DE102012104036A1

DE102012104036A1 - Lenkvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102012104036A1
Application number: DE102012104036A
Authority: DE
Inventors: Dirk Ulbricht; Rolf Adomat; Ken Watanabe; Masahiro Kawahara; Tomoyasu Kada; Hoju Sugiyama; Akitsugu Yoda; Atsushi Ishihara
Original assignee: ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Current assignee: ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: DE102012104036B4; JP2012232704A

Abstract

Die Erfindung löst die Aufgabe der Bereitstellung einer Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, mit der, auch wenn es Veränderungen der Breite o. ä. Veränderungen des Zustands der Fahrspur gibt, ein Fahren des Fahrzeugs auf der beabsichtigten Fahrtlinie angemessen unterstützt werden kann. Dazu wird eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100 angegeben, die im Lenkunterstützungsmodus, bei dem eine Lenkunterstützungskraft durch den Motor 6 erzeugt wird, und im Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur, bei dem ein Reaktionskraftdrehmoment zur automatischen Einhaltung der Fahrspur durch den Motor 6 erzeugt wird, verwendet werden kann, und die ausgestattet ist mit der Nachweisvorrichtung 15, die die Breite einer Fahrspur der Straße und die Position des Fahrzeugs innerhalb dieser Breite nachweist, und einer Steuerungsvorrichtung 12, die in dem o. a. Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur die Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes, mit denen gegenüber dem Abstand von der beabsichtigten Fahrtlinie innerhalb der o. a. Breite bis zu der Position, an der das Fahrzeug noch nicht von dem nächsten einen Rand der o. a. Breite abweicht, der erforderliche Drehmomentwert erhalten wird, mit der o. a. beabsichtigten Fahrtlinie als Mittellinie einstellt und basierend auf den eingestellten Charakteristika dem Lenkmechanismus ein Reaktionskraftdrehmoment zufügt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge und betrifft insbesondere eine Funktion zur Unterstützung der Fahrt des Fahrzeugs bei automatischer Einhaltung der Fahrspur.
Folgende Dokumente auf dem technischen Gebiet der Erfindung sind bereits bekannt:
Patentdokument 1: Patentveröffentlichung JP-3209154 (1, 10, Absätze [0033] bis [0036])
Patentdokument 2: Patentveröffentlichung JP-3599144 (14, Absatz [0103])
Patentdokument 3: Patentveröffentlichung JP-3566802 (2, 5, Absätze [0045] bis [0049])
Patentdokument 4: Patentveröffentlichung JP-3569587 (6, Absatz [0031])
Patentdokument 5: Patentveröffentlichung JP-4148179 (2, 3, 5, 6 Absätze bis [0047])
Es wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ausgestattet ist mit einer Unterstützungsfunktion, mit der durch die Verwendung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gewährleistet wird, dass das Fahrzeug automatisch innerhalb der Fahrspur fährt, wodurch eine durch das versehentliche Abweichen des Fahrers von der Fahrspur (lane) verursachte Gefahr verhindert werden soll (siehe z. B. Patentdokument 1). Durch eine solche Vorrichtung wird basierend auf der Abweichungsmenge zwischen der Mitte der Breite der Fahrspur und dem Zentrum der Breite des Fahrzeugs eine automatische Lenkung so durchgeführt, dass ein Drehmoment erzeugt wird, durch das das Fahrzeug in die Mitte der Breite der Fahrspur zurückgeführt wird.
Weiterhin wurden als andere Technologien bezüglich der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur eine Vorrichtung, bei der vor dem Übergang in den Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur eine bestimmte Zeit vergangen sein muss (siehe Patentdokument 2), eine Vorrichtung, bei der, wenn das Lenkdrehmoment unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, keine Veränderung der Fahrspur vorgenommen wird (siehe Patentdokument 3), eine Vorrichtung, die im Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur mit geringer Lenkkraft eine Veränderung der Fahrspur vornimmt (siehe Patentdokument 4), eine Vorrichtung, die entsprechend der Abweichung von tatsächlichem Lenkwinkel und beabsichtigtem Lenkwinkel das zur Einhaltung der Fahrspur notwendige Drehmoment zufügt (siehe Patentdokument 5).
Aber da bei der Vorrichtung von Patentdokument 1 basierend auf der Abweichungsmenge ein Drehmoment erzeugt wird, wird z. B. in dem Fall, dass die Breite der Fahrspur bedingt durch die Straßensituation schmaler wird, auch wenn das Fahrzeug maximal vom Zentrum abweicht, noch kein ausreichendes Drehmoment erzeugt. Folglich ist die Kraft, mit der das Fahrzeug in die Mitte zurückgeführt wird, gering, und im Ergebnis dessen besteht die Möglichkeit, dass ohne vorsätzliches Lenken des Fahrers die beabsichtigte Fahrtlinie nicht gefahren werden kann oder die Fahrspur überschritten wird. Auch die Vorrichtungen der Patentdokumente 2 bis 5 weisen für diesen Problempunkt keine Lösung auf.
Im Hinblick auf diese herkömmlichen Probleme hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen, mit der auch bei Veränderungen des Zustands der Fahrspur, wie Veränderungen der Breite usw., angemessen unterstützt werden kann, dass das Fahrzeug auf der beabsichtigten Fahrtlinie fährt.

(1) Die vorliegende Erfindung ist eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, die in einem Lenkunterstützungsmodus, bei dem eine Lenkunterstützungskraft durch einen Motor erzeugt wird, und in einem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur, bei dem ein Reaktionskraftdrehmoment zur automatischen Einhaltung der Fahrspur durch den o. a. Motor erzeugt wird, verwendet werden kann, wobei eine Nachweisvorrichtung, die die Breite einer Fahrspur der Straße und die Position des Fahrzeugs innerhalb dieser Breite nachweist, und eine Steuerungsvorrichtung, die in dem o. a. Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur die Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes, mit denen gegenüber dem Abstand von der beabsichtigten Fahrtlinie innerhalb der o. a. Breite bis zu der Position, an der das Fahrzeug noch nicht von dem nächsten einen Rand der o. a. Breite abweicht, der erforderliche Drehmomentwert erhalten wird, mit der o. a. beabsichtigten Fahrtlinie als Mittellinie einstellt und basierend auf den eingestellten Charakteristika dem Lenkmechanismus ein Reaktionskraftdrehmoment zufügt, vorgesehen sind. Bei einer wie oben beschrieben aufgebauten Lenkvorrichtung für Fahrzeuge wird, wenn eine Fahrspur der Straße sich verengt hat, entsprechend dieser Veränderung der Breite auch die Breite der gesamten Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes enger und der erforderliche Drehmomentwert wird sichergestellt. Wenn im Gegensatz dazu die Breite der Fahrspur größer wird, wird entsprechend dieser Veränderung der Breite auch die Breite der gesamten Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes größer und der erforderliche Drehmomentwert wird sichergestellt.
