DE102015115246A1

DE102015115246A1 - Steuerungssystem für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102015115246A1
Application number: DE102015115246.0A
Authority: DE
Inventors: Shogi FUKUKAWA; Takatomo ASAI; Motonari Obayashi; Hironobu Ishijima
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2016-03-17
Also published as: JP6092825B2; CN105416279A; JP2016060220A; US9828027B2; CN105416279B; US20160075373A1

Abstract

Ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug umfasst eine Lenksteuerungseinheit (13) und eine elektronische Steuerungseinheit (14). Die Lenksteuerungseinheit (13) ist dazu konfiguriert, einen Lenkwinkel eines Rades eines Fahrzeugs zu steuern. Die elektronische Steuerungseinheit (14) ist dazu konfiguriert, einen Solllenkwinkel, der als ein Ziel zum Bewegen des Fahrzeugs eingestellt ist, zu beschaffen, den beschafften Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel einen ersten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs, die größer oder gleich einer ersten Referenz ist, zu verhindern, den angepassten Solllenkwinkel an die Lenksteuerungseinheit auszugeben, so dass die Lenksteuerungseinheit den Lenkwinkel auf den angepassten Solllenkwinkel steuert, und den ersten Schutzwert als eine Reaktion auf eine Situation des Fahrzeugs zu ändern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Allgemein ist eine Technik zur Lenkunterstützung oder zum automatischen Lenken bekannt, um zu Veranlassen, dass sich ein Fahrzeug entlang einer Bewegungsbahn bewegt, um das Fahrzeug zu einer Zielposition zu führen (siehe zum Beispiel japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2006-008009 ( JP 2006-008009 A ), japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2013-112188 ( JP 2013-112188 A )).
Im vorhandenen Stand der Technik wird jedoch lediglich veranlasst, dass sich ein Fahrzeug entlang einem voreingestellten Bewegungspfad bewegt, und ein Fahrkomfort in dem Fall, in dem das Fahrzeug gelenkt wird, um sich entlang dem Bewegungspfad zu bewegen, wird nicht so sehr berücksichtigt.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der Erfindung stellt ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug bereit. Das Steuerungssystem umfasst eine Lenksteuerungseinheit und eine elektronische Steuerungseinheit. Die Lenksteuerungseinheit ist dazu konfiguriert, einen Lenkwinkel eines Rades des Fahrzeugs zu steuern. Die elektronische Steuerungseinheit ist dazu konfiguriert, einen Solllenkwinkel, der als ein Ziel zum Bewegen des Fahrzeugs eingestellt ist, zu beschaffen, den beschafften Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel einen ersten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung in dem Lenkwinkel des Fahrzeugs, die größer oder gleich einer ersten Referenz ist, zu verhindern, den angepassten Solllenkwinkel an die Lenksteuerungseinheit auszugeben, so dass die Lenksteuerungseinheit den Lenkwinkel auf den angepassten Solllenkwinkel steuert, und den ersten Schutzwert als Reaktion auf eine Situation des Fahrzeugs zu ändern. Somit ist es zum Beispiel möglich, einen Fahrkomfort für einen Insassen durch Verhindern einer abrupten Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs bereitzustellen.
In dem Steuerungssystem gemäß dem vorstehenden Aspekt kann die elektronische Steuerungseinheit konfiguriert sein, um den ersten Schutzwert basierend auf einem tatsächlichen Lenkwinkel des Fahrzeugs, der ein gesteuertes Ergebnis der Lenksteuerungseinheit ist, als die Situation des Fahrzeugs, zu ändern. Somit ist es zum Beispiel möglich, einen Fahrkomfort für einen Insassen durch Ändern des ersten Schutzwerts basierend auf dem tatsächlichen Lenkwinkel bereitzustellen.
In dem Steuerungssystem gemäß dem vorstehenden Aspekt kann die elektronische Steuerungseinheit konfiguriert sein, um den ersten Schutzwert basierend auf einer Rate, mit der sich der tatsächliche Lenkwinkel des Fahrzeugs gemäß der Steuerung der Lenksteuerungseinheit ändert, als die Situation des Fahrzeugs, zu ändern. Somit ist es zum Beispiel möglich, einen Fahrkomfort für einen Insassen durch Ändern des ersten Schutzwerts basierend auf einer Rate, mit der sich der tatsächliche Lenkwinkel ändert, bereitzustellen.
In dem Steuerungssystem gemäß dem vorstehenden Aspekt kann die elektronische Steuerungseinheit konfiguriert sein, den ersten Schutzwert einzustellen, so dass sich eine Veränderung bzw. Schwankung des ersten Schutzwerts pro Zeiteinheit erhöht, wenn sich eine Veränderung bzw. Schwankung in dem tatsächlichen Lenkwinkel pro Zeiteinheit, der durch die Lenksteuerungseinheit gesteuert wird, erhöht. Somit ist zum Beispiel möglich, die Bewegungsperformanz des Fahrzeugs zusammen mit einem Fahrkomfort für einen Insassen durch Erhöhen der Veränderung bzw. Schwankung des ersten Schutzwerts pro Zeiteinheit zu verbessern.
In dem Steuerungssystem gemäß dem vorstehenden Aspekt kann die elektronische Steuerungseinheit dazu konfiguriert sein, den Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel den ersten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs in eine erste Richtung, die größer oder gleich der ersten Referenz ist, zu verhindern, und dann, zu einer Zeit, wenn eine Richtung, in die sich der Solllenkwinkel ändert, von der ersten Richtung in eine zweite Richtung wechselt, die eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung ist, den Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel einen zweiten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs in die zweite Richtung, die größer oder gleich einer zweiten Referenz ist, zu verhindern. Somit ist es zum Beispiel möglich, einen Fahrkomfort für einen Insassen bereitzustellen, durch, wenn sich die Richtung des Lenkwinkels geändert hat, Verhindern einer abrupten Änderung des Lenkwinkels in diese Richtung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile und eine technische und industrielle Signifikanz von beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anhängigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen zeigen:
1 eine beispielhafte perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Zustand, in dem durch einen Teil eines Fahrgastraums durchgesehen wird;
2 eine beispielhafte Draufsicht (Vogelperspektivensicht) des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel;
3 eine Ansicht eines Beispiels eines Armaturenbretts des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel, wenn von der hinteren Seite des Fahrzeugs aus gesehen;
4 ein beispielhaftes Blockdiagramm der Konfiguration eines Parkunterstützungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel;
5 ein beispielhaftes Blockdiagramm der Konfiguration einer ECU des Parkunterstützungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel;
6 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Lenkwinkelsteuerungseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
7 einen Graph, der die Beziehung zwischen einem Solllenkwinkel und einem Schutzwert gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
8 einen Graph, der die Beziehung zwischen einem Solllenkwinkel und einem Schutzwert gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
9 ein Ablaufdiagramm, das die Prozedur eines Prozesses, bis der Prozess in die Parkunterstützungssteuerung wechselt, in der ECU gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; und
10 ein Ablaufdiagramm, das die Prozedur der Parkunterstützungssteuerung in der ECU gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachstehend wird ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Konfiguration des nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels und die Operation, Ergebnisse und vorteilhaften Effekte, die von der Konfiguration erhalten werden, sind illustrativ. Die Erfindung kann durch eine andere Konfiguration als die in dem folgenden Ausführungsbeispiel beschriebe Konfiguration implementiert werden, und kann zumindest einen von verschiedenen vorteilhaften Effekten basierend auf einer Grundkonfiguration oder zweiten vorteilhaften Effekte erhalten.
Ein Fahrzeug 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel ein Automobil sein, das eine (nicht gezeigte) Brennkraftmaschine als eine Antriebsquelle verwendet, das heißt ein Automobil mit Verbrennungsmotor, kann ein Automobil sein, das einen (nicht gezeigten) Elektromotor als Antriebsquelle verwendet, das heißt ein Elektroautomobil, ein Brennstoffzellautomobil, oder Ähnliches, kann ein Hybridautomobil sein, das sowohl die Brennkraftmaschine als auch den Elektromotor als Antriebsquellen verwendet, oder kann ein Automobil sein, das eine andere Antriebsquelle umfasst. Verschiedene Getriebe können an dem Fahrzeug 1 angebracht sein. Verschiedene Einrichtungen wie etwa ein System und Komponenten, die erforderlich sind, um eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor zu betreiben, können an dem Fahrzeug 1 angebracht sein. Das System, eine Anzahl, ein Layout und Ähnliches einer Einrichtung bezüglich eines Antreibens von Rädern 3 in dem Fahrzeug 1 können verschiedenartig eingestellt sein.
