DE102009042915B4

DE102009042915B4 - Lenksteuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009042915B4
Application number: DE102009042915.8A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Isaji; Naohiko Tsuru
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: US20100082203A1; US8195363B2; DE102009042915A1; JP2010083244A; JP4596063B2

Abstract

Eine Lenksteuervorrichtung zur Steuerung des Lenkradeinschlags bei einem Lenkrad eines Fahrzeugs, aufweisend:einen Positionserkennungssensor (40) zur Erkennung einer Position einer Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs und/oder von Fahrbahnbegrenzungsausbauten entlang der Fahrbahnbegrenzung;einen Fahrzeugkrümmungsradiusrechner (S60) zur Berechnung eines äußeren Krümmungsradius einer Fahrbahn basierend auf der Position von Fahrbahnbegrenzung oder Fahrbahnausbauten;einen Kurvenradiusrechner (S70) zur Berechnung eines passenden Kurvenradius des Fahrzeugs basierend auf dem äußeren Krümmungsradius;einen Rechner (S80) für eine passende Distanz zur Berechnung einer passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz zwischen einem Vorderende des Fahrzeugs und der Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs basierend auf dem äußeren Krümmungsradius und dem passenden Kurvenradius;einen Detektor (S50) für die tatsächliche Distanz zur Erkennung einer tatsächlichen Straßenbegrenzungsdistanz zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und der Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs basierend auf der Position der Fahrbahnbegrenzung oder der Fahrbahnausbauten; undein Lenkradeinschlagwinkelbestimmungselement (S40, S90) zur Bestimmung der Annehmbarkeit eines Lenkradeinschlagwinkels des Lenkrads basierend auf einem Vergleich zwischen der passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz und der tatsächlichen Fahrbahnbegrenzungsdistanz.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenksteuervorrichtung zur Steuerung des Lenkradeinschlags oder Einschlagwinkels eines Lenkrads für ein Fahrzeug.
Fahrsteuertechniken für Fahrzeuge sind allgemein bekannt. Beispielsweise wird eine Fahrbahnform oder ein Straßenverlauf, wo sich das Fahrzeug befindet, abgeschätzt. Eine Warninformation erfolgt basierend auf einem Vergleich zwischen dem abgeschätzten Straßenverlauf und dem tatsächlichen Bewegungsweg des Fahrzeugs. Die JP 3 720 117 B2 beschreibt, dass eine Vorrichtung zwei CCD-Kameras und einen Raumbildprozessor aufweist. Zwei Kameras sind an rechten bzw. linken Seiten des Fahrzeugs angeordnet. Die beiden Kameras nehmen eine Szenerie und/oder ein Objekt vorderhalb des Fahrzeugs räumlich auf, so dass die Kameras Bildsignale ausgeben. Die Bildsignale werden durch ein Triangulationsverfahren mit einem Räumlichkeitsverfahren verarbeitet, so dass eine Distanz zur Szenerie und dem Objekt berechnet werden kann. Somit wird ein Distanzbild, welches eine dreidimensionale Distanzverteilung der Szenerie und des Objekts zeigt, auf einem Bildschirm ausgebildet. Damit wird eine dreidimensionale Form der Straße oder dergleichen erkennbar. Basierend auf dem Straßenverlauf und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs schätzt die Vorrichtung die Wahrscheinlichkeit ab, dass eine Fahrspur auf der Fahrbahn aufgrund zu hoher Geschwindigkeit verlassen wird, bevor das Fahrzeug eine Kurve auf der Straße erreicht. Falls notwendig, warnt die Vorrichtung dann den Fahrer des Fahrzeugs.
Bei obiger Technik ist es notwendig, zwei CCD-Kameras und den Raumbildprozessor zu verwenden. Der Aufbau der Vorrichtung ist kompliziert und auch der in der Vorrichtung durchzuführende Rechenablauf ist kompliziert.
Die JP 3 432 881 B2 lehrt, einen Straßenverlauf basierend auf einer Straßenkarte zu bestimmen, und ein Lenkradeinschlag des Lenkrads wird basierend auf dem bestimmten Straßenverlauf gesteuert. Die Straßenkarte enthält einen Satz von Koordinaten einer Mehrzahl von Knoten.
Bei der obigen Technik kann aufgrund eines Fehlers bei der momentanen Positionsbestimmung des Fahrzeugs mittels einer Navigationsvorrichtung oder einer Ungenauigkeit von Karteninformationen eine optimale Steuerung des Einschlagwinkels entsprechend des tatsächlichen Straßenverlaufs erschwert werden.
Weiterer relevanter Stand der Technik wird beschrieben in der US 2002/ 0 095 246 A1 und der DE 195 06 364 A1 .
Angesichts dieser Nachteile ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenksteuervorrichtung zur Steuerung des Lenkradeinschlags eines Fahrzeuglenkrads zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht zeigt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Lenksteuervorrichtung zur Steuerung des Lenkradeinschlags eines Lenkrads für ein Fahrzeug auf: einen Positionserkennungssensor zur Erkennung einer Position einer Straßen- oder Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs und/oder von Straßen- oder Fahrbahnausbauten im Bereich der Fahrzeugbahnbegrenzung; einen Fahrbahnkrümmungsradiusrechner zum Berechnen eines äußeren Krümmungsradius einer Fahrbahn basierend auf der Position von Fahrbahnbegrenzung oder Fahrbahnausbauten; einen Kurvenradiusrechner zum Berechnen eines passenden oder geeigneten Kurvenradius des Fahrzeugs basierend auf dem äußeren Kurvenradius; einen Rechner für eine geeignete Distanz zur Berechnung einer geeigneten Fahrbahnbegrenzungsdistanz zwischen einem Vorderende des Fahrzeugs und der Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs basierend auf dem äußeren Kurvenradius und dem passenden Kurvenradius; einen Detektor für eine tatsächliche Distanz zur Erkennung einer tatsächlichen Fahrbahnbegrenzungsdistanz zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und der Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs basierend auf der Position der Fahrbahnbegrenzung oder der Fahrbahnausbauten; und ein Lenkradwinkelbestimmungselement zur Bestimmung der Annehmbarkeit (d.h. einem Geeignetsein) des Lenkradeinschlags des Lenkrads basierend auf einem Vergleich zwischen der passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz und der tatsächlichen Fahrbahnbegrenzungsdistanz.