(2) Weiterhin kann bei der unter o. a. Punkt (1) aufgeführten Lenkvorrichtung für Fahrzeuge die Aufstiegsneigung der Charakteristika so verändert werden, dass der o. a. erforderliche Drehmomentwert als Spitzenwert des absoluten Wertes des Reaktionskraftdrehmomentes gewahrt wird. In diesem Falle kann, wenn z. B. die Breite der Fahrspur sich verengt hat, durch die Vergrößerung der Anstiegsneigung das Reaktionskraftdrehmoment gegenüber der Abweichung des Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie schnell angehoben werden. Folglich wird, auch wenn die Breite der Fahrspur sich verengt, das Reaktionskraftdrehmoment verlässlich erzeugt und es kann eine angemessene Unterstützung des Fahrens auf der beabsichtigten Fahrtlinie geleistet werden.
(3) Weiterhin kann bei der unter o. a. Punkt (1) aufgeführten Lenkvorrichtung für Fahrzeuge bei den Charakteristika des o. a. Reaktionskraftdrehmomentes die Breite der unempfindlichen Zone so verändert werden, dass der o. a. erforderliche Drehmomentwert als Spitzenwert des absoluten Wertes des Reaktionskraftdrehmomentes gewahrt wird. In diesem Falle kann, wenn z. B. die Breite der Fahrspur sich verengt hat, durch die Verringerung der Breite der unempfindlichen Zone das Reaktionskraftdrehmoment gegenüber der Abweichung des Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie schnell angehoben werden. Folglich wird, auch wenn die Breite der Fahrspur sich verengt, das Reaktionskraftdrehmoment verlässlich erzeugt und es kann eine angemessene Unterstützung des Fahrens auf der beabsichtigten Fahrtlinie geleistet werden.
(4) Weiterhin kann bei der unter o. a. Punkt (2) oder (3) aufgeführten Lenkvorrichtung für Fahrzeuge die o. a. Veränderung über Zwischenwerte allmählich ausgeführt wird. In diesem Falle können Irritationen des Fahrers durch plötzliche Veränderung der Charakteristika verhindert werden.
(5) Weiterhin kann bei einer der unter den o. a. Punkten (1) bis (4) aufgeführten Lenkvorrichtungen für Fahrzeuge eine Eingabevorrichtung vorgesehen werden, die den Willen des Fahrers empfängt, eine Position, die von der Mitte in Breitenrichtung der Fahrspur nach links oder rechts abweicht, als o. a. beabsichtigte Fahrtlinie festzulegen. In diesem Falle kann der Fahrer willentlich nicht nur die Mitte der Fahrspur, sondern auch eine nach links oder rechts abweichende beabsichtigte Fahrtlinie festlegen. Weiterhin wird die Breite der Fahrspur in die Abweichungsrichtung enger, aber dadurch, dass das Reaktionskraftdrehmoment gegenüber der Abweichung des Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie schnell bzw. früher angehoben wird, kann eine angemessene Unterstützung des Fahrens auf der beabsichtigten Fahrtlinie geleistet werden.
(6) Weiterhin kann bei der unter o. a. Punkt (1) aufgeführten Lenkvorrichtung für Fahrzeuge die Steuerungsvorrichtung, wenn sie eine Bedienungsanweisung des Fahrers empfangen hat, mit der ein Übergang vom Lenkunterstützungsmodus zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur gefordert wird, auch einen Stand-by-Modus ausführen, mit dem, während gegenüber dem Lenkmechanismus durch den Lenkunterstützungsmodus eine Lenkunterstützung ausgeführt wird, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur übergegangen wird. In diesem Falle ist es so, dass zwischen dem Lenkunterstützungsmodus und dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur ein Stand-by-Modus existiert, so dass, auch wenn der Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur aufgehoben wird, in den Stand-by-Modus zurückgekehrt wird. Folglich kann, auch wenn z. B. durch Veränderungen der Fahrspur der Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur kurzzeitig aufgehoben wird, ohne dass auf der Fahrspur nach der Veränderung wieder ein Übergang zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur angewiesen wird, vom Stand-by-Modus wieder zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur übergegangen werden.
(7) Weiterhin ist es bei der unter o. a. Punkt (6) aufgeführten Lenkvorrichtung für Fahrzeuge wünschenswert, dass die Steuerungsvorrichtung beim Übergang vom Stand-by-Modus zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur das vom Motor erzeugte Drehmoment fließend zu verändern. In diesem Falle wird eine plötzliche Veränderung des Drehmomentes beim Übergang zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur abgeschwächt und der Übergang kann ohne Irritationen des Fahrers ausgeführt werden.
(8) Weiterhin kann bei der unter o. a. Punkt (1) aufgeführten Lenkvorrichtung für Fahrzeuge die Steuerungsvorrichtung so vorgesehen werden, dass, wenn einer oder mehrere der folgenden Fälle auftritt, der Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur aufgehoben wird: wenn der Fahrtrichtungsanzeiger bedient wurde, wenn die Bremse betätigt wurde, wenn das Lenkdrehmoment einen bestimmten Wert übersteigt, wenn der Lenkwinkel einen bestimmten Wert übersteigt, wenn die Lenkgeschwindigkeit einen bestimmten Wert übersteigt und wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit einen bestimmten Wert übersteigt. In diesem Falle kann, wenn in dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur durch den Fahrer willentlich gelenkt wird (Ausweichmanöver bei dringender Gefahr o. ä.) eine Einmischung des Reaktionskraftdrehmomentes in die Lenkung des Fahrers verhindert werden.

Durch eine der vorliegenden Erfindung gemäße Lenkvorrichtung für Fahrzeuge wird, auch wenn z. B. die Breite der Fahrspur sich ändert, das erforderliche Reaktionskraftdrehmoment erzeugt, so dass das Fahrzeug angemessen darin unterstützt werden kann, auf der beabsichtigten Fahrtlinie zu fahren.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert:
1: Zeichnung, die den Aufbau der einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäßen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge im Überblick zeigt.
2: Diagramm, das ein Beispiel der Charakteristika des im Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur erzeugten Reaktionskraftdrehmomentes (Führungsdrehmoment) zeigt.