Wie in 1 dargestellt ist, bildet eine Fahrzeugkarosserie 2 einen Fahrgastraum 2a, in dem ein (nicht gezeigter) Insasse sitzt. Ein Lenkeinheit 4, eine Beschleunigeroperationseinheit 5, eine Bremsoperationseinheit 6, eine Schaltoperationseinheit 7 und Ähnliches sind in der Nähe eines Sitzes 2b eines Fahrers als ein Insasse innerhalb des Fahrgastraums 2a bereitgestellt. Die Lenkeinheit 4 ist zum Beispiel ein Lenkrad, das aus einem Armaturenbrett 24 hervorsteht. Die Beschleunigeroperationseinheit 5 ist zum Beispiel ein Beschleunigerpedal, das sich in der Nähe eines Fußes eines Fahrers befindet. Die Bremsoperationseinheit 6 ist zum Beispiel ein Bremspedal, das sich in der Nähe eines Fußes eines Fahrers befindet. Die Schaltoperationseinheit 7 ist zum Beispiel ein Schalthebel, der aus einer Mittelkonsole hervorsteht. Die Lenkeinheit 4, die Beschleunigeroperationseinheit 5, die Bremsoperationseinheit 6, die Schaltoperationseinheit 7 und Ähnliches sind nicht auf diese Komponenten beschränkt.
Eine Anzeigeeinrichtung 8 und eine Audioausgabeeinrichtung 9 sind im Inneren des Fahrgastraums 2a bereitgestellt. Die Anzeigeeinrichtung 8 dient als eine Anzeigeausgabeeinheit. Die Audioausgabeeinrichtung 9 dient als eine Audioausgabeeinheit. Die Anzeigeeinrichtung 8 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine organische elektrolumineszente Anzeige (OELD), oder Ähnliches. Die Audioausgabeeinrichtung 9 ist zum Beispiel ein Lautsprecher. Die Anzeigeeinrichtung 8 ist zum Beispiel mit einer lichtdurchlässigen Operationseingabeeinheit 10 wie etwa einem Berührungsbildschirm bzw. einem berührungsempfindlichen Feld bedeckt. Einem Insassen wird ermöglicht, ein Bild, das auf dem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinrichtung 8 angezeigt wird, über die Operationseingabeeinheit 10 visuell zu erkennen. Einem Insassen wird ermöglicht, eine Eingabeoperation durch Bedienen der Operationseingabeeinheit 10 durch Berühren, Drücken oder Bewegen der Operationseingabeeinheit 10 mit einem Finger oder Ähnlichem an einer Position entsprechend einem Bild, das auf dem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinrichtung 8 angezeigt wird, durchzuführen. Diese Anzeigeeinrichtung 8, Audioausgabeeinrichtung 9, Operationseingabeeinheit 10 und Ähnliches sind zum Beispiel in einer Monitoreinrichtung 11 bereitgestellt, die sich in der Mitte in der Fahrzeugbreitenrichtung, das heißt einer Querrichtung, des Armaturenbretts 24 befindet. Die Monitoreinrichtung 11 kann eine (nicht gezeigte) Operationseingabeeinheit wie etwa einen Schalter, ein Nummernfeld, einen Joystick und eine Drucktaste aufweisen. Eine (nicht gezeigte) Audioausgabeeinrichtung kann an einer anderen Position innerhalb des Fahrgastraums 2a bereitgestellt sein, die von der Monitoreinrichtung 11 verschieden ist. Audiodaten können von der Audioausgabeeinrichtung 9 der Monitoreinrichtung 11 und einer anderen Audioausgabeeinrichtung ausgegeben werden. Die Monitoreinrichtung 11 wird zum Beispiel mit einem Navigationssystem oder einem Audiosystem geteilt.
Eine Anzeigeeinrichtung 12, die von der Anzeigeeinrichtung 8 verschieden ist, ist im Inneren des Fahrgastraums 2a bereitgestellt. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Anzeigeeinrichtung 12 zum Beispiel in einer Instrumententafeleinheit 25 in dem Armaturenbrett 24 bereitgestellt und liegt im Wesentlichen in der Mitte der Instrumententafeleinheit 25 zwischen einer Geschwindigkeitsanzeigeeinheit 25a und einer Drehzahlanzeigeeinheit 25b. Die Größe des Bildschirms 12a der Anzeigeeinrichtung 12 ist kleiner als die Größe des Bildschirms 8a (3) der Anzeigeeinrichtung 8. Ein Bild, das Informationen zum Unterstützen beim Parken des Fahrzeugs 1 zeigt, kann hauptsächlich auf der Anzeigeeinrichtung 12 angezeigt werden. Die Menge an Informationen, die auf der Anzeigeeinrichtung 12 angezeigt werden, kann kleiner sein als die Menge an Informationen, die auf der Anzeigeeinrichtung 8 angezeigt werden. Die Anzeigeeinrichtung 12 ist zum Beispiel ein LCD, ein OELD, oder Ähnliches. Informationen, die auf der Anzeigeeinrichtung 12 angezeigt werden, können auf der Anzeigeeinrichtung 8 angezeigt werden.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist, ist das Fahrzeug zum Beispiel ein Vierradfahrzeug und umfasst zwei rechte und linke Vorderräder 3F und zwei rechte und linke Hinterräder 3R. Jedes dieser vier Räder 3 kann derart konfiguriert sein, dass es lenkbar ist. Wie in 4 dargestellt ist, umfasst das Fahrzeug 1 ein Lenksystem 13, das zumindest zwei der Räder 3 lenkt. Das Lenksystem 13 umfasst ein Stellglied 13a und einen Drehmomentsensor 13b. Das Lenksystem 13 wird durch eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 14 oder Ähnliches elektrisch gesteuert, um das Stellglied 13a zu betätigen. Das Lenksystem 13 ist zum Beispiel ein elektrisches Servolenksystem, ein Steer-by-Wire-System (SBW-System) oder Ähnliches. Das Lenksystem 13 fügt ein Drehmoment, das heißt ein Unterstützungsdrehmoment, unter Verwendung des Stellglieds 13a zu der Lenkeinheit 4 hinzu, um eine Lenkkraft zu kompensieren oder die Räder 3 unter Verwendung des Stellglieds 13a zu lenken. In diesem Fall kann das Stellglied 13a eines der Räder 3 lenken oder eine Vielzahl der Räder 3 lenken. Der Drehmomentsensor 13b erfasst zum Beispiel ein Drehmoment, das durch einen Fahrer auf die Lenkeinheit 4 aufgebracht wird.
Wie in 2 dargestellt ist, sind zum Beispiel vier Abbildungseinheiten 15a bis 15d an der Fahrzeugkarosserie 2 als eine Vielzahl von Abbildungseinheiten 15 bereitgestellt. Jede der Abbildungseinheiten 15 ist zum Beispiel eine Digitalkamera, die eine Abbildungseinrichtung wie etwa eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) und einen CMOS-Bildsensor (CIS) umfasst. Jede der Abbildungseinheiten 15 ist dazu in der Lage, Bewegtbilddaten bei einer vorbestimmten Rahmenrate auszugeben. Jede der Abbildungseinheiten 15 besitzt eine Weitwinkellinse oder eine Fischaugenlinse und ist dazu in der Lage, ein Bild in zum Beispiel dem Bereich von 140° bis zu dem Bereich von 190° in der horizontalen Richtung aufzunehmen. Die optische Achse von jeder der Abbildungseinheiten 15 ist eingestellt, so dass diese schräg nach unten gerichtet ist. Somit nimmt jede der Abbildungseinheiten 15 nacheinander eine Straßenoberfläche, auf der sich das Fahrzeug 1 bewegen kann, und eine Außenumgebung um die Fahrzeugkarosserie 2 herum auf, inklusive eines Bereichs, in dem das Fahrzeug 1 geparkt werden kann, und gibt das aufgenommene Bild als aufgenommene Bilddaten aus.