Bei obigem Fahrzeug werden der äußere Kurvenradius, der passende Kurvenradius und die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz basierend auf der Position von Fahrbahnbegrenzung und/oder Fahrbahnausbauten berechnet. Weiterhin wird die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz ebenfalls basierend auf der Position von Fahrbahnbegrenzung und/oder Fahrbahnausbauten erkannt. Folglich hat die Vorrichtung einfachen Aufbau und führt einen einfachen Prozess durch. Weiterhin bestimmt die Vorrichtung die Annehmbarkeit (Verwendbarkeit) vom Lenkradeinschlag des Lenkrads mit hoher Genauigkeit.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:

1 ein Blockdiagramm einer Lenksteuervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 schematisch eine Beziehung zwischen einem äußeren Kurvenradius und einem passenden Kurvenradius;
3 schematisch eine passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz, wenn ein Fahrzeug durch eine Kurve fährt;
4 schematisch den Fall, bei dem das Fahrzeug außerhalb eines kreisbogenförmigen Pfads fährt, der von dem passenden Kurvenradius definiert ist;
5 schematisch den Fall, bei dem das Fahrzeug in Richtung einer Fahrbahnbegrenzung fährt;
6 ein Flussdiagramm eines von einer Fahrzeugsteuer-ECU durchgeführten Prozesses;
7 schematisch den Fall, bei dem eine Fahrbahnbegrenzung nicht an einer rechtsseitigen versetzten Linie liegt;
8 schematisch den Fall, bei dem ein Zusammenstoßvermeidungsverhalten notwendig ist;
9 ein Flussdiagramm der Steuerung eines Lenkradwinkels;
10 schematisch ein rechtwinkliges Dreieck zur Berechnung eines geschätzten äußeren Kurvenradius;
11 eine vergrößerte Darstellung von nachfolgender Formel F1;
12 eine vergrößerte Darstellung von nachfolgender Formel F8; und
13 eine vergrößerte Darstellung von nachfolgender Formel F9.

1 zeigt eine Lenksteuervorrichtung zur Steuerung des Lenkradeinschlags eines Lenkrads für ein Fahrzeug. In 1 betreibt eine EPS-ECU (d. h. elektronische Steuereinheit für eine elektrische Lenkkraftunterstützung) 10 ein EPS-Stellglied 20 (EPS = electric power steering), so dass der Lenkradeinschlag des Lenkrads steuerbar ist. Das EPS-Stellglied 20 ändert den Einschlagwinkel des Lenkrads basierend auf einem Anweisungssignal von der EPS-ECU 10. Beispielsweise weist das Stellglied 20 einen Motor und ein Untersetzungsgetriebe auf. Das Untersetzungsgetriebe dreht zusammen mit der Lenkwelle des Lenkrads. Der Motor wiederum dreht das Untersetzungsgetriebe.
Ein Lenkradeinschlagsensor oder Lenkwinkelsensor 30 als Lenksensor erkennt Informationen betreffend den Lenkradeinschlag des Lenkrads. Der Sensor 30 gibt ein Signal an ein fahrzeugseitiges LAN aus, welches den Lenkradeinschlag anzeigt.
Ein Radar 40 als Positionserkennungssensor strahlt einen Laserstrahl in einem bestimmten Bereich vorderhalb des Fahrzeugs. Das Radar 40 empfängt einen reflektierten Laserstrahl, so dass das Radar 40 eine Fahrbahnbegrenzung und randseitige Fahrbahnausbauten (Begrenzungspfähle, Leitplanken etc.) erkennt, die vorderhalb des Fahrzeugs liegen. Somit erkennt das Radar 40 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Fahrbahnrand (Fahrbahnbegrenzung, Fahrbahnausbauten) sowie eine Position der Fahrbahnbegrenzung oder der Fahrbahnausbauten. Das Radar 40 gibt Erkennungsergebnisse an eine Fahrzeugsteuer-ECU 70 aus. Wie bereits erwähnt, sind die Fahrbahnausbauten beispielsweise Reflektorplatten, Begrenzungsposten etc., welche den Laserstrahl vom Fahrzeug reflektieren und einen reflektierten Strahl mit einer Reflexionsstärke erzeugen, die gleich oder größer als eine vorbestimmte Stärke ist. Das Radar hat einen Erkennungsbereich in Breitenrichtung des Fahrzeugs, der größer als die Breite des Fahrzeugs ist.
Betätigungsschalter 50 werden vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt. Betriebsinformationen, beispielsweise Betriebssignale der Schalter 50, werden der Fahrzeugsteuer-ECU 70 eingegeben.
Eine Navigationsvorrichtung 60 enthält eine Positionserkennungseinheit, eine Straßenkartendatenspeichereinheit, eine Anzeigeeinheit und eine Steuereinheit. Die Positionserkennungseinheit umfasst u. a. einem geomagnetischen Sensor, ein Gyroskop, einen Distanzsensor, einen GPS-Empfänger etc. weiche in 1 nicht gezeigt sind. Der GPS-Empfänger wird für GPS, also elektrische Wellen von einem Satellit, verwendet, so dass die momentane Position des Fahrzeugs erkannt werden kann. Die Straßenkartendatenspeichereinheit speichert Straßenkartendaten. Die Anzeige enthält beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige oder eine CRT, so dass die Anzeige eine Farbdarstellung liefern kann.
Die Straßenkartendaten umfassen Verbindungsdaten und Knotendaten, so dass eine Straße in der Karte als eine Verbindung und als Knoten dargestellt werden kann. Die Verbindungsdaten und die Knotendaten umfassen einen Startpunkt und einen Endpunkt der Verbindung, eine Verbindungslänge, eine Breite der Fahrspur, eine Fahrbahnbreite, Kurven auf der Straße oder Fahrbahn etc. Die Navigationsvorrichtung 60 empfängt eine Anweisung von der Fahrzeugsteuer-ECU 70 und die Vorrichtung 60 spezifiziert die momentane Position des Fahrzeugs. Weiterhin gibt die Navigationsvorrichtung 60 die Verbindungsdaten und Knotendaten der Fahrbahn, also beispielsweise einer kurvigen Straße, aus, welche in einem bestimmten Bereich vorderhalb des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke liegt.
