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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Lenkungssystem
zum automatischen Einparken eines Fahrzeugs ohne Rückgriff
auf eine Lenkungsbetätigung
durch den Fahrer gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Ein
solches automatisches Lenkungssystem für ein Fahrzeug ist aus
JP-04-55168 A und
JP-11-78936 A bekannt. Jedes
dieser bekannten automatischen Lenkungssysteme verwendet ein Lenkungsbetätigungselement
für eine
herkömmliche
bekannte elektrische Servolenkungsvorrichtung und ist so konfiguriert,
daß es
ein Rückwärtseinparken
und ein Längseinparken
automatisch ausführt
durch Steuern des Lenkungsbetätigungselements
auf der Grundlage der Beziehung zwischen einer Bewegungsstrecke
der Bewegung des Fahrzeugs und einem Lenkwinkel, die im voraus gespeichert
worden sind.
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Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit während
der automatischen Lenkungssteueroperation ansteigt, wird der Radius
der Kurvenfahrt des Fahrzeuges aufgrund einer Zentrifugalkraft erhöht, wodurch
die Möglichkeit
besteht, daß die
Ortskurve des Fahrzeugs abweicht. Das in der
JP-11-78936 A beschriebene
automatische Lenkungssystem ist daher so konfiguriert, daß die automatische
Lenkungssteuerung unterbrochen wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
während
der automatischen Lenkungssteueroperation einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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Ein
solches automatisches Lenkungssystem leidet jedoch unter folgendem
Problem: wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, ist die Abweichung der Ortskurve
selbst dann klein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu einem
gewissen Ausmaß zu hoch
ist. Wenn daher die Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig davon,
ob das Fahrzeug geradeaus fährt oder
eine Kurve fährt,
konstant geregelt wird, wird die Zeitspanne verlängert, die für das automatische
Einparken des Fahrzeuges erforderlich ist.
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Jiang,
K.; Seneviratne, L.D.; A sensor guided autonomous parking system
for nonholonomic mobile robots; in: IEEE International Conference
an Robotics and Automation 1999. Proceedings, Volume 1, 10. to 15.
May 1999, page(s) 311-316. zeigt ein Lenkungssystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Gemäß der
DE 42 08 012 A1 wird
eine vorwählbare
Geschwindigkeit reduziert, wenn das Fahrzeug in eine Kurve fährt. Hierzug
wird abhängig
vom Lenkwinkel die Kurve erkannt und danach die Geschwindigkeit
reduziert.
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Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obenbeschriebenen Umstände geschaffen,
wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, sicherzustellen, daß eine Abweichung
der Ortskurve eines Fahrzeuges verhindert werden kann, während die
für ein automatisches
Einparken erforderliche Zeitspanne auf ein Minimum reduziert wird,
wodurch ein genaues automatisches Einparken des Fahrzeuges ermöglicht wird.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
wird gemäß Anspruch
1 der vorliegenden Erfindung ein automatisches Lenkungssystem zum
Einparken eines Fahrzeugs geschaffen, mit einer Ortskurve-Ermittlungseinrichtung
zum Speichern oder Berechnen eines Orts der Bewegung eines Fahrzeuges
zu einer Zielposition, einem Lenkungsbetätigungselement zum Lenken der
Räder,
einer Betätigungselementsteuereinrichtung
zum Steuern der Antriebsoperation des Lenkungsbetätigungselements
auf der Grundlage der von der Ortskurve-Ermittlungseinrichtung ermittelten
Ortskurve, während
das Fahrzeug zur Zielposition bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lenkungssystem
ferner enthält
eine Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung zum Setzen einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
für das
Fahrzeug, und eine Fahrzeuggeschwindigkeitbegrenzungseinrichtung
zum Begrenzen einer Fahrzeug geschwindigkeit auf einen Wert gleich
oder kleiner als die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze während der Steuerung
des Lenkungsbetätigungselements
durch die Betätigungselementsteuereinrichtung.
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Mit
der obigen Anordnung begrenzt die Fahrzeuggeschwindigkeitbegrenzungseinrichtung die
Fahrzeuggeschwindigkeit während
der Steuerung des Lenkungsbetätigungselements
durch die Betätigungselementsteuereinrichtung
so, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
die durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung gesetzte Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
nicht überschreitet.
Es ist daher möglich,
eine Abweichung der Ortskurve aufgrund einer übermäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit
zu verhindern, um ein genaues automatisches Einparken zu erreichen,
und gleichzeitig zu verhindern, daß die für das automatische Einparken
erforderliche Zeitspanne aufgrund einer übermäßigen Beschränkung der
Fahrzeuggeschwindigkeit verlängert
wird.
