabweichverhinde
rungssteuerung/regelung verhindert, daß das Fahrzeug von der Fahrbahn
abweicht, wenn der Fahrer in die Richtung gelenkt hat, welche zu einem
Abweichen von der Fahrzeugfahrbahn führen würde, indem der Aktuator 17
der elektrischen Servolenkungseinrichtung 2 betrieben wird, um eine
entgegengesetzte Lenkkraft zu erzeugen, welche der Lenkung entgegen
wirkt.
Um den Alarm in der "Kurvenfahrt-Kollisionsvermeidungssteuerung/re-
gelung" von dem Alarm in der "Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/re-
gelung" zu unterscheiden, wird der Ton des Summers oder die Farbe der
Lampe des Alarms 5 verändert.
Als nächstes werden die Details der "Kollisionsbestimmung" im Schritt S22
basierend auf dem Flußdiagramm in Fig. 9 und den beispielhaften
Ansichten in den Fig. 15 bis 17 erläutert.
Als erstes wird im Schritt S41 die Fahrzeuggeschwindigkeit Vi des
Fahrzeugs Ai basierend auf den Ausgaben der Fahrzeuggeschwindigkeits
ensoren S5. . . berechnet, im Schritt S42 wird die Gierrate yi des Fahrzeugs
Ai basierend auf der Ausgabe von dem Fahrzeuggierratesensor S4 berech
net, im Schritt S43 wird der Abstand L zwischen dem Fahrzeug Ai und dem
entgegenkommenden Fahrzeug Ao basierend auf der Ausgabe von der
Radareinrichtung 3 berechnet, im Schritt S44 wird die Relativgeschwindig
keit Vs zwischen dem Fahrzeug Ai und dem entgegenkommenden Fahrzeug
Ao basierend auf der Ausgabe von der Radareinrichtung 3 berechnet und im
Schritt S45 wird der Relativwinkel θ zwischen dem Fahrzeug Ai und dem
entgegenkommenden Fahrzeug Ao basierend auf der Ausgabe von der
Radareinrichtung 3 berechnet. In dem nachfolgenden Schritt S46 wird die
korrekte Route R des Fahrzeugs Ai, welche ihm erlauben wird, das
entgegenkommende Fahrzeug Ao ohne Kollision zu passieren, basierend auf
einem korrekten seitlichen Abstand da, der von der momentanen Position
des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao gemessen wird, eingestellt. Dieser
korrekte seitliche Abstand da wird im Voraus eingestellt und beträgt
beispielsweise 3 m. In dem nachfolgenden Schritt S47 wird die Gierrate yo
des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao aus der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vi und der Gierrate yi des Fahrzeugs Ai und dem Positionsverhältnis
zwischen dem Fahrzeug Ai und dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao
berechnet. Im Schritt S48 wird die seitliche Abweichung 3d zwischen der
korrekten Route R und dem Fahrzeug Ai an der Position (vorhergesagte
Kollisionsposition P) berechnet, wo das Fahrzeug Ai das entgegenkom
mende Fahrzeug Ao passiert. Der Schritt, in welchem diese seitliche
Abweichung 3d wird, ist detailliert unten unter Bezugnahme auf Fig. 15
erläutert.
Fig. 15 veranschaulicht einen Zustand, in welchem das Fahrzeug Ai auf
einer Straße, wo auf der linken Seite gefahren wird, irrtümlich in die
Fahrzeugfahrbahn des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao kommt. In der
Figur ist die korrekte seitliche Position Ai' die Position auf der korrekten
Route R für das Fahrzeug Ai entsprechend der korrekten Position des
entgegenkommenden Fahrzeugs Ao in der seitlichen Richtung und der
Abstand zwischen der korrekten seitlichen Position Ai' und dem entgegen
kommenden Fahrzeug Ao ist der korrekte seitliche Abstand da (beispiels
weise 3 m). L bezeichnet den Abstand zwischen dem Fahrzeug Ai und dem
entgegenkommenden Fahrzeug Ao, welcher basierend auf der Ausgabe von
der Radareinrichtung 3 berechnet wird. θ bezeichnet den Relativwinkel
zwischen dem Fahrzeug Ai und dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao,
welcher basierend auf der Ausgabe der Radareinrichtung 3 berechnet wird.
∈ bezeichnet den Winkel zwischen der Richtung der korrekten Route R für
das Fahrzeug Ai und der Richtung des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao,
welcher geometrisch basierend auf dem Abstand L und dem korrekten
seitlichen Abstand da bestimmt wird. Vi bezeichnet die Fahrzeuggeschwin
digkeit des Fahrzeugs Ai, welche basierend auf den Ausgaben von den
Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren S5. . . berechnet wird. Vs bezeichnet die
relative Fahrzeuggeschwindigkeit, welche der Differenz zwischen der
Fahrzeuggeschwindigkeit Vi des Fahrzeugs Ai und der Fahrzeuggeschwin
digkeit Vo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao entspricht, welche
basierend auf der Ausgabe der Radareinrichtung 3 berechnet wird.
Bezüglich des schraffierten Dreiecks in Fig. 15 ist die Beziehung unten
X cos (θ + ∈) = L sin θ (1)
erfüllt, und wenn diese Gleichung für X gelöst ist, kann die folgende
Gleichung
X = L sin θ/cos (θ + ∈) (2)
erhalten werden. Der Wert des Kollisionszeitpunkts tc (die Zeitspanne bis
zu dem Zeitpunkt des Passierens oder der Kollision), der basierend auf der
Istzeit gemessen wird, kann durch Dividieren des Abstands L durch die
Relativgeschwindigkeit Vs erhalten werden.
tc = L/Vs (3)
Der Abstand Lc des Fahrzeugs Ai zur vorhergesagten Kollisionsposition P
(Passierposition) kann als das Produkt der Fahrzeuggeschwindigkeit Vi mal
der Kollisionszeit tc erhalten werden.
Lc = Vi . tc = L (Vi/Vs) (4)
Da zwei rechtwinklige Dreiecke ähnlich sind, die ihre Scheitelpunkte in
einem Winkel von (θ + ∈) an der Position des Fahrzeugs Ai besitzen, ist die
folgende Beziehung erfüllt, wie aus Fig. 15 klar ist,
Lc' : L = δd : da + X (5)
und außerdem kann die seitliche Abweichung δd wie folgt aus der
Beziehung Lc' cos ∈ = Lc cos (θ + ∈) und den Gleichungen (2), (4) und (5)
erhalten werden.