Die ECU 70 beinhaltet eine CPU, ein ROM, ein RAM, eine I/O-Einheit und einen Bus zur Verbindung von CPU, ROM, RAM und I/O-Einheit. Die ECU 70 bestimmt, ob der momentane oder tatsächliche Lenkradeinschlag des Lenkrads geeignet oder passend ist. Diese Bestimmung erfolgt periodisch zu bestimmten Zeitpunkten, während das Fahrzeug fährt. Wenn der momentane Lenkradeinschlag oder Lenkwinkel des Lenkrads nicht passend ist, wird der Lenkradeinschlag des Lenkrads automatisch gesteuert.
Die Bestimmung hinsichtlich der Annehmbarkeit (passend/nicht passend) des Lenkradeinschlags des Lenkrads erfolgt mittels eines Vergleichs zwischen einer passenden Distanz Dc zu der Fahrbahnbegrenzung und einer tatsächlichen Distanz D zur Fahrbahnbegrenzung. Hierbei wird die passende Distanz Dc von der Vorrichtung berechnet. Das Rechenverfahren für die passende Distanz Dc wird nachfolgend erläutert.
Die passende Distanz Dc wird berechnet basierend auf einem äußeren Kurven- oder Krümmungsradius Re der Fahrbahn und einem passenden Kurvenradius Re-L. Der äußere Krümmungsradius Re bedeutet einen Krümmungsradius der Fahrbahnbegrenzung an der Außenseite der gekrümmten Fahrbahn (Kurve), auf der das Fahrzeug fährt. Der äußere Krümmungsradius Re einer geraden Fahrbahn kann berechnet werden. In diesem Fall ist der äußere Krümmungsradius Re einer geraden Fahrbahn unendlich.
Der äußere Krümmungsradius Re wird wie folgt berechnet. 2 zeigt eine Beziehung zwischen dem äußeren Krümmungsradius Re und dem passenden Kurvenradius Re-L. Der äußere Krümmungsradius Re wird erkannt unter Verwendung einer vorderseitigen Referenzpunkts P_O , eines linksseitigen Referenzpunkts P_L und eines rechtsseitigen Referenzpunkts P_R , die vom Radar 40 erkannt werden. Der vorderseitige Referenzpunkt Po ist ein Schnittpunkt einer Mittellinie L_O des Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung und der äußeren Fahrbahnbegrenzung, die als Linie L in 2 definiert ist. Der linksseitige Referenzpunkt P_L ist ein Schnittpunkt einer linksseitigen Versatzlinie L_L und der äußeren Fahrbahnbegrenzung der Fahrbahn. Die linksseitige Versatzlinie L_L wird erstellt durch Verschieben der Mittellinie L_O nach links um eine Versatzstrecke W_L zur linken Seite des Fahrzeugs hin. Der rechtsseitige Referenzpunkt P_R ist ein Schnittpunkt einer rechtsseitigen Versatzlinie L_R und der äußeren Fahrbahnbegrenzung. Die rechtsseitige Versatzlinie L_R wird erstellt durch Verschieben der Mittellinie L_O um eine rechtsseitige Versatzstrecke W_R zur rechten Seite des Fahrzeugs hin.
Wenn die Fahrbahnausbauten um oder entlang der Fahrbahnbegrenzung der Fahrbahn vorhanden sind, bestimmt die Vorrichtung, dass die Fahrbahnausbauten die Fahrbahnbegrenzung bilden. Bei dieser Ausführungsform betragen die rechtsseitige Versatzdistanz W_R und die linksseitige Versatzdistanz W_L jeweils einen Meter. Alternativ können die rechtsseitige Versatzdistanz oder Versatzstrecke W_R und die linksseitige Versatzdistanz oder Versatzstrecke W_L kürzer als ein Meter oder auch länger als ein Meter sein. Weiterhin kann die rechtsseitige Versatzdistanz W_R unterschiedlich zur linksseitigen Versatzdistanz W_L sein.
Der vorderseitige Referenzpunkt P_O , der linksseitige Referenzpunkt P_L und der rechtsseitige Referenzpunkt P_R werden mittels Koordinaten definiert, die ihren Ursprung in einem Schnittpunkt der Fahrzeugbreitenlinie LH und der linksseitigen Versatzlinie L_L haben. Die Fahrzeugbreitenlinie LH läuft durch ein Vorderende des Fahrzeugs und liegt parallel zur Fahrzeugbreitenrichtung.
Der vorderseitige Referenzpunkt P_O , der linksseitige Referenzpunkt P_L und der rechtsseitige Referenzpunkt P_R werden in der nachfolgenden Formel F1 verwendet, so dass der äußere Krümmungsradius Re durch besagte Formel F1 berechenbar ist. Hierbei ist die Formel F1 aus Gründen der Übersichtlichkeit auch in 11 gezeigt.