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Erfindungsgemäß setzt
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze,
die kleiner ist als die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, wobei das
automatische Lenkungssystem ferner eine Warneinrichtung enthält, um an
einen Fahrer eine Warnung auszugeben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
die zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze überschritten hat.
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Mit
der obigen Anordnung wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze,
die kleiner ist als die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, überschritten
hat. Es ist daher möglich,
den Fahrer zu einer spontanen Bremsbetätigung zu veranlassen, um die
Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren.
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Bevorzugt
ermittelt die Ortskurve-Ermittlungseinrichtung die Ortskurve als
die Beziehung des Lenkwinkels zur Strecke der Bewegung des Fahrzeugs.
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Mit
der obigen Anordnung ermittelt die Ortskurve-Ermittlungseinrichtung
die Ortskurve als die Beziehung des Lenkwinkels zur Strecke der
Bewegung des Fahrzeugs. Selbst wenn daher die Fahrzeuggeschwindigkeit
während
der automatischen Lenkungssteuerung leicht verändert wird, kann verhindert
werden, daß die
Ortskurve abweicht.
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Bevorzugt
setzt die Fahrzeuggeschwindigkeitkeitsgrenze-Setzeinrichtung die
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze entsprechend einem Lenkwinkel.
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Mit
der obigen Anordnung wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze entsprechend
dem Lenkwinkel gesetzt. Es ist somit möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
so zu setzen, daß der
Einfluß einer
Zentrifugalkraft, die sich in Abhängigkeit von der Größe des Lenkwinkels ändert, effektiv
kompensiert werden kann.
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Bevorzugt
setzt die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
auf einen niedrigeren Wert, wenn der Lenkwinkel größer wird.
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Mit
der obigen Anordnung wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf
einen niedrigeren Wert gesetzt, wenn der Lenkwinkel größer wird.
Somit kann eine Zunahme der Zentrifugalkraft aufgrund einer Zunahme
des Lenkwinkels eliminiert werden durch eine Verringerung der Zentrifugalkraft,
die durch eine Reduktion der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze verursacht
wird, wodurch die Abweichung der Ortskurve effektiv verhindert wird.
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Bevorzugt
setzt die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
gemäß der Strecke
der Bewegung des Fahrzeugs.
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Mit
der obigen Anordnung setzt die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
gemäß der Strecke
der Bewegung des Fahrzeugs. Somit ist es möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
so zu setzen, daß der
Einfluß einer
Zentrifugalkraft, die sich in Abhängigkeit von der Größe des Lenkwinkels ändert, welcher
eine Funktion der Strecke der Bewegung des Fahrzeugs ist, effektiv
kompensiert werden kann.
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Bevorzugt
enthält
das automatische Lenkungssystem ferner eine automatische Bremseinrichtung
zum automatischen Betätigen
einer Bremsvorrichtung des Fahrzeugs, wobei die automatische Bremseinrichtung
die Bremsvorrichtung so betätigt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich oder kleiner als die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze wird.
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Mit
der obigen Anordnung wird die Bremsvorrichtung automatisch so betätigt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze nicht überschreitet, die durch die
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung
gesetzt worden ist. Selbst wenn daher der Fahrer keine spontane
Brembetätigung
ausführt,
kann die Fahrzeuggeschwndigkeit auf einen Wert gleich oder kleiner
als die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze verringert werden.
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Bevorzugt
wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in Reaktion auf eine Änderung
des Lenkwinkels gleichmäßig verändert.
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Mit
der obigen Anordnung wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in
Reaktion auf die Änderung
des Lenkwinkels gleichmäßig verändert. Dies ermöglicht,
daß Fahrzeug
gleichmäßig zu verzögern oder
zu beschleunigen, um ein noch effektiveres automatisches Parken
des Fahrzeuges zu erreichen und zu einer Verbesserung des Fahrkomforts
beizutragen und das Gefühl
der Inkompatibilität
für den Fahrer
zu beseitigen.
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Bevorzugt
wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in Reaktion auf eine Änderung
der Strecke der Bewegung des Fahrzeugs gleichmäßig verändert.
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Mit
der obigen Anordnung wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in
Reaktion auf die Änderung
der Strecke der Bewegung des Fahrzeugs gleichmäßig verändert. Dies ermöglicht,
das Fahrzeug gleichmäßig zu verzögern oder
zu beschleunigen, um ein noch effektiveres automatisches Parken des
Fahrzeuges zu erreichen und zu einer Verbesserung des Fahrkomforts
beizutragen und das Gefühl der
Inkompatibilität
für den
Fahrer zu beseitigen.
