DE102015015681A1

DE102015015681A1 - Lenkdrehmoment-kompensationsvorrichtung und lenkdrehmoment-kompensationsverfahren

Info

Publication number: DE102015015681A1
Application number: DE102015015681.0A
Authority: DE
Inventors: Soon Tae Kim
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Klemove Corp
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2035-12-04
Also published as: US9637170B2; DE102015015681B4; CN105691453A; US20160159395A1; CN105691453B; KR101597771B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kompensationstechnologie für ein Lenkdrehmoment. Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung eine Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Referenzobjekt-Erkennungseinheit, die ein festes Referenzobjekt, das entsprechend einer Fahrspur einer Straße angeordnet ist, unter Verwendung einer Kamera eines Fahrzeugs erkennt; eine Abstandsmesseinheit, die eine Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem festen Referenzobjekt misst; und eine Betriebsermittlungseinheit, die eine Abstandsänderungsrate berechnet, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und unter Verwendung der Abstandsänderungsrate ermittelt, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, sowie ein Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren bereit.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119(a) die Priorität und den Nutzen aus der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0175588 , die am 09. Dezember 2014 eingereicht wurde und die hiermit durch Bezugnahme darauf für alle Zwecke zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung wird, so als ob sie hier vollständig dargelegt worden wäre.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Steuergerät und auf ein Verfahren zum Kompensieren eines Lenkdrehmoments. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kompensationstechnologie für ein Lenkdrehmoment. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Technologie zum Erkennen, ob ein Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, indem eine Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und einem Referenzobjekt verwendet wird und dann das Lenkdrehmoment auf der Grundlage der Erkennung kompensiert wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spurhalteassistenzsystem (LKAS; Lane Keeping Assist System) zum Verhindern des Abweiches eines Fahrzeugs von einer Fahrspur einer Straße, was bedingt durch eine Nachlässigkeit oder Schläfrigkeit des Fahrers in dem Fahrzeug vorkommen kann.
Da das existierende Spurhalteassistenzsystem in Abhängigkeit von einem Winkel der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs betätigt wird, gibt es eine Beschränkung insofern, als die Richtung eines Lenkhilfsdrehmoments durch die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs bestimmt wird.
Um die Beschränkung zu ergänzen, wird das Vorwärts- oder Rückwärtsfahren des Fahrzeugs durch das Erkennen der Richtung einer Gierrate bedingt durch das Lenkrad des Fahrzeugs ermittelt, aber es ist in einem Vorwärts- oder Rückwärtsfahrzustand, in dem nur eine geringe Lenkung des Lenkrads durchgeführt wird, schwierig zu ermitteln, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird.
Des Weiteren kann auf der Grundlage der Gangstellung des Getriebes des Fahrzeugs identifiziert werden, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, aber wenn das Fahrzeug auf einer bergab führenden Straße bzw. auf einer Straße mit Gefälle im Leerlauf bzw. in einem Neutral-Gang gefahren wird oder sogar in einem Vorwärtsgang D vorübergehend leicht bewegt wird, um auf einer ansteigenden Straße rückwärts gefahren zu werden, dann ist es schwierig, den Vorwärts- oder Rückwärtsfahrzustand des Fahrzeugs nur mit dem Gangzustand des Getriebes vollständig zu erkennen.
In der Zwischenzeit kann das existierende Spurhalteassistenzsystem, weil es eine Hilfslenkkraft ohne Rücksicht auf die Lenkintention des Fahrers automatisch unter der Annahme anlegt, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, ein Lenkhilfsdrehmoment erzeugen und den Fahrer des Fahrzeugs durch das erzeugte Lenkhilfsdrehmoment in Gefahr bringen, während es ermittelt, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, wenn das Fahrzeug aufgrund einer Nachlässigkeit des Fahrers rückwärts gefahren wird, während das Spurhalteassistenzsystem eingeschaltet ist.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund stellt die vorliegende Erfindung eine Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung, die ermitteln kann, ob ein Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, indem sie nur eine Kameraeinheit verwendet, und ein Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung, die identifiziert, ob ein Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, indem sie nur eine Kameraeinheit verwendet, und die ein Lenkhilfsdrehmoment bereitstellt, das für den Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs in einer Situation geeignet ist, in der das Spurhalteassistenzsystem betrieben wird, und ein Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren bereit.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Referenzobjekt-Erkennungseinheit, die ein festes Referenzobjekt, das entsprechend einer Fahrspur einer Straße angeordnet ist, unter Verwendung einer Kamera eines Fahrzeugs erkennt; eine Abstandsmesseinheit, die eine Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem festen Referenzobjekt misst; und eine Betriebsermittlungseinheit, die eine Abstandsänderungsrate berechnet, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und unter Verwendung der Abstandsänderungsrate ermittelt, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Erkennen eines festen Referenzobjekts, das entsprechend einer Fahrspur einer Straße angeordnet ist, unter Verwendung einer Kamera eines Fahrzeugs; Messen einer Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem festen Referenzobjekt; und Berechnen einer Abstandsänderungsrate, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und Ermitteln, ob das Fahrzeugs vorwärts oder rückwärts gefahren wird, unter Verwendung der Abstandsänderungsrate.
Wie oben beschrieben worden ist, kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Abweichung eines Fahrzeugs von einer Fahrspur durch das Ermitteln, ob ein Fahrzeug, das von einem Spurhalteassistenzsystem betätigt wird, vorwärts oder rückwärts bewegt wird, indem eine Abbildungseinrichtung verwendet wird, und das Breitstellen eines Lenkhilfsdrehmoments, das für den Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs geeignet ist, verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, offensichtlicher werden, wobei in den Zeichnungen:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Konfiguration einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für das Erläutern eines Betriebs einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für das Erläutern eines Betriebs einer Betriebsermittlungseinheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Betrieb einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ein Blockdiagramm ist, das eine Konfiguration einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