Die Formel F1 stellt sich dar wie folgt: $R_{e} = \sqrt{\begin{matrix} {\frac{1}{2} \times (\frac{(2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times [\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}}] \times (D_{R} - D)}{W_{R}})}^{2} \\ + {D_{L} - (\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}})}^{2} \end{matrix}}$
Die äußere Fahrbahnbegrenzung ist definiert als ein Kreisbogen, der einen Mittelpunkt O (a, b) hat. Ein Liniensegment zwischen dem Mittelpunkt O und dem rechtsseitigen Referenzpunkt P_R liefert eine Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks. Eine von den anderen beiden Seiten liegt parallel zur Breitenlinie LH. Der Satz von Pythagoras wird an das obige rechtwinklige Dreieck angewendet, so dass die Formel F2 erhalten wird: $\begin{matrix} R_{e}^{2} = {(a - (W_{L} + W_{R}))}^{2} + {(D_{R} - b)}^{2} \\ = a^{2} - 2 \times a \times (W_{L} + W_{R}) + {(W_{L} + W_{R})}^{2} + D_{R}^{2} - 2 \times b \times D_{R} + b^{2} \\ = a^{2} - 2 \times a \times W_{L} - 2 \times a \times W_{R} + W_{L}^{2} + 2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2} + D_{R}^{2} - 2 \times b \times D_{R} + b^{2} \end{matrix}$
Weiterhin liefert ein Liniensegment zwischen dem Mittelpunkt O und dem linksseitigen Referenzpunkt P_L eine Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks. Eine von den anderen beiden Seiten liegt parallel zur Breitenlinie LH. Der Satz von Pythagoras wird an das obige rechtwinklige Dreieck angewendet, so dass sich die Formel F3 ergibt: $\begin{matrix} R_{e}^{2} = {(a - W_{L})}^{2} + {(D - b)}^{2} \\ = a^{2} - 2 \times a \times W_{L} + W_{L}^{2} + D^{2} - 2 \times b \times D + b^{2} \end{matrix}$
Ein Liniensegment zwischen dem Mittelpunkt O und dem vorderseitigen Referenzpunkt P_O liefert eine Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks. Eine von den anderen beiden Seiten liegt parallel zur Breitenlinie LH. Der Satz von Pythagoras wird an das obige rechtwinklige Dreieck angewendet, so dass die Formel F4 erhalten wird: $\begin{matrix} R_{e}^{2} = a^{2} + {(D_{L} - b)}^{2} \\ = a^{2} + D_{L}^{2} - 2 \times b \times D_{L} + b^{2} \end{matrix}$
Der Term Re² wird aus den Formeln F2 und F3 gelöscht, so dass sich die Formel F5 ergibt: $\begin{array}{l} - 2 \times a \times W_{L} - 2 \times a \times W_{R} + W_{L}^{2} + 2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2} + D_{R} - 2 \times b \times D_{R} \\ = - 2 \times a \times W_{L} + W_{L}^{2} + D^{2} - 2 \times b \times D \\ - 2 \times a \times W_{R} + 2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2} + D_{R}^{2} - 2 \times b \times D_{R} = D^{2} - 2 b D \\ 2 \times a \times W_{R} - (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + D^{2} - D_{R}^{2} + 2 \times b \times (D_{R} - D) = 0 \\ 2 \times a \times W_{R} - (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - (D_{R}^{2} - D^{2}) + 2 \times b \times (D_{R} - D) = 0 \\ 2 \times a \times W_{R} - (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times b \times (D_{R} - D) \\ 2 \times a = \frac{(\times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times b \times (D_{R} - D)}{W_{R}} \end{array}$
Weiterhin wird der Term Re₂ aus den Formeln F3 und F4 gelöscht, so dass die Formel F6 erhalten wird: $\begin{array}{l} - 2 \times a \times W_{L} + W_{L}^{2} + D^{2} - 2 \times b \times D = D_{L}^{2} - 2 \times b \times D_{L} \\ 2 \times a \times W_{L} = W_{L}^{2} - 2 \times b \times (D - D_{L}) + D^{2} - D_{L}^{2} \\ 2 \times a = \frac{W_{L}^{2} - 2 \times b \times (D - D_{L}) + D^{2} - D_{L}^{2}}{W_{L}} \end{array}$
Der Term „2 x a“ wird aus den Formeln F5 und F6 gelöscht, so dass die Formel F7 erhalten wird: $\begin{array}{l} \frac{(2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times b \times (D_{R} - D)}{W_{R}} \\ = \frac{W_{L}^{2} - 2 \times b \times (d - D_{L}) + D^{2} - D_{L}^{2}}{W_{L}} \\ W_{L} \times {(2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D r^{2} - D^{2}) - 2 \times b \times (D_{R} - D)} \\ = W_{R} \times {W_{L}^{2} - 2 \times b \times (D - D_{L}) + D^{2} - D_{L}^{2}} \\ W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{L} \times 2 \times b \times (D_{R} - D) \\ = W_{R} \times W_{L}^{2} - W_{R} \times 2 \times b \times (D - D_{L}) + W_{R} \times D^{2} - W_{R} \times D_{L}^{2} \\ W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D^{2} \\ = W_{L} \times 2 \times b \times (D_{R} - D) - W_{R} \times 2 \times b \times (D - D_{L}) \\ W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2} \\ = 2 \times b \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})} \\ b = \frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}} \end{array}$
Die Formel F5 wird in Formel F7 eingesetzt, so dass sich die folgende Formel F8 ergibt: $\begin{array}{l} 2 \times a = \frac{(2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times [\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}}] \times (D_{R} - D)}{W_{R}} \\ a = \frac{1}{2} \times (\frac{(2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times [\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}}] \times (D_{R} - D)}{W_{R}}) \end{array}$
Der passende Kurvenradius Re-L wird erhalten durch Subtraktion einer Distanz L von dem äußeren Krümmungsradius Re, der durch Formel F1 berechnet wurde.
Weiterhin werden die Formeln F7 und F8 in die Formel F4 eingesetzt, so dass die Formel F9 erhalten wird. Die Quadratwurzel auf beiden Seiten der Formel F9 wird berechnet, so dass sich die Formel F1 ergibt. Hierbei sind die Formeln F8 und F9 auch in den 12 und 13 gezeigt. $\begin{array}{l} R_{e}^{2} = {\frac{1}{2} \times (\frac{(2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times [\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}}] \times (D_{R} - D)}{W_{L}})}^{2} \\ + {D_{L} - (\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}})}^{2} \end{array}$
Die Distanz L ist definiert als Abstand zwischen der äußeren Fahrbahnbegrenzung in Fahrbahnbreitenrichtung und der Mittellinie L_O . Bei dieser Ausführungsform wird die Distanz L auf einen bestimmten Wert (z. B. 1,75 m) als Beispielwert gesetzt. Dieser Wert beträgt die Hälfte der Fahrbahnbreite mit einer herkömmlichen Fahrspur. Dieser Wert kann abhängig von der tatsächlichen Fahrbahnbreite basierend auf der Breite der Fahrspur und/oder der Fahrbahnbreite geändert werden, welche in den Kartendaten der Navigationsvorrichtung 60 gespeichert sind. Alternativ kann die Distanz L durch einen Laserstrahlsensor gemessen werden.