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Ein
Unterdruckverstärker 12 in
den Ausführungsformen
entspricht der Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung; ein
Steuerabschnitt 22 in den Ausführungsformen entspricht der
Betätigungselementsteuereinrichtung
der Erfindung; ein Speicherabschnitt 23 in den Ausführungsformen
entspricht der Ortskurve-Ermittlungseinrichtung der Erfindung; und
ein Vorderrad Wr in den Ausführungsformen
entspricht dem Rad der Erfindung.
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Im
folgenden wird anhand der in den beigefügten Zeichnungen gezeigten
Ausführungsformen der
Modus zur Ausführung
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist
ein Schaubild, das die Gesamtstruktur eines Fahrzeugs mit einer
Lenkungssteuervorrichtung zeigt.
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2A und 2B sind
Schaubilder zur Erläuterung
der Operation eines Rückwärtseinparken/Links-Modus.
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3 ist
ein Schaubild, das einen Modusauswahlschalter und einen Automatikparken-Startschalter
zeigt.
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4 ist
ein Blockschaltbild einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuereinheit.
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5 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und dem Maß der
Abweichung einer Ortskurve zeigt.
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6 ist
ein Schaubild, das eine Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM zeigt, die entsprechend einem Lenkwinkel θ gesetzt
wird.
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7 ist
ein Schaubild, das einen Referenzlenkwinkel θref und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
vLIM zeigt, die entsprechend dem Referenzlenkwinkel
gesetzt wird.
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8 ist
ein Schaubild ähnlich
der 6, jedoch entsprechend einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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9 ist
ein Schaubild ähnlich
der 6, jedoch entsprechend einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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10 ist
ein Schaubild ähnlich
der 7, jedoch entsprechend der dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Die 1 bis 7 zeigen
eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine
Darstellung der Gesamtanordnung eines Fahrzeugs, das eine Lenkungssteuervorrichtung
enthält; die 2A und 2B sind
Darstellungen zur Erläuterung
der Operation eines Rückwärtseinparken/Links-Modus; 3 ist
ein Schaubild, das einen Modusauswahlschalter und einen Automatikparken-Startschalter
zeigt; 4 ist ein Blockschaltbild einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuereinheit; 5 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
v und dem Maß der
Abweichung einer Ortskurve zeigt; 6 ist ein
Schaubild, das eine Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM zeigt, die
gemäß einem
Lenkwinkel θ gesetzt
ist; und 7 ist ein Schaubild, das den
Referenzlenkwinkel θref und
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM zeigt, die
gemäß dem Referenzlenkwinkel
gesetzt ist.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält ein Fahrzeug V zwei Vorderräder Wf und
zwei Hinterräder
Wr. Ein Lenkrad 1 und die Vorderräder Wf, die gelenkte Räder sind,
sind miteinander über
eine Lenkwelle 2 verbunden, die gemeinsam mit dem Lenkrad 1 gedreht wird,
wobei ein Ritzel 3 an einem unteren Ende der Lenkwelle 2 vorgesehen
ist, eine Zahnstange 4 mit dem Ritzel 3 kämmt, linke
und rechte Spurstangen 5 an gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 4 vorgesehen
sind und linke und rechte Kniehebel 6 mit den jeweiligen
Spurstangen 5 verbunden sind. Ein Lenkungsbetätigungselement 7 umfaßt einen
Elektromotor und ist mit der Lenkwelle 2 über einen Schneckengetriebemechanismus 8 verbunden,
um die Betätigung
des Lenkrades 1 durch den Fahrer zu unterstützen oder
eine automatische Lenkoperation für das Einparken eines Fahrzeuges
durchzuführen (was
im folgenden beschrieben wird).
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Eine
Lenkungssteuervorrichtung 21 umfaßt einen Steuerabschnitt 22 und
einen Speicherabschnitt 23. In den Steuerabschnitt 22 werden
Signale von einer Lenkwinkelerfassungseinrichtung S1 zum Erfassen
eines Lenkwinkels θ,
der ein Drehwinkel des Lenkrads 1 ist, einer Lenkmomenterfassungsein richtung
S2 zum Erfassen eines Lenkmoments T des Lenkrades 1,
einer Vorderraddrehwinkelerfassungseinrichtung S3 zum
Erfassen der Drehwinkel der linken und rechten Vorderräder Wf,
einer Bremsbetätigungsmaß-Erfassungseinrichtung
S4 zum Erfassen eines Betätigungsmaßes eines
Bremspedals 9 und einer Schaltbereicherfassungseinrichtung
S5 zum Erfassen eines Schaltbereiches (eines "D"-Bereiches, eines "R"-Bereiches,
eines "N"-Bereiches, eines "P"-Bereiches und dergleichen), der durch
einen Schalthebel 10 ausgewählt wird, eingegeben.