6 eine Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen einem Winkel, einer Längsgeschwindigkeit und einer Abstandsdifferenz in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Betrieb einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der Beschreibung der Elemente der vorliegenden Erfindung können Begriffe wie etwa ein „erster”, ein „zweiter”, „A”, „B”, „(a)”, „(b)” und dergleichen verwendet werden. Diese Begriffe werden lediglich zur Unterscheidung eines strukturellen Elements von anderen strukturellen Elementen verwendet, und eine Eigenschaft, eine Ordnung, eine Reihenfolge und dergleichen eines entsprechenden strukturellen Elements sind durch diesen Begriff nicht eingeschränkt. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Patentspezifikation beschrieben wird, dass eine Komponente bzw. ein Bauteil mit einer anderen Komponente bzw. einem anderen Bauteil „verbunden”, „gekoppelt” oder „zusammengefügt” ist, eine dritte Komponente bzw. ein drittes Bauteil zwischen den ersten und zweiten Komponenten bzw. Bauteilen „angeschlossen” bzw. „verbunden”, „gekoppelt” und damit „zusammengefügt” sein kann, obwohl die erste Komponente bzw. das erste Bauteil direkt mit der zweiten Komponente bzw. dem zweiten Bauteil verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes aufweisen: eine Referenzobjekt-Erkennungseinheit, die ein festes Referenzobjekt, wie etwa eine Linie bzw. Seitenlinie einer Fahrspur, einen Mittelstreifen oder eine Leitplanke, unter Verwendung einer Kamera eines Fahrzeugs erkennt; eine Abstandsmesseinheit, die eine Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem festen Referenzobjekt misst; und eine Betriebsermittlungseinheit, die eine Abstandsänderungsrate berechnet, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und durch die Verwendung der Abstandsänderungsrate ermittelt, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird.
In der Patentspezifikation ist das feste Referenzobjekt, das verwendet wird, um zu ermitteln, ob das Fahrzeugs vorwärts oder rückwärts gefahren wird, ein Konzept, das alle festen Strukturen oder angezeigten Objekte, wie etwa eine Linie bzw. Seitenlinie einer Fahrspur, einen Mittelstreifen und eine Leitplanke, umfasst, die kontinuierlich entlang einer Straße angeordnet sind.
Das heißt, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Abstand (Differenz) zwischen einem festen Referenzobjekt, das in der gleichen Richtung wie die Verlaufsrichtung der Straße angeordnet ist, und einem Fahrzeug gemessen, und es wird entsprechend dem Vorzeichen einer Änderungsrate der Abstandsdifferenz ermittelt, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird.
Aus praktischen Gründen wird eine Linie (bzw. Seitenlinie) einer Fahrspur als ein Beispiel des festen Referenzobjekts in der folgenden Beschreibung veranschaulicht, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Unter Bezugnahme auf 1 kann eine Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Fahrspur-Erkennungseinheit 110 aufweisen, die eine Fahrspur einer Straße als ein festes Referenzobjekt unter Verwendung einer Kamera des Fahrzeugs erkennt.
Das heißt, es wird unten eine Fahrspur-Erkennungseinheit als ein Beispiel einer Referenzobjekt-Erkennungseinheit, die ein Element der vorliegenden Erfindung ist, als ein repräsentatives Beispiel beschrieben werden wird.
Beispielshalber kann die Fahrspur-Erkennungseinheit 110 die Mittellinie, die erste Linie (bzw. Seitenlinie) und die zweite Linie (bzw. Seitenlinie) auf einer Straße erkennen. Im Einzelnen können die Linien einer Straße durch die Verwendung von Farbinformationen der Linien und Linieninformationen erkannt werden. Die Mittellinie der Straße ist mit gelb markiert und die erste Linie und die zweite Linie sind weiß markiert. Des Weiteren haben die Linien der Straße eine einheitliche Breite von 15 cm. Dementsprechend kann dann, wenn die Kamera des Fahrzeugs eine gelbe Linie mit einer Breite von 15 cm erfasst, eine Mittellinie erkannt werden, und wenn weiße Linien mit einer Breite von 15 cm erfasst werden, können die erste Linie und die zweite Linie erkannt werden. Des Weiteren können die erste Linie und die zweite Linie in Bezug auf die erkannte Mittellinie unterschieden werden. Die vorliegende Erfindung kann sogar ohne eine Unterscheidung der Mittellinie, der ersten Linie und der zweiten Linie implementiert werden, aber die Linien, denen die Vorderseite des Fahrzeugs gegenüberliegt, werden für ein leichteres Verständnis als Referenz erwähnt werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die Linie, die als eine Referenz für das Messen einer Abstandsdifferenz dient, durch eine von der linken Linie und der rechten Linie bestimmt, die sich auf gegenüberliegenden Seiten einer Fahrspur befinden, und ein Richtungswinkel des Fahrzeugs kann bei der Bestimmung verwendet werden.
Der Richtungswinkel des Fahrzeugs kann als ein Winkel definiert werden, der durch die Vorwärtsrichtung der Fahrspur und die Längsrichtung des Fahrzeugs gebildet wird, und der Richtungswinkel kann ein Wert sein, der von einem Kameramodul des Fahrzeugs ausgegeben wird.
Genauer gesagt kann das Kameramodul den Richtungswinkel des Fahrzeugs durch das Vergleichen eines Fluchtpunkts, der ein virtueller Punkt ist, an dem sich gegenüberliegende Linien der aktuellen Fahrspur in dem fotografierten Vorderseitenbild treffen, mit dem zentralen Ort des fotografierten Bildes berechnen und kann den Richtungswinkel ausgeben.
Eine Abstandsmesseinheit 120, die unten beschrieben werden wird, wählt eine der gegenüberliegenden Linien der aktuellen Fahrspur auf der Grundlage des Richtungswinkels aus und misst einen Abstand (Differenz) zwischen der entsprechenden Linie und dem Fahrzeug.
Wenn das Fahrzeug zum Beispiel ausgehend von der Vorwärtsrichtung der Fahrspur nach rechts gerichtet ist, kann der Richtungswinkel als positiv (+) definiert werden, während dann, wenn das Fahrzeug nach links gerichtet ist, der Richtungswinkel als negativ (–) definiert werden kann, und wenn der Richtungswinkel einen positiven Wert hat, wird die Abstandsdifferenz von dem Fahrzeug in Bezug auf die rechte Linie der Fahrspur gemessen, während dann, wenn der Richtungswinkel einen negativen Wert hat, die Abstandsdifferenz von dem Fahrzeug in Bezug auf die linke Linie der Fahrspur gemessen wird.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung kann eine Abstandsmesseinheit 120 aufweisen, die eine Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und einer Linie einer Fahrspur misst.
Als ein Beispiel kann die Abstandsmesseinheit 120 eine Abstandsdifferenz zwischen der erkannten Linie und dem Fahrzeug messen. Obwohl die Position (zum Beispiel der vordere Teil, der mittlere Teil oder der hintere Teil) des gemessenen Fahrzeugs in der vorliegenden Erfindung nicht wichtig ist, ist die Position des Fahrzeugs aus praktischen Gründen in der folgenden Beschreibung auf den mittleren Teil des Fahrzeugs beschränkt, und die Abstandsdifferenz kann der kürzeste Abstand zwischen dem mittleren Teil des Fahrzeugs und der Linie der Fahrspur sein.
In einer Beschreibung des kürzesten Abstands wird der gemessene Abstand dann, wenn der Abstand zwischen dem mittleren Teil des Fahrzeugs und der Linie der Fahrspur kontinuierlich von der fernen Seite zu der nahen Seite (zum Beispiel von der hinteren Seite zu der vorderen Seite oder von der vorderen Seite zu der hintere Seite) gemessen wird, kürzer und wird dann länger, ohne an einem bestimmten Punkt noch kürzer zu werden, und der kürzeste Abstand ist der Abstand zwischen dem Punkt und dem Fahrzeug und kann eine Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und der Linie der Fahrspur sein. Hier kann in einer kurzen Beschreibung eines Verfahrens zum Messen eines Abstands unter Verwendung einer Kamera der Abstand durch das Vergleichen des Abstands mit einer spezifischen Position, die bereits bekannt ist, gemessen werden. Wenn zum Beispiel die Position A (zum Beispiel eine kontinuierliche Position in zwei Dimensionen), die von der Kamera um einem Abstand von 1 m beabstandet ist, bekannt ist, kann der Abstand einer anderen Position B durch die Verwendung der Beziehung zwischen der Kamera, der Position A und der Position B gemessen werden. Wenn in dem Beispiel die Position B direkt in der Mitte der Kamera und der Position A angeordnet ist, kann man sehen, dass der Abstand der Position B 0,5 m ist. Das heißt, der Abstand zwischen der Kamera und der Position B wird unter Bezugnahme auf den Abstand zwischen der Kamera und der Position A erhalten. In der Zwischenzeit kann dann, wenn nur eine einzige Kamera verwendet wird, um den Abstand zu messen, nur eine willkürliche Position C, die eine eindimensionale oder zweidimensionale Beziehung zu der Kamera und der Position A hat, bekannt sein, und ein Abstand einer Position D, die eine dreidimensionale Beziehung hat, kann nicht gemessen werden. Aber wenn zwei Kameras oder eine Kamera und eine andere Einrichtung verwendet werden, kann der Abstand der Position D, die eine dreidimensionale Beziehung hat, gemessen werden.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung kann eine Betriebsermittlungseinheit 130 aufweisen, die eine Abstandsänderungsrate berechnet, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und einen Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs unter Verwendung der Abstandsänderungsrate ermittelt.