Unter den fünf Variablen auf der rechten Seite der Gleichung (6) kann, da
Vi immer berechnet werden kann und Vs, L, θ und ∈ aus einem einzigen
Sende- und Empfangsereignis der Radareinrichtung 3 berechnet werden
können, die seitliche Abweichung δd schnell an dem Punkt berechnet
werden, wo die Radareinrichtung 3 das entgegenkommende Fahrzeug Ao
zum erstenmal erfaßt. Daher ist sogar in dem Fall, wo die Kollisionszeit tc
nicht lang genug ist, da das Fahrzeug Ai und das entgegenkommende
Fahrzeug Ao sich einander nähern, möglich, schnell eine Bestimmung der
Möglichkeit einer Kollision durchzuführen und die Kollisionsvermeidungs
steuerung/regelung zu beginnen.
Somit wird in Schritt S49 in dem Flußdiagramm in Fig. 9 die seitliche
Abweichung δd mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen, um die
Möglichkeit einer Kollision zu bestimmen. Wenn die seitliche Abweichung
δd zwischen einem ersten Referenzwert δdn zur Bestimmung der Möglich
keit einer Kollision und einem zweiten Referenzwert δdx zur Bestimmung der
Möglichkeit einer Kollision liegt, d. h. die Beziehung δdn < δd < δdx erfüllt
ist, wird im Schritt S50 bestimmt, daß die Möglichkeit einer Kollision
zwischen dem Fahrzeug Ai und dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao
besteht (siehe Fig. 15). Wenn andererseits, wie in Fig. 16 gezeigt, δd ≦
δdn ist, oder wie in Fig. 17 gezeigt, δd ≧ δdx ist, wird im Schritt S51
bestimmt, daß keine Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Fahrzeug Ai
und dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao besteht. Der Zustand in Fig.
17 entspricht beispielsweise einem Fall, wo das Fahrzeug Ai schräg die
Fahrzeugfahrbahn des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao kreuzt, um in
eine Seitenstraße zu fahren.
Der erste Referenzwert δdn zur Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision
und der zweite Referenzwert δdx zur Bestimmung der Möglichkeit einer
Kollision werden in geeigneter Weise entsprechend der Breite des Fahrzeugs
Ai usw. gesetzt, beispielsweise wird der erste Referenzwert δdn zur
Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision auf 1,5 m gesetzt und der
zweite Referenzwert δdx zur Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision auf
4,5 m gesetzt.
In der obigen Erläuterung werden bei der Berechnung der seitlichen Ab
weichung δd die Gierrate yi des Fahrzeugs Ai und die Gierrate yo des
entgegenkommenden Fahrzeugs Ao nicht berücksichtigt, aber durch
Berücksichtigung dieser Gierraten yi, yo kann die Kollision mit höherer
Präzision vermieden werden.
Wenn das Fahrzeug Ai mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Vi und einer
Gierrate von yi fährt, wird eine Querbeschleunigung von Viyi erzeugt und
daher kann durch zweimaliges Integrieren dieses Viyi der Betrag der
Seitenbewegung yi des Fahrzeugs Ai berechnet werden. Daher ist der
Betrag der Seitenbewegung yi des Fahrzeugs Ai bei einer Kollisionszeit tc
von L/Vs durch die Gleichung unten gegeben,
yi = (Vi . yi/2) . (L/Vs)2 (7)
In ähnlicher Weise wird, wenn das entgegenkommende Fahrzeug Ao mit
einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Vo und einer Gierrate von yo fährt, eine
Querbeschleunigung von Voyo erzeugt und daher kann durch zweimaliges
Integrieren dieses Voyo der Betrag der Seitenbewegung yo des entgegen
kommenden Fahrzeugs Ao berechnet werden. Daher ist der Betrag der
Seitenbewegung yo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao bei einer
Kollisionszeit tc von L/Vs durch die Gleichung unten gegeben.
yo = (Vo . yo/2) . (L/Vs)2 (8)
Somit kann unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung, in welcher die
seitliche Abweichung δd der Gleichung (6) unter Verwendung des Betrags
der Seitenbewegung yi des Fahrzeugs Ai und des Betrags der Seiten
bewegung yo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao korrigiert ist, die
Präzision der seitlichen Abweichung δd weiter erhöht werden.
Die Gierrate yo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao kann basierend auf
dem Radius der Kurvenfahrt und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vo des
entgegenkommenden Fahrzeugs Ao durch Vorhersagen der Spur der
Kurvenfahrt des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao durch mehrmaliges
Erfassen der Position des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao basierend auf
der Ausgabe von der Radareinrichtung 3 berechnet werden. Daher kann die
Gierrate yo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao nicht mittels eines
einzigen Sende- und Empfangsereignisses der Radareinrichtung 3 erfaßt
werden und eine kurze Berechnungszeit ist notwendig, um die Korrektur
unter Verwendung der Gierrate yo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao
in der Gleichung (9) durchzuführen. Wie im Schritt S17 des Flußdiagramms
in Fig. 6 erklärt ist, wird jedoch die Frontalkollisionsvermeidungssteue
rung/regelung durchgeführt, wenn das Fahrzeug Ai in einer im wesentlichen
geraden Linie fährt (Fahren auf einer geraden Straße) und es ist in diesem
Fall selten, daß die Gierrate yo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao
einen großen Wert besitzt. Von diesem Standpunkt aus ist es möglich, eine
ausreichende Präzision sicherzustellen, ohne die Korrektur unter Ver
wendung der Gierrate yo des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao auszufüh
ren.
Anstelle feste Werte für den ersten Referenzwert δdn zur Bestimmung der
Möglichkeit einer Kollision und den zweiten Referenzwert δdx zur Bestim
mung der Möglichkeit einer Kollision zu verwenden, wenn der erste
Referenzwert δdn zur Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision und der
zweite Referenzwert δdx zur Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision
durch die Fahrzustände des Fahrzeugs Ai und des entgegenkommenden
Fahrzeugs Ao zu dem Zeitpunkt korrigiert werden, wo die seitliche
Abweichung δd berechnet wurde, kann die Frontalkollisionsvermeidungs
steuerung/regelung mit noch höherer Präzision durchgeführt werden. D. h.
die Korrektur des ersten Referenzwerts δdn zur Bestimmung der Möglichkeit
einer Kollision wird unter Verwendung der drei Korrekturkoeffizienten k1n,
k2n und k3n wie in der folgenden Gleichung durchgeführt;
δdn ← k1n . k2n . k3n . δdn (10)
und die Korrektur des zweiten Referenzwerts δdx zur Bestimmung der
Möglichkeit einer Kollision wird unter Verwendung der drei Korrekturkoeffi
zienten k1x, k2x und k3x wie in der folgenden Gleichung durchgeführt.