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Wie
aus 3 in Kombination mit den 1 und 2 deutlich wird, sind ein Modusauswahlschalter S6, der vom Fahrer betätigt wird, und ein Automatikparken-Startschalter
S7 mit dem Steuerabschnitt 22 verbunden.
Der Modusauswahlschalter S6 enthält vier
Knöpfe,
die betätigt
werden, um irgendeinen der vier Typen von Einparkmodi auszuwählen: einen Rückwärtseinparken/Rechts-Modus,
einen Rückwärtseinparken/Links-Modus,
einen Längseinparken/Rechts-Modus
und ein Längseinparken/Links-Modus.
Der Automatikparken-Startschalter S7 wird betätigt, um das automatische Einparken in
irgendeinem der Modi, der mit dem Modusauswahlschalter S6 ausgewählt worden
ist, zu starten.
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Die
Daten der vier Typen der Parkmodi, d. h. eine Beziehung zwischen
der Strecke X der Bewegung und dem Referenzlenkwinkel θref des
Fahrzeugs V, ist vorher als eine Tabelle im Speicherabschnitt 23 gespeichert
worden. Die Strecke X der Bewegung des Fahrzeugs V wird ermittelt
durch Multiplizieren der bekannten Umfangslänge des Vorderrades Wf mit
dem Drehwinkel des Vorderrades Wf, der von der Vorderraddrehwinkelerfassungseinrichtung S3 erfaßt
wird. Es wird der höhere
oder der niedrigere der Ausgänge
der zwei linken und rechten Vorderraddrehwinkelerfassungseinrichtungen
S3 verwendet, oder es wird ein Mittelwert
der Ausgänge verwendet,
um die Strecke X der Bewegung zu berechnen.
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Der
Steuerabschnitt 22 steuert die Operation des Lenkungsbetätigungselements 7 und
die Operation einer Betriebsstufe-Lehrvorrichtung 11, die
einen Flüssigkristallmonitor,
einen Lautsprecher, eine Lampe, ein Pausenzeichen, einen Summer
und dergleichen enthält,
auf der Grundlage der Signale von den Erfassungseinrichtungen S1 bis S5, von den
Schaltern S6, S7 und
von den im Speicherabschnitt 23 gespeicherten Daten der
Parkmodi. Ein elektronisch gesteuerter Unterdruckverstärker 12 ist
mit dem Bremspedal 9 verbunden. Der Unterdruckverstärker 12 wird
nicht auf der Grundlage einer vom Fahrer ausgeübten Druckkraft betrieben,
sondern ebenfalls automatisch betrieben auf der Grundlage eines
Befehls vom Steuerabschnitt 22, um eine Bremskraft zu erzeugen.
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5 zeigt
eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuereinheit, die im Steuerabschnitt 22 vorgesehen ist,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit v des Fahrzeugs V während der
automatischen Lenkungssteueroperation zu begrenzen. Die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuereinheit,
die im Steuerabschnitt 22 vorgesehen ist, umfaßt eine
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung
M1 zum Setzen einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM auf
der Grundlage des Lenkwinkels θ (oder
der Strecke X der Bewegung des Fahrzeugs), der von der Lenkwinkelerfassungseinrichtung
S1 erfaßt
wird, eine Fahrzeuggeschwindigkeitbegrenzungseinrichtung M2 zum
Begrenzen der Fahrzeuggeschwindigkeit v auf der Grundlage der von
der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung M1 gesetzten
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM, eine
automatische Bremseinrichtung M3 zum Betätigen des elektronisch gesteuerten
Unterdruckverstärkers 12,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des Befehls vom
Steuerabschnitt 22 automatisch zu reduzieren, und eine
Warneinrichtung M4, um mittels Licht oder Ton durch Betätigen der
Betriebsstufe-Lehrvorrichtung 11 auf der Grundlage des
Befehls von der Fahrzeuggeschwindigkeitbegrenzungseinrichtung M2
den Fahrer zu einer Verzögerung
des Fahrzeugs zu veranlassen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit v des
Fahrzeugs V kann berechnet werden durch Differenzieren der Ausgänge der Vorderrad drehwinkelerfassungseinrichtungen
S3. Die Warneinrichtung M4 wird ferner in
einer zweiten Ausführungsform
verwendet, die im folgenden beschrieben wird.