Die Abbildungseinheit 15a befindet sich zum Beispiel an der Front der Fahrzeugkarosserie 2, das heißt einem vorderen Ende 2c in der Fahrzeuglängsrichtung, und ist an einer Frontstoßstange oder Ähnlichem bereitgestellt. Die Abbildungseinheit 15b befindet sich zum Beispiel an der linken Seite der Fahrzeugkarosserie 2, das heißt einem linken Ende 2d in der Fahrzeugbreitenrichtung, und ist an einem Türspiegel 2g bereitgestellt, der als ein vorstehender Abschnitt auf der linken Seite dient. Die Abbildungseinheit 15c befindet sich zum Beispiel an einem hinteren Ende 2e der Fahrzeugkarosserie 2 und ist an einem unteren Wandabschnitt einer Tür 2h eines hinteren Gepäckraums bereitgestellt. Die Abbildungseinheit 15d befindet sich zum Beispiel auf einer rechten Seite 2f der Fahrzeugkarosserie 2 und ist an einem rechten Türspiegel 2g bereitgestellt. Die ECU 14 ist dazu in der Lage, ein Bild zu erzeugen, das einen breiteren Betrachtungswinkel aufweist, oder ein imaginäres Vogelperspektivenbild des Fahrzeugs 1 von oben zu erzeugen, durch Ausführen einer Operationsverarbeitung und einer Bildverarbeitung basierend auf den Bilddaten, die durch die Abbildungseinheiten 15 erhalten werden. Ein Vogelperspektivenbild kann als ein Draufsichtbild bezeichnet werden.
Die ECU 14 identifiziert Teilungslinien oder Ähnliches auf einer Straßenoberfläche um das Fahrzeug 1 herum von den Bildern der Abbildungseinheiten 15 und erfasst (extrahiert) Parkplätze, die durch die Teilungslinien oder Ähnliches angegeben sind.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist, sind zum Beispiel vier Entfernungsmesseinheiten 16a bis 16d und acht Entfernungsmesseinheiten 17a bis 17h an der Fahrzeugkarosserie 2 als eine Vielzahl von Entfernungsmesseinheiten 16, 17 bereitgestellt. Jede der Entfernungsmesseinheiten 16, 17 ist zum Beispiel ein Sonar, das eine Ultraschallwelle aussendet und die reflektierte Welle empfängt. Das Sonar kann ebenso als ein Sonarsensor oder ein Ultraschalldetektor bezeichnet werden. Die ECU 14 ist basierend auf den erfassten Ergebnissen der Entfernungsmesseinheiten 16, 17 dazu in der Lage, zu erfassen, ob sich ein Objekt wie etwa ein Hindernis um das Fahrzeug 1 herum befindet, oder eine Entfernung zu dem Objekt zu messen. Das heißt, jede der Entfernungsmesseinheiten 16, 17 ist ein Beispiel einer Erfassungseinheit, die ein Objekt erfasst. Jede der Entfernungsmesseinheiten 17 kann zum Beispiel verwendet werden, um ein Objekt in einer relativ nahen Entfernung zu erfassen. Jede der Entfernungsmesseinheiten 16 kann zum Beispiel verwendet werden, um ein Objekt in einer relativ langen Entfernung zu erfassen, das von einem Objekt, das jede der Entfernungsmesseinheiten 17 erfasst, weit entfernt ist. Die Entfernungsmesseinheiten 17 können zum Beispiel verwendet werden, um ein Objekt vor oder hinter dem Fahrzeug 1 zu erfassen. Die Entfernungsmesseinheiten 16 können zum Beispiel verwendet werden, um ein Objekt seitlich des Fahrzeugs 1 zu erfassen.
Wie in 4 dargestellt ist, sind in einem Parkunterstützungssystem 100 zusätzlich zu der ECU 14, der Monitoreinrichtung 11, dem Lenksystem 13, den Entfernungsmesseinheiten 16, 17 und Ähnlichem ein Bremssystem 18, ein Lenkwinkelsensor 19, ein Beschleunigersensor 20, ein Schaltsensor 21, ein Raddrehzahlsensor 22 und Ähnliches über ein fahrzeugseitiges Netzwerk 23, das als eine elektrische Kommunikationsleitung dient, elektrisch miteinander verbunden. Das fahrzeugseitige Netzwerk 23 ist zum Beispiel als ein Steuerungsbereichsnetzwerk (CAN, „controller area network“) bereitgestellt. Die ECU 14 ist dazu in der Lage, das Lenksystem 13, das Bremssystem 18 und Ähnliches durch Übertragen von Steuerungssignalen durch das fahrzeugseitige Netzwerk 23 zu steuern. Die ECU 14 ist dazu in der Lage, erfasste Ergebnisse von dem Drehmomentsensor 13b, einem Bremssensor 18b, dem Lenkwinkelsensor 19, den Entfernungsmesseinheiten 16, den Entfernungsmesseinheiten 17, dem Beschleunigersensor 20, dem Schaltsensor 21, dem Raddrehzahlsensor 22 und Ähnlichem und Operationssignale der Operationseingabeeinheit 10 und Ähnlichem über das fahrzeugseitige Netzwerk 23 zu empfangen.
Die ECU 14 zum Beispiel umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 14a, einen Festwertspeicher (ROM) 14b, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 14c, eine Anzeigesteuerungseinheit 14d, eine Audiosteuerungseinheit 14e, ein Festkörperlaufwerk oder einen Flashspeicher (SSD) 14f und Ähnliches. Die CPU 14a ist zum Beispiel dazu in der Lage, verschiedene Operationsverarbeitungen und Steuerungen auszuführen, wie etwa eine Bildverarbeitung bezüglich Bildern, die auf den Anzeigeeinrichtungen 8, 12 angezeigt werden, eine Bestimmung einer Bewegungszielposition des Fahrzeugs 1, eine Berechnung eines Bewegungspfades des Fahrzeugs 1, eine Berechnung, ob es eine Interferenz mit einem Objekt gibt, eine automatische Steuerung über das Fahrzeug 1 und eine Aufhebung einer automatischen Steuerung. Die CPU 14a ist dazu in der Lage, ein Programm, das in einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung wie etwa dem ROM 14b installiert und gespeichert ist, zu lesen und eine Operationsverarbeitung entsprechend dem Programm auszuführen. Der RAM 14c speichert vorübergehend verschiedene Elemente von Daten, die zur Berechnung in der CPU 14a verwendet werden. Die Anzeigesteuerungseinheit 14d führt hauptsächlich eine Bildverarbeitung unter Verwendung von Bilddaten, die durch die Abbildungseinheiten 15 erhalten werden, eine Synthese von Bilddaten, die auf der Anzeigeeinrichtung 8 angezeigt werden, und Ähnliches innerhalb der Operationsverarbeitung in der ECU 14 durch. Die Audiosteuerungseinheit 14e verarbeitet hauptsächlich Audiodaten, die von der Audioausgabeeinrichtung 9 ausgegeben werden, innerhalb der Operationsverarbeitung in der ECU 14. Der SSD 14f ist eine wiederbeschreibbare nichtflüchtige Speichereinheit und ist dazu in der Lage, Daten zu speichern, auch wenn die Energie der ECU 14 abgeschaltet ist. Die CPU 14a, der ROM 14b, der RAM 14c und Ähnliches können innerhalb des gleichen Gehäuses integriert sein. Die ECU 14 kann durch einen anderen logischen Operationsprozessor wie etwa einen Digitalsignalprozessor (DSP), eine Logikschaltung und Ähnliches anstelle der CPU 14a gebildet sein. Ein Festplattenlaufwerk (HDD) kann anstelle des SSD 14f bereitgestellt sein. Der SSD 14f oder das HDD können von der ECU 14 separat bereitgestellt werden.