Als ein Beispiel kann die Abstandsänderungsrate durch die Verwendung der Gleichung 1 erhalten werden. Gleichung 1
dt: Zeitraum, über den sich das Fahrzeug bewegt, t1: Zeit, nachdem sich das Fahrzeug bewegt, t0: Zeit, bevor sich das Fahrzeug bewegt, dY: Abstandsdifferenzwert entsprechend der Bewegung des Fahrzeugs, Y1: Abstandsdifferenz, wenn die Zeit t1 ist, und Y2: Abstandsdifferenz, wenn die Zeit t0 ist.
In der Gleichung 1 bewegt sich das Fahrzeug, dessen Vorderseite auf die rechte Linie der Fahrspur gerichtet ist, über einen Zeitraum von t0 bis t1 vorwärts, ist Y1 kleiner als Y0 und ist die Abstandsänderungsrate ein negativer Wert. Wenn sich das Fahrzeug, dessen Vorderseite auf die rechte Linie der Fahrspur gerichtet ist, über einen Zeitraum von t0 bis t1 rückwärts bewegt, dann ist Y1 größer als Y0 und ist die Abstandsänderungsrate ein positiver Wert. Die Abstandsänderungsrate hat die gleiche Abstandsänderungsrate sogar für das Fahrzeug, dessen Vorderseite auf die linke Linie der Fahrspur gerichtet ist.
Des Weiteren kann die Betriebsermittlungseinheit 130 kontinuierlich die Abstandsänderungsrate für einen vorbestimmten Zeitraum nach einem Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs berechnen. Ein Fehler bei der Ermittlung eines Vorwärts- oder Rückwärtsbetriebs des Fahrzeugs kann unter Bezugnahme auf die kontinuierlich berechnete Abstandsänderungsrate verhindert werden, und eine Gefahr, die durch eine falsche Ermittlung eines Vorwärts- oder Rückwärtsbetriebs verursacht werden kann, kann reduziert werden. Wenn die Betriebsermittlungseinheit 130 zum Beispiel kontinuierlich die Abstandsänderungsrate zweimal berechnet und alle berechneten Werte negative Werte sind, gibt es keinen Fehler bei der Ermittlung, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird. Aber wenn die Abstandsänderungsraten, die kontinuierlich von der Betriebsermittlungseinheit 130 zweimal berechnet werden, jeweils eine negative Zahl und eine positive Zahl sind, kann ermittelt werden, dass das Fahrzeug vorwärts und rückwärts gefahren wird. Aber da diese Situation bei einer kontinuierlichen Berechnung unmöglich ist, wird ermittelt, dass ein Fehler bei der Berechnung der Abstandsänderungsraten vorliegt oder dass ein Fehler in den Operationen bzw. Betätigungen der Fahrspur-Erkennungseinheit 110 und der Abstandsmesseinheit 120 erzeugt wird, so dass die Betriebsermittlungseinheit 130 keinen Betrieb des Fahrzeugs ermitteln kann. Dies liegt daran, dass die kontinuierliche Berechnung schneller als die Betriebsänderung des Fahrzeugs ist.
Wenn die Längsgeschwindigkeit, die unter Verwendung eines Geschwindigkeitssensors des Fahrzeugs gemessen wird, Null ist, kann die Betriebsermittlungseinheit 130 erneut einen Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs ermitteln.
Dies liegt daran, weil das Fahrzeug, das mit einer Längsgeschwindigkeit vorwärts oder rückwärts betrieben wird, einen Vorwärtsbetrieb nicht in einen Rückwärtsbetrieb oder einen Rückwärtsbetrieb nicht in einen Vorwärtsbetrieb ändern kann, es sei denn, die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird Null. Wenn die Betriebsermittlungseinheit 130 eine Abstandsänderungsrate berechnet und einen Betrieb des Fahrzeugs unter Verwendung des Aspekts erkennt, wird die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nicht mehr ermittelt, weil die Fahrtrichtungen des Fahrzeugs alle die gleichen sind, solange die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs nicht Null wird. Dies liegt auch daran, dass die Berechnung der Abstandsänderungsrate der Betriebsermittlungseinheit 130 schneller als eine Betriebsänderung des Fahrzeugs ist.
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für das Erläutern eines Betriebs einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 2 sind alle Fahrzeuge A, B und C auf die rechten Seitenlinien gerichtet, und die Vorwärtsrichtungen der Fahrzeuge und die rechten Linien bilden einen Winkel θ. Das heißt, alle Richtungswinkel der Fahrzeuge A, B und C sind positive Werte, und dann haben die Richtungswinkel und der oben erwähnte Winkel θ den gleichen Wert.
Aber das Fahrzeug A bewegt sich vorwärts, und die Lenkvorrichtung wird mit einem Zieldrehmoment betrieben, indem eine existierende Lenkdrehmomentvorrichtung verwendet wird, das Fahrzeug B bewegt sich rückwärts, und die Lenkvorrichtung wird mit einem Zieldrehmoment betrieben, indem eine existierende Lenkdrehmomentvorrichtung verwendet wird, und das Fahrzeug C bewegt sich rückwärts, und die Lenkvorrichtung wird mit einer Größe eines Zieldrehmoments unter Verwendung einer Drehmomentvorrichtung betrieben, aber in einer entgegengesetzten Richtung des Zieldrehmoments.
Hier bezieht sich ein Zieldrehmoment auf ein Lenkhilfsdrehmoment, das veranlasst, dass das Fahrzeug parallel zu einer Linie einer Straße ist, und es ist ein Lenkhilfsdrehmoment, das von einer Seite abhängt, auf die die Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist. Wenn die Vorderseite des Fahrzeugs zum Beispiel auf die rechte Linie gerichtet ist, hat das Lenkhilfsdrehmoment eine Richtung, um die die Lenkvorrichtung in der Gegenuhrzeigersinnrichtung betrieben wird, und hat es eine Größe, die proportional zu dem Winkel θ ist, während dann, wenn die Vorderseite des Fahrzeugs auf die rechte Linie gerichtet ist, das Lenkhilfsdrehmoment eine Richtung hat, um die die Lenkvorrichtung in der Uhrzeigersinnrichtung betrieben wird, und es eine Größe hat, die proportional zu dem Winkel θ' ist. θ' bezeichnet einen Winkel, der von der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und der linken Linie der Fahrspur gebildet wird.
Dementsprechend wird dann, wenn das Fahrzeug A von 2 eine existierende Lenkdrehmomentvorrichtung verwendet, die Lenkvorrichtung in der Gegenuhrzeigersinnrichtung 210 betrieben, und eine Gefahr, dass das Fahrzeug A die Linie überquert, tritt nicht auf. Aber wenn das Fahrzeug B eine existierende Lenkdrehmomentvorrichtung verwendet, wird die Lenkvorrichtung in der Gegenuhrzeigersinnrichtung 220 betrieben, und eine Gefahr, dass das Fahrzeug B die linke Linie überquert, während es sich rückwärts bewegt, kann auftreten. Das heißt, obwohl die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs B anders als die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs A idealerweise in der Uhrzeigersinnrichtung betrieben werden sollte, werden alle der Lenkvorrichtungen des Fahrzeugs B und des Fahrzeugs A in der Gegenuhrzeigersinnrichtung betrieben, wenn eine existierende Lenkdrehmomentvorrichtung verwendet wird, so dass sich das Fahrzeug B in Gefahr befinden kann.