Die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc wird mit der Formel F10 berechnet. Ähnlich zur Formel F4 wird die Formel F10 wie folgt erhalten. Das Liniensegment zwischen dem Mittelpunkt O und dem vorderseitigen Referenzpunkt P_O liefert eine Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks. Eine der anderen beiden Seiten ist parallel zu der Breitenrichtungslinie LH. Auf das obige rechtwinklige Dreieck wird der Satz des Pythagoras angewendet, so dass die Formel F10 erhalten wird. Somit ist die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc der Abstand zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und der äußeren Fahrbahnbegrenzung, die vorderhalb des Fahrzeugs liegt, wenn das Fahrzeug auf einem Kreisbogen fährt, wobei der Kreis den passenden Kurvenradius Re-L hat. Wenn hierbei die Fahrbahn geradeaus verläuft, ist die Formel „Re² ≈(Re - L)²“ erfüllt und damit wird die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc ein unendlicher Wert (d. h. ≈ ∞). $D c = \sqrt{{Re}^{2} - {(Re - L)}^{2}}$
Nachfolgend wird die Bestimmung der Annehmbarkeit des Lenkradeinschlags vom Lenkrad wie folgt erläutert. Die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc bedeutet den Abstand zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und der äußeren Fahrbahnbegrenzung, die vorderhalb des Fahrzeugs liegt, wenn das Fahrzeug auf einem Kreisbogenpfad fährt, wobei der Kreis den passenden Krümmungsradius Re-L hat. Die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D ist der Abstand zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und der äußeren Fahrbahnbegrenzung, die vorderhalb des Fahrzeugs liegt.
3 zeigt die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc, wenn das Fahrzeug durch die Kurve fährt. In 3 fährt das Fahrzeug auf einem Kreisbogenpfad mit einem Kreis des passenden Krümmungsradius Re-L. Wenn das Fahrzeug auf dem Kreisbogenpfad des Kreises mit dem passenden Krümmungsradius Re-L fährt, ist die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D gleich der passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc. Wenn jedoch gemäß 4 das Fahrzeug auf einem Kreisbogenpfad eines Kreises fährt, der außerhalb des Kreises mit dem passenden Krümmungsradius Re-L liegt, ist die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D kürzer als die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc. Wenn in diesem Fall das Fahrzeug weiterhin auf dem Kreisbogenpfad desjenigen Kreises fährt, der außerhalb des Kreises mit dem passenden Krümmungsradius Re-L liegt, kann das Fahrzeug mit der äußeren Fahrbahnbegrenzung zusammenstoßen oder von der Fahrbahn abkommen.
Folglich vergleicht die Vorrichtung die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D mit der passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc. Wenn die Vorrichtung bestimmt, dass die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D kürzer als die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc ist, bestimmt die Vorrichtung, dass der Lenkeinschlagwinkel nicht passend ist. Die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc einer geraden Straße ist ein unendlicher Wert. Wenn folglich gemäß 5 das Fahrzeug in Richtung der Fahrbahnbegrenzung auf einer geraden Straße fährt, ist die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D kürzer als die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc. Wenn folglich das Fahrzeug in einem Zustand gemäß 5 fährt, bestimmt die Vorrichtung, dass der Lenkradwinkel nicht passend ist.
Die Fahrzeugsteuer-ECU 70 führt den Prozess gemäß 6 durch. Der Prozess wird wiederholt mit einer bestimmten Periode durchgeführt.
Schritt S10 liefert einen Referenzpunkterkennungsschritt, und der vorderseitige Referenzpunkt P_O , der linksseitige Referenzpunkt P_L und der rechtsseitige Referenzpunkt P_R werden unter Verwendung des Radars 40 erkannt. Im Schritt S10 müssen alle drei Referenzpunkte nicht immer erkannt werden. Weiterhin kann auch ein anderer Teil der äußeren Fahrbahnbegrenzung erkannt werden. In diesem Fall wird der Referenzpunkt bestimmt, indem eine Position des erkannten anderen Teils der äußeren Fahrbahnbegrenzung verwendet wird.
Im Schritt S20 bestimmt die Vorrichtung, ob alle Referenzpunkte, also der voderseitige Referenzpunkt P_O , der linksseitige Referenzpunkt P_L und der rechtsseitige Referenzpunkt P_R , erkannt wurden. Wenn alle Referenzpunkte P_O , P_L und P_R erkannt worden sind, bestimmt die Vorrichtung im Schritt S20 „JA“ und geht dann zum Schritt S40. Wenn wenigstens einer der Referenzpunkte P_O , P_L und P_R nicht erkannt worden ist, bestimmt die Vorrichtung im Schritt S20 „NEIN“ und geht dann zum Schritt S30.
Im Schritt S30 wird der wenigstens eine der Referenzpunkte P_O , P_L und P_R , der nicht erkannt wurde, bestimmt, um so alle drei Referenzpunkte P_O , P_L und P_R einschließlich der erkannten Referenzpunkte P_O , P_L und P_R zu definieren. Wie beispielsweise in 7 gezeigt, wenn es keine Fahrbahnbegrenzung entlang der rechtsseitigen Versatzlinie L_R gibt, kann die Vorrichtung den rechtsseitigen Referenzpunkt P_R nicht erkennen. In diesem Fall wird eine Mittellinie zum Unterteilen des Abstands zwischen der Mittellinie P_O und der linksseitigen Versatzlinie L_L definiert. Ein Schnittpunkt P_L2 zwischen der Mittellinie und der äußeren Fahrbahnbegrenzung wird als Referenzpunkt anstelle der rechtsseitigen Versatzlinie L_R bestimmt. Die Lage des Schnittpunkts P_L2 wird unter Verwendung des Radars 40 bestimmt. Alternativ kann der Ersatz für den rechtsseitigen Referenzpunkt P_R als ein Mittelpunkt zwischen dem vorderseitigen Referenzpunkt P_O und dem linksseitigen Referenzpunkt P_L unter Verwendung eines Interpolationsverfahrens mit dem vorderseitigen Referenzpunkt P_O und dem linksseitigen Referenzpunkt P_L bestimmt werden. Wenn somit nur zwei Referenzpunkte P_O , P_L und P_R erkannt werden, kann der dritte, nicht erkannte Referenzpunkt als ein Mittelpunkt zwischen zwei Referenzpunkten, ein erkannter Punkt zwischen zwei Referenzpunkten oder als ein Interpolationspunkt bestimmt werden. Weiterhin, auch wenn mehr als ein Referenzpunkt nicht erkannt wird, können die drei Referenzpunkte P_O , P_L und P_R durch ein Interpolationsverfahren mit erkannten äußeren Fahrbahnbegrenzungen bestimmt werden. Nach Schritt S30 geht der Ablauf zu Schritt S50.