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Die
Operation der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit der obenbeschriebenen Anordnung wird
im folgenden beschrieben.
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In
einem gewöhnlichen
Zustand, in dem das automatische Einparken nicht durchgeführt wird (wenn
der Modusauswahlschalter S6 nicht betätigt ist),
funktioniert die Lenkungssteuervorrichtung 21 wie eine
gewöhnliche
Servolenkungssteuervorrichtung. Genauer, wenn der Fahrer das Lenkrad 1 betätigt, um
das Fahrzeug V einzulenken, erfaßt die Lenkmomenterfassungseinrichtung
S2 das auf das Lenkrad 1 ausgeübte Lenkmoment
T, wobei der Steuerabschnitt 22 den Antrieb des Lenkungsbetätigungselements 7 auf
der Grundlage des Lenkmoments T steuert. Als Ergebnis werden das
linke und das rechte Vorderrad Wf durch die Antriebskraft des Lenkungsbetätigungselements 7 gelenkt,
um die Lenkoperation des Fahrers zu unterstützen.
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Die
Inhalte der automatischen Lenkungssteuerung werden im folgenden
mit dem Rückwärtseinparken/Links-Modus
(Modus zum Bewegen des Fahrzeugs V rückwärts, um das Fahrzeug V in eine Parkposition
links vom Fahrzeug V einzuparken) beschrieben, das als Beispiel
genommen wird.
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Wie
in 2A gezeigt, bewegt der Fahrer mittels seiner Lenkoperation
zuerst das Fahrzeug V an eine Stelle neben dem Parkplatz, in dem
das Fahrzeug V geparkt werden soll. Wenn eine linke Seite des Fahrzeugs
möglichst
nahe an einer Einlaßlinie
des Parkplatzes liegt, wird das Fahrzeug V in einer Position gestoppt
(in einer Startposition (1)), in der ein vorgegebener Referenzpunkt
(z. B. eine an einer Innenseite einer Tür oder an einem Seitenspiegel
vorgesehene Marke) auf eine Mittellinie des Parkplatzes ausgerichtet
ist. Wenn anschließend
der Modusauswahlschalter S6 betätigt wird,
um den Rückwärtseinparken/Links-Modus
auszuwählen,
und der Automatikparken-Startschalter S7 eingeschaltet
wird, wird die automatische Lenkungssteuerung gestartet. Während der
Ausführung
der automatischen Lenkungssteuerung werden eine aktuelle Position
des Fahrzeugs V, ein Hindernis um das Fahrzeug V, eine Parkposition,
eine vorhergesagte Ortskurve für
das Fahrzeug ausgehend von einer Startposition zu einer Zielposition,
eine Umkehrposition zum Ändern
der Bewegung des Fahrzeugs von einer Vorwärtsbewegung zu einer Rückwärtsbewegung
und dergleichen auf der Betriebsstufe-Lehrvorrichtung 11 angezeigt. Gleichzeitig
werden verschiedene Anweisungen und Warnungen, wie z. B. die Betätigung des
Wählhebels 10 an
der Umkehrposition, dem Fahrer mittels einer Stimme aus dem Lautsprecher
angezeigt.
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Die
automatische Lenkungssteueroperation stellt sicher, daß selbst
dann, wenn das Lenkrad 1 nicht betätigt wird, die Vorderräder Wf automatisch gelenkt
werden auf der Grundlage der Daten des Rückwärtseinparken/Links-Modus, der durch
den Modusauswahlschalter S6 ausgewählt worden
ist, indem nur der vom Fahrer ausgeübte Druck auf das Bremspedal 9 gelöst wird,
um ein kriechendes Vorrücken
des Fahrzeugs V zu erlauben. Genauer werden die Vorderräder Wf automatisch
nach rechts gelenkt, während
das Fahrzeug V von der Startposition (1) zu einer Umkehrposition
vorwärts
bewegt wird, wobei die Vorderräder
Wf automatisch nach links gelenkt werden, während das Fahrzeug V von der
Umkehrposition (2) zu einer Zielposition (3) rückwärts bewegt wird.