Im Unterschied dazu wird dann, wenn das Fahrzeug C die Lenkdrehmomentvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet, die Abstandsänderungsrate der Lenkdrehmomentvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung so berechnet, dass sie eine positive Zahl ist, und es wird ermittelt, dass sich das Fahrzeug C rückwärts bewegt, so dass das Fahrzeug C daran gehindert wird, die Linie zu überqueren, indem die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs C in der Uhrzeigersinnrichtung 230 betrieben wird, welche eine entgegengesetzte Richtung zu der Richtung eines Zieldrehmoments ist.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für das Erläutern eines Betriebs einer Betriebsermittlungseinheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine Abstandsänderungsrate berechnen, die eine Änderungsrate einer Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und kann ermitteln, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate so berechnet wird, dass sie ein negativer Wert ist, und kann ermitteln, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate so berechnet wird, dass sie ein positiver Wert ist.
Unter Bezugnahme auf 3 sind alle der Vorderseiten des Fahrzeugs A und des Fahrzeugs B in Richtung auf die rechte Linie der Fahrspur gerichtet, und die Fahrzeuge bewegen sich, während der Winkel zwischen der Vorwärtsrichtung und der Linie der Fahrspur nicht geändert wird. Aber das Fahrzeug A bewegt sich über einen vorbestimmten Zeitraum vorwärts, um eine Abstandsdifferenz von Y1 zu der Zeit t1 in einer Situation zu haben, in der es eine Abstandsdifferenz von Y0 zu der Zeit t0 hat, während sich das Fahrzeug B über einen vorbestimmten Zeitraum rückwärts bewegt, so dass es eine Abstandsdifferenz von Y1' zu der Zeit t1' in einer Situation hat, in der es eine Abstandsdifferenz von Y0' zu der Zeit t0' hat. Abstandsänderungsraten können für das Fahrzeug A und das Fahrzeug B unter Verwendung der Gleichung 1 berechnet werden, und sie können wie in Gleichung 2 und Gleichung 3 ausgedrückt werden. Die Abstandsänderungsrate des Fahrzeugs A ist eine negative Zahl, so dass die Betriebsermittlungseinheit ermitteln kann, dass sich das Fahrzeug A vorwärts bewegt, und die Abstandsänderungsrate des Fahrzeugs B ist eine positive Zahl, so dass die Betriebsermittlungseinheit ermitteln kann, dass sich das Fahrzeug B rückwärts bewegt. Gleichung 2
Gleichung 3
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine Abstandsänderungsrate berechnen, die eine Änderungsrate einer Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und sie kann ermitteln, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate so berechnet wird, dass sie ein negativer Wert ist, und sie kann ermitteln, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate so berechnet wird, dass sie ein positiver Wert ist.
Unter Bezugnahme auf 4 wird erneut kurz beschrieben werden, dass die Fahrspur-Erkennungseinheit der Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung Linien einer Fahrspur erkennt (S400). Die Fahrspur-Erkennungseinheit kann die Linien unter Verwendung einer Kamera des Fahrzeugs erkennen. Kurz gesagt können die Linien einer Fahrspur durch das Eingeben von Farben von Linien und der Längeninformationen der Breiten der Linien im Voraus in eine Kameraeinheit, durch das Messen eines Objekts oder eines Musters, das eine Farbe hat, durch die Kameraeinheit, durch das Vergleichen der gemessenen Farben und Breiten mit den Informationen bezüglich der Farben und Breiten der Linien, die im Voraus eingegeben worden sind, und durch das Identifizieren, ob sie mit einander übereinstimmen, erkannt werden, um die Linien der Fahrspur zu erkennen.
Danach misst die Abstandsmesseinheit eine Abstandsdifferenz zwischen der erkannten Linie und dem Fahrzeug (S410). Die Abstandsdifferenz kann den kürzesten Abstand zwischen der Linie der Fahrspur und dem Fahrzeug bedeuten. Als nächstes berechnet die Betriebsermittlungseinheit eine Abstandsänderungsrate unter Verwendung der Gleichung 1 (S420). Wenn die Berechnung der Abstandsänderungsrate beendet ist, ermittelt die Betriebsermittlungseinheit, ob die Abstandsänderungsrate ein negativer Wert ist (S430). Wenn ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate ein negativer Wert ist, ermittelt die Betriebsermittlungseinheit, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, und dann beendet sie die Ermittlung (S440). Wenn im Schritt S430 ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate kein negativer Wert ist, ermittelt die Betriebsermittlungseinheit, ob die Abstandsänderungsrate ein positiver Wert ist (S435). Wenn ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate ein positiver Wert ist, ermittelt die Betriebsermittlungseinheit, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, und dann beendet sie die Ermittlung (S445). Wenn in dem Schritt S435 ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate kein positiver Wert ist, das heißt, wenn die Abstandsänderungsrate so berechnet wird, dass sie Null ist, dann ermittelt die Betriebsermittlungseinheit nicht, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, und kann die Schritte S400 bis S445 erneut durchführen.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist des Weiteren eine Geschwindigkeitsmesseinheit, die eine Längsgeschwindigkeit unter Verwendung eines Geschwindigkeitssensors des Fahrzeugs misst, und eine Winkelberechnungseinheit auf, die die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und eine Linie einer Fahrspur berechnet, und wenn die Größe der Abstandsänderungsrate einem Produkt aus einer Längsgeschwindigkeit und einem Winkel innerhalb eines vorab festgesetzten Fehlerbereichs entspricht, kann die Betriebsermittlungseinheit unter Verwendung der Abstandsänderungsrate ermitteln, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird.
Unter Bezugnahme auf 5 führen die Fahrspur-Erkennungseinheit 510 und die Abstandsmesseinheit 520 die gleichen Operationen wie diejenigen der Fahrspur-Erkennungseinheit und der Abstandsmesseinheit von 1 durch, und die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist des Weiteren eine Geschwindigkeitsmesseinheit 530, die eine Längsgeschwindigkeit unter Verwendung eines Geschwindigkeitssensors des Fahrzeugs misst, und eine Winkelberechnungseinheit 540 auf, die einen Winkel zwischen der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und einer Linie einer Fahrspur berechnet, und sie weist eine Betriebsermittlungseinheit 550 auf, die zusätzlich eine Funktion des Ermittelns hat, ob die Größe einer Abstandsänderungsrate einem Produkt aus einer Längsgeschwindigkeit und einem Winkel innerhalb eines vorab festgesetzten Fehlerbereichs entspricht, während sie die Funktionen der Betriebsermittlungseinheit von 1 durchführt.
Aber die Längsgeschwindigkeit, die von der Geschwindigkeitsmesseinheit 530 gemessen wird, entspricht Geschwindigkeitsinformationen, die ausgehend von einem Großserienfahrzeug gemessen werden, und sie wird nur durch eine positive Zahl ausgedrückt, so dass die Längsgeschwindigkeitsinformationen keine Informationen über die Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs enthalten.
Die Winkelberechnungseinheit 540 kann einen Winkel [θ] zwischen der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und einer Linie einer Fahrspur berechnen. Kurz gesagt kann eine Längsbewegungsdistanz L, um die sich das Fahrzeug über einen Zeitraum von t1 bis t0 bewegt, unter Verwendung der Längsgeschwindigkeit berechnet werden, und eine Änderungsrate dY der Abstandsdifferenzen kann durch das Subtrahieren einer Abstandsdifferenz Y0 zu der Zeit t0 von einer Abstandsdifferenz Y1 zu der Zeit t1 erhalten werden. Die Längsbewegungsdistanz [L], die Änderungsrate der Abstandsdifferenzen [dY] und der Winkel [θ] haben eine Beziehung wie in Gleichung 4.
Gleichung 4

