DE102016104501B4

DE102016104501B4 - Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016104501B4
Application number: DE102016104501.2A
Authority: DE
Inventors: Hajime Oyama
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2036-03-12
Also published as: JP6087969B2; DE102016104501A1; CN105984465B; JP2016181015A; US9738314B2; US20160280262A1; CN105984465A; DE102016104501B9

Abstract

Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Fahrtsteuervorrichtung aufweist:eine Karteninformationsspeichereinheit, die Karteninformationen speichert;eine Fahrzeugpositionsinformation-Beschaffungseinheit, die Positionsinformation beschafft, welche eine Position des Fahrzeugs angibt;eine Fahrstraßeninformation-Beschaffungseinheit, die Fahrstra-ßeninformation in Bezug auf eine Fahrstraße des Fahrzeugs auf der Basis der Karteninformation und der Positionsinformation des Fahrzeugs beschafft,eine Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit, die eine Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs setzt;eine Fahrzeug-Fahrtrouten-Schätzeinheit, die eine Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis von Bewegungsinformation in Bezug auf das Fahrzeug schätzt; undeine Steuereinrichtung, die eine Steuerung durchführt, um eine Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Abweichung zu reduzieren,wobei die Steuereinrichtung die Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs zurücksetzt, wenn vom Fahrer eine Lenkbedienung von zumindest einem zuvor gesetzten Wert eingegeben wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-059511 , eingereicht am 23. März 2015, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, welche eine Fahrtsteuerung entlang einer Soll-Fahrtroute durchführt.
2. Verwandte Technik
In letzter Zeit sind verschiedene Vorrichtungen entwickelt und vorgeschlagen worden, die automatische Fahrtechniken verwenden, die es einem Fahrer ermöglichen, ein Fahrzeug mit erhöhtem Komfort und sicherer zu fahren. Zum Beispiel offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsschrift JP 2013- 97 714 A eine Technik, welche in einer Fahrspureneinhaltesteuervorrichtung verwendet wird, welche eine Fahrspureinhaltesteuerung durchführt. Gemäß dieser Technik wird eine Fahrspurbreite einer Fahrspur, die von einem von einer fahrzeugeigenen Kamera erhaltenen Bild erkannt wird, mit einer Fahrspurbreite einer Fahrspur verglichen, auf der ein Fahrzeug fährt, welche aus Karteninformation erhalten wird, woraufhin eine Bestimmung durchgeführt wird, ob die aus dem Bild erkannte Fahrspur irrtümlich erkannt worden ist. Wenn bestimmt wird, dass die aus dem Bild erkannte Fahrspur irrtümlich erkannt worden ist, wird eine Seite, auf der eine Fahrspurtrennlinie irrtümlich erkannt worden ist, mittels einer seitlichen Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt, welches aus einem Bild von einer Kamera erkannt wurde, die Bilder vor dem Fahrzeug aufnimmt, und es wird eine Soll-Seitenposition, die zum Halten des Fahrzeugs in der Fahrspur erforderlich ist, gemäß dem Bestimmungsergebnis korrigiert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist jedoch mit der in der JP 2013- 97 714 A offenbarten Fahrspureinhaltesteuervorrichtung unmöglich, die Fahrspurtrennlinie, in Bezug auf die eine Korrektur durchgeführt werden sollte, in einem Fall zu bestimmen, wo, aufgrund von Schnee oder dergleichen, überhaupt keine Fahrspurtrennlinien von der Kamera auf der Straße erkannt werden können. Dementsprechend können wahre Positionen der Fahrspurtrennlinien nicht erhalten werden, und im Ergebnis kann die Fahrspureinhaltesteuerung nicht ausgeführt werden. Im Hinblick auf dieses Problem könnte die Fahrspureinhaltesteuerung entlang einer Fahrstraße auf einer Karte auf der Basis von Karteninformation und Fahrzeugpositionsinformation ausgeführt werden, aber wenn die Steuerungsbeträge zur Anwendung auf das Fahrzeug einfach auf der Basis der Karteninformation gesetzt werden, kann die Fahrspureinhaltesteuerung nicht mit einem ausreichenden Präzisionsgrad durchgeführt werden, und daher fehlt es der Fahrspureinhaltesteuervorrichtung an Zuverlässigkeit.