Das Bremssystem 18 ist zum Beispiel ein Antiblockierbremssystem (ABS), das verhindert, dass die Bremse die Räder blockiert, eine Seitenrutschverhinderungseinrichtung (elektronische Stabilitätssteuerung (ESC)), die ein seitliches Rutschen des Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt verhindert, ein elektrisches Bremssystem, das eine Bremskraft verstärkt (eine Bremsunterstützung durchführt), ein Brake-by-Wire-System (BBW-System) oder Ähnliches. Das Bremssystem 18 vermittelt eine Bremskraft an die Räder 3 und durch Erweiterung an das Fahrzeug 1 über das Stellglied 18a. Das Bremssystem 18 ist dazu in der Lage, verschiedene Steuerungen durch Erfassen eines Blockierens der Räder durch die Bremse, eines Durchdrehens der Räder, eines Anzeichens eines seitlichen Rutschens und Ähnliches von zum Beispiel einer Rotationsdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern 3 auszuführen. Der Bremssensor 18b ist zum Beispiel ein Sensor, der die Position einer beweglichen Einheit der Bremsoperationseinheit 6 erfasst. Der Bremssensor 18b ist dazu in der Lage, die Position des Bremspedals zu erfassen, das als die bewegliche Einheit dient. Der Bremssensor 18b umfasst einen Versatzsensor.
Der Lenkwinkelsensor 19 ist zum Beispiel ein Sensor, der einen Lenkbetrag der Lenkeinheit 4 wie etwa des Lenkrades erfasst. Der Lenkwinkelsensor 19 ist zum Beispiel unter Verwendung eines Hall-Elements oder Ähnlichem bereitgestellt. Die ECU 14 beschafft einen Lenkbetrag des Fahrers der Lenkeinheit 4, einen Lenkbetrag von jedem Rad 3 während eines automatischen Lenkens, oder Ähnliches von dem Lenkwinkelsensor 19 und führt verschiedene Steuerungen aus. Der Lenkwinkelsensor 19 erfasst einen Rotationswinkel eines Rotationsabschnitts, der in der Lenkeinheit 4 umfasst ist. Der Lenkwinkelsensor 19 ist ein Beispiel eines Winkelsensors.
Der Beschleunigersensor 20 ist zum Beispiel ein Sensor, der die Position einer beweglichen Einheit der Beschleunigeroperationseinheit 5 erfasst. Der Beschleunigersensor 20 ist dazu in der Lage, die Position des Beschleunigerpedals, das als die bewegliche Einheit dient, zu erfassen. Der Beschleunigersensor 20 umfasst einen Versatzsensor.
Der Schaltsensor 21 ist zum Beispiel ein Sensor, der die Position einer beweglichen Einheit der Schaltoperationseinheit 7 erfasst. Der Schaltsensor 21 ist dazu in der Lage, die Position eines Hebels, eines Arms, einer Taste oder Ähnlichem, das als die bewegliche Einheit dient, zu erfassen. Der Schaltsensor 21 kann einen Versatzsensor umfassen oder kann als ein Schalter bereitgestellt sein.
Der Raddrehzahlsensor 22 ist ein Sensor, der einen Rotationsbetrag oder eine Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl von jedem Rad 3 pro Zeiteinheit erfasst. Der Raddrehzahlsensor 22 gibt eine Raddrehzahlpulszahl, die die erfasste Drehzahl angibt, als einen Sensorwert aus. Der Raddrehzahlsensor 22 kann zum Beispiel unter Verwendung eines Hall-Elements oder Ähnlichem bereitgestellt werden. Die ECU 14 berechnet einen Bewegungsbetrag und Ähnliches des Fahrzeugs 1 basierend auf dem Sensorwert, der von dem Raddrehzahlsensor 22 beschafft wird, und führt verschiedene Steuerungen durch. Es gibt einen Fall, in dem der Raddrehzahlsensor 22 in dem Bremssystem 18 bereitgestellt ist. In diesem Fall beschafft die ECU 14 das erfasste Ergebnis des Raddrehzahlsensors 22 über das Bremssystem 18.
Die Konfigurationen, Anordnung, elektrischen Verbindungsarten und Ähnliches der vorstehend beschriebenen verschiedenen Sensoren und Stellglieder sind illustrativ und können verschiedenartig eingestellt (geändert) werden.
Wie in 5 gezeigt ist, umfasst die ECU 14 eine Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501, eine Erfassungseinheit 502, eine Zielpositionseinstelleinheit 503, eine Pfaderzeugungseinheit 504, eine Positionserfassungseinheit 505 und eine Lenkwinkelsteuerungseinheit 506. Die in 5 gezeigten Komponenten werden implementiert, wenn die CPU 14a der ECU 14 Programme ausführt, die in dem ROM 14b gespeichert sind. Diese Komponenten können konfiguriert sein, um durch Hardware implementiert zu werden.
Die ECU 14 in dem Fahrzeug 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt eine Parkunterstützung zum Führen des Fahrzeugs 1 zu einer Zielposition durch (zum Beispiel eine Parkposition des Fahrzeugs 1). Zum Beispiel zeigt die ECU 14 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Führungsinformationen auf der Anzeigeeinrichtung 12 an, um den Fahrer aufzufordern, das Beschleunigerpedal, das Bremspedal und die Schaltoperationseinheit 7 zu betätigen. Wenn der Fahrer zum Beispiel zumindest eines oder mehrere des Beschleunigerpedals und der Schaltoperationseinheit 7 gemäß den Führungsinformationen betätigt und sich dann das Fahrzeug 1 bewegt hat, steuert die ECU 14 das Lenksystem 13 gemäß einer Entfernung, die sich das Fahrzeug 1 bewegt hat, so dass sich das Fahrzeug 1 entlang einem eingestellten Bewegungspfad bewegt. Somit, da ein Lenken entsprechend der bewegten Entfernung durchgeführt wird, ist das Fahrzeug 1 dazu in der Lage, sich zu der Zielposition zu bewegen.
Die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 beschafft Informationen von verschiedenen Sensoren, die in dem Fahrzeug 1 bereitgestellt sind. Die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschafft Raddrehzahlinformationen von dem Raddrehzahlsensor 22, gemessene Entfernungsinformationen von den Entfernungsmesseinheiten 16, 17, Lenkwinkelinformationen von dem Lenkwinkelsensor 19, Beschleunigerinformationen von dem Beschleunigersensor 20, Schaltinformationen von dem Schaltsensor 21, Bremsinformationen von dem Bremssensor 18b, Lenkmomentinformationen von dem Drehmomentsensor 13b. Die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschafft Geschwindigkeitsinformationen des Fahrzeugs 1 basierend auf den Raddrehzahlinformationen von dem Raddrehzahlsensor 22. Zusätzlich kann die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 eine Beschleunigung von einem (nicht gezeigten) Beschleunigungssensor beschaffen.
Die Erfassungseinheit 502 erfasst ein Hindernis um das Fahrzeug 1 herum basierend auf den gemessenen Entfernungsinformationen, die durch die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 von den Entfernungsmesseinheiten 16, 17 beschafft werden. Die Erfassungseinheit 502 erfasst einen Bereich, in dem das Fahrzeug 1 geparkt werden kann, basierend auf den gemessenen Entfernungsinformationen, die durch die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 von den Entfernungsmesseinheiten 16, 17 beschafft werden.
Die Zielpositionseinstelleinheit 503 stellt eine Zielposition ein, die ein Bestimmungsort bzw. Ziel ist, zu dem sich das Fahrzeug 1 bewegt. Die Zielpositionseinstelleinheit 503 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Zielposition auf den Bereich ein, in dem das Fahrzeug 1 geparkt werden kann, der durch die Erfassungseinheit 502 erfasst wird. Wenn es eine Vielzahl von verfügbaren Parkbereichen gibt, wird ein Bereich, der aus der Vielzahl von verfügbaren Parkbereichen durch den Fahrer über die Operationseinheit 14g ausgewählt wird, für die Zielposition eingestellt.