Wenn die Vorrichtung im Schritt S20 „JA“ bestimmt, wird zum Schritt S40 weitergegangen. Schritt S40 ist ein Distanzbeziehungsbestimmungsschritt, so dass die Vorrichtung bestimmt, ob ein Zusammenstoßvermeidungsverhalten notwendig ist. Ein Fall, bei dem ein Zusammenstoßvermeidungsverhalten notwendig ist, ist beispielsweise gemäß 8 dann gegeben, wenn einer der im Schritt S10 erkannten Referenzpunkte an der inneren Fahrbahnbegrenzung liegt. In 8 gehören der Referenzpunkt P_R', der innere Krümmungsradius Re' und die Koordinate D_R' zu der inneren Fahrbahnbegrenzung, so dass sie unter Verwendung des Apostrophs (') unterschieden werden.
Wenn in 8 der Lenkradeinschlagwinkel gesteuert wird, um das Fahrzeug entlang der Kurvenverlaufsform vorderhalb des Fahrzeugs zu steuern, kann das Fahrzeug mit der inneren Fahrbahnbegrenzung zusammenstoßen oder von der Fahrbahn abkommen. Die Lenkradsteuerung wird daher durchgeführt, um einen Zusammenstoß zu vermeiden.
Genauer gesagt, eine Distanz D_L wird von dem Fahrzeug zum linksseitigen Referenzpunkt P_L definiert, eine Distanz D wird von dem Fahrzeug zum vorderseitigen Referenzpunkt P_O definiert und die Distanz D_R wird vom Fahrzeug zum rechtsseitigen Referenzpunkt P_R definiert. Wenn die Größenbeziehung zwischen den Distanzen D_L , D und D_R eine aufsteigende oder absteigende Reihenfolge hat, d. h. die Beziehung „D_L < D < D_R“ oder „D_L > D > D_R“, liegen alle drei Referenzpunkte an der äußeren Fahrbahnbegrenzung (dem äußeren Fahrbahnrand). In diesem Fall bestimmt daher die Vorrichtung, dass es nicht notwendig ist, ein Zusammenstoßvermeidungsverhalten durchzuführen. Somit entscheidet im Schritt S40 die Vorrichtung „NEIN“. Es wird dann zu Schritt S50 weitergegangen. Wenn jedoch die Größenbeziehung zwischen den Distanzen D_L , D und D_R nicht eine aufsteigende oder absteigende Reihenfolge hat, bestimmt die Vorrichtung im Schritt S40 „JA“. Es wird dann zu Schritt S110 weitergegangen.
Im Schritt S50 werden die Distanz D_L vom Fahrzeug zum linsseitigen Referenzpunkt P_L , die Distanz D vom Fahrzeug zum vorderseitigen Referenzpunkt P_O und die Distanz D_R vom Fahrzeug zum rechtsseitigen Referenzpunkt P_R berechnet. Hierbei ist die Distanz D die tatsächliche Distanz vom Vorderende des Fahrzeugs zur äußeren Fahrbahnbegrenzung oder zum äußeren Fahrbahnrand vorderhalb des Fahrzeugs. Folglich ist die Distanz D die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz. Schritt S50 entspricht einem Berechnungsschritt für die tatsächliche Distanz oder einem tatsächlichen Distanzberechnungsschritt.
Schritt S60 ist ein Kurvenkrümmungsradiusberechnungsschritt. Im Schritt S60 werden die Distanzen D_L , D und D_R und der linksseitige Versatzwert W_L und der rechtsseitige Versatzwert W_R in Formel F1 eingesetzt, so dass der äußere Krümmungsradius Re berechnet wird.
Schritt S70 ist ein Kurvenradiusberechnungsschritt. Der passende Kurvenradius Re-L wird berechnet durch Subtraktion der Distanz L zwischen Mittellinie und Fahrbahnbegrenzung vom äußeren Krümmungsradius Re.
Schritt S80 ist ein Berechnungsschritt für die passende Distanz. Die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc wird berechnet, indem der äußere Krümmungsradius Re und der passende Kurvenradius Re-L in Formel F10 eingesetzt werden.
Im Schritt S90 vergleicht die Vorrichtung die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc mit der tatsächlichen Fahrbahnbegrenzungsdistanz D. Wenn die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D gleich oder größer als die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc ist, bestimmt die Vorrichtung im Schritt S90 „NEIN“. In diesem Fall ist der Lenkradeinschlagwinkel passend. Ohne Steuerung des Lenkradeinschlagwinkels endet daher der Prozess von 6.
Wenn die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D kleiner als die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc ist, bestimmt die Vorrichtung im Schritt S90 „JA“. Der Ablauf geht dann zum Schritt S100. Die Schritte S90 und S40 liefern einen Bestimmungsschritt der Annehmbarkeit des Lenkradeinschlags vom Lenkrad. Im Schritt S100 erfolgt eine Steuerung des Lenkradeinschlagwinkels. 9 zeigt ein Flussdiagramm der Steuerung des Lenkradeinschlagwinkels. Im Schritt S200 wird mittels Formel F11 ein geschätzter äußerer Krümmungsradius Ra berechnet. $R a = \frac{D c^{2} + L^{2}}{2 \times L}$
Der geschätzte äußere Krümmungsradius Ra betrifft die Steuerung des Lenkradwinkels oder Einschlagwinkels. Der äußere Krümmungsradius Re betrifft die Bestimmung der Annehmbarkeit (Verwendbarkeit) vom Lenkradeinschlagwinkel. Somit unterscheidet sich der geschätzte äußere Krümmungsradius Ra von dem äußeren Krümmungsradius Re. Alternativ kann der äußere Krümmungsradius Re zur Steuerung des Lenkradeinschlagwinkels verwendet werden. In diesem Fall ist der geschätzte äußere Krümmungsradius Ra gleich dem äußeren Krümmungsradius Re. Hierbei wird Formel F11 auch unter Verwendung des Satz des Pythagoras am rechtwinkligen Dreieck gemäß 10 erhalten.