Aus der DE 10 2008 061 302 A1 ist eine Routenführungsassistenz durch Momentunterstützung am Lenkrad bekannt und aus der DE 10 2009 044 269 A1 eine Lenkassistentenvorrichtung.
Es ist wünschenswert, eine hochzuverlässige Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Fahrspureinhaltesteuerung mit einem hohen Präzisionsgrad auf der Basis von Karteninformation und Fahrzeugpositionsinformation auch in einem Fall durchzuführen, wo keine Fahrspurtrennlinien erkannt werden können.
Eine erfindungsgemäße Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug ist in Patentanspruch 1 definiert. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben
Eine Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Karteninformationsspeichereinheit, die Karteninformationen speichert; eine Fahrzeugpositionsinformation-Beschaffungseinheit, die Positionsinformation beschafft, welche eine Position des Fahrzeugs angibt; eine Fahrstraßeninformation-Beschaffungseinheit, die Fahrstraßeninformation in Bezug auf eine Fahrstraße des Fahrzeugs auf der Basis der Karteninformation und der Positionsinformation des Fahrzeugs beschafft; eine Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit, die eine Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs setzt; eine Fahrzeug-Fahrtrouten-Schätzeinheit, die eine Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis von Bewegungsinformation in Bezug auf das Fahrzeug schätzt, und eine Steuereinrichtung, die eine Steuerung durchführt, um eine Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Abweichung zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine Konfiguration eines Lenksystems eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm, das Funktionen einer Lenksteuereinrichtung gemäß dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Fahrspureinhaltesteuerprogramm gemäß dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 zeigt eine seitliche Abweichung, die während der Fahrt auf einer Kurve auftritt, gemäß dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
5 zeigt eine seitliche Abweichung, die während der Fahrt auf gerader Straße auftritt, gemäß dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Konfiguration eines Lenksystems eines Fahrzeugs gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine elektrische Servolenkvorrichtung, die in der Lage ist, unabhängig von einer Fahrer-Eingabe einen Lenkwinkel frei einzustellen. In der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 ist eine Lenkwelle 2 an einem in der Zeichnung nicht gezeigten Fahrzeugkarosserierahmen über eine Lenksäule 3 frei drehbar gelagert, so dass sich ihr eines Ende zur Fahrersitzseite erstreckt und sich ihr anderes Ende zu einer Motorraumseite erstreckt. Ein Lenkrad 4 ist am fahrersitzseitigen Ende der Lenkwelle 2 befestigt, und eine Ritzelwelle 5 ist mit dem Ende der Lenkwelle 2 verbunden, das sich zur Motorraumseite erstreckt.
Ein Lenkgetriebegehäuse 6, das sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, ist in dem Motorraum angeordnet, und eine Zahnstange 7 ist in das Lenkgetriebegehäuse 6 eingesetzt und darin frei hin und her bewegbar gelagert. Ein an der Ritzelwelle 5 ausgebildetes Ritzel kämmt mit einer Verzahnung (nicht dargestellt), die an der Zahnstange 7 ausgebildet ist, und im Ergebnis wird ein Zahnstangen- und Ritzel-Lenkgetriebemechanismus gebildet.
Ferner stehen linke und rechte Enden der Zahnstange 7 von jeweiligen Enden des Lenkgetriebegehäuses 6 vor, und mit den jeweiligen Enden sind über Spurstangen 8 vordere Achsschenkel 9 verbunden. Die vorderen Achsschenkel 9 tragen frei drehbar linke und rechte Räder 10L, 10R, die als gelenkte Räder dienen, und sie sind an dem Fahrzeugkarosserierahmen lenkbar gelagert. Wenn daher das Lenkrad 4 derart betätigt wird, dass sich die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 5 drehen, bewegt sich die Zahnstange 7 als Reaktion auf die Drehung der Ritzelwelle 5 in der Links-rechts-Richtung, und als Reaktion auf diese Bewegung drehen sich die vorderen Achsschenkel 9 um (nicht dargestellte) Achsschenkelbolzen herum, so dass die linken und rechten Räder 10L, 10R in der Links-rechts-Richtung gelenkt werden.