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Wie
in 2B gezeigt, berechnet der Steuerabschnitt 22 während der
Ausführung
der automatischen Lenkungsoperation eine Abweichung E (= θref – θ) auf der
Grundlage des Referenzlenkwinkels θref im Rückwärtseinparken/Linksmodus, der
aus dem Speicherabschnitt 23 gelesen wird, und des Lenkwinkels θ, der von
der Lenkwinkelerfassungseinrichtung S1 eingegeben wird, und steuert
die Operation des Lenkungsbetätigungselements 7,
so daß die
Abweichung E gleich O wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Fahrzeug
V immer auf der Ortskurve bewegt, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
beim kriechenden Vorrücken
des Fahrzeuges leicht verändert
wird, da die Daten des Referenzlenkwinkels θref entsprechend der Strecke
X der Bewegung des Fahrzeugs V gesetzt werden.
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Die
automatische Lenkungssteuerung wird ausgeführt, während das kriechende Vorrücken des Fahrzeuges
durch Niederdrücken
des Bremspedals 9 durch den Fahrer erlaubt wird. Wenn somit
der Fahrer ein Hindernis festgestellt hat, kann der Fahrer das Bremspedal 9 sofort
niederdrücken,
um das Fahrzeug V zu stoppen.
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Die
automatische Lenkungssteuerung wird unterbrochen, wenn der Fahrer
den Modusauswahlschalter S6 ausgeschaltet
hat. Zusätzlich
zu diesem Fall wird dann, wenn der Fahrer seinen Fuß vom Bremspedal 9 genommen
hat und wenn der Fahrer das Lenkrad 1 betätigt hat,
die automatische Lenkungssteuerung ebenfalls unterbrochen, so daß die normale
Servolenkungssteuerung einsetzt.
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5 zeigt
das Maß der
Abweichung der Ortskurve für
das Fahrzeug V bezüglich
der drei Lenkwinkel θ,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v verändert wird. Wenn der Lenkwinkel θ klein ist
(θ = 180°) oder mittelgroß ist (θ = 360°), ist das
Maß der Abweichung
der Ortskurve gleich 0, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
V 7,5 km/h erreicht hat, wobei jedoch dann, wenn der Lenkwinkel θ größer ist (θ = 450°), ein nicht
vernachlässigbares
Maß E
der Abweichung erzeugt wird, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
7,5 km/h beträgt.
Dies liegt daran, daß mit
größerer Fahrzeuggeschwindigkeit
v oder größerem Lenkwinkel θ eine größere Zentrifugalkraft auf
das Fahrzeug V ausgeübt
wird.
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Die
in 6 gezeigte Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM wird daher von der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung
M1 so gesetzt, daß die
Fahrzeuggeschwindigkeit v vor einer übermäßigen Erhöhung während der automatischen Lenkungssteuerung
bewahrt wird und ein Abweichen der Ortskurve verhindert wird. Genauer,
in einem Bereich, in dem der Lenkwinkel θ im Bereich von 0° ≤ θ < 180° liegt, wird
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze VLIM auf
10 km/h gesetzt; in einem Bereich, in dem der Lenkwinkel θ im Bereich
von 180° ≤ θ < 360° liegt, wird
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf 7,5 km/h gesetzt; und in
einem Bereich, in dem der Lenkwinkel θ im Bereich von 360° ≤ θ liegt,
wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf 5 km/h gesetzt. In einem
Bereich, in dem die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v des Fahrzeugs
V die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM überschreitet
(siehe schraffierter Bereich), wird die automatische Lenkungssteuerung
unterbrochen.
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7 ist
ein Schaubild, in welchem der Referenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM, wie mit Bezug auf 6 erläutert, auf
den Referenzlenkwinkel θref
angewendet wird. Der Lenkwinkel θ im
Verlauf der Vorwärtsbewegung
des Fahrzeugs V von der Startposition (1) zur Umkehrposition (2)
liegt in einem Bereich von 0° ≤ θ ≤ 270°, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
vLIM in zwei Stufen auf 7,5 km/h oder 10
km/h gesetzt wird. Ferner liegt der Lenkwinkel θ im Verlauf der Rückwärtsbewegung des
Fahrzeugs V von der Umkehrposition (2) zur Zielposition (3) in einem
Bereich von 0° ≤ θ ≤ 630°, weshalb
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM in
drei Stufen auf 5 km/h, 7,5 km/h oder 10 km/h gesetzt wird.