δdx ← k1x . k2x . k3x . δdx (11)
Die Korrekturkoeffizienten k1n, k1x werden in dem in Fig. 18A gezeigten
Kennfeld basierend auf der Zeitspanne zur Kollision (Kollisionszeit tc)
herausgesucht. In dem Bereich, wo vorhergesagt ist, daß der Fehler in der
Berechnung der seitlichen Abweichung δd infolge einer kurzen Kollisionszeit
tc klein ist, werden die Korrekturkoeffizienten k1n, k1x bei 1 gehalten. In
dem Bereich, wo vorhergesagt ist, daß der Fehler in der Berechnung der
seitlichen Abweichung δd infolge einer langen Kollisionszeit tc groß ist,
erhöht sich der Korrekturkoeffizient k1n von 1 mit Zunahme der Kollisions
zeit tc und der Korrekturkoeffizient klx verringert sich von 1 mit Zunahme
der Kollisionszeit tc. Somit kann durch Einschränkung der Breite zwischen
dem ersten Referenzwert δdn zur Bestimmung der Möglichkeit einer
Kollision und dem zweiten Referenzwert δdx zur Bestimmung der Möglich
keit einer Kollision in dem Bereich, wo der Fehler in der Berechnung der seit
lichen Abweichung δd groß ist, verhindert werden, daß eine unzuverlässige
Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/regelung ausgeführt wird.
Die Korrekturkoeffizienten k2n, k2x werden in dem in Fig. 18B gezeigten
Kennfeld basierend auf dem Abstand L zwischen dem Fahrzeug Ai und dem
entgegenkommenden Fahrzeug Ao herausgesucht. In dem Bereich, wo es
vorhergesagt ist, daß der Fehler bei der Berechnung der seitlichen Ab
weichung δd infolge eines kurzen Abstands L klein ist, werden die
Korrekturkoeffizienten k2n, k2x bei 1 beibehalten. In dem Bereich, wo
vorhergesagt ist, daß der Fehler bei der Berechnung der seitlichen Ab
weichung δd infolge eines großen Abstands L groß ist, erhöht sich der
Korrekturkoeffizient k2n von 1 mit Zunahme des Abstands L und der
Korrekturkoeffizient k2x verringert sich von 1 mit Zunahme des Abstands
L. Somit kann durch Einschränkung der Breite zwischen dem ersten
Referenzwert δdn zur Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision und dem
zweiten Referenzwert δdx zur Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision
in dem Bereich, wo der Fehler bei der Berechnung der seitlichen Ab
weichung δd groß ist, verhindert werden, daß eine unzuverlässige
Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/regelung ausgeführt wird.
Die Korrekturkoeffizienten k3n, k3x werden aus dem in Fig. 18C gezeigten
Kennfeld basierend auf der Gierrate yi von dem Fahrzeug Ai herausgesucht.
Wenn vorhergesagt wird, daß der Fehler bei der Berechnung der seitlichen
Abweichung δd klein ist, da die Gierrate yi des Fahrzeugs Ai 0 ist, werden
die Korrekturkoeffizienten k3n, k3x auf 1 gesetzt. Wenn sich der Fehler bei
der Berechnung der seitlichen Abweichung δd mit Zunahme der Gierrate yi
des Fahrzeugs Ai erhöht, erhöht sich der Korrekturkoeffizient k3n von 1 und
der Korrekturkoeffizient k3x verringert sich von 1. Somit kann durch
Einengung der Breite zwischen dem ersten Referenzwert δdn zur Bestim
mung der Möglichkeit einer Kollision und dem zweiten Referenzwert δdx zur
Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision in dem Bereich, wo der Fehler
bei der Berechnung der seitlichen Abweichung δd groß ist, verhindert
werden, daß eine unzuverlässige Frontalkollisionsvermeidungssteuerung/re-
gelung durchgeführt wird.
Details der "Alarmsteuerung/regelung" im Schritt S23 in dem Flußdiagramm
in Fig. 7 werden basierend auf dem Flußdiagramm in Fig. 10 erklärt.
Als erstes wird die Kollisionsinformation im Schritt S61 erhalten. Die
Kollisionsinformation umfaßt die Kollisionszeit tc (Zeit bis zur Kollision), die
Fahrzustände des Fahrzeugs Ai und des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao
an der vorhergesagten Kollisionsposition P, die seitliche Abweichung δd
usw. In dem nachfolgenden Schritt S62 wird die Notwendigkeit für einen
primären Alarm bestimmt, und wenn die Kollisionszeit tc beispielsweise
kleiner als 4 Sekunden wird, wird die Alarmeinrichtung 5 im Schritt S63
betätigt, um den primären Alarm zu beginnen. In dem nachfolgenden Schritt
S64 wird die Notwendigkeit für einen sekundären Alarm bestimmt und
wenn die Kollisionszeit tc beispielsweise kleiner als 3 Sekunden wird, wird
die Alarmeinrichtung 5 im Schritt S65 betätigt, um den sekundären Alarm
zu beginnen. Der primäre Alarm wird ausgeführt, wenn eine vergleichsweise
große Toleranz hinsichtlich der Zeit vor einer Kollision besteht, der
sekundäre Alarm wird ausgeführt, wenn ein vergleichsweise enger
Spielraum hinsichtlich der Zeit vor einer Kollision besteht und die Art des
Tons des Summers, die Lautstärke des Tons und die Farbe der Lampe
werden verändert, damit der Fahrer den Unterschied zwischen den zwei
Alarmen erkennen kann. Der Fahrer kann eine spontane Ausweichbetätigung
durchführen, indem er die Gefahr der Kollision als ein Ergebnis eines Alarms
von der Alarmeinrichtung 5 erkennt.