3: Diagramm, das die Charakteristika (durchgehende Linie) in dem Falle, dass die Breite der Fahrspur enger geworden ist, als im Fall von 2, zeigt.
4: Diagramm wie 3, wobei dieses Diagramm zeigt, wie zur allmählichen Durchführung der Veränderung der Charakteristika Zwischencharakteristika hinzugefügt wurden.
5: Diagramm, das ein anderes Beispiel der Charakteristika des im Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur erzeugten Reaktionskraftdrehmomentes zeigt.
6: Diagramm, das die Charakteristika (durchgehende Linie) in dem Falle, dass die Breite der Fahrspur enger geworden ist, als bei 5, zeigt.
7: Diagramm, das zeigt, wie sich die auf 5 gezeigten Charakteristika durch eine Veränderung der beabsichtigten Fahrtlinie (linksgerichtet) verändern.
8: Diagramm, das zeigt, wie sich die auf 5 gezeigten Charakteristika durch eine Veränderung der beabsichtigten Fahrtlinie (rechtsgerichtet) verändern.
9: Zeichnung, die einen Schalter als ein Beispiel für eine Eingabevorrichtung zum Empfang des Willens des Fahrers zeigt.
10: Diagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem gegenüber der Abweichung der beabsichtigten Fahrtlinie bei den Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes die Anstiegsneigung des absoluten Wertes verändert wurde.
11: Zeichnung, die einen in der Umgebung des Lenkrads vorgesehenen mit einer Lampe versehenen Schalter sowie eine Lampe zeigt.
12: Flussdiagramm, das die Operationen des im elektronischen Steuergerät ausgeführten Modusübergangs zeigt.
13: Diagramm, das ein Beispiel eines Übergangs zum LKA-Modus zeigt.
14: Flussdiagramm, das die Prozesse der Aufrechterhaltung bzw. der Aufhebung des Modus nach Starten des LKA-Modus zeigt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 ist eine Zeichnung, die den Aufbau der einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäßen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100 im Überblick zeigt. Die Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100 ist aus der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 30 und der Nachweisvorrichtung 15 als Hauptbestandteilen aufgebaut. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 30 ist eine Vorrichtung, bei der dem Lenkmechanismus 20, der das Lenkrad 1 und die gelenkten Räder 9 verbindet, durch den Motor 6 eine Lenkunterstützungskraft zugefügt wird. Entsprechend dem Ort, an dem die Lenkunterstützungskraft zugefügt wird, gibt es verschiedene Typen, wie Column-EPS, Pinion-EPS, Rack-EPS usw., wovon jeder Typ verwendet werden kann; auf der Zeichnung wird als ein Beispiel die elektrische Servolenkungsvorrichtung 30 vom Typ Pinion-EPS gezeigt.
Auf der Zeichnung ist das Lenkrad 1 mit der ersten Lenkwelle 2 verbunden. Die erste Lenkwelle 2 ist über den Torsionsstab 3 mit der zweiten Lenkwelle 4 verbunden. Der zweiten Lenkwelle 4 kann über den Verzögerungsmechanismus 5 durch die Rotation des Motors 6 eine Lenkunterstützungskraft zugefügt werden.
Der Verzögerungsmechanismus 5 weist das durch den Motor 6 zur Rotation angetriebene antreibende Zahnrad 5a und das angetriebene Zahnrad 5b, das mit diesem antreibenden Zahnrad 5a verzahnt ist und der zweiten Lenkwelle 4 eine Lenkunterstützungskraft zufügt, auf. Am unteren Rand der zweiten Lenkwelle 4 wird das Lenkgetrieberitzel 7 gebildet und das Lenkgetrieberitzel 7 ist mit der Zahnstange 8 verzahnt. Dadurch dass die Zahnstange 8 sich in ihrer Achsrichtung (in seitlicher Richtung auf dem Papier) bewegt, kann den gelenkten Rädern (Vorderräder) 9 ein Lenkeinschlagwinkel zugefügt werden.
Die Windung des Torsionsstabes 3 (Differenz der Rotationswinkel von erster Lenkwelle 2 und zweiter Lenkwelle 4), d. h. das Lenkdrehmoment wird durch die Drehmomentnachweisvorrichtung 10 nachgewiesen. Die Ausgabe der Drehmomentnachweisvorrichtung 10 wird an die als Steuerungsvorrichtung vorgesehene ECU (elektronisches Steuergerät) 12 gegeben. Weiterhin ist ein Lenkwinkelsensor 11 vorgesehen, der den Lenkwinkel der zweiten Lenkwelle 4 nachweist und dessen Ausgabe an die ECU 12 gegeben wird. In die ECU 12 werden außerdem bei Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers (auf der Zeichnung nicht gezeigt) des Fahrzeugs Fahrtrichtungsanzeigersignale, bei Betätigung der Bremse Bremssignale sowie Fahrzeuggeschwindigkeitssignale eingegeben. Wenn die ECU 12 gewöhnlich als Form einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung den Lenkunterstützungsmodus ausgeführt, treibt sie den Motor 6 an, so dass basierend auf dem Lenkdrehmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit die erforderliche Lenkunterstützungskraft generiert wird.
Andererseits ist die Kamera 13 z. B. an der Innenseite der Frontscheibe in der Nähe des Innenspiegels vorgesehen und sendet permanent ein Bild der Straßenfläche an die Bildverarbeitungs-ECU 14. Die Bildverarbeitungs-ECU 14 analysiert die auf dem Bild abgebildeten Informationen, wie linker und rechter weißer Streifen, Randstreifen usw., und weist die Breite der Fahrspur nach. Weiterhin weist die Bildverarbeitungs-ECU 14 ausgehend von der Position, an der der linke und rechte weiße Streifen usw. auf dem Bild abgebildet sind, auch die Position des Fahrzeugs innerhalb der Breite der Fahrspur nach. D. h. die Kamera 13 und die Bildverarbeitungs-ECU 14 bilden die Nachweisvorrichtung 15, die die Breite einer Fahrspur der Straße und die Position des Fahrzeugs innerhalb dieser Breite nachweist.
Die Bildverarbeitungs-ECU 14 ist über den CAN(Controller Area Network)-Bus 16 mit der ECU 12 der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 30 verbunden. Dadurch kann die ECU 12 Informationen bezüglich der Breite der Fahrspur und der Position des Fahrzeugs erhalten. Es folgt eine detaillierte Erklärung bezüglich des Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur (auch LKA(Lane Keeping Assist)-Modus genannt), der sich von dem gewöhnlichen Lenkunterstützungsmodus als Form einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung unterscheidet.