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Die
Fahrzeuggeschwindigkeit v während
der automatischen Lenkungssteuerung wird verändert durch eine Bremsoperation
oder eine Beschleunigungsoperation, die vom Fahrer vorgenommen wird, jedoch
betätigt
die automatische Bremseinrichtung M3 automatisch den Unterdruckverstärker 12 durch einen
Befehl von der Fahrzeuggeschwindigkeitbegrenzungseinrichtung M2,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit v zu verringern, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
v die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM nicht überschreitet,
wie in 7 gezeigt ist. Es ist somit möglich, zu verhindern, daß die Ortskurve
aufgrund der durch eine übermäßige Fahrzeuggeschwindigkeit
v erzeugten Zentrifugalkraft abweicht, wobei verhindert wird, daß die automatische Lenkungssteuerung
unterbrochen wird. Es ist jedoch möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
vLIM so hoch wie möglich zu setzen, entsprechend
dem Lenkwinkel θ,
um die Zeitspanne zu verkürzen,
die bis zum Abschluß der
automatischen Lenkungssteueroperation erforderlich ist.
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Im
folgenden wird mit Bezug auf 8 eine zweite
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wenn,
wie in 8 gezeigt, der Lenkwinkel θ allmählich erhöht wird, während das Fahrzeug V mit einer
konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit v von 9 km/h bewegt wird, kann
der Steuerungszustand nicht in den Automatiklenkung-Unterbrechungsbereich
eintreten, wenn der Lenkwinkel weniger als 180° beträgt. Wenn jedoch der Lenkwinkel θ gleich oder
größer als
180° ist,
tritt der Steuerungszustand in den Automatiklenkung-Unterbrechungsbereich ein.
Daher wird eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM', die mit einer dicken
gestrichelten Linie in 8 gezeigt ist, von der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung
M1 gesetzt, wobei dann, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
v die zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM' überschreitet, die Warneinrichtung
M4 die Betriebsstufe-Lehrvorrichtung 11 mittels eines Befehls
von der Fahrzeuggeschwindigkeitbegrenzungseinrichtung M2 betätigt, um
an den Fahrer eine Warnung auszugeben, und durch ein Lichtsignal
oder ein Tonsignal den Fahrer zu veranlassen, die Geschwindigkeit
zu reduzieren. Es ist somit möglich,
die Fahrzeuggeschwindigkeit v durch eine spontane Bremsbetätigung,
die vom Fahrer durchgeführt
wird, zu reduzieren, ohne die automatische Bremsoperation auszuführen, wodurch
verhindert wird, daß der
Fahrer ein Gefühl
der Inkompatibilität
erfährt,
das durch die ausgeführte
automatische Bremsoperation hervorgerufen wird.
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Im
folgenden wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 9 und 10 beschrieben.
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In
der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform wurde die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
vLIM bezüglich
des Lenkwinkels θ schrittweise gesetzt,
jedoch wird in der in 9 gezeigten dritten Ausführungsform
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM so
gesetzt, daß sie
linear verringert wird, wenn der Lenkwinkel θ erhöht wird. 10 ist
ein Schaubild, in welchem der Referenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
vLIM, der mit Bezug auf 9 beschrieben
worden ist, auf den Referenzlenkwinkel θref angewendet wird. Die Grenze
des Automatiklenkung-Unterbrechungsbereichs ist im Vergleich zu
denjenigen der in 7 gezeigten ersten Ausführungsform
geglättet.
Es ist somit möglich, nicht
nur eine effizientere automatische Einparksteueroperation zu schaffen,
sondern auch den Fahrkomfort zu verbessern und das Gefühl der Inkompatibilität für den Fahrer
zu beseitigen.
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Zum
Beispiel wurde die Ortskurve des Fahrzeugs V zur Zielposition in
den Ausführungsformen im
Speicherabschnitt 23 gespeichert, wobei alternativ die
Ortskurve aus der aktuellen Position und der Zielposition des Fahrzeugs
V berechnet werden kann. Außerdem
wurde in den Ausführungsformen die
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM entsprechend
dem Lenkwinkel θ gesetzt,
wobei alternativ die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIM entsprechend der
Strecke X der Bewegung gesetzt werden kann, da der Lenk winkel θ entsprechend
der Bewegung der Bewegungsstrecke X des Fahrzeugs V ermittelt wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Fahrzeuggeschwindigkeit während
der Steuerung des Lenkungsbetätigungselements
durch die Betätigungselementsteuereinrichtung
beschränkt,
so daß die
Fahrzeuggeschwindigkeit die von der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung
gesetzte Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze nicht überschreitet. Es ist daher
möglich,
zu verhindern, daß die
für das
automatische Einparken erforderliche Zeitspanne aufgrund einer übermäßigen Beschränkung der
Fahrzeuggeschwindigkeit verlängert
wird, wobei verhindert wird, daß die
Ortskurve aufgrund einer übermäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit
abweicht, um ein genaues automatisches Einparken zu erreichen.