Im Schritt S210 wird der geschätzte äußere Krümmungsradius Ra in Formel F12 eingesetzt, so dass ein Reifeneinschlagwinkel θ berechnet wird. Hierbei bezeichnet WB einen Achsabstand des Fahrzeugs. $θ = \frac{180 \times W B}{π \times (R a - L)} [deg]$
Im Schritt S220 wird der Reifeneinschlagwinkel θ in Formel F13 eingesetzt, um einen Solllenkradeinschlagwinkel Θ zu erhalten. N stellt ein Verhältnis zwischen dem Reifeneinschlagwinkel θ und einem Lenkradeinschlagwinkel dar. Das Verhältnis ist üblicherweise konstant. Hierbei liefern die Schritte S200 bis S220 einen Solllenkradeinschlagwinkelsetzschritt. $Θ= N \times θ$
Schritt S230 liefert einen Lenkradeinschlagwinkelsteuerschritt. Im Schritt S230 wird der Lenkradeinschlagwinkel tatsächlich gesteuert. Genauer gesagt, der Solllenkradeinschlagwinkel Θ wird der EPS-ECU 10 eingegeben. Die EPS-ECU 10 steuert das EPS-Stellglied 20, so dass der Lenkradeinschlagwinkel näher an dem Solllenkradeinschlagwinkel Θ mit einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit herangebracht wird, wobei die ECU 10 den Lenkradeinschlagwinkel unter Verwendung des Lenkradwinkelsensors 30 erkennt.
Im Schritt S110 von 6 wird die kürzeste Distanz unter den drei Distanzen D_L , D und D_R' (oder D_R ) auf die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc gesetzt. Im Beispielfall von 8 ist die kürzeste Distanz die Distanz D_R'. Es wird zu Schritt S120 weitergegangen, so dass der Lenkradeinschlagwinkelsteuerschritt durchgeführt wird. Die Lenkradeinschlagwinkelsteuerung ist ähnlich zum Schritt S100. Im Schritt S120 wird die Lenkradeinschlagwinkelsteuerung durchgeführt, so dass die Fahrrichtung des Fahrzeugs allmählich in eine Richtung entlang des Fahrbahnverlaufs geändert wird. Somit steuert die Vorrichtung das Fahrzeug, um einen Zusammenstoß mit der inneren Fahrbahnbegrenzung zu vermeiden. Wenn alle drei Referenzpunkte P_O , P_L und P_R an der äußeren Fahrbahnbegrenzung liegen, bestimmt die Vorrichtung im Schritt S40 „NEIN“. In diesem Fall geht der Ablauf zu Schritt S50.
Basierend auf der Position der Fahrbahnbegrenzung etc., erkannt vom Radar 40, werden der äußere Krümmungsradius Re, der passende oder geeignete Kurvenradius Re-L und die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc nacheinander berechnet. Somit werden sowohl der äußere Krümmungsradius Re, der passende Kurvenradius Re-L als auch die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz Dc alle aus der Position der Fahrbahnbegrenzung etc. berechnet, welche vom Radar 40 erkannt wird. Weiterhin wird auch die tatsächliche Fahrbahnbegrenzungsdistanz D aus der Position der Fahrbahnbegrenzung etc. berechnet, welche vom Radar 40 erkannt wird. Folglich hat die Lenksteuervorrichtung einfachen Aufbau und ein einfacher Steuerprozess ist für den Lenkradeinschlagwinkel ausreichend.
Die Information zur Bestimmung dahingehend, ob der Lenkradeinschlagwinkel geeignet oder passend ist, erfolgt anhand der Position von der Fahrbahnbegrenzung oder dergleichen, welche vom Radar 40 erkannt wird. Somit kann die Vorrichtung die Annehmbarkeit oder Verwendbarkeit vom Einschlagwinkel des Lenkrads mit hoher Genauigkeit verglichen zu dem Fall bestimmen, wo die Fahrbahnform oder der Fahrbahnverlauf aus den Kartendaten berechnet wird und die Annehmbarkeit oder Verwendbarkeit vom Lenkradeinschlagwinkel basierend auf dem Fahrbahnverlauf anhand der Kartendaten bestimmt wird.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen hiervon beschrieben; es versteht sich, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Modifikationen und äquivalenten Anordnungen möglich. Weiterhin wurden verschiedene Kombinationen und Ausgestaltungsformen beschrieben, welche momentan bevorzugt sind; es sind jedoch andere Kombinationen und Ausführungsformen möglich, welche mehr, weniger oder nur ein einzelnes der beschriebenen Elemente aufweisen, wobei diese Abwandlungen ebenfalls im Rahmen und Umfang der vorliegenden Erfindung liegen, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims

Eine Lenksteuervorrichtung zur Steuerung des Lenkradeinschlags bei einem Lenkrad eines Fahrzeugs, aufweisend: einen Positionserkennungssensor (40) zur Erkennung einer Position einer Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs und/oder von Fahrbahnbegrenzungsausbauten entlang der Fahrbahnbegrenzung; einen Fahrzeugkrümmungsradiusrechner (S60) zur Berechnung eines äußeren Krümmungsradius einer Fahrbahn basierend auf der Position von Fahrbahnbegrenzung oder Fahrbahnausbauten; einen Kurvenradiusrechner (S70) zur Berechnung eines passenden Kurvenradius des Fahrzeugs basierend auf dem äußeren Krümmungsradius; einen Rechner (S80) für eine passende Distanz zur Berechnung einer passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz zwischen einem Vorderende des Fahrzeugs und der Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs basierend auf dem äußeren Krümmungsradius und dem passenden Kurvenradius; einen Detektor (S50) für die tatsächliche Distanz zur Erkennung einer tatsächlichen Straßenbegrenzungsdistanz zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und der Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs basierend auf der Position der Fahrbahnbegrenzung oder der Fahrbahnausbauten; und ein Lenkradeinschlagwinkelbestimmungselement (S40, S90) zur Bestimmung der Annehmbarkeit eines Lenkradeinschlagwinkels des Lenkrads basierend auf einem Vergleich zwischen der passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz und der tatsächlichen Fahrbahnbegrenzungsdistanz.