Die Pfaderzeugungseinheit 504 erzeugt einen Bewegungspfad des Fahrzeugs 1 zu der Zielposition, die durch die Zielpositionseinstelleinheit 503 eingestellt ist. Die Pfaderzeugungseinheit 504 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann einen Umschaltpunkt bzw. Wechselpunkt einstellen, an dem die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 geändert wird, und dann den Bewegungspfad erzeugen.
Die Positionserfassungseinheit 505 erfasst die momentane Position des Fahrzeugs 1. Die Positionserfassungseinheit 505 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die momentane Position des sich bewegenden Fahrzeugs 1 basierend auf den gemessenen Entfernungsinformationen, Lenkwinkelinformationen, Raddrehzahlinformationen und Geschwindigkeitsinformationen des Fahrzeugs 1, die durch die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 beschafft werden.
Die Lenkwinkelsteuerungseinheit 506 leitet das Lenksystem 13 zu einem Lenkwinkel basierend auf dem Bewegungspfad, der durch die Pfaderzeugungseinheit 504 eingestellt ist, und die momentane Position, die durch die Positionserfassungseinheit 505 erfasst ist, so dass sich das Fahrzeug 1 entlang dem Bewegungspfad bewegt. Das Lenksystem 13 steuert das Stellglied 13a gemäß dem angewiesenen Lenkwinkel.
Im Übrigen wird bei der vorhandenen Technik der Lenkunterstützung oder des automatischen Lenkens ein Fahrzeug gesteuert, um sich entlang eines erzeugten Bewegungspfads zu einer Zielposition zu bewegen. Deshalb ist ein abruptes Lenken in Abhängigkeit eines erzeugten Bewegungspfads erlaubt. Wenn ein abruptes Lenken durchgeführt wird, gibt es eine Möglichkeit, dass ein Insasse eine Unannehmlichkeit erfährt oder sich ein Insasse erschreckt.
Das heißt, wenn sich eine Veränderung bzw. Schwankung einer seitlichen g-Kraft (eines zeitlich differentiellen Werts einer seitlichen g-Kraft („lateral G“)) des Fahrzeugs aufgrund eines abrupten Lenkens oder Ähnlichem erhöht, erfährt ein Insasse eine Unannehmlichkeit. Die seitliche g-Kraft ist eine Trägheitskraft, die in die seitliche Richtung senkrecht zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs in einer Bewegungsebene (Grundebene) des Fahrzeugs 1 erzeugt wird.
Im Übrigen ist ein Mensch auf eine Änderung einer seitlichen g-Kraft empfindlicher als auf die Größe der seitlichen g-Kraft. Deshalb neigt ein Mensch dazu, sich eher von einer Änderung der seitlichen g-Kraft als von der Größe der seitlichen g-Kraft zu erschrecken oder unwohl zu fühlen.
Die Änderung der seitlichen g-Kraft entspricht einer Lenkgeschwindigkeit (einer Veränderung eines Lenkwinkels pro Zeiteinheit oder einem differentiellen Wert des Lenkwinkels). Das heißt, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit erhöht, erhöht sich die Veränderung der seitlichen g-Kraft. Mit anderen Worten wird es durch ein Unterdrücken einer abrupten Änderung der Lenkgeschwindigkeit möglich, eine Erzeugung einer seitlichen g-Kraft zu verhindern, die dazu führt, dass sich ein Insasse unwohl fühlt.
Die Lenkwinkelsteuerungseinheit 506 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt eine Steuerung zum Beschränken eines Lenkwinkels, zu dem das Lenksystem 13 angewiesen wird, durch (nachstehend als Anweisungslenkwinkel bezeichnet), so dass sich die Lenkgeschwindigkeit nicht abrupt ändert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Schutzwert zum Beschränken des Anweisungslenkwinkels eingestellt; wie vorstehend beschrieben wirkt eine Lenkgeschwindigkeit, die eine Veränderung eines Lenkwinkels pro Zeiteinheit ist, jedoch mit einem menschlichen Empfinden zusammen. Deshalb ändert die Lenkwinkelsteuerungseinheit 506 den Schutzwert zum Beschränken des Anweisungslenkwinkels als Reaktion auf die Lenkgeschwindigkeit.
Als Nächstes wird die Konfiguration der Lenkwinkelsteuerungseinheit beschrieben. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Lenkwinkelsteuerungseinheit 506 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Wie in 6 gezeigt ist, umfasst die Lenkwinkelsteuerungseinheit 506 eine Solllenkwinkelbeschaffungseinheit 601, eine erste Schutzverarbeitungseinheit 602, eine erste Berechnungseinheit 603, eine PI-Regelungseinheit 604, eine zweite Berechnungseinheit 605 und eine zweite Schutzverarbeitungseinheit 606.
Die Solllenkwinkelbeschaffungseinheit 601 beschafft einen Solllenkwinkel, der als ein Ziel zum Bewegen des Fahrzeugs 1 eingestellt ist, basierend auf dem durch die Pfaderzeugungseinheit 504 erzeugten Bewegungspfad und der durch die Positionserfassungseinheit 505 erfassten momentanen Position des Fahrzeugs 1.
Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 passt den Solllenkwinkel, der durch die Solllenkwinkelbeschaffungseinheit 601 beschafft wird, an, so dass der Solllenkwinkel einen Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs, die größer oder gleich einer vorbestimmten Referenz (erste Referenz) ist, zu verhindern. Somit wird der angepasste Lenkwinkel an das Lenksystem 13 ausgegeben, so dass das Lenksystem 13 den Lenkwinkel auf den angepassten Lenkwinkel steuert. Die vorbestimmte Referenz (erste Referenz) ist eine Referenz, die bestimmt ist, um zu verhindern, dass ein Insasse aufgrund einer abrupten Änderung des Lenkwinkels eine Unannehmlichkeit erfährt, und ist eine Referenz, die basierend auf aktuellen Messungen und Ähnlichem eingestellt ist.
Zusätzlich ändert die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 den Schutzwert zum Anpassen des Solllenkwinkels als Reaktion auf eine Situation des Fahrzeugs 1. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, in dem der Schutzwert als Reaktion auf den Lenkwinkel des Fahrzeugs 1 geändert wird.
7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Solllenkwinkel und dem Schutzwert gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. In dem in 7 gezeigten Beispiel geben die kreisförmigen Zeichen die Solllenkwinkel an und geben die rechteckigen Zeichen die Lenkwinkel an, die durch die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 angepasst sind. Ein Übergang 720 ist ein Übergang des tatsächlichen Lenkwinkels des Fahrzeugs 1.
In dem in 7 gezeigten Beispiel wird der durch die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 angepasste Lenkwinkel an das Lenksystem 13 als der Anweisungslenkwinkel ausgegeben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die positive Richtung des Lenkwinkels der Richtung auf die rechte Seite der Räder und entspricht die negative Richtung des Lenkwinkels der Richtung auf die linke Seite der Räder.
In dem in 7 gezeigten Beispiel sind zur Zeit 0 der Solllenkwinkel, der angepasste Lenkwinkel und der tatsächliche Lenkwinkel gleich Null. Das heißt, das Fahrzeug 1 fährt geradeaus.
Der Wert des Solllenkwinkels 701 ist 10 zur Zeit T1, der Wert eines Solllenkwinkels 702 ist 20 zur Zeit T2 und der Wert eines Solllenkwinkels (nicht gezeigt) ist 30 zur Zeit T3. Die numerischen Werte der in 7 gezeigten Lenkwinkel sind aus Gründen einer einfachen Beschreibung gezeigt. Zusätzlich sind eine Zeit T1, eine T2 und eine Zeit T3 jeweils eine Zeit, zu der eine Zeiteinheit von der letzten Zeit abgelaufen ist.
Es gibt eine Möglichkeit, dass ein abruptes Lenken durchgeführt wird, wenn das Lenksystem 13 ein Lenken gemäß den vorstehenden Solllenkwinkeln 701, 702 und Ähnlichem durchführt. Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschränkt den Solllenkwinkel, so dass ein Lenkwinkel, der größer als der Schutzwert ist, nicht ausgegeben wird.
In 7 stellt die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 einen Schutzwert 711 zur Zeit T1, einen Schutzwert 712 zur Zeit T2 und einen Schutzwert 713 zur Zeit T3 ein.