Anpassung an eine Veränderung der Breite der Fahrspur im Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur
Veränderung der Anstiegsneigung
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Charakteristika des im Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur erzeugten Reaktionskraftdrehmomentes (Führungsdrehmoment) zeigt. Die x-Achse zeigt in dem Falle, dass die Mitte der Fahrspur mit der Mittellinie der Charakteristika in Übereinstimmung gebracht wurde, den Abstand von der Mitte der Fahrspur an und die y-Achse zeigt das Drehmoment (Reaktionskraftdrehmoment) an. Die beabsichtigte Fahrtlinie G (dicke Linie) wird auf die Mitte der Fahrspur festgelegt und der Pfeil zeigt die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs an. Wenn das Fahrzeug von der mittleren beabsichtigten Fahrtlinie G nach links abweicht, wird entsprechend der Menge dieser Abweichung bei den auf der Zeichnung gezeigten Charakteristika ein nach rechts gerichtetes Drehmoment erzeugt und das Fahrzeug wird auf die beabsichtigte Fahrtlinie zurückgeführt. Wenn weiterhin das Fahrzeug von der mittleren beabsichtigten Fahrtlinie nach rechts abweicht, wird entsprechend der Menge dieser Abweichung bei den auf der Zeichnung gezeigten Charakteristika ein nach links gerichtetes Drehmoment erzeugt und das Fahrzeug wird auf die beabsichtigte Fahrtlinie zurückgeführt. Ferner gibt es in der Umgebung der Mitte eine gewisse unempfindliche Zone, in der kein Drehmoment erzeugt wird.
Wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L abweicht, kommen die linken Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den linken Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das rechts gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Rmax. Auf die gleiche Art und Weise kommen, wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der rechten Fahrspurlinie R abweicht, die rechten Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den rechten Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das links gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Lmax.
Der Abstand über der Querachse zwischen der linken Fahrspurlinie L und der rechten Fahrspurlinie R entspricht dem Wert der Differenz zwischen der Breite einer Fahrspur der Straße und der Breite des Fahrzeugs. Die Informationen über die Breite der Fahrspur und die Informationen über die Position des Fahrzeugs kommen, wie oben beschrieben, von der Nachweisvorrichtung 15 (1). Dann stellt die ECU 12 (1) basierend auf diesen Informationen die Charakteristika von 2 ein, entsprechend dieser Charakteristika wird dem Lenkmechanismus 20 (1) ein Reaktionskraftdrehmoment zugefügt, so dass unterstützt wird, dass das Fahrzeug auf der beabsichtigten Fahrtlinie G fahren kann.
3 ist ein Diagramm, das die Charakteristika (durchgehende Linie) in dem Falle, dass die Breite der Fahrspur enger geworden ist, als im Fall von 2, zeigt. Zur besseren Vergleichbarkeit werden die Charakteristika sowie die linke und rechte Fahrspurlinie L, R von 2 mit einer Strich-Zweipunktlinie gezeigt. Entsprechend der Verengung der Fahrspur wurde die linke Fahrspurlinie von L auf L’ geändert. Weiterhin wurde die rechte Fahrspurlinie von R auf R’ geändert. Ebenso wie bei 2 ist die beabsichtigte Fahrtlinie G die Mittellinie der Charakteristika.
Wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L’ abweicht, kommen die linken Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den linken Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das rechts gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Rmax. Auf die gleiche Art und Weise kommen, wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der rechten Fahrspurlinie R’ abweicht, die rechten Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den rechten Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das links gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Lmax. D. h. der Spitzenwert des Drehmomentes ist der gleiche wie bei 2, aber um diesen zu erreichen, wird die Anstiegsneigung des Drehmomentes größer. Dadurch kann das Reaktionskraftdrehmoment gegenüber der Abweichung des Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G unverzüglich angehoben werden. D. h. auch wenn die Breite der Fahrspur geringer wird, wird verlässlich ein Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und es kann eine angemessene Unterstützung für die Fahrt auf der beabsichtigten Fahrtlinie G geleistet werden.
Auf diese Art und Weise stellt die ECU 12, wenn die Breite einer Fahrspur der Straße geringer geworden ist, entsprechend dieser Veränderung der Breite auch die gesamte Breite der Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes (L’ – R’) schmaler ein und der erforderliche Drehmomentwert (T_Lmax, T_Rmax) wird sichergestellt. Wenn im Gegensatz dazu die Breite einer Fahrspur der Straße größer geworden ist, stellt die ECU 12 entsprechend dieser Veränderung der Breite auch die gesamte Breite der Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes breiter ein und der erforderliche Drehmomentwert wird sichergestellt.
Folglich wird mit einer solchen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100, auch wenn die Breite der Fahrspur sich verändert, das erforderliche Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und das Fahrzeug kann angemessen darin unterstützt werden, auf der beabsichtigten Fahrtlinie zu fahren.
4 ist ein Diagramm, das dem von 3 entspricht, wobei dieses Diagramm zeigt, wie zur allmählichen Durchführung der Veränderung der Charakteristika Zwischencharakteristika hinzugefügt wurden. Wie auf der Zeichnung gezeigt, kann es passieren, dass der Fahrer ein Gefühl der Irritation empfindet, wenn in dem Falle, dass die Breite der Fahrspur sich verringert hat, plötzlich die Charakteristika verändert werden. Daher werden dadurch, dass Zwischencharakteristika bereitgestellt werden, die auf 4 mit einer Strich-Zweipunktlinie gezeigt werden, die Charakteristika fließend verändert. Dadurch kann verhindert werden, dass der Fahrer durch eine plötzliche Veränderung der Charakteristika ein Gefühl der Irritation empfindet.
Änderung der Breite der unempfindlichen Zone
5 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel der Charakteristika des im Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur erzeugten Reaktionskraftdrehmomentes zeigt. Die beabsichtigte Fahrtlinie G (dicke Linie), die linke Fahrspurlinie L, die rechte Fahrspurlinie R, der Spitzenwert des links gerichteten Drehmomentes T_Lmax und der Spitzenwert des rechts gerichteten Drehmomentes T_Rmax sind identisch mit den Werten von 2. Der Unterschied zu 2 besteht darin, dass die Zeichnung zeigt, wie zum besseren Verständnis der Teil der unempfindlichen Zone mehr hervorgehoben (erweitert) wurde, als die eigentlichen Charakteristika. Allerdings ist es auch möglich, die unempfindliche Zone tatsächlich nur wenig zu erweitern.