Die "Vermeidungssteuerung/regelung" im Schritt S24 des Flußdiagramms
in Fig. 7 umfaßt eine "Seitenbewegungssteuerung/regelung", in welcher
das Fahrzeug Ai dazu gebracht wird, sich in derselben Weise wie bei einem
Fahrbahnwechsel seitlich zu bewegen, um eine Kollision mit dem entgegen
kommenden Fahrzeug Ao zu vermeiden, und eine "Gierwinkelkorrektur
steuerung/regelung", in welcher in der Phase, wenn die Seitenbewegung
beendet ist, der Gierwinkel des Fahrzeugs Ai in den Zustand zurückgeführt
wird, in dem er zu dem Zeitpunkt war, als mit der Seitenbewegung
begonnen wurde. Details der "Seitenbewegungssteuerung/regelung"
zwischen der "Vermeidungssteuerung/regelung" in Schritt S24 werden
unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 11 beschrieben.
Zuerst wird nach Erhalt der Kollisionsinformation im Schritt S71 auf dieselbe
Art und Weise wie im Schritt S61 im Schritt S72 bestimmt, ob die Lenkung
begonnen hat oder nicht und wenn die Kollisionszeit tc kleiner als eine
Schwelle τo (beispielsweise 2,2 Sekunden) wird, was kürzer als die 3
Sekunden ist, was die Schwelle für den sekundären Alarm darstellt, wird der
Betrag der Seitenbewegung, welcher notwendig ist, um eine Kollision zu
vermeiden, im Schritt S73 berechnet. Dieser Betrag der Seitenbewegung ist
im Grunde der neueste Wert für die seitliche Abweichung δd, die im Schritt
S48 berechnet wird, aber um Fehler zu beseitigen, wird unter Verwendung
des vorangehenden Werts ein Durchschnittswert erhalten. In dem nachfol
genden Schritt S74 und den folgenden wird der Seitenbewegungssteuer/-
regelstrom I1 zum Antrieb des Aktuators 17 zur Vermeidungslenkung
berechnet.
D. h. im Schritt S74 wird der Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 gesetzt,
welcher eine Referenz wird. Wie in den Fig. 19A und 19B gezeigt, wird
die Vermeidungslenkung so durchgeführt, daß das Fahrzeug Ai nach dem
Ausweichen des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao in seine Ausgangslage
zurückkehrt und ein Referenzwert für den Betrag der Seitenbewegung zu
dem Zeitpunkt, wenn die Kollisionszeit tc (Schwelle τ0) vorbei ist, wird
beispielsweise auf 2 m gesetzt, während der Effekt der Kollisionsver
meidung und der Verhütung des endgültigen Abweichens von der Fahrzeug
fahrbahn in Betracht gezogen wird. Darüber hinaus muß verhindert werden,
daß die maximale Querbeschleunigung YG und die durch die Ausweichlen
kung erzeugte Lenkgeschwindigkeit zu groß wird und dem Fahrer ein
unangenehmes Gefühl verschafft und die Seitenbewegung von 2 m muß
durchgeführt werden, wenn eine Zeit τ0 von 2, 2 Sekunden vergangen ist,
nachdem die Lenkung begonnen hat. Von den oben erwähnten Voraus
setzungen wird beispielsweise die maximale Querbeschleunigung YG auf
etwa 0,15 G gesetzt und die Lenkfrequenz wird auf etwa 4 Sekunden (0,25
Hz) in der Ausführungsform gesetzt.
Um das Fahrzeug in seine ursprüngliche Fahrzeuglage (den Gierwinkel vor
dem Beginn der Kollisionsvermeidung) nach der Erzeugung des Betrags der
Seitenbewegung zur Vermeidung einer Kollision zurückzuführen, wie in Fig.
19A gezeigt ist, d. h. um derselben Bewegung wie der eines Spur- bzw.
Fahrbahnwechsels zu folgen, wird ein Referenzseitenbewegungssteuer/-
regelstrom I1, der eine durch die durchgezogene Linie in Fig. 19B gezeigte
sinusförmige Form aufweist, dem Aktuator 17 der elektrischen Servolen
kungseinrichtung 2 zugeführt. Obwohl die Amplitude des Seitenbewegungs
steuer/regelstroms I1 abhängig von dem Gewicht des Fahrzeugs, der Eigen
schaften der Reifen, der Federungsgeometrie usw. abhängt, beträgt er im
Fall eines normalen Personenwagens geeigneterweise etwa 784,53 N (80
kgf), wenn er in den durch den Aktuator 17 erzeugten Schub der Zahn
stange 15 umgewandelt wird (etwa 147,1 bis 196,1 N.cm (15 bis 20
kgf.cm), wenn er in die Lenkkraft umgewandelt wird, die durch den Fahrer
an das Lenkrad 1 angelegt wird).
Wenn der dem Aktuator 17 zugeführte Strom erhöht wird, erhöht sich das
durch den Aktuator 17 erzeugte Lenkdrehmoment. Daher entspricht das
Setzen eines Zielwerts für das Lenken, der benötigt wird, um eine Kollision
zu vermeiden unter Verwendung des Werts für den Strom, der dem
Aktuator 17 zugeführt wird, dem Setzen des Zielwerts für das Lenken unter
Verwendung des durch den Aktuator 17 erzeugten Lenkdrehmoments.
Nur wenn der Fahrer spontan keine Lenkbetätigung durchführt, wird der
Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 dem Aktuator 17 ohne Abänderung
zugeführt. Falls der Fahrer das Lenkrad 1 stark festhält, wird ein Teil des
Seitenbewegungssteuer/regelstroms I1 durch den Unterstützungssteuer/-
regelstrom I der elektrischen Servolenkungseinrichtung 2 ausgeglichen und
daher kann der Betrag der Seitenbewegung verringert werden. Dies ist der
Fall, wenn der Fahrer das Lenkrad 1 stark festhält, wo der Fahrer ent
scheidet, daß es nicht notwendig ist, eine Kollisionsvermeidung durch
spontanes Lenken durchzuführen, und diese Absicht des Fahrers durch den
Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 reflektiert wird. In einem solchen Fall
ist es möglich, den Fahrer durch das Lenkrad 1 über die Gefahr einer
Kollision zu informieren, da das durch den Aktuator 17 erzeugte Lenk
drehmoment zu den Händen des Fahrers übertragen wird, welche das
Lenkrad 1 stark festhalten.