Die in 7 gezeigten Schutzwerte 711, 712, 713 werden basierend auf dem tatsächlichen Lenkwinkel eingestellt, und werden genauer basierend auf dem Betrag einer Erhöhung des tatsächlichen Lenkwinkels eingestellt. Das heißt, die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 stellt einen Schutzwert einmal zu jeder Zeiteinheit ein, basierend auf einer vorbestimmten Breite des Schutzwerts und dem Betrag der Erhöhung des tatsächlichen Lenkwinkels, das heißt der Lenkgeschwindigkeit.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 einen Schutzwert durch den folgenden mathematischen Ausdruck (1).
Momentaner Schutzwert = letzter Schutzwert + vorbestimmte Breite des Schutzwerts "3" + Betrag einer Erhöhung des tatsächlichen Lenkwinkels (1)
Das heißt, zur Zeit T1 berechnet die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 den Schutzwert "3" durch Addieren der vorbestimmten Breite "3" des Schutzwerts zu dem Schutzwert "0" zur Zeit 0. Der Schutzwert "3" wird anstelle des Solllenkwinkels verwendet.
Nachfolgend, zur Zeit T2, wird angenommen, dass sich der tatsächliche Lenkwinkel auf "2" erhöht, da der Schutzwert "3" als der Anweisungslenkwinkel verwendet wird. Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 stellt einen Wert, der durch Addieren des Betrags der Erhöhung des tatsächlichen Lenkwinkels (Lenkgeschwindigkeit) "2" zu der vorbestimmten Breite "3" des Schutzwerts erhalten wird, für den Betrag einer Erhöhung "5" ein und berechnet den Schutzwert "8" durch Addieren des letzten Schutzwerts "3" zu dem Betrag einer Erhöhung "5". Der Schutzwert "8" wird anstelle des Solllenkwinkels verwendet.
Zur Zeit T3 wird angenommen, dass sich der tatsächliche Lenkwinkel auf "6" erhöht, weil der Schutzwert "8" als der Anweisungslenkwinkel verwendet wird. Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 stellt einen Wert, der durch Addieren des Betrags einer Erhöhung des tatsächlichen Lenkwinkels (Lenkgeschwindigkeit) "4" (momentaner tatsächlicher Lenkwinkel "6" – letzter tatsächlicher Lenkwinkel "2") zu der vorbestimmten Breite "3" des Schutzwerts erhalten wird, für den Betrag einer Erhöhung "7" ein, und berechnet den Schutzwert "15" durch Addieren des letzten Schutzwerts "8" zu dem Betrag einer Erhöhung "7". Der Schutzwert "15" wird anstelle des Solllenkwinkels verwendet.
Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 stellt den Schutzwert ein, so dass sich eine Veränderung des Schutzwerts pro Zeiteinheit erhöht, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit (Veränderung des tatsächlichen Lenkwinkels pro Zeiteinheit), die durch das Lenksystem 13 gesteuert wird, erhöht.
Auf diese Weise, weil der Schutzwert basierend auf der Lenkgeschwindigkeit eingestellt wird, ist es möglich, eine abrupte Änderung der seitlichen g-Kraft auf den Insassen zu unterdrücken. Das heißt, es ist möglich, eine Angst oder eine Unannehmlichkeit des Insassen basierend auf einer abrupten Änderung der seitlichen g-Kraft zu verhindern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Veränderung des Schutzwerts erhöht, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit erhöht. Deshalb, wenn das Fahrzeug 1 versucht, eine Kurvenfahrt in eine bestimmte Richtung fortzusetzen, ist es möglich, eine Steuerung zum schrittweisen Erhöhen des Lenkwinkels zum Drehen in diese Richtung auszuführen. Das heißt, es ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, sowohl eine Verhinderung einer abrupten Änderung der seitlichen g-Kraft als auch die Drehperformanz des Fahrzeugs 1 zu erreichen.
Als Nächstes wird der Fall beschrieben, in dem der Solllenkwinkel in eine entgegengesetzte Richtung (von der Richtung auf der rechten Seite zu der Richtung auf der linken Seite) gewechselt hat. In solch einem Fall wechselt der Solllenkwinkel von einer Erhöhung zu einer Reduzierung oder von einer Reduzierung zu einer Erhöhung. In diesem Fall stellt die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 einen Schutzwert in die entgegengesetzte Richtung ein, so dass eine abrupte Änderung der seitlichen g-Kraft nicht auftritt.
8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Solllenkwinkel und dem Schutzwert gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. In dem in 8 gezeigten Beispiel geben die kreisförmigen Zeichen die Solllenkwinkel an und geben die rechteckigen Zeichen die Lenkwinkel an, die durch die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 angepasst sind. Ein Übergang 802 ist ein Übergang des tatsächlichen Lenkwinkels des Fahrzeugs 1. In dem Beispiel von 8 wird der Lenkwinkel, der durch die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 angepasst wird, an das Lenksystem 13 als Anweisungslenkwinkel ausgegeben.
Der Solllenkwinkel erhöht sich auf den Wert "18" eines Solllenkwinkels 801 zur Zeit T1 und den Wert "22" eines Solllenkwinkels 802 zur Zeit T2; jedoch reduziert sich der Solllenkwinkel auf den Wert "11" des Solllenkwinkels 803 zur Zeit T3 und den Wert "1" eines Solllenkwinkels 804 zur Zeit T4. Eine Zeit T1, Zeit T2, Zeit T3 und Zeit T4 sind jeweils eine Zeit, zu der eine Zeiteinheit von der letzten Zeit abgelaufen ist.
Wenn ein vorhandenes Lenken gemäß den vorstehenden Solllenkwinkeln 801 bis 804 durchgeführt wird, wird das Lenkrad gedreht, um seinen Lenkwinkel zu erhöhen, und dann abrupt zurückgeführt. Somit gibt es eine Möglichkeit, dass eine abrupte Änderung einer seitlichen g-Kraft auf einen Insassen ausgeübt wird. Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt einen Schutzwert ein, so dass eine abrupte Änderung der seitlichen g-Kraft nicht auftritt, und führt dann eine Steuerung aus, so dass ein Lenkwinkel, der größer als der Schutzwert ist, nicht ausgegeben wird.
In 8 stellt die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 einen Wert "13" für einen Schutzwert 811 zur Zeit T1, einen Wert "18" für einen Schutzwert 812 zur Zeit T2, einen Wert "18" für einen Schutzwert 813 zur Zeit T3, einen Wert "15" für einen Schutzwert 814 zur Zeit T4 und einen Wert "10" für einen Schutzwert 815 zur Zeit T5 ein.
In dem in 8 gezeigten Beispiel erhöht sich der Solllenkwinkel bis zur Zeit T2; jedoch reduziert sich der Solllenkwinkel nach einer Zeit T2. Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 stellt den Schutzwert 812 zum Stoppen einer Änderung des Lenkwinkels in die positive Richtung zur Zeit T2 ein, bei der der Solllenkwinkel zu einer Reduzierung übergeht, und stellt dann, nach einer Zeit T3, den Schutzwert basierend auf einer Veränderung (auf die negative Seite) des tatsächlichen Lenkwinkels, das heißt einer Lenkgeschwindigkeit, und der Breite "–3" des Schutzwerts ein.
Auf diese Weise, wenn der Solllenkwinkel von einer beliebigen Richtung zu einer der beliebigen Richtung entgegengesetzten Richtung wechselt, führt die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Steuerung zum Stoppen einer Änderung des tatsächlichen Lenkwinkels aus und stellt dann den Schutzwert basierend auf der Breite des Schutzwerts in die entgegengesetzte Richtung und der Veränderung des tatsächlichen Lenkwinkels ein.