Auch dadurch, dass die Breite der o. a. unempfindlichen Zone reguliert wird, kann eine Anpassung an die Veränderung der Breite der Fahrspur erfolgen. 6 ist ein Diagramm, das die Charakteristika (durchgehende Linie) in dem Falle, dass die Breite der Fahrspur enger geworden ist, zeigt. Zur besseren Vergleichbarkeit werden die Charakteristika sowie die linke und rechte Fahrspurlinie L, R von 5 mit einer Strich-Zweipunktlinie gezeigt. Entsprechend der Verengung der Fahrspur wurde die Breite der unempfindlichen Zone von W auf W’ geändert. Die linke Fahrspurlinie wurde von L auf L’ geändert. Weiterhin wurde die rechte Fahrspurlinie von R auf R’ geändert. Die beabsichtigte Fahrtlinie G bleibt unverändert die Mittellinie der Charakteristika.
Wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L’ abweicht, kommen die linken Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den linken Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das rechts gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Rmax. Auf die gleiche Art und Weise kommen, wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der rechten Fahrspurlinie R’ abweicht, die rechten Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den rechten Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das links gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Lmax. D. h. die Anstiegsneigung und der Spitzenwert sind identisch mit den Werten von 5, aber um diese zu realisieren, wird die unempfindliche Zone W’ schmaler als W. Dadurch kann das Reaktionskraftdrehmoment gegenüber der Abweichung des Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G schnell angehoben werden. D. h. auch wenn die Breite der Fahrspur geringer wird, wird verlässlich ein Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und es kann eine angemessene Unterstützung für die Fahrt auf der beabsichtigten Fahrtlinie G geleistet werden.
Auf diese Art und Weise stellt die ECU 12, wenn die Breite einer Fahrspur der Straße geringer geworden ist, entsprechend dieser Veränderung der Breite auch die gesamte Breite der Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes (L’ – R’) schmaler ein und der erforderliche Drehmomentwert (T_Lmax, T_Rmax) wird sichergestellt. Wenn im Gegensatz dazu die Breite einer Fahrspur der Straße größer geworden ist, stellt die ECU 12 entsprechend dieser Veränderung der Breite auch die gesamte Breite der Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes breiter ein und der erforderliche Drehmomentwert wird sichergestellt.
Folglich wird mit einer solchen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100, auch wenn die Breite der Fahrspur sich verändert, das erforderliche Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und das Fahrzeug kann angemessen darin unterstützt werden, auf der beabsichtigten Fahrtlinie zu fahren.
Anpassung an eine Veränderung der beabsichtigten Fahrtlinie im Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur
Veränderung der Breite der unempfindlichen Zone
7 und 8 sind Diagramme, die zeigen, wie sich die auf 5 gezeigten Charakteristika durch eine Veränderung der beabsichtigten Fahrtlinie verändern. Die beabsichtigte Fahrtlinie liegt nicht immer unbedingt in der Mitte der Fahrspur (Mitte der Breite), sondern je nach Vorlieben des Fahrers kann es auch vorkommen, dass dieser links oder rechts von der Mitte fahren möchte.
9 ist eine Zeichnung, die einen Schalter 17 als ein Beispiel für eine Eingabevorrichtung zum Empfang des Willens des Fahrers zeigt. Der Schalter 17 kann z. B. ein in zwei Richtungen zu drückender Knopfschalter sein, der in neutrale Position zurückkehrt, und bei dem Willen, nach rechts abzuweichen, wird die rechte Seite gedrückt und bei dem Willen, nach links abzuweichen, wird die linke Seite gedrückt. Das Ausgabesignal des Schalters 17 wird in die ECU 12 eingegeben. Die ECU 12 empfängt das Signal des Ausweichens nach rechts oder links und verschiebt die beabsichtigte Fahrtlinie bei den Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes um eine bestimmte Menge. Weiterhin wird in dem Fall, dass z. B. der Schalter 17 mehrmals betätigt wurde (gedrückt wurde), die beabsichtigte Fahrtlinie nur um das Produkt aus der bestimmten Menge und der Anzahl verschoben. Es ist wünschenswert, dass der Schalter 17 z. B. am Lenkrad oder in dessen Umgebung vorgesehen wird.
Kehrt man zurück zu 7, so wird hier der Fall gezeigt, dass sich z. B. die beabsichtigte Fahrtlinie G an der auf der Zeichnung gezeigten Position links von der Mitte der Fahrspur befindet. Die ECU 12 belässt die Charakteristika innerhalb des Bereiches von der nach links abweichenden beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L und erzeugt Charakteristika mit einem identischen absoluten Wert (mit entgegen gesetztem Zeichen) innerhalb des Bereiches bis zu der rechten Fahrspurlinie R’ mit der beabsichtigen Fahrtlinie G als Mittellinie. D. h. dies sind Charakteristika, die dadurch realisiert werden, dass die unempfindliche Zone nur um die Menge der Verschiebung der rechten Fahrspurlinie R nach R’ verengt wird. Wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L abweicht, kommen die linken Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den linken Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das rechts gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Rmax. Andererseits kommen im Gegensatz dazu, auch wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der rechten Fahrspurlinie R’ abweicht, die rechten Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen, der den rechten Rand der Fahrspur kennzeichnet, nicht in Berührung. Aber zu dieser Zeit erreicht das links gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Lmax. D. h. Anstiegsneigung und Spitzenwert des Drehmomentes sind identisch mit denen bei 5, aber die Breite der unempfindlichen Zone wird geringer. Dadurch wird, auch wenn die beabsichtige Fahrtlinie G von der Mitte der Fahrspur abweicht, verlässlich ein Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und es kann eine angemessene Unterstützung für die Fahrt auf der beabsichtigten Fahrtlinie G geleistet werden.
Auf diese Art und Weise stellt die ECU 12, wenn eine nach links abweichende beabsichtigte Fahrtlinie eingestellt wurde, entsprechend dieser Abweichungsmenge auch die gesamte Breite der Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes (L – R’) schmaler ein und der erforderliche Drehmomentwert (T_Lmax, T_Rmax) wird sichergestellt.
Folglich wird mit einer solchen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100, auch wenn die beabsichtigte Fahrtlinie von der Mitte der Fahrspur abweicht, das erforderliche Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und das Fahrzeug kann angemessen darin unterstützt werden, auf der beabsichtigten Fahrtlinie zu fahren.