Ferner ist ein elektrischer Servolenkmotor (ein Elektromotor) 12 mit der Ritzelwelle 5 über einen Hilfsgetriebemechanismus 11 verbunden, und der Elektromotor 12 ist konfiguriert, um ein an das Lenkrad 4 angelegtes Lenkdrehmoment zu unterstützen und ein Soll-Lenkdrehmoment anzulegen, um einen gesetzten Soll-Lenkwinkel zu realisieren. Der Elektromotor 12 wird von einem Motortreiber 21 angesteuert, indem ein Soll-Drehmoment Tt von einer nachfolgend beschriebenen Lenksteuereinrichtung 20 als Steuerausgabewert an den Motortreiber 21 ausgegeben wird.
Die Lenksteuereinrichtung 20 ist so konfiguriert, dass sie eine elektrische Servolenksteuerfunktion zum Unterstützen einer vom Fahrer erzeugten Lenkkraft, eine Fahrspureinhaltesteuerfunktion zum Sicherstellen, dass das Fahrzeug längs einer Soll-Fahrtroute fährt; eine Fahrspurabweichungsverhinderungssteuerungsfunktion zum Verhindern, dass das Fahrzeug eine Fahrspurtrennlinie überquert, usw. enthält.
Die Lenksteuereinrichtung 20 gemäß dieser Ausführung führt zwei Typen von Fahrspureinhaltesteuerungen durch, nämlich eine Fahrspureinhaltesteuerung, die in einem Fall ausgeführt wird, wo Fahrspurtrennlinien von einer Vorwärts-Erkennungsvorrichtung wie etwa einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kamera erkannt werden können, und eine Fahrspureinhaltesteuerung, die in einem Fall ausgeführt wird, wo Fahrspurtrennlinien von der Kamera oder anderen Vorwärts-Erkennungsvorrichtung nicht erkannt werden können.
In der Fahrspureinhaltesteuerung, die ausgeführt wird, wenn Fahrspurtrennlinien von der Vorwärts-Erkennungsvorrichtung erkannt werden können, wird eine Fahrspureinhaltesteuerung zum Beispiel durchgeführt, indem die Soll-Fahrtroute in die Mitte der erkannten Fahrspur gesetzt wird und sichergestellt wird, dass das Fahrzeug entlang der Soll-Fahrtroute fährt.
Ferner wird in der Fahrspureinhaltesteuerung, die ausgeführt wird, wenn die Fahrspurtrennlinien von der Vorwärts-Erkennungsvorrichtung nicht erkannt werden können, Fahrstraßeninformation in Bezug auf eine Fahrstraße des Fahrzeugs auf der Basis von Karteninformation und Positionsinformation erhalten, welche eine Position des Fahrzeugs angibt, wird die Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs gesetzt, wird eine Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis von Bewegungsinformation in Bezug auf das Fahrzeug geschätzt, und wird eine Steuerung durchgeführt, um eine Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis dieser Abweichung zu reduzieren.
Ein Navigationssystem 31, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32, ein Gierratensensor 33 und ein Lenkdrehmomentsensor 34 sind mit der Lenksteuereinrichtung 20 verbunden, um zu ermöglichen, dass die Lenksteuereinrichtung 20 die Fahrspureinhaltesteuerung auch dann durchführt, wenn die Fahrspurtrennlinien von der Vorwärts-Erkennungsvorrichtung nicht erkannt werden können.
Das Navigationssystem 31 ist ein konventionelles System, das zum Beispiel Positionsinformation (geografische Breite und Länge), welche die Position des Fahrzeugs angibt, durch Empfang von Funkwellensignalen von einem GPS (Global Positioning System) erhält, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erhält, und Bewegungsrichtungsinformation von einem geomagnetischen Sensor, einem Gyro-Sensor oder dergleichen erhält. Das Navigationssystem 32 ist so konfiguriert, dass es eine Navigations-ECU enthält, welche Routen-Information zur Realisierung einer Navigationsinformation erzeugt, eine Kartendatenbank, die Karteninformation speichert, sowie eine Anzeige wie etwa z. B. eine Flüssigkristallanzeige (die alle in den Zeichnungen nicht gezeigt sind).