Auf diese Weise passt die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 den Solllenkwinkel an, so dass der Solllenkwinkel einen ersten Schutzwert einen ersten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs 1, die größer oder gleich einer vorbestimmten Referenz (zweite Referenz) in eine erste Richtung (zum Beispiel eine Richtung auf der rechten Seite) ist, zu verhindern, und passt dann, zu der Zeit, wenn die Richtung, in die sich der Solllenkwinkel ändert, von der ersten Richtung in eine zweite Richtung (zum Beispiel eine Richtung auf der linken Seite), die eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist, wechselt, den Solllenkwinkel an, so dass der Solllenkwinkel einen zweiten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine abrupte Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs 1 in die zweite Richtung zu verhindern. Die vorbestimmte Referenz (zweite Referenz) ist eine Referenz, die im Voraus bestimmt ist, um ein Unbehagen eines Insassen aufgrund einer abrupten Änderung des Lenkwinkels zu verhindern, und ist eine Referenz, die basierend auf einer tatsächlichen Messung oder Ähnlichem eingestellt wird.
Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 gibt den eingestellten Schutzwert als den angepassten Solllenkwinkel aus.
Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 kann den eingestellten Schutzwert mit dem eingegebenen Solllenkwinkel vergleichen und kann den Solllenkwinkel ausgeben, wenn bestimmt ist, dass der eingegebene Solllenkwinkel eine kleinere Veränderung in dem tatsächlichen Lenkwinkel verursacht.
Bezug nehmend zurück zu 6 berechnet die erste Berechnungseinheit 603 eine Differenz zwischen dem Solllenkwinkel, der durch die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 angepasst ist, und dem tatsächlichen Lenkwinkel (Lenkwinkelinformationen) des Fahrzeugs 1, der durch die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 beschafft wird.
Die PI-Regelungseinheit 604 berechnet einen Rückführungskorrekturbetrag bzw. Regelungskorrekturbetrag für den Lenkwinkel durch Ausführen einer PI-Regelung über die Differenz des Lenkwinkels, der durch die erste Berechnungseinheit 603 berechnet wird.
Die zweite Berechnungseinheit 605 berechnet einen Anweisungslenkwinkel, der an das Lenksystem 13 auszugeben ist, durch Hinzufügen des Rückführungskorrekturbetrags zu dem Solllenkwinkel, der durch die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 angepasst ist.
Das heißt, die Lenkwinkelsteuerungseinheit 506 korrigiert den Anweisungslenkwinkel, der an das Lenksystem 13 auszugeben ist, basierend auf der Differenz zwischen dem Solllenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel des Fahrzeugs 1, der durch die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 beschafft wird. Somit ist es möglich, die Genauigkeit zu der Zeit, wenn sich das Fahrzeug 1 entlang dem Bewegungspfad bewegt, zu verbessern.
Die zweite Schutzverarbeitungseinheit 606 bestimmt, ob der eingegebene Anweisungslenkwinkel einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Wenn die zweite Schutzverarbeitungseinheit 606 bestimmt, dass der eingegebene Anweisungslenkwinkel den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, passt die zweite Schutzverarbeitungseinheit 606 den Anweisungslenkwinkel an, so dass der Anweisungslenkwinkel den Schwellenwert nicht überschreitet, und gibt dann den Anweisungslenkwinkel aus. Wenn die zweite Schutzverarbeitungseinheit 606 bestimmt, dass der eingegebene Anweisungslenkwinkel den voreingestellten Schwellenwert nicht überschreitet, gibt die zweite Schutzverarbeitungseinheit 606 den eingegebenen Anweisungslenkwinkel aus.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Fall beschrieben, in dem der Solllenkwinkel basierend auf dem Schutzwert, der sich als Reaktion auf den tatsächlichen Lenkwinkel ändert, vor der Rückführung angepasst wird. Stattdessen kann der Solllenkwinkel basierend auf dem Schutzwert, der sich als Reaktion auf den tatsächlichen Lenkwinkel ändert, nach einer Rückführung angepasst werden.
Zum Beispiel kann der Solllenkwinkel in der zweiten Schutzverarbeitungseinheit 606 angepasst werden.
Als Nächstes wird ein Prozess in der ECU 14 des Fahrzeugs 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben, bis der Prozess in die Parkunterstützungssteuerung wechselt. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prozedur des vorstehend beschriebenen Prozesses in der ECU 14 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Zunächst erfasst die Erfassungseinheit 502 ein Hindernis und erfasst ebenso einen Bereich, in dem das Fahrzeug 1 geparkt werden kann, basierend auf den gemessenen Entfernungsinformationen, die durch die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 beschafft werden (Schritt S901).
Die ECU 14 bestimmt, ob eine ausgewählte Parkunterstützungsbetriebsart von dem Fahrer über die Operationseingabeeinheit 10 empfangen wurde (Schritt S902). Wenn die ECU 14 bestimmt, dass eine ausgewählte Parkunterstützungsbetriebsart von dem Fahrer nicht empfangen wurde (Nein in Schritt S902), wird ein Hindernis oder Ähnliches in Schritt S901 wiederholt unter der Annahme erfasst, dass das Fahrzeug 1 ein gewöhnliches Fahren fortsetzt.
Andererseits, wenn die ECU 14 bestimmt, dass eine ausgewählte Parkunterstützungsbetriebsart von dem Fahrer über die Operationseingabeeinheit 10 empfangen wurde (Ja in Schritt S902), stellt die Zielpositionseinstelleinheit 503 eine Zielposition zum Parken des Fahrzeugs 1 von dem in Schritt S901 erfassten verfügbaren Parkbereich ein (Schritt S903). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn es eine Vielzahl von verfügbaren Parkbereichen gibt, wird der verfügbare Parkbereich durch den Fahrer ausgewählt und empfangen; jedoch kann die Zielpositionseinstelleinheit 503 den verfügbaren Parkbereich automatisch auswählen.
Die Pfaderzeugungseinheit 504 erzeugt einen Bewegungspfad zu der Zielposition des Fahrzeugs 1 (Schritt S904).
Nachfolgend führt die ECU 14 eine Parkunterstützungssteuerung zum Bewegen des Fahrzeugs 1 zu der Zielposition basierend auf dem erzeugten Bewegungspfad aus (Schritt S905).
Somit wird eine Parkunterstützungssteuerung durch die ECU 14 gestartet. Als Nächstes wird die Parkunterstützungssteuerung, die in Schritt S905 von 9 in der ECU 14 des Fahrzeugs 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, beschrieben. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prozedur des vorstehend beschriebenen Prozesses in der ECU 14 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Zunächst beschafft die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 verschiedene Elemente von Informationen, wie etwa zumindest die Raddrehzahlinformationen, die Lenkwinkelinformationen und Lenkmomentinformationen, von den verschiedenen Sensoren (Schritt S1001). Gleichzeitig wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 von den Raddrehzahlinformationen beschafft. Zusätzlich wird die Beschleunigung von dem Beschleunigungssensor beschafft.
Nachfolgend erfasst die Positionserfassungseinheit 505 die momentane Position des Fahrzeugs 1 basierend auf verschiedenen Elementen von Informationen, die durch die Sensorinformationsbeschaffungseinheit 501 beschafft werden (Schritt S1002).
Die ECU 14 bestimmt, ob die erfasste momentane Position die Zielposition ist (Schritt S1003).
Wenn die ECU 14 bestimmt, dass die erfasste momentane Position nicht die Zielposition ist (Nein in Schritt S1003), beschafft die Solllenkwinkelbeschaffungseinheit 601 der Lenkwinkelsteuerungseinheit 506 einen Solllenkwinkel entsprechend der Position des Fahrzeugs in dem momentanen Bewegungspfad basierend auf dem Bewegungspfad und der momentanen Position (Schritt S1004).
Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 passt den Solllenkwinkel an, so dass der Solllenkwinkel den Schutzwert, der basierend auf der Breite des Schutzwerts und einer Veränderung des tatsächlichen Lenkwinkels eingestellt wird, nicht überschreitet (Schritt S1005).
Zusätzlich berechnet die erste Berechnungseinheit 603 die Differenz zwischen dem angepassten Solllenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel, berechnet die PI-Regelungseinheit 604 einen Rückführungskorrekturbetrag durch Ausführen einer PI-Regelung über die Differenz, und berechnet dann die zweite Berechnungseinheit 605 einen Anweisungslenkwinkel durch Korrigieren des Solllenkwinkels unter Verwendung des Rückführungskorrekturbetrags (durch Subtrahieren des Rückführungskorrekturbetrags von dem Solllenkwinkel) (Schritt S1006).