Weiterhin wird bei 8 der Fall gezeigt, dass sich z. B. die beabsichtigte Fahrtlinie G an der auf der Zeichnung gezeigten Position rechts von der Mitte der Fahrspur befindet. Die ECU 12 belässt die Charakteristika innerhalb des Bereiches von der nach rechts abweichenden beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der rechten Fahrspurlinie R und erzeugt Charakteristika mit einem identischen absoluten Wert (mit entgegen gesetztem Zeichen) innerhalb des Bereiches bis zu der linken Fahrspurlinie L’ mit der beabsichtigen Fahrtlinie G als Mittellinie. D. h. dies sind Charakteristika, die dadurch realisiert werden, dass die unempfindliche Zone nur um die Menge der Verschiebung der linken Fahrspurlinie L nach L’ verengt wird.
Wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der rechten Fahrspurlinie R abweicht, kommen die rechten Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den rechten Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das links gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Lmax. Andererseits kommen im Gegensatz dazu, auch wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L’ abweicht, die linken Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen, der den linken Rand der Fahrspur kennzeichnet, nicht in Berührung. Aber zu dieser Zeit erreicht das rechts gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Rmax. D. h. Anstiegsneigung und Spitzenwert des Drehmomentes sind identisch mit denen bei 5, aber die Breite der unempfindlichen Zone wird geringer. Dadurch wird, auch wenn die beabsichtige Fahrtlinie G von der Mitte der Fahrspur abweicht, verlässlich ein Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und es kann eine angemessene Unterstützung für die Fahrt auf der beabsichtigten Fahrtlinie G geleistet werden.
Auf diese Art und Weise stellt die ECU 12, wenn eine nach rechts abweichende beabsichtigte Fahrtlinie eingestellt wurde, entsprechend dieser Abweichungsmenge auch die gesamte Breite der Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes (R – L’) schmaler ein und der erforderliche Drehmomentwert (T_Lmax, T_Rmax) wird sichergestellt.
Folglich wird mit einer solchen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100, auch wenn die beabsichtigte Fahrtlinie von der Mitte der Fahrspur abweicht, das erforderliche Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und das Fahrzeug kann angemessen darin unterstützt werden, auf der beabsichtigten Fahrtlinie zu fahren.
Veränderung der Anstiegsneigung
Ferner kann nicht nur durch die Regulierung der Breite der unempfindlichen Zone, sondern auch durch die Veränderung der Anstiegsneigung eine Anpassung an eine Verschiebung der beabsichtigten Fahrtlinie erfolgen. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem angesichts der Verschiebung der beabsichtigten Fahrtlinie bei den Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes die Anstiegsneigung des absoluten Wertes verändert wurde. Auf der Zeichnung zeigen die Strich-Zweipunktlinien Charakteristika, die mit denen von 2 identisch sind.
Hierbei wird z. B. der Fall genommen, dass die beabsichtigte Fahrtlinie G auf der Zeichnung an einer Position gezeigt wird, die von der Mitte der Fahrspur nach links verschoben ist. Die ECU 12 vergrößert die Anstiegsneigung, um innerhalb des Bereiches von der nach links abweichenden beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L bis zu dem Spitzenwert T_Rmax zu erhöhen. Weiterhin werden Charakteristika, deren absoluter Wert mit diesen Charakteristika identisch ist (mit entgegen gesetztem Zeichen) innerhalb des Bereiches bis zu der rechten Fahrspurlinie R’ mit der beabsichtigen Fahrtlinie G als Mittellinie erzeugt. Im Ergebnis dessen wird die gesamte Breite der Charakteristika nur um die Menge der Verschiebung der rechten Fahrspurlinie R zu R’ schmaler.
Wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der linken Fahrspurlinie L abweicht, kommen die linken Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen in Berührung, der den linken Rand der Fahrspur kennzeichnet. Zu dieser Zeit erreicht das rechts gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Rmax. Andererseits kommen im Gegensatz dazu, auch wenn das Zentrum in Breitenrichtung des in Fahrt befindlichen Fahrzeugs von der beabsichtigten Fahrtlinie G bis zu der rechten Fahrspurlinie R’ abweicht, die rechten Räder des Fahrzeugs z. B. mit dem weißen Streifen, der den rechten Rand der Fahrspur kennzeichnet, nicht in Berührung. Aber zu dieser Zeit erreicht das links gerichtete Drehmoment seinen Spitzenwert T_Lmax. D. h. die Spitzenwerte des Drehmomentes sind identisch mit denen bei 2, aber die Anstiegsneigung wird größer. Dadurch wird, auch wenn die beabsichtige Fahrtlinie G von der Mitte der Fahrspur abweicht, verlässlich ein Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und es kann eine angemessene Unterstützung für die Fahrt auf der beabsichtigten Fahrtlinie G geleistet werden.
Auf diese Art und Weise stellt die ECU 12, wenn eine nach links abweichende beabsichtigte Fahrtlinie eingestellt wurde, entsprechend dieser Abweichungsmenge auch die gesamte Breite der Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes (L – R’) schmaler ein und der erforderliche Drehmomentwert (T_Lmax, T_Rmax) wird sichergestellt.
Ferner kann auch, wenn eine nach rechts abweichende beabsichtigte Fahrtlinie eingestellt wurde, auf die gleiche Art und Weise durch eine Vergrößerung der Anstiegsneigung eine Anpassung erfolgen.
Folglich wird mit einer solchen Lenkvorrichtung für Fahrzeuge 100, auch wenn die beabsichtigte Fahrtlinie von der Mitte der Fahrspur abweicht, das erforderliche Reaktionskraftdrehmoment erzeugt und das Fahrzeug kann angemessen darin unterstützt werden, auf der beabsichtigten Fahrtlinie zu fahren.
Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur und Stand-by-Modus
Im Folgenden wird der Betrieb in dem Falle erklärt, dass als dritter Modus neben dem Lenkunterstützungsmodus und dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur ein Stand-by-Modus vorgesehen ist.
11 ist eine Zeichnung, die einen in der Umgebung des Lenkrads vorgesehenen mit einer Lampe versehenen Schalter 18 sowie eine Lampe 19 zeigt. Der Schalter 18 dient dazu, den Betrieb des Stand-by-Modus auf ON/OFF zu setzen, wobei er bei ON leuchtet. Die Lampe 19 wird angeschaltet, wenn ein Übergang vom Stand-by-Modus zum LKA-Modus vollzogen wurde. Es ist kein ON-Schalter für den LKA-Modus vorgesehen. Wenn der Fahrer den LKA-Modus einstellen möchte, schaltet er den Schalter 18 des Stand-by-Modus auf ON.
Ferner ist es auch möglich, an Stelle des Schalters 18 diesen als Lampe zur Anzeige des Stand-by-Modus zu gestalten und zusammen mit der Lampe 19 eine Lampe zur Anzeige des Modusbetriebs zu bilden, sowie extra einen ON/OFF-Schalter für den LKA-Modus vorzusehen.