Der in Fig. 19B durch die durchgezogene Linie gezeigte Referenzseitenbe
wegungssteuer/regelstrom I1 ist unter der Annahme gesetzt, daß die
Richtung, in welcher das Fahrzeug Ai fährt, wie in Fig. 20A gezeigt,
parallel zur Fahrzeugfahrbahn verläuft, aber wie in Fig. 20B gezeigt, nimmt
der Betrag der für das Ausweichen notwendigen Seitenbewegung zu, wenn
die Richtung, in welcher das Fahrzeug Ai fährt, durch einen Ablenkungs
winkel von α < 0 zur Seite des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao hin
dargestellt ist (rechtsseitig), wohingegen sich, wie in Fig. 20C gezeigt, der
für das Ausweichen notwendige Betrag der Seitenbewegung verringert,
wenn die Richtung, in welcher das Fahrzeug Ai fährt, durch einen Ablen
kungswinkel von α < 0 zur Seite hin dargestellt ist, die der des entgegen
kommenden Fahrzeugs Ao entgegengesetzt ist (linksseitig). Im Schritt S75
wird daher ein Seitenbewegungssteuer/regelstromkorrekturkoeffizient unter
Verwendung des Ablenkungswinkels α basierend auf dem in Fig. 21
gezeigten Kennfeld herausgesucht und der korrigierte Seitenbewegungs
steuer/regelstrom I1 wird durch Multiplizieren des Referenzseitenbewegungs
steuer/regelstroms I1 mit dem Seitenbewegungssteuer/regelstromkorrektur
koeffizienten berechnet. Daher erhöht sich die Amplitude des korrigierten
Seitenbewegungssteuer/regelstroms I1, wenn die Richtung, in welche das
Fahrzeug Ai fährt, zur Seite des entgegenkommenden Fahrzeugs Ao hin
dargestellt ist, und verringert sich seine Amplitude, wenn die Richtung, in
welche das Fahrzeug Ai fährt, zur Seite entgegengesetzt zu der des
entgegenkommenden Fahrzeugs Ao dargestellt ist.
In dem nachfolgenden Schritt S76 wird der Seitenbewegungssteuer/regel
strom I1 ferner gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit Vi des Fahrzeugs Ai
korrigiert. Der Referenzseitenbewegungssteuer/regelstrom I1 ist so gesetzt,
daß die Frequenz konstant ist und die auf diese Weise erzeugte Querbe
schleunigung YG konstant ist, und daher ändert sich der Betrag der
Seitenbewegung nicht wesentlich, sogar wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
Vi sich ändert, aber in der Realität besteht infolge des Einflusses der
Reibungskraft zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche, die beim
Lenken auftritt, ein Fall, in welchem ein großer Seitenbewegungssteuer/re-
gelstrom I1 benötigt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist
und der benötigte Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 nimmt ab, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Daher wird der Seitenbewegungssteuer/re-
gelstromkorrekturkoeffizient abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vi basierend auf dem in Fig. 22 gezeigten Kennfeld herausgesucht und
eine weitere Korrektur wird durchgeführt, indem der Seitenbewegungs
steuer/regelstrom I1, welcher im Schritt S75 korrigiert wurde, mit dem
Seitenbewegungssteuer/regelstromkorrekturkoeffizienten multipliziert wird.
In dem nachfolgenden Schritt S77 wird der Seitenbewegungssteuer/regel
strom I1 weiter basierend auf dem Betrag der Seitenbewegung (seitliche
Abweichung δd), der im Schritt S73 berechnet wird, korrigiert. D. h. in dem
Fall, in welchem der Betrag der Seitenbewegung, der zur Vermeidung der
Kollision notwendig ist, kleiner als der Betrag der Seitenbewegung ist, der
durch den in den Schritten S74 bis S76 berechneten Seitenbewegungs
steuer/regelstrom I1 erzeugt wird, wird der Seitenbewegungssteuer/regel
strom I1 korrigiert, um sich proportional zum Betrag zu verringern, um den
die zur Vermeidung der Kollision benötigte Seitenbewegung kleiner ist.
Andererseits wird in dem Fall, wo der zur Vermeidung einer Kollision
benötigte Betrag der Seitenbewegung größer als der Betrag der Seitenbe
wegung ist, der durch den in den Schritten S74 bis S76 berechneten
Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 erzeugt wird, der Seitenbewegungs
teuer/regelstrom I1 nicht korrigiert.
Im Schritt S78 wird der Betrieb des Aktuators 17 gemäß dem in dem Schritt
S77 berechneten Endseitenbewegungsteuer/regelstrom I1 gesteuert/ge
regelt, um eine Kollision mit dem entgegenkommenden Fahrzeug Ao zu
vermeiden.
Als nächstes werden die Details der "Gierwinkelkorrektursteuerung/
regelung" aus den "Vermeidungslenksteuerungen/regelungen" im Schritt
S24 unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 12 erläutert.
Nachdem zuerst im Schritt S81 die Kollisionsinformation auf dieselbe Weise,
wie im Schritt S61 erhalten wird, wird im Schritt S82 bestimmt, ob mit der
Berechnung des Gierwinkels begonnen werden soll oder nicht. Die
Berechnung des Gierwinkels wird nicht immer durchgeführt und sie wird zur
selben Zeit begonnen wie mit dem Lenken der Seitenbewegungssteuerung/re-
gelung im Schritt S72 begonnen wird. Wenn es Zeit wird, mit dem Lenken
der Seitenbewegungssteuerung/regelung zu beginnen, wird im Schritt S83
der Gierwinkel β des Fahrzeugs durch Integrieren der Gierrate yi des
Fahrzeugs Ai, die durch den Fahrzeuggierratesensor S4 von dem Punkt aus
erfaßt wird, an welchem mit dem Lenken von der Seitenbewegungssteue
rung/regelung begonnen wird, berechnet. Daher beträgt der Gierwinkel β
des Fahrzeugs an dem Punkt, an welchem mit dem Lenken von der
Seitenbewegungssteuerung/regelung begonnen wird, immer 0. Somit kann
der Gierwinkel β des Fahrzeugs Ai präzise erfaßt werden, während der
Einfluß der Drift des Fahrzeuggierratesensors S4 eliminiert wird.