Die zweite Schutzverarbeitungseinheit 606 passt den eingegebenen Anweisungslenkwinkel basierend auf dem voreingestellten Schwellenwert an (Schritt S1007). Die zweite Schutzverarbeitungseinheit 606 gibt den Anweisungslenkwinkel an das Lenksystem 13 aus (Schritt S1008). Somit wird in dem Lenksystem 13 eine Lenksteuerung basierend auf dem Anweisungslenkwinkel ausgeführt.
Andererseits, wenn die ECU 14 in Schritt S1003 bestimmt, dass die erfasste momentane Position die Zielposition ist (Ja in Schritt S1003), beendet die ECU 14 den Prozess.
Mit der vorstehend beschriebenen Prozedur ist es möglich, den Anweisungslenkwinkel auszugeben, der angepasst ist, so dass sich eine seitliche g-Kraft nicht abrupt ändert. Somit ist es bei der Lenksteuerung über das Lenksystem 13 möglich, die Genauigkeit, mit der sich das Fahrzeug 1 entlang dem Bewegungspfad bewegt, zu verbessern.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Fall beschrieben, in dem die Breite des Schutzwerts zum Erhöhen oder Reduzieren gleich ±3 ist, zu der Zeit, wenn sich der Schutzwert ändert. Das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt jedoch nicht die Breite des Schutzwerts zum Erhöhen oder zum Reduzieren auf ±3. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Breite des Schutzwerts geändert ist. Komponenten des alternativen Ausführungsbeispiels sind ähnlich zu denen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels und die Beschreibung von diesen wird weggelassen.
Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet den Schutzwert, der unter Verwendung des tatsächlichen Lenkwinkels und der Breite des Schutzwerts, der auf "±3" fest ist, hergeleitet wird. Im Gegensatz dazu ist die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 gemäß dem vorliegenden alternativen Ausführungsbeispiel dazu konfiguriert, die Breite des Schutzwerts zu ändern.
In dem vorliegenden alternativen Ausführungsbeispiel wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 als die Situation des Fahrzeugs 1 zum Ändern der Breite des Schutzwerts verwendet. Das heißt, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht, erhöht sich eine Änderung der seitlichen g-Kraft. Die erste Schutzverarbeitungseinheit 602 gemäß dem vorliegenden alternativen Ausführungsbeispiel stellt die Breite des Schutzwerts ein, so dass sich die Breite des Schutzwerts reduziert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Wenn sich zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, wird die Breite des Schutzwerts in der Reihenfolge von "±3", "±2" und "±1" geändert.
Auf diese Weise wird in dem vorliegenden alternativen Ausführungsbeispiel die Breite des Schutzwerts basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 angepasst. Somit ist es möglich, eine Änderung der seitlichen g-Kraft, von der angenommen wird, dass sie sich erhöht, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 erhöht, zu unterdrücken, so dass es möglich ist, einen Fahrkomfort für einen Insassen bereitzustellen.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und dem alternativen Ausführungsbeispiel der Solllenkwinkel, der gemäß dem Bewegungspfad eingestellt ist, angepasst, so dass dieser nicht den Schutzwert überschreitet, der als Reaktion auf die Situation (zum Beispiel Lenkgeschwindigkeit) des Fahrzeugs geändert wird, so dass es möglich ist, einen Fahrkomfort für einen Insassen durch Unterdrücken einer abrupten Änderung einer seitlichen g-Kraft bereitzustellen.
Zusätzlich erhöht sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Zeit einer Verhinderung einer abrupten Änderung einer seitlichen g-Kraft der Schutzwert, wenn sich die Lenkgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 erhöht, so dass es möglich ist, die Drehperformanz des Fahrzeugs 1 zu verbessern.
Manche Ausführungsbeispiele der Erfindung wurden vorstehend beschrieben; jedoch sind diese Ausführungsbeispiele nur illustrativ und nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung zu beschränken. Diese neuen Ausführungsbeispiele können in anderen verschiedenen Formen implementiert werden und können auf verschiedene Weisen weggelassen, ausgetauscht oder geändert werden, ohne sich von dem Geist der Erfindung zu entfernen. Der Umfang und der Geist der Erfindung umfassen diese Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen, und die in den anhängigen Ansprüchen beschriebene Erfindung und Äquivalente von dieser umfassen diese Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen.
Zum Beispiel ändert die Steuerungseinheit (zum Beispiel die Lenkwinkelsteuerungseinheit) die Breite einer Änderung des ersten Schutzwerts pro Zeiteinheit als Reaktion auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug umfasst eine Lenksteuerungseinheit (13) und eine elektronische Steuerungseinheit (14). Die Lenksteuerungseinheit (13) ist dazu konfiguriert, einen Lenkwinkel eines Rades eines Fahrzeugs zu steuern. Die elektronische Steuerungseinheit (14) ist dazu konfiguriert, einen Solllenkwinkel, der als ein Ziel zum Bewegen des Fahrzeugs eingestellt ist, zu beschaffen, den beschafften Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel einen ersten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs, die größer oder gleich einer ersten Referenz ist, zu verhindern, den angepassten Solllenkwinkel an die Lenksteuerungseinheit auszugeben, so dass die Lenksteuerungseinheit den Lenkwinkel auf den angepassten Solllenkwinkel steuert, und den ersten Schutzwert als eine Reaktion auf eine Situation des Fahrzeugs zu ändern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-008009 A [0002]
JP 2013-112188 A [0002]

Claims

Steuerungssystem für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch: eine Lenksteuerungseinheit (13), die dazu konfiguriert ist, einen Lenkwinkel eines Rades des Fahrzeugs zu steuern; und eine elektronische Steuerungseinheit (14), die dazu konfiguriert ist, einen Solllenkwinkel, der als ein Ziel zum Bewegen des Fahrzeugs eingestellt ist, zu beschaffen, den beschafften Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel einen ersten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs, die größer oder gleich einer ersten Referenz ist, zu verhindern, den angepassten Solllenkwinkel an die Lenksteuerungseinheit (13) auszugeben, so dass die Lenksteuerungseinheit (13) den Lenkwinkel auf den angepassten Solllenkwinkel steuert, und den ersten Schutzwert als Reaktion auf eine Situation des Fahrzeugs zu ändern.
Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, wobei die elektronische Steuerungseinheit (14) dazu konfiguriert ist, den ersten Schutzwert basierend auf einem tatsächlichen Lenkwinkel des Fahrzeugs, der ein gesteuertes Ergebnis der Lenksteuerungseinheit (13) ist, als die Situation des Fahrzeugs, zu ändern.
Steuerungssystem gemäß Anspruch 2, wobei die elektronische Steuerungseinheit (14) dazu konfiguriert ist, den ersten Schutzwert basierend auf einer Rate, mit der sich der tatsächliche Lenkwinkel des Fahrzeugs gemäß der Steuerung der Lenksteuerungseinheit (13) ändert, als die Situation des Fahrzeugs, zu ändern.
Steuerungssystem gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die elektronische Steuerungseinheit (14) dazu konfiguriert ist, den ersten Schutzwert einzustellen, so dass sich eine Veränderung in dem ersten Schutzwert pro Zeiteinheit erhöht, wenn sich eine Veränderung in dem tatsächlichen Lenkwinkel pro Zeiteinheit, der durch die Lenksteuerungseinheit (13) gesteuert wird, erhöht.
Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektronische Steuerungseinheit (14) dazu konfiguriert ist, den Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel den ersten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs in eine erste Richtung, die größer oder gleich der ersten Referenz ist, zu verhindern, und dann, zu der Zeit, wenn sich eine Richtung, in die sich der Solllenkwinkel ändert, von der ersten Richtung in eine zweite Richtung wechselt, die eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung ist, den Solllenkwinkel anzupassen, so dass der Solllenkwinkel einen zweiten Schutzwert nicht überschreitet, der bestimmt ist, um eine Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs in die zweite Richtung, die größer oder gleich einer zweiten Referenz ist, zu verhindern.