sinθ = dY / L

Dementsprechend kann der Winkel [θ] in der Gleichung 5 unter Verwendung der Beziehung von Gleichung 4 erhalten werden.
Gleichung 5

θ = sin^–1 dY / L

Wenn die Größe der Abstandsänderungsrate einem Produkt aus einer Längsgeschwindigkeit und einem Winkel innerhalb eines vorab festgesetzten Fehlerbereichs entspricht, kann die Betriebsermittlungseinheit 550 ermitteln, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird. Genauer gesagt haben die Größe [dY/dt] einer Abstandsänderungsrate, eine Längsgeschwindigkeit [V] und ein Winkel [θ] die Beziehungen von Gleichung 6 und Gleichung 7.
Gleichung 6

| dY / dt| ≃ dLθ / dt

Gleichung 7

d(Lθ) / dt = Vθ

Auf 6 wird für eine ausführliche Beschreibung von Gleichung 6 Bezug genommen.
6 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Winkel, einer Längsgeschwindigkeit und einer Abstandsdifferenz in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 6 ist die Längsbewegungsdistanz [dL] eine Distanz, um die sich das Fahrzeug mit einer Längsgeschwindigkeit zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 bewegt, welches eine Zeit [dt] nach der Zeit t0 ist, und die Größe [dY] des Änderungswerts der Abstandsdifferenzen wird durch das Subtrahieren einer Abstandsdifferenz [Y0] zu der Zeit t0 von einer Abstandsdifferenz [Y1] zu der Zeit t1 erhalten. Die Länge eines Bogens durch die Längsbewegungsdistanz und der Winkel können durch ein Produkt aus der Längsbewegungsdistanz und dem Winkel ausgedrückt werden. Hier ist der Winkel ein Radiantwert. Des Weiteren haben, wie aus der Beziehung von Gleichung 4 ersichtlich wird, die Längsbewegungsdistanz [dL] und die Größe [dY] des Änderungswerts der Abstandsdifferenz eine Sinusfunktionsbeziehung für den Winkel θ. Wie aus 6 ersichtlich wird, hat die Länge dL·θ eines Bogens einen Wert, der größer als die Größe [|dY|] des Änderungswerts der Abstandsdifferenz ist, aber die Länge dL·θ des Bogens und der Änderungswert [|dY|] sind einander ungefähr ähnlich, weil sie Infinitesimalwerten entsprechen und sehr klein sind und in Gleichung 6 ausgedrückt werden können. Des Weiteren ist dL/dt wie in Gleichung 7, weil dies für eine Längsgeschwindigkeit steht, und Gleichung 8 kann unter Verwendung der Gleichungen 6 und 7 berechnet werden.
Gleichung 8