12 ist ein Flussdiagramm, das die Operationen des in der ECU 12 ausgeführten Modusübergangs zeigt. Auf der Zeichnung kontrolliert die ECU 12, während gewöhnlich der Lenkunterstützungsmodus (EPS-Steuerungsmodus) ausgeführt wird (Schritt S 1), ob der Schalter des Stand-by-Modus 18 auf ON oder OFF geschaltet ist (Schritt S 2). Wenn der Stand-by-Modus auf ON geschaltet wird, beurteilt die ECU 12, ob bestimmte Übergangsbedingungen existieren oder nicht (Schritt S 3). Übergangsbedingungen sind z. B. als erste Bedingung, dass die Abweichungsmenge zwischen der Mitte der Breite des Fahrzeugs und der Mitte der Breite der Fahrspur unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, d. h. dass in der Umgebung der Mitte der Fahrspur gefahren wird. Weiterhin gibt es als zweite Bedingung den Fall, dass der Lenkwinkel neutral ist oder dass der Lenkwinkel so ist, dass das Fahrzeug zur Mitte der Fahrspur gerichtet wird. Ferner wird der Lenkwinkel durch die Ausgabe des Lenkwinkelsensors 11 (1) erhalten.
Die ECU 12 wartet, bis die erste und zweite Bedingung erfüllt ist und wenn sie erfüllt sind, wird eine Glocke geläutet, die Lampe 19 geht an, so dass dem Fahrer der Übergang zum LKA-Modus mitgeteilt wird (Schritt S 4). Weiterhin vollzieht die Steuerung der ECU 12 den Übergang zum LKA-Modus (Schritt S 5). Danach wird überprüft, ob es Veränderungen der Fahrspur gibt oder nicht (Schritt S 6), und wenn es eine Veränderung der Fahrspur gibt, vollzieht die Steuerung der ECU 12 den Übergang zum Stand-by-Modus (Schritt S 7). Auch hierbei läutet die ECU 12 eine Glocke und lässt die Lampe 18 angehen, so dass dem Fahrer der Übergang in den Stand-by-Modus mitgeteilt wird (Schritt S 8). Ferner basiert das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Veränderung der Fahrspur z. B. auf dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Signals des Fahrtrichtungsanzeigers (1). Danach kehrt die ECU 12 zu Schritt S 3 zurück und die gleichen Operationen werden wiederholt.
Dadurch, dass auf diese Art und Weise zwischen dem Lenkunterstützungsmodus und dem LKA-Modus ein Stand-by-Modus existiert, wird, auch wenn der LKA-Modus aufgehoben wird, in den Stand-by-Modus zurückgekehrt. Folglich kann, auch wenn z. B. durch eine Veränderung der Fahrspur der LKA-Modus vorübergehend aufgehoben wird, vom Stand-by-Modus wieder in den LKA-Modus übergegangen werden, ohne dass bei der Fahrspur nach der Veränderung wieder der Übergang zum LKA-Modus angewiesen werden muss.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Übergangs zum LKA-Modus in dem o. a. Schritt S 5 zeigt. Die x-Achse stellt die Zeit dar und die y-Achse das Drehmoment. Das Drehmoment im Stand-by-Modus ist das Lenkdrehmoment, wobei das Lenkdrehmoment zu der Zeit, zu der ein Übergang in den LKA-Modus durchgeführt werden soll, klein ist. Andererseits wird das Reaktionskraftdrehmoment im LKA-Modus größer als das Lenkdrehmoment vor dem Übergang. Wenn der Übergang in einem Augenblick erfolgt, so entsteht, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, eine plötzliche Veränderung des Drehmomentes, durch die leicht ein Gefühl der Irritation beim Fahrer entstehen kann. Daher erfolgt der Übergang, wie durch die durchgehende Linie gezeigt, fließend.
Der Übergang vom Stand-by-Modus zum LKA-Modus einschließlich der o. a. fließenden Veränderung kann durch die folgende Funktion annähernd berechnet werden, wenn z. B. das Drehmoment mit Ta, der Abstand bis unter Berücksichtigung der Fahrzeugbreite das Fahrzeug mit der Fahrspurlinie in Berührung kommt mit L, der Lenkwinkel mit D (Winkel der Räder gegenüber der Fahrspurrichtung) und die Geschwindigkeit mit V bezeichnet werden: Ta = aD/(bL × cV) (1)
Ferner sind a, b und c Koeffizienten. Im Stand-by-Modus vor dem Übergang wird durch die passende Auswahl der Werte der Koeffizienten a, b und c das durch die Formel (1) berechnete Drehmoment Ta an das Drehmoment im Stand-by-Modus angepasst. Dann werden ab Beginn des Übergangs zum LKA-Modus, während die Koeffizienten a, b und c verändert werden, wie auf 13 gezeigt, Übergangscharakteristika gebildet, so dass die Neigung sich verändert.
Durch wie oben beschriebene Übergangscharakteristika wird eine plötzliche Veränderung des Drehmomentes gemildert und der Übergang kann vollzogen werden, ohne dass dem Fahrer ein Gefühl der Irritation zugefügt wird.
Ferner kann das durch die o. a. Formel (1) berechnete Drehmoment, ebenso wie das Abbild der Charakteristika, auch im LKA-Modus verwendet werden.
Bedingungen zur Aufhebung des Modus der Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur Es folgen ergänzende Erklärungen bezüglich der Aufhebung des LKA-Modus. Da ferner diese Aufhebungsbedingungen nicht unbedingt den Stand-by-Modus voraussetzen, sind sie nicht identisch mit 12.
14 ist ein Flussdiagramm, das die Aufrechterhaltung bzw. die Aufhebung des Modus nach Starten des LKA-Modus zeigt. Auf der Zeichnung hält nach dem Starten des LKA-Modus die ECU 12 den LKA-Modus nur aufrecht, wenn alle 6 auf der Zeichnung gezeigten Ereignisse mit NO beantwortet werden (Schritt S 17), und wenn auch nur eines der Ereignisse mit YES beantwortet wird, wird der LKA-Modus aufgehoben (Schritt S 18). Konkret entscheidet die ECU 12 in Schritt S 11, ob der Fahrtrichtungsanzeiger bedient wurde oder nicht. Wenn der Fahrtrichtungsanzeiger bedient wird, bedeutet dies, dass ein Wechsel der Fahrspur (lane) erfolgt, weshalb der LKA-Modus aufgehoben wird.