Der Navigations-ECU zeigt, auf der Basis von Information, welche die detektierte Position, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung usw. des Fahrzeugs angibt, Routeninformation zu einem vom Benutzer spezifizierten Ziel so an, dass sie auf ein auf der Anzeige angezeigtes Kartenbild aufgelagert wird, und zeigt die gegenwärtige Position des Fahrzeugs so an, dass sie auf das auf der Anzeige angezeigte Kartenbild aufgelagert wird. Ferner speichert die Datenbank Information, die zum Aufbauen einer Straßenkarte erforderlich ist, wie etwa Knotendaten und Einrichtungs- beziehungsweise Gebäudedaten. Die Knotendaten beziehen sich auf Positionen und Formen von Straßen, welche das Kartenbild darstellen, und enthalten zum Beispiel Daten zur Angabe von Koordinaten (geografischen Breiten und Längen) von Punkten (Knotenpunkten Pn) auf Straßen, welche Verzweigungspunkte (Kreuzungen) enthalten, Richtungen und Klassifizierungen (Information, die zum Beispiel Schnellstraßen, Hauptstraßen und städtische Straßen angibt) der Straßen, welche die Knotenpunkte Pn enthalten, sowie Straßentypen (gerade Abschnitte, Bogenabschnitte (bogenförmige Kurven) und Clothoid-Kurvenabschnitte (leichte Kurven)), und Krümmungen κ (oder Radien) an den Knotenpunkten Pn. Daher wird, wie in 4 oder 5 gezeigt, die Fahrstraße des Fahrzeugs aus der Karteninformation spezifiziert, auf die die gegenwärtige Position des Fahrzeugs aufgelagert ist, und Fahrstraßeninformation, wie etwa die Kurvenkrümmung κ (oder den Radius) der Straße und die Richtung der Straße, erhält man aus Information, welche einen Knotenpunkt Pn (k) angibt, der einer Position Po (k) des Fahrzeugs am nächsten ist, unter Verwendung der Fahrstraße des Fahrzeugs als der Soll-Fahrtroute. Ferner enthalten die Einrichtungsdaten solche, die sich auf Einrichtungen beziehungsweise Gebäude beziehen, die sich in der Nähe der jeweiligen Knotenpunkte Pn befinden, und sind in Zuordnung zu den Knotendaten (oder Linkdaten, welche Links angeben, auf denen die Knoten liegen) gespeichert. In einer Ausführung kann das Navigationssystem 31 als eine „Karteninformationsspeichereinheit“, eine „Fahrzeugposition-Beschaffungseinheit“, eine „Fahrstraßeninformation-Beschaffungseinheit“, und eine „Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit“ vorgesehen werden.
Wenn Fahrspurtrennlinien von der Vorwärts-Erkennungsvorrichtung nicht erkannt werden können, führt die Lenksteuereinrichtung 20 auf der Basis der Daten von dem Navigationssystem 31 und jeweiligen Eingangswerten der Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32, einer Gierrate γ vom Gierratensensor 33 und einem Lenkdrehmoment Tdrv vom Lenkdrehmomentsensor 34 eine Fahrspureinhaltesteuerung durch.
Zu diesem Zweck ist, wie in 2 gezeigt, die Lenksteuereinrichtung 20 so konfiguriert, dass sie einen Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a, einen Gerade-Straße-Seitenabweichungsrechner 20b, eine Straßenform-Bestimmungseinheit 20c, eine Fahrerlenkbedienungs-Bestimmungseinheit 20d, einen Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e sowie einen Solldrehmomentrechner 20f enthält.