| dY / dt| ≃ Vθ

Unter Rückbezug auf 5 kann die Betriebsermittlungseinheit 550 dann, wenn die Größe der Abstandsänderungsrate einem Produkt aus einer Längsgeschwindigkeit und einem Winkel innerhalb eines vorab festgesetzten Fehlerbereichs in der Beziehung von 8 entspricht, identifizieren, dass kein Fehler in der Berechnung der Abstandsänderungsrate existiert, und es kann exakt ermittelt werden, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, indem die identifizierte Abstandsänderungsrate angelegt wird. Wie aus Gleichung 8 ersichtlich wird, kann der vorab festgesetzte Fehlerbereich ein Wert sein, in dem eine Approximation reflektiert wird, weil die Größe der Abstandsänderungsrate und V·θ in etwa gleich sind.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb einer Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Fahrspur-Erkennungseinheit erkennt eine Linie einer Fahrspur (S700). Kurz gesagt wird die Linie unter Verblendung einer Kamera des Fahrzeugs erkannt und kann durch das Eingeben von Informationen (zum Beispiel die Farbe der Linie und die Breite der Linie) der Linie im Voraus und das Vergleichen davon mit einem Objekt oder einem Muster, das von der Kamera fotografiert wird, und mit Informationen der Linie erkannt werden.
Die Abstandsmesseinheit misst eine Abstandsdifferenz zwischen der erkannten Linie und dem Fahrzeug (S710). Das heißt, eine von den gegenüberliegenden Linien einer Fahrspur wird als eine Referenzstraßenlinie, die einem festen Referenzobjekt entspricht, auf der Grundlage des Richtungswinkels des Fahrzeugs bestimmt, und eine Abstandsdifferenz zwischen der Linie und dem Fahrzeug wird gemessen. Die Abstandsdifferenz steht für den kürzesten Abstand zwischen der Linie und dem Fahrzeug, und der kürzeste Abstand bedeutet den kürzesten Abstand zwischen einem Punkt A und einer geraden Linie, wenn die Linie der Fahrspur als die gerade Linie betrachtet wird und das Fahrzeug als ein Punkt A betrachtet wird.
Die Geschwindigkeitsmesseinheit misst eine Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (S720). Die Längsgeschwindigkeit ist ein Wert, der in einem Großserienfahrzeug gemessen wird, und ist physikalisch ein Geschwindigkeitskonzept, weil sie durch eine positive Zahl ausgedrückt wird. Dementsprechend kann gemäß der Längsgeschwindigkeit nicht ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts bewegt.
Die Lenkwinkelberechnungseinheit berechnet einen Winkel zwischen der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und dem Winkel der Linie der Fahrspur (S730). Der Winkel kann unter Verwendung der Gleichung 5 erhalten werden. Wenn die Linie der Fahrspur gekrümmt ist, wird eine Linie erhalten, die tangential zu der Linie ist, und ein Winkel für die tangentiale Linie kann berechnet werden.
Die Betriebsermittlungseinheit berechnet eine Abstandsänderungsrate, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist (S740). Die Abstandsänderungsrate kann durch das Anwenden der Gleichung 1 berechnet werden. Die Betriebsermittlungseinheit ermittelt, ob ein Fehler in der Berechnung der Abstandsänderungsrate existiert, indem sie identifiziert, ob die Größe der berechneten Abstandsänderungsrate ein Produkt aus einer Längsgeschwindigkeit und einem Winkel in einem vorab festgesetzten Genauigkeitsbereich ist (S750). Da die Beziehung zwischen der Abstandsänderungsrate, der Längsgeschwindigkeit und dem Winkel die Beziehungen der Gleichungen 6 bis 8 hat, kann das Produkt aus der Längsgeschwindigkeit und dem Winkel mit der Abstandsänderungsrate mit einer hohen Genauigkeit übereinstimmen. Der Schritt S750 ist ein Beispiel, in dem eine vorab festgesetzte Genauigkeit 0,95 ist, und die Genauigkeit kann auf der Grundlage von experimentellen Daten bestimmt werden.
Wenn die Größe der Abstandsänderungsrate in dem Schritt S750 ein Produkt aus einer Längsgeschwindigkeit und einem Winkel außerhalb der vorab festgesetzten Genauigkeit ist (zum Beispiel ist die Abstandsänderungsrate ein Wert, der gleich oder kleiner als 0,95·die Längsgeschwindigkeit·der Winkel ist), ermittelt die Betriebsermittlungseinheit nicht den Betrieb des Fahrzeugs und beendet die Ermittlung. Im Gegensatz dazu ermittelt die Betriebsermittlungseinheit dann, wenn in dem Schritt S750 ermittelt wird, dass kein Fehler in der Abstandsänderungsrate existiert, ob die Abstandsänderungsrate ein negativer Wert ist (S760). Wenn im Schritt 760 ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate ein negativer Wert ist, ermittelt die Betriebsermittlungseinheit, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, und dann beendet sie die Ermittlung (S770). Wenn im Schritt S760 ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate kein negativer Wert ist, dann ermittelt die Betriebsermittlungseinheit, ob die Abstandsänderungsrate ein positiver Wert ist (S765). Wenn im Schritt S765 ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate ein positiver Wert ist, ermittelt die Betriebsermittlungseinheit, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, und dann beendet sie die Ermittlung (S775). Wenn im Schritt S765 ermittelt wird, dass die Abstandsänderungsrate kein positiver Wert ist, ermittelt die Betriebsermittlungseinheit nicht, ob das Fahrzeug gefahren wird, und beendet die Ermittlung.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Prozesse der Schritte S700 bis S740, die Prozesse der Schritte S700 bis S750 oder die Prozesse der Schritte S700 bis S765 eine vorab festgesetzte Anzahl von Malen durchführen und kann dann die Schritte S770 und S775 durchführen. Dementsprechend kann dann, wenn ein oder mehrere Fehler in den Schritten S700 bis S765 existieren, eine falsche Ermittlung der Betriebsermittlungseinheit verhindert werden.
Des Weiteren ermittelt die Betriebsermittlungseinheit dann, wenn die Betriebsermittlungseinheit den Betrieb des Fahrzeugs ermittelt und die Längsgeschwindigkeit, die im Schritt S720 gemessen wird, Null ist, den Betrieb des Fahrzeugs erneut. Dementsprechend kann die Anzahl an Malen der Prozesse der Schritte S700 bis S765 optimal begrenzt werden.
Die Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren einen Controller aufweisen, der das Hilfslenkdrehmoment steuert bzw. regelt. Der Controller kann ein Hilfslenkdrehmoment auf ein Zieldrehmoment festsetzen, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, und kann die Größe des Hilfslenkdrehmoments auf die Größe des Zieldrehmoments festsetzen und die Richtung des Hilfslenkdrehmoments auf eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Zieldrehmoments festsetzen, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird.
Das Zieldrehmoment ist ein Lenkhilfsdrehmoment, das veranlasst, dass die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs parallel zu der Linie der Fahrspur ist, ohne zu berücksichtigen, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird. Das heißt, wenn die Vorderseite des Fahrzeugs auf die rechte Linie gerichtet ist, erlaubt es das Zieldrehmoment, dass das Lenkrad des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn betätigt werden kann, aber wenn die Vorderseite des Fahrzeugs auf die linke Linie gerichtet ist, dann erlaubt es das Zieldrehmoment, dass das Lenkrad im Uhrzeigersinn betätigt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 2 kann dann, wenn der Controller das Fahrzeug, das vorwärts gefahren wird, mit dem gleichen Hilfslenkdrehmoment regelt bzw. steuert, dessen Größe und Richtung die gleichen sind wie diejenigen des Zieldrehmoments, wie etwa in dem Fall des Fahrzeugs A, verhindert werden, dass das Fahrzeug die rechte Linie überquert, was sicher ist. In der Zwischenzeit kann dann, wenn das Fahrzeug, das rückwärts gefahren wird, mit dem gleichen Hilfslenkdrehmoment geregelt bzw. gesteuert wird, dessen Größe und Richtung die gleichen sind wie diejenigen des Zieldrehmoments, wie etwa in dem Fall des Fahrzeugs B, die linke Linie überqueren, was eine Gefahr verursachen kann. Dementsprechend kann dann, wenn das Fahrzeug, das rückwärts gefahren wird, mit einem Lenkhilfsdrehmoment geregelt bzw. gesteuert wird, das die gleiche Größe wie die des Zieldrehmoments hat, und eine Richtung hat, die entgegengesetzt zu der Richtung des Zieldrehmoments ist, wie dies etwa bei dem Fahrzeug C der Fall ist, das Fahrzeug daran gehindert werden, die linke Linie zu überqueren, was sicher ist.