Weiterhin entscheidet die ECU 12, ob die Bremse getätigt wurde oder nicht (Schritt S 12). In dem Falle, dass die Bremse getätigt wurde, besteht irgendeine Situation, die eine Geschwindigkeitsreduzierung erfordert, weshalb die ECU 12 den LKA-Modus aufhebt.
Weiterhin vermutet die ECU 12 in den jeweiligen Fällen, dass das Lenkdrehmoment größer als der Schwellenwert ist (Schritt S 13), die Lenkgeschwindigkeit größer als der Schwellenwert (z. B. 300 °/s) ist (Schritt S 14), der Lenkwinkel größer als der Schwellenwert (z. B. neutral ± 45 °) ist (Schritt S 15) und die Lenkwinkelbeschleunigung größer als der Schwellenwert ist (Schritt S 16), dass der Fahrer aus eigenem Willen lenken will und hebt den LKA-Modus auf.
Auf diese Art und Weise kann aus verschiedenen Ereignissen der Wille des Fahrers vermutet werden und der LKA-Modus präzise aufgehoben werden.
D. h. wenn im LKA-Modus durch den Fahrer willentlich gelenkt wird (Ausweichmanöver bei dringender Gefahr o. ä.), kann eine Einmischung in die Lenkung des Fahrers durch das Reaktionskraftdrehmoment verhindert werden.
Weitere Ausführungsformen
Ferner kann bei den o. a. Ausführungsformen z. B. eine Veränderung der auf den Zeichnungen 3, 4, 6, 7, 8 und 10 gezeigten Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes dadurch ausgeführt werden, dass z. B. im Voraus verschiedene Arten von Abbildern in der ECU 12 gespeichert werden und das passende Abbild ausgewählt wird. Weiterhin ist auch eine Methode möglich, bei der ein normalisiertes Basisabbild gespeichert wird und entsprechend der Breite der Fahrspur und der beabsichtigten Fahrtlinie jedes Mal berechnet wird. Noch weiterhin können, wie auch an der Formel (1) gezeigt, die Charakteristika z. B. entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert werden.
Ferner können auch bezüglich der Zeichnungen 6, 7, 8 und 10 ebenso wie auf 4 gezeigt Zwischencharakteristika zugefügt werden, so dass die Veränderung der Charakteristika allmählich ausgeführt wird. Wenn dadurch, dass Zwischencharakteristika bereitgestellt werden, die Charakteristika fließend verändert werden, kann eine Irritation des Fahrers durch eine plötzliche Veränderung der Charakteristika verhindert werden.
Bezugszeichenliste

6: Motor,
12: ECU (Steuereinheit)
15: Nachweisvorrichtung,
17: Schalter (Eingabevorrichtung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3209154 [0002]
JP 3599144 [0002]
JP 3566802 [0002]
JP 3569587 [0002]
JP 4148179 [0002]

Claims

Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, gekennzeichnet dadurch, dass es eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge ist, mit der ein Fahrzeug ausgestattet ist und die in einem Lenkunterstützungsmodus, bei dem eine Lenkunterstützungskraft durch einen Motor erzeugt wird, und in einem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur, bei dem ein Reaktionskraftdrehmoment zur automatischen Einhaltung der Fahrspur durch den o. a. Motor erzeugt wird, verwendet werden kann, und die ausgestattet ist mit einer Nachweisvorrichtung, die die Breite einer Fahrspur der Straße und die Position des Fahrzeugs innerhalb dieser Breite nachweist, und einer Steuerungsvorrichtung, die in dem o. a. Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur die Charakteristika des Reaktionskraftdrehmomentes, mit denen gegenüber dem Abstand von der beabsichtigten Fahrtlinie innerhalb der o. a. Breite bis zu der Position, an der das Fahrzeug noch nicht von dem nächsten einen Rand der o. a. Breite abweicht, der erforderliche Drehmomentwert erhalten wird, mit der o. a. beabsichtigten Fahrtlinie als Mittellinie einstellt und basierend auf den eingestellten Charakteristika dem Lenkmechanismus ein Reaktionskraftdrehmoment zufügt.
Lenkvorrichtung für Fahrzeuge gemäß Anspruch 1, bei der die Aufstiegsneigung der Charakteristika so verändert wird, dass der o. a. erforderliche Drehmomentwert als Spitzenwert des absoluten Wertes des Reaktionskraftdrehmomentes gewahrt wird.
Lenkvorrichtung für Fahrzeuge gemäß Anspruch 1, bei der bei den Charakteristika des o. a. Reaktionskraftdrehmomentes die Breite der unempfindlichen Zone so verändert wird, dass der o. a. erforderliche Drehmomentwert als Spitzenwert des absoluten Wertes des Reaktionskraftdrehmomentes gewahrt wird.
Lenkvorrichtung für Fahrzeuge gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der die o. a. Veränderung über Zwischenwerte allmählich ausgeführt wird.
Lenkvorrichtungen für Fahrzeuge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine Eingabevorrichtung vorgesehen wird, die den Willen des Fahrers empfängt, eine Position, die von der Mitte in Breitenrichtung der Fahrspur nach links oder rechts abweicht, als o. a. beabsichtigte Fahrtlinie festzulegen.
Lenkvorrichtung für Fahrzeuge gemäß Anspruch 1, bei der die o. a. Steuerungsvorrichtung, wenn sie eine Bedienungsanweisung des Fahrers empfangen hat, mit der ein Übergang vom Lenkunterstützungsmodus zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur gefordert wird, ein Stand-by-Modus ausgeführt wird, mit dem, während gegenüber dem o. a. Lenkmechanismus durch den o. a. Lenkunterstützungsmodus eine Lenkunterstützung ausgeführt wird, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, zu dem Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur übergegangen wird.
Lenkvorrichtung für Fahrzeuge gemäß Anspruch 6, bei der die o. a. Steuerungsvorrichtung beim Übergang von dem o. a. Stand-by-Modus zu dem o. a. Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur das von dem o. a. Motor erzeugte Drehmoment fließend verändert.
Lenkvorrichtung für Fahrzeuge gemäß Anspruch 1, bei der die o. a. Steuerungsvorrichtung so vorgesehen wird, dass, wenn einer oder mehrere der folgenden Fälle auftritt, der Modus zur Unterstützung der Einhaltung der Fahrspur aufgehoben wird: wenn der Fahrtrichtungsanzeiger bedient wurde, wenn die Bremse betätigt wurde, wenn das Lenkdrehmoment einen bestimmten Wert übersteigt, wenn der Lenkwinkel einen bestimmten Wert übersteigt, wenn die Lenkgeschwindigkeit einen bestimmten Wert übersteigt und wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit einen bestimmten Wert übersteigt.