Nachfolgend wird im Schritt S84 bestimmt, ob mit der Gierwinkelkorrektur
steuerung/regelung begonnen werden soll oder nicht. Mit der Gierwinkelkor
rektursteuerung/regelung wird begonnen, wenn der Gierwinkel in der
Endstufe der Seitenbewegungssteuerung/regelung sich 0 nähert und in der
vorliegenden Ausführungsform wird die Gierwinkelkorrektursteuerung/re-
gelung 1 Sekunde vor der Beendigung der Seitenbewegungssteuerung/re-
gelung begonnen, welche gesetzt ist, um für 4 Sekunden ausgeführt zu
werden, mit anderen Worten 3 Sekunden nachdem die Seitenbewegungs
steuerung/regelung begonnen hat. Durch Setzen der Dauer der Seitenbe
wegungssteuerung/regelung auf 4 Sekunden ist es möglich zu verhindern,
daß die automatische Lenkung zur Vermeidung einer Kollision rasch
ausgeführt wird, was dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl vermittelt. Da
die Gierwinkelkorrektursteuerung/regelung nicht während der ersten 3
Sekunden durchgeführt wird, was der wesentliche Teil der Seitenbewe
gungssteuerung/regelung ist, kann darüber hinaus eine zuverlässige
Seitenbewegung durchgeführt werden, indem verhindert wird, daß die
Gierwinkelkorrektursteuerung/regelung die Seitenbewegungssteuerung/re-
gelung stört, und außerdem kann die Gierwinkelkorrektursteuerung/re-
gelung effektiv in der Endphase der Seitenbewegungssteuerung/regelung
durchgeführt werden. Zusätzlich wird die Gierwinkelkorrektursteuerung/re-
gelung durchgeführt, um den Gierwinkel β des Fahrzeugs Ai, welcher sich
durch die Seitenbewegungssteuerung/regelung verändert hat, in seinen
Ausgangszustand zurückzuführen, und sie kann daher nach Abschluß der
Seitenbewegungssteuerung/regelung begonnen werden.
Nachfolgend wird im Schritt S85 der Gierwinkelkorrektursteuer/regelstrom
12 zum Betrieb des Aktuators 17 berechnet, um den Gierwinkel β des
Fahrzeugs auf 0 zurückzubringen, und im Schritt S86 wird der Aktuator 17
betrieben, indem der Gierwinkelkorrektursteuer/regelstroms 12 dem
Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 zur Durchführung der Seitenbe
wegungssteuerung/regelung überlagert wird.
Dies wird detaillierter unter Bezugnahme auf Fig. 23 beschrieben. Die
Abweichung zwischen dem Zielgierwinkel β0 = 0 bei der Beendigung der
Gierwinkelkorrektursteuerung/regelung und dem tatsächlichen Gierwinkel β,
welcher durch Integrieren der Gierrate δ1 des Fahrzeugs Ai erhalten wird,
wird berechnet; ein PI-Regler, in welchen die Abweichung eingegeben wird,
berechnet den Gierwinkelkorrektursteuer/regelstrom I2, um eine Rückfüh
rungssteuerung/regelung durchzuführen, welche die Abweichung zu 0
konvergiert. Dieser Gierwinkelkorrektursteuer/regelstrom I2 wird dem
Unterstützungssteuer/regelstrom I zur Unterstützung der Lenkbetätigung
durch den Fahrer und dem Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 hinzugefügt
und der Aktuator 17 wird basierend auf dem summierten Wert betrieben.
Wenn jedoch durch den Fahrer während der Kollisionsvermeidungs
steuerung/regelung ein großes Lenkdrehmoment in das Lenkrad 1 eingege
ben wird, kann die Abweichung divergieren, ohne zu 0 zu konvergieren und
in einem solchen Fall wird ein großer Gierwinkelkorrektursteuer/regelstrom
I2 berechnet und es besteht eine Möglichkeit, daß der Aktuator 17 über die
Absicht des Fahrers hinaus arbeitet. Daher ist es möglich, das dem Fahrer
vermittelte unangenehme Gefühl zu reduzieren, indem der Gierwinkelkorrek
tursteuer/regelstrom I2 begrenzt wird, um nicht den Unterstützungssteuer/re-
gelstrom I und den Seitenbewegungssteuer/regelstrom I1 zu übersteigen.
Fig. 24 veranschaulicht die Addition des Seitenbewegungssteuer/regel
stroms I1 zu dem Gierwinkelkorrektursteuer/regelstrom I2. Hierbei wird
angenommen, daß eine Lenkbetätigung durch den Fahrer nicht durchgeführt
wird und daher wird der Unterstützungssteuer/regelstrom I 0. Der Seiten
bewegungssteuer/regelstrom I1, der eine sinusförmige Form besitzt, wird
über 4 Sekunden, was einem Zyklus desselben entspricht, vom Zeitpunkt
des Beginns der Kollisionsvermeidungssteuerung/regelung an ausgegeben,
und die Ausgabe des Gierwinkelkorrektursteuer/regelstroms I2 wird 3
Sekunden nach dem Beginn der Kollisionsvermeidungssteuerung/regelung
begonnen und wird obligatorisch nach 2 Sekunden beendet, sogar wenn der
tatsächliche Gierwinkel β nicht zu 0 konvergiert ist. Daher wird die
Kollisionsvermeidungssteuerung/regelung 5 Sekunden nach ihrem Beginn
beendet. Somit kann durch Beendigung der Gierwinkelkorrektursteuerung/re-
gelung in einer begrenzten Zeit eine endlose Fortdauer der Gierwinkelkor
rektursteuerung/regelung, ohne daß dabei der tatsächliche Gierwinkel β zu
0 konvergiert, verhindert werden. Darüber hinaus ist es durch teilweises
Überlappen der Seitenbewegungssteuerung/regelung und der Gierwinkelkor
rektursteuerung/regelung möglich, die Konvergenz der Steuerung/Regelung
zu verbessern.
Wenn der Lenkzielwert zur Vermeidung einer Kollision als ein Lenkwinkel
gesetzt ist, erzeugt der Aktuator 17 in dem Fall, wo der Fahrer das Lenkrad
1 festhält, ein großes Lenkdrehmoment, und dieses Lenkdrehmoment wird
zum Fahrer übertragen, was ein unangenehmes Gefühl bewirkt, da der
tatsächliche Lenkwinkel nicht zum Ziellenkwinkel konvergiert. Jedoch
übersteigt das von dem Aktuator 17 erzeugte Lenkdrehmoment ein
vorbestimmtes Lenkdrehmoment nicht und somit kann das dem Fahrer
vermittelte unangenehme Gefühl verringert werden, da gemäß der vor
liegenden Ausführungsform der Lenkzielwert zur Vermeidung einer Kollision
durch das Lenkdrehmoment (d. h. den Seitenbewegungssteuer/regelstrom
I1) gesetzt wird, sogar wenn der Fahrer das Lenkrad 1 stark festhält.