Im Folgenden wird ein Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren, das einem Betrieb der Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung entspricht, die unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben worden ist, kurz beschrieben werden.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Das Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst einen Fahrspur-Erkennungsschritt zum Erkennen einer Linie einer Fahrspur unter Verwendung einer Kamera des Fahrzeugs, einen Abstandsmessschritt zum Messen einer Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und der Linie und einen Betriebsermittlungsschritt zum Berechnen einer Abstandsänderungsrate, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und zum Ermitteln, ob das Fahrzeugs vorwärts oder rückwärts gefahren wird, unter Verwendung der Abstandsänderungsrate.
Das Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren kann einen Fahrspur-Erkennungsschritt zum Erkennen einer Linie einer Fahrspur unter Verwendung einer Kamera des Fahrzeugs umfassen (S800). In dem Fahrspur-Erkennungsschritt kann eine Linie einer Fahrspur durch das Eingeben von Informationen von Linien (zum Beispiel die Farben und Breiten der Linien) im Voraus und durch das Vergleichen der Informationen mit einem Objekt, das durch die Kamera fotografiert wird, oder durch Informationen der Linien, die im Voraus eingegeben worden sind, erkannt werden. Wenn in dem Vergleichsverfahren zum Beispiel die Farben und Breiten durch Zahlen ausgedrückt werden, dann haben die Informationen der Linien, die im Voraus eingegeben worden sind, sowie auch das Objekt oder das Muster, das von der Kamera fotografiert wird, spezifische Zahlen. Die Linie der Fahrspur kann durch das Vergleichen der Zahlen erkannt werden. Wenn zum Beispiel angenommen wird, dass die Zahl der Informationen der Linie, die im Voraus eingegeben worden sind, 50 ist und die Zahlen von fünf Objekten oder Mustern, die von der Kamera fotografiert worden sind, jeweils 20, 35, 45, 50 und 60 sind, dann kann das Objekt oder das Muster, das der Zahl von 50 entspricht, als die Linie der Fahrspur erkannt werden. Hier kann dann, wenn vorab festgesetzt worden ist, dass der Fehler von 0,1 erlaubt ist, das Objekt oder Muster, das 45 oder 50 entspricht, als die Linie der Fahrspur erkannt werden.
Das Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren kann einen Abstandsmessschritt zum Messen einer Abstandsdifferenz zwischen der erkannten Linie und dem Fahrzeug umfassen (S810). In dem Abstandsmessschritt wird der kürzeste Abstand zwischen der erkannten Linie und dem Fahrzeug gemessen. Kurz gesagt kann ein Abstandswert der Linie durch das Vergleichen des Objekts A, dessen Abstandswert bereits bekannt ist, mit der erkannten Linie gemessen werden. Wenn eine einzige Kamera für die Messung verwendet wird, kann diese das Objekt A und die Linie nur dann messen, wenn diese in der gleichen Eindimension oder Zweidimension existieren. Wenn die Kamera, das Objekt A und die Linie dreidimensional existieren, kann eine Vorrichtung, die in der Lage ist, zwei Kameras oder eine Kamera und ein Objekt zu erkennen, verwendet werden.
Das Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren kann einen Betriebsermittlungsschritt zum Berechnen einer Abstandsänderungsrate, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und zum Ermitteln, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, indem ermittelt wird, ob der berechnete Wert der Abstandsänderungsrate eine positive Zahl oder eine negative Zahl ist, umfassen (S820). Kurz gesagt wird die Abstandsänderungsrate unter Verwendung der Gleichung 1 berechnet, und es wird ermittelt, dass das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, wenn die berechnete Abstandsänderungsrate eine negative Zahl oder eine positive Zahl ist.
Es wird ermittelt, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate eine negative Zahl ist, und es wird ermittelt, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate eine positive Zahl ist, weil die Abstandsdifferenz, die verwendet wird, um die Abstandsänderungsrate zu berechnen, so definiert ist, dass sie ein minimaler Abstandswert zwischen der Linie, auf die die Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist, und dem Fahrzeug ist. Dementsprechend kann dann, wenn die Abstandsänderungsrate mit der Definition berechnet wird, dass die Abstandsdifferenz ein minimaler Abstandswert zwischen der Linie, auf die die Rückseite des Fahrzeugs gerichtet ist, und dem Fahrzeug ist, ermittelt werden, dass das Fahrzeug rückwärts oder vorwärts gefahren wird, wenn die berechnete Abstandsänderungsrate eine negative Zahl oder eine positive Zahl ist, so dass die Beziehung, in der das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate eine negative Zahl ist, und in der das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate eine positive Zahl ist, nicht hergestellt wird.
Obwohl bis jetzt nur eine gerade Linie einer Fahrspur beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung auch bei einer gekrümmten Linie auf die gleiche Weise unter Berücksichtigung einer infinitesimalen Zeit bei der gekrümmten Linie angewendet werden, so dass die vorliegende Erfindung nicht nur bei einer geraden Linie angewendet wird.
Außerdem können in dem Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung alle Operationen durchgeführt werden, die von der Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, die unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben worden ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist beim autonomen Fahren, beim automatischen Einparken und in einem Spurhalteassistenzsystem, in denen eine Lenkvorrichtung des Fahrzeugs automatisch angetrieben wird, ohne dass die Lenkintention des Fahrers berücksichtigt wird, eine sichere Lenksteuerung bzw. Lenkregelung möglich, indem identifiziert wird, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, und indem eine Hilfslenkkraft entsprechend der Identifikation erzeugt wird.
Auch wenn oben beschrieben worden ist, dass alle Komponenten bzw. Bauteile einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit gekoppelt oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, wenigstens zwei Elemente von allen strukturellen Elementen können selektiv zusammengefügt und betrieben werden, ohne dass von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dass von dem Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abgewichen wird. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll auf der Basis der beigefügten Ansprüche interpretiert werden, und er soll so interpretiert werden, dass alle die technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Ansprüchen sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2014-0175588 [0001]