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch: einen Referenzpunktdetektor (S10) zur Erkennung eines vorderen Referenzpunkts, eines linksseitigen Referenzpunkts und eines rechtsseitigen Referenzpunkts unter Verwendung des Positionserkennungssensors, wobei der vordere Referenzpunkt ein Schnittpunkt zwischen einer äußeren Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs und einer Mittellinie des Fahrzeugs entlang einer Vorwärts/Rückwärts-Richtung hiervon ist; der linksseitige Referenzpunkt ein Schnittpunkt zwischen der äußeren Fahrbahnbegrenzung und einer linksseitigen Versatzlinie ist; die linksseitige Versatzlinie erstellt wird durch Verschieben der Mittellinie um eine bestimmte linksseitige Versatzdistanz in Richtung einer linken Seite des Fahrzeugs entlang einer Breitenrichtung des Fahrzeugs; der rechtsseitige Referenzpunkt ein Schnittpunkt zwischen der äußeren Fahrbahnbegrenzung und einer rechtsseitigen Versatzlinie ist; die rechtsseitige Versatzlinie erstellt wird durch Verschieben der Mittellinie um eine bestimmte rechtsseitige Versatzdistanz in Richtung einer rechten Seite des Fahrzeugs entlang der Breitenrichtung des Fahrzeugs; der äußere Krümmungsradius berechnet wird durch die folgende Formel: $R_{e} = \sqrt{\begin{matrix} {\frac{1}{2} \times (\frac{(2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) + (D_{R}^{2} - D^{2}) - 2 \times [\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}}] \times (D_{R} - D)}{W_{R}})}^{2} \\ + {D_{L} - (\frac{W_{L} \times (2 \times W_{L} \times W_{R} + W_{R}^{2}) - W_{R} \times W_{L}^{2} + W_{L} \times (D_{R}^{2} - D^{2}) - W_{R} \times D^{2} + W_{R} \times D_{L}^{2}}{2 \times {W_{L} \times (D_{R} - D) - W_{R} \times (D - D_{L})}})}^{2} \end{matrix}}$
wobei D eine Distanz zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und dem vorderen Referenzpunkt darstellt, D_L eine Distanz zwischen dem vorderen Ende des Fahrzeugs und dem linksseitigen Referenzpunkt darstellt und D_R eine Distanz zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und dem rechtsseitigen Referenzpunkt darstellt; W_L die vorbestimmte linksseitige Versatzdistanz darstellt und W_R die vorbestimmte rechtsseitige Versatzdistanz darstellt; und Re den äußeren Krümmungsradius darstellt:
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch: ein Solllenkradwinkelsetzelement (S200-S220) zum Festsetzen eines Solllenkradeinschlagwinkels, wenn das Lenkradeinschlagwinkelbestimmungselement bestimmt, dass der Lenkradeinschlagwinkel nicht passend ist; und eine Lenkradeinschlagwinkelsteuerung (S230) zur Steuerung des Einschlagwinkels des Lenkrads basierend auf dem Solllenkradeinschlagwinkel, wobei das Solllenkradeinschlagwinkelsetzelement einen geschätzten äußeren Krümmungsradius unter Verwendung der Formel von: $R a = \frac{D c^{2} + L^{2}}{2 \times L}$
schätzt, wobei Ra den geschätzten äußeren Krümmungsradius darstellt, Dc die passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz darstellt und L einen Abstand zwischen der äußeren Fahrbahnbegrenzung in Breitenrichtung des Fahrzeugs und der Mittellinie des Fahrzeugs darstellt, wobei das Solllenkradeinschlagwinkelsetzelement einen Reifeneinschlagwinkel unter Verwendung der Formel von: $θ = \frac{180 \times W B}{π \times (R a - L)} [deg]$
berechnet, wobei θ den Reifeneinschlagwinkel darstellt, WB einen Radstand des Fahrzeugs darstellt, wobei das Solllenkradeinschlagwinkelsetzelement den Solllenkradeinschlagwinkel unter Verwendung der Formel von: $Θ= N \times θ$
berechnet, wobei Θ den Solllenkradeinschlagwinkel darstellt, und N ein Verhältnis zwischen dem Reifeneinschlagwinkel und einem Lenkradeinschlagwinkel des Lenkrads darstellt.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Referenzpunktdetektor nicht wenigstens entweder den vorderen Referenzpunkt oder den linksseitigen Referenzpunkt oder den rechtsseitigen Referenzpunkt erkennt, dann der Fahrbahnkrümmungsradiusrechner einen anderen Punkt an der äußeren Fahrbahnbegrenzung vorderhalb des Fahrzeugs für wenigstens entweder den vorderen Referenzpunkt oder den linksseitigen Referenzpunkt oder den rechtsseitigen Referenzpunkt einsetzt, so dass der Fahrbahnkrümmungsradiusrechner den äußeren Krümmungsradius der Fahrbahn berechnen kann.
Lenksteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass: das Lenkradeinschlagwinkelbestimmungselement ein Distanzbeziehungsbestimmungselement aufweist; das Distanzbeziehungsbestimmungselement bestimmt, ob eine Größenbeziehung zwischen D_L, D und D_R eine aufsteigende Reihenfolge oder eine absteigende Reihenfolge hat, wenn der Referenzpunktdetektor alle von vorderem Referenzpunkt, linksseitigem Referenzpunkt und rechtsseitigem Referenzpunkt erkennt; das Lenkradeinschlagwinkelbestimmungselement bestimmt, dass der Lenkradeinschlagwinkel nicht passend ist, wenn das Distanzbeziehungsbestimmungselement bestimmt, dass die Größenbeziehung zwischen D_L, D und D_R keine aufsteigende Reihenfolge oder absteigende Reihenfolge hat; das Solllenkradeinschlagwinkelsetzelement den Solllenkradeinschlagwinkel unter Verwendung der kürzesten Distanz aus D_L, D und D_R als passende Fahrbahnbegrenzungsdistanz setzt, wenn das Distanzbeziehungsbestimmungselement bestimmt, dass die Größenbeziehung unter D_L, D und D_R keine aufsteigende Reihenfolge oder absteigende Reihenfolge hat; das Solllenkradeinschlagwinkelsetzelement den Solllenkradeinschlagwinkel unter Verwendung der passenden Fahrbahnbegrenzungsdistanz setzt, welche berechnet wird durch den Rechner für die passende Distanz, wenn das Distanzbeziehungsbestimmungselement bestimmt, dass die Größenbeziehung zwischen D_L, D und D_R die aufsteigende Reihenfolge oder absteigende Reihenfolge hat.