Das Objekterfassungsmittel der Erfindung ist nicht auf die Radareinrichtung
3 beschränkt und es kann ein anderes Mittel, wie z. B. eine Fernsehkamera,
sein.
Wie vorangehend beschrieben, kann eine Kollision mit dem entgegenkom
menden Fahrzeug sogar in dem Fall, wo der Fahrer nicht spontan eine
Betätigung zur Vermeidung der Kollision durchführt, zuverlässig vermieden
werden, wenn eine Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und
dem entgegenkommenden Fahrzeug bestehet, da das Kollisionsvermei
dungslenkdrehmomentberechnungsmittel ein Seitenbewegungslenk
drehmoment berechnet und das Aktuatorssteuer/regelmittel den Betrieb des
Aktuators basierend auf dem Seitenbewegungslenkdrehmoment steuert/re-
gelt, um das Fahrzeug seitlich zu bewegen. Darüber hinaus kann der
Aktuator daran gehindert werden, ein übermäßiges Lenkdrehmoment zu
erzeugen, das dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl vermittelt, da der
Lenkzielwert zur Vermeidung der Kollision unter Verwendung des Lenk
drehmoments anstelle des Lenkwinkels gesetzt wird, sogar wenn der Fahrer
das Lenkrad stark festhält.
Da der Betrieb des Aktuators, der einen elektrischen Motor umfaßt,
basierend auf einem Unterstützungslenkdrehmoment zur Unterstützung der
Lenkbetätigung durch den Fahrer und dem Seitenbewegungslenkdrehmo
ment gesteuert/geregelt wird, kann die Unterstützungsfunktion für den
Fahrer, der spontan eine Lenkung durchführt, und die automatische
Lenkungsfunktion zur Vermeidung einer Kollision gleichzeitig bewirkt
werden.
Da das Seitenbewegungslenkdrehmoment zu dem Gierwinkelkorrekturlenk
drehmoment zur Rückführung der Fahrzeuglage nach der Vermeidung einer
Kollision in den Zustand, in dem sie vor der Vermeidung einer Kollision war,
addiert wird, kann sogar dann, wenn die Fahrzeuglage des Fahrzeugs als ein
Ergebnis der Kollisionsvermeidung durch das Seitenbewegungslenk
drehmoment gestört ist, die Fahrzeuglage durch das Gierwinkelkorrektur
lenkdrehmoment automatisch in ihren Ausgangszustand zurückgebracht und
somit die Betriebsbelastung und das dem Fahrer vermittelte unangenehme
Gefühl verringert werden.
Wenn der Fahrer spontan lenkt, kann die Lenkbetätigung durch den Fahrer
durch das Unterstützungslenkdrehmoment genau unterstützt werden. Wenn
überdies der Fahrer nicht spontan lenkt und das Lenkrad weiter festhält,
kann das Seitenbewegungslenkdrehmoment zur Vermeidung einer Kollision
ohne Behinderung erzeugt werden, da die Lenkungsunterstützung in der
Richtung entgegengesetzt zur Lenkrichtung durch den Fahrer erlaubt ist.
Da der Betrag der Seitenbewegung des Fahrzeugs durch das Seiten
bewegungslenkdrehmoment begrenzt ist, um nicht höher als ein vor
bestimmter Wert zu sein, kann das Fahrzeug daran gehindert werden,
infolge eines zu großen Seitenbewegungsbetrags zur Vermeidung einer
Kollision von der Straße zu driften.
Da das Seitenbewegungslenkdrehmoment zunimmt, wenn sich die Richtung,
in welcher das Fahrzeug fährt, dem entgegenkommenden Fahrzeug nähert,
wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Kollision besteht, kann ein großer
Seitenbewegungsbetrag erzeugt werden, um so die Kollision zuverlässig zu
vermeiden.
Da mit Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs das Seiten
bewegungslenkdrehmoment zunimmt, wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit
einer Kollision besteht, kann ein großer Seitenbewegungsbetrag erzeugt und
somit die Kollision zuverlässig vermieden werden.
Zusätzlich nimmt das von dem Aktuator 17 erzeugte Lenkdrehmoment zu,
wenn der dem Aktuator 17 zugeführte Strom erhöht wird, und daher
entsprechen in der Ausführungsform der Seitenbewegungssteuer/regelstrom
I1, der Gierwinkelkorrektursteuer/regelstrom I2 und der Unterstützungs
steuer/regelstrom I jeweils dem Seitenbewegungslenkdrehmoment, dem
Gierwinkelkorrekturlenkdrehmoment und dem Unterstützungslenkdrehmo
ment in der Erfindung.
Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen dargestellt sein, ohne
von der Idee oder dessen wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die
offenbarten Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als illustrativ
und nicht restriktiv zu verstehen, wobei sich der Schutzbereich der
Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die vorange
hende Beschreibung ergibt und alle in die Bedeutung und den Äquivalenzbe
reich der Ansprüche fallen Änderungen sind daher darin eingeschlossen.
Eine Lenkungsaktuator wird daran gehindert, ein übermäßiges Lenk
drehmoment zu erzeugen, das einem Fahrer, der ein Lenkrad hält, ein
unangenehmes Gefühl vermittelt, wenn eine Kollision zwischen einem
Fahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug durch die automatische
Lenkung durch der Aktuator vermieden wird. Wenn einen Möglichkeit einer
Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug
besteht, wird die Kollision mit dem entgegenkommenden Fahrzeug dadurch
verhindert, daß ein Seitenbewegungssteuer/regelstrom mit einer sinusförmi
gen Form dem Aktuator einer elektrischen Servolenkungseinrichtung
zugeführt wird, um das Fahrzeug seitlich zu bewegen. Der Gierwinkel des
Fahrzeugs wird durch gleichzeitiges Integrieren der Gierrate mit dem Beginn
der Seitenbewegung erfaßt und um die Fahrzeuglage des Fahrzeugs durch
Konvergieren des Gierwinkels zu 0 in der Endphase der Seitenbewegung in
ihren Ausgangszustand zurückzuführen, wird ein Gierwinkelkorrektursteuer/re-
gelstrom dem Seitenbewegungssteuer/regelstrom überlagert und dem
Aktuator zugeführt. Unter Verwendung des dem Aktuator zugeführten
Stroms (d. h. das durch den Aktuator erzeugte Lenkdrehmoment) als der
Lenkzielwert zur Vermeidung einer Kollision anstelle des Lenkwinkels, kann
der Aktuator daran gehindert werden, ein übermäßiges Lenkdrehmoment zu
erzeugen, das einem Fahrer ein unangenehmes Gefühl vermittelt.