Claims

Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung mit: einer Referenzobjekt-Erkennungseinheit, die ein festes Referenzobjekt, das entsprechend einer Fahrspur einer Straße angeordnet ist, unter Verwendung einer Kamera eines Fahrzeugs erkennt; einer Abstandsmesseinheit, die eine Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem festen Referenzobjekt misst; und einer Betriebsermittlungseinheit, die eine Abstandsänderungsrate berechnet, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und unter Verwendung der Abstandsänderungsrate ermittelt, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird.
Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das feste Referenzobjekt eine von gegenüberliegenden Linien der Fahrspur ist und die entsprechende Linie der Fahrspur entsprechend einem Richtungswinkel des Fahrzeugs bestimmt wird.
Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Betriebsermittlungseinheit ermittelt, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate so berechnet wird, dass sie ein negativer Wert ist, und ermittelt, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, wenn die Abstandsänderungsrate so berechnet wird, dass sie ein positiver Wert ist.
Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit, die eine Längsgeschwindigkeit unter Verwendung eines Geschwindigkeitssensors des Fahrzeugs berechnet; und eine Winkelberechnungseinheit, die einen Winkel zwischen einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs und der Linie der Fahrspur berechnet, wobei die Betriebsermittlungseinheit ermittelt, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, indem sie die Abstandsänderungsrate verwendet, wenn die Größe der Abstandsänderungsrate einem Produkt aus der Längsgeschwindigkeit und dem Winkel innerhalb eines vorab festgesetzten Fehlerbereichs entspricht.
Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Betriebsermittlungseinheit kontinuierlich eine Abstandsänderungsrate über einen vorbestimmten Zeitraum berechnet, nachdem das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird.
Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit, die eine Längsgeschwindigkeit unter Verwendung eines Geschwindigkeitssensors des Fahrzeugs misst, wobei die Betriebsermittlungseinheit einen Betrieb des Fahrzeugs erneut ermittelt, wenn die Längsgeschwindigkeit Null ist.
Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen Controller, der ein Hilfslenkdrehmoment steuert bzw. regelt, wobei der Controller das Hilfslenkdrehmoment auf ein Zieldrehmoment festsetzt, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, und die Größe des Hilfslenkdrehmoments auf die Größe des Zieldrehmoments festsetzt und die Richtung des Hilfslenkdrehmoments auf eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Zieldrehmoments festsetzt, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird.
Lenkdrehmoment-Kompensationsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Zieldrehmoment ein Lenkhilfsdrehmoment ist, das veranlasst, dass das Fahrzeug parallel zu der Linie der Fahrspur ist.
Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren, das die folgenden Schritte umfasst: Erkennen eines festen Referenzobjekts, das entsprechend einer Fahrspur einer Straße angeordnet ist, unter Verwendung einer Kamera eines Fahrzeugs; Messen einer Abstandsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem festen Referenzobjekt; und Berechnen einer Abstandsänderungsrate, die eine Änderungsrate der Abstandsdifferenz pro Zeit ist, und Ermitteln, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts gefahren wird, unter Verwendung der Abstandsänderungsrate.
Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren nach Anspruch 9, wobei das feste Referenzobjekt eine von gegenüberliegenden Linien der Fahrspur ist und die entsprechende Linie der Fahrspur entsprechend einem Richtungswinkel des Fahrzeugs bestimmt wird.
Lenkdrehmoment-Kompensationsverfahren nach Anspruch 10, wobei das Hilfslenkdrehmoment auf ein Zieldrehmoment festgesetzt wird, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug vorwärts gefahren wird, und die Größe des Hilfslenkdrehmoments auf die Größe des Zieldrehmoments festgesetzt wird und die Richtung des Hilfslenkdrehmoments auf eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Zieldrehmoments festgesetzt wird, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug rückwärts gefahren wird.