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Hierbei
kann die Ortskurve als die Beziehung des Lenkwinkels zur Strecke
der Bewegung des Fahrzeugs ermittelt werden. Selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
während
der automatischen Lenkungssteuerung leicht verändert wird, kann daher verhindert
werden, daß die
Ortskurve abweicht.
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Ferner
kann die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze entsprechend dem Lenkwinkel
gesetzt werden. Es ist daher möglich,
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze so zu setzen, daß der Einfluß einer
Zentrifugalkraft, die in Abhängigkeit
von der Größe des Lenkwinkels
verändert
wird, effektiv kompensiert werden kann.
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Bevorzugt
wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf einen niedrigeren Wert
gesetzt, wenn der Lenkwinkel größer wird.
Daher kann eine Erhöhung
der Zentrifugalkraft aufgrund einer Erhöhung des Lenkwinkels eliminiert
werden durch eine Verringerung der Zentrifugalkraft, die durch eine
Reduktion einer Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze hervorgerufen wird,
wodurch ein Abweichen der Ortskurve effektiv verhindert wird.
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Ferner
kann die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze entsprechend der Strecke
der Bewegung des Fahrzeugs gesetzt werden. Es ist daher möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
so zu setzen, daß der
Einfluß einer
Zentrifugalkraft, die in Abhängigkeit von
der Größe des Lenkwinkels
verändert
wird, der eine Funktion der Strecke der Bewegung des Fahrzeugs ist,
effektiv kompensiert werden kann.
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Bevorzugt
wird die Bremsvorrichtung automatisch betätigt, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
die von der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze-Setzeinrichtung gesetzte Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
nicht überschreitet.
Selbst wenn der Fahrer keine spontane Bremsoperation durchführt, kann somit
die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Wert gleich oder kleiner als
die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze verringert werden.
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Erfindungsgemäß wird an
den Fahrer eine Warnung ausgegeben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
die zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze überschritten hat, die niedriger
ist als die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze. Es ist daher möglich, den Fahrer
zu einer spontanen Bremsbetätigung
zu veranlassen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren.
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Bevorzugt
wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in Reaktion auf die Veränderung
des Lenkwinkels gleichmäßig verändert. Dies
ermöglicht, das
Fahrzeug gleichmäßig zu verzögern oder
zu beschleunigen, um ein effektiveres automatisches Einparken des
Fahrzeuges zu erreichen, und trägt
zu einer Verbesserung des Fahrkomforts und zur Beseitigung des Gefühls der
Inkompatibilität
für den
Fahrer bei.
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Auch
kann die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze in Reaktion auf die Änderung
der Strecke der Bewegung des Fahrzeugs gleichmäßig verändert werden. Dies ermöglicht,
das Fahrzeug gleichmäßig zu verzögern oder
zu beschleunigen, um ein effektiveres automatisches Einparken des
Fahrzeugs zu erreichen und zu einer Verbesserung des Fahrkomforts
und zur Beseitigung des Gefühl
der Inkompatibilität
für den
Fahrer beizutragen.
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Die
vorstehend als Betriebsstufe-Lehrvorrichtung bezeichnete Vorrichtung 11 kann
auch Betriebszustands-Unterrichtungsvorrichtung genannt werden.
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Erfindungsgemäß wird sichergestellt,
daß eine
Abweichung einer Ortskurve verhindert werden kann, wodurch ein genaues
automatisches Einparken erreicht wird, während die für eine automatische Einparkoperation
erforderliche Zeitspanne auf ein Minimum reduziert wird. In einem
automatischen Lenkungssystem für
ein Fahrzeug zum Lenken der Vorderräder mittels eines Lenkungsbetätigungselements auf
der Grundlage einer Ortskurve, die im voraus als Beziehung eines
Lenkwinkels θref
eines Lenkrades zu einer Strecke X der Bewegung des Fahrzeugs gespeichert
worden ist, wird eine entsprechend einer Erhöhung des Lenkwinkels θref reduzierte
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vLIMim voraus
gesetzt, wobei an einen Fahrer eine Warnung ausgegeben wird oder das
Fahrzeug automatisch gebremst wird, so daß die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
nicht die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze überschreitet. Es Isst sich
somit verhindern, daß die
Ortskurve aufgrund einer übermäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit
abweicht, um ein genaues automatisches Einparken zu erreichen und
zu verhindern, daß die
für das
automatische Einparken erforderliche Zeitspanne aufgrund einer übermäßigen Beschränkung der
Fahrzeuggeschwindigkeit verlängert
wird.