Claims (7)
1. Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung, umfassend:
ein Objekterfassungsmittel (3) zur Erfassung eines Objekts, das in der Richtung vorhanden ist, in welche das Fahrzeug (Ai) fährt,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel (S5) zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
ein Verhältnisberechnungsmittel (M1) zur Erfassung eines entgegen kommenden Fahrzeugs (Av) basierend auf der Ausgabe des Objekt erfassungsmittels (3) und der von dem Fahrzeuggeschwindigkeits erfassungsmittel (S5) erfaßten Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Ai) und zur Berechnung des Verhältnisses zwischen dem Fahrzeug (Ai) und dem entgegenkommenden Fahrzeug (Ao),
ein die korrekte Route festlegendes Mittel (M2) zum Festlegen einer korrekten Route (R) für das Fahrzeug (Ai), um das entgegenkom mende Fahrzeug (Ao) zu passieren,
ein Kollisionspositionsvorhersagemittel (M4) zur Bestimmung einer vorhergesagten Kollisionsposition (P), bei der angenommen wird, daß das Fahrzeug (Ai) mit dem entgegenkommenden Fahrzeug (Ao) kollidiert, basierend auf dem durch das Verhältnisberechnungsmittel (M1) berechneten Verhältnis und der Fahrzeuggeschwindigkeit,
ein Kollisionsvermeidungslenkdrehmomentberechnungsmittel (M6) zur Berechnung eines Seitenbewegungslenkdrehmoments, das benötigt wird, um eine Kollision mit dem entgegenkommenden Fahrzeug (Ao) zu vermeiden, indem das Fahrzeug (Ai) basierend auf einem Vergleich zwischen der vorhergesagten Kollisionsposition (P) und der korrekten Route (R) seitlich bewegt wird,
einen Aktuator (17) zur Lenkung des Fahrzeugs (Ai), und ein Aktuatorssteuer/regelmittel (M7) zur Steuerung/Regelung des Betriebs des Aktuators (17) basierend auf dem durch das Kollisions vermeidungslenkdrehmomentberechnungsmittel (M6) berechneten Seitenbewegungslenkdrehmoment.
ein Objekterfassungsmittel (3) zur Erfassung eines Objekts, das in der Richtung vorhanden ist, in welche das Fahrzeug (Ai) fährt,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel (S5) zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
ein Verhältnisberechnungsmittel (M1) zur Erfassung eines entgegen kommenden Fahrzeugs (Av) basierend auf der Ausgabe des Objekt erfassungsmittels (3) und der von dem Fahrzeuggeschwindigkeits erfassungsmittel (S5) erfaßten Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Ai) und zur Berechnung des Verhältnisses zwischen dem Fahrzeug (Ai) und dem entgegenkommenden Fahrzeug (Ao),
ein die korrekte Route festlegendes Mittel (M2) zum Festlegen einer korrekten Route (R) für das Fahrzeug (Ai), um das entgegenkom mende Fahrzeug (Ao) zu passieren,
ein Kollisionspositionsvorhersagemittel (M4) zur Bestimmung einer vorhergesagten Kollisionsposition (P), bei der angenommen wird, daß das Fahrzeug (Ai) mit dem entgegenkommenden Fahrzeug (Ao) kollidiert, basierend auf dem durch das Verhältnisberechnungsmittel (M1) berechneten Verhältnis und der Fahrzeuggeschwindigkeit,
ein Kollisionsvermeidungslenkdrehmomentberechnungsmittel (M6) zur Berechnung eines Seitenbewegungslenkdrehmoments, das benötigt wird, um eine Kollision mit dem entgegenkommenden Fahrzeug (Ao) zu vermeiden, indem das Fahrzeug (Ai) basierend auf einem Vergleich zwischen der vorhergesagten Kollisionsposition (P) und der korrekten Route (R) seitlich bewegt wird,
einen Aktuator (17) zur Lenkung des Fahrzeugs (Ai), und ein Aktuatorssteuer/regelmittel (M7) zur Steuerung/Regelung des Betriebs des Aktuators (17) basierend auf dem durch das Kollisions vermeidungslenkdrehmomentberechnungsmittel (M6) berechneten Seitenbewegungslenkdrehmoment.
2. Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aktuator (17) ein elektrischer Motor ist und
das Aktuatorssteuer/regelmittel (M7) den Betrieb des Aktuators (17)
basierend auf einem Unterstützungslenkdrehmoment zur Unter
stützung der Lenkbetätigung durch den Fahrer und dem Seitenb
ewegungslenkdrehmoment steuert/regelt.
3. Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kollisionsvermeidungslenkdrehmomentbe
rechnungsmittel (M6) das Seitenbewegungslenkdrehmoment zu
einem Gierwinkelkorrekturlenkdrehmoment zur Rückführung der
Fahrzeuglage nach einer Kollisionsvermeidung in den Zustand, in dem
die Fahrzeuglage vor der Kollisionsvermeidung war, addiert.
4. Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterstützungslenk
drehmoment gesetzt ist, um die Lenkungsunterstützung in der
Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Lenkung durch den Fahrer
zu verhindern und wenn eine Kollision sowohl durch das Unterstüt
zungslenkdrehmoment als auch das Seitenbewegungslenkdrehmo
ment verhindert wird, ist die Lenkungsunterstützung in die Richtung
entgegengesetzt zur Richtung der Lenkung durch den Fahrer erlaubt.
5. Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Seitenbewegung des
Fahrzeugs durch das Seitenbewegungslenkdrehmoment auf nicht
höher als einen vorbestimmten Wert gesetzt ist.
6. Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, das Seitenbewegungslenkdrehmoment
sich erhöht, wenn sich die Richtung, in welcher das Fahrzeug (Ai)
fährt, dem entgegenkommenden Fahrzeug (Ao) nähert.
7. Fahrzeugfahrsicherheitseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenbewegungslenkdrehmo
ment mit Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs
(Ai) zunimmt.
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