Die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße (der Soll-Fahrtroute) des Fahrzeugs wird in den Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a von dem Navigationssystem 31 gemäß der Information eingegeben, welche den Knotenpunkt Pn (k) nächst der Position Po (k) des Fahrzeugs angibt. Ferner werden die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Gierrate γ in den Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a jeweils von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 und dem Gierratensensor 33 eingegeben. Als nächstes berechnet, wie in 4 gezeigt, zum Beispiel der Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a eine Kurvenseitenabweichung Δx₁ mittels der unten gezeigten Gleichung (1), und gibt die berechnete Kurvenseitenabweichung Δx₁ an den Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e aus. $Δ x_{1} = κ - (γ / V)$
Hier ist der Operand γ / V in Gleichung (1) ein Operand der Kurvenkrümmung auf einem Fahrzeugbewegungsmodell.
Die Richtung der Fahrstraße (der Soll-Fahrtroute) des Fahrzeugs und die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs werden in den Gerade-Straße-Seitenabweichungsrechner 20b von dem Navigationssystem 31 gemäß der Information eingegeben, welche den Knotenpunkt Pn (k) nächst der Position Po (k) des Fahrzeugs angibt. Ferner wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V in den Gerade-Straßen-Seitenabweichungsrechner 20b von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 eingegeben. Als nächstes berechnet, wie in 5 gezeigt, der Gerade-Straße-Seitenabweichungsrechner 20b zum Beispiel eine Gerade-Straße-Seitenabweichung Δx₂ mittels der unten gezeigten Gleichung (2), und gibt die berechnete Gerade-Straße-Seitenabweichung Δx₂ an den Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e aus. $\begin{array}{l} Δ x_{2} ((Richtung der Fahrstraße des Fahrzeugs) - (Bewegungsrichtung \\ des Fahzeugs \times V \times Δ t \end{array}$
Hier ist Δt eine Abtastzeit. In einer Ausführung können der Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a und der Gerade-Straße-Seitenabweichungsrechner 20b als eine „Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit“ und als eine „Fahrzeug-Fahrtrouten-Schätzeinheit“ dienen.
Die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße (der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs) wird in die Straßenformbestimmungseinheit 20c von dem Navigationssystem 31 gemäß der Information eingegeben, welche den Knotenpunkt Pn (k) nächst der Position Po (k) des Fahrzeugs angibt. Dann vergleicht die Straßenform-Bestimmungseinheit 20c die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs mit einem Bestimmungswert κc, der vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt wird, und wenn die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs gleich dem Bestimmungswert κc ist oder diesen überschreitet, bestimmt sie, dass das Fahrzeug auf einer Kurve fährt. Wenn hingegen die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs kleiner als der Bestimmungswert κc ist, bestimmt die Straßenform-Bestimmungseinheit 20c, dass das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt. Das Straßenform-Bestimmungsergebnis wird an den Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a, den Gerade-Straße-Seitenabweichungsrechner 20b und den Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e ausgegeben. Merke, dass dann, wenn das Straßenform-Bestimmungsergebnis in der Information vom Navigationssystem 31 enthalten ist, welchen den Knotenpunkt Pn (k) angibt, auch dieses Ergebnis verwendet werden kann.
Das Lenkdrehmoment Tdrv wird von dem Lenkdrehmomentsensor 34 in die Fahrerlenkbedienungs-Bestimmungseinheit 20d eingegeben. Die Fahrerlenkbedienungs-Bestimmungseinheit 20d vergleicht dann das Lenkdrehmoment Tdrv mit einem Drehmomentbestimmungswert Tc, der vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt ist, und wenn das Lenkdrehmoment Tdrv gleich dem Drehmomentbestimmungswert Tc ist oder diesen überschreitet, bestimmt sie, dass eine Lenkbedienung vom Fahrer eingegeben worden ist. Wenn hingegen das Lenkdrehmoment Tdrv kleiner als der Drehmoment-Bestimmungswert Tc ist, bestimmt die Fahrerlenkbedienungs-Bestimmungseinheit 20d, dass vom Fahrer keine Lenkbedienung eingegeben worden ist. Das Bestimmungsergebnis in Bezug auf die vom Fahrer eingegebene Lenkbedienung wird dann an den Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e ausgegeben.
Die Kurvenseitenabweichung Δx₁, die Gerade-Straße-Seitenabweichung Δx₂, das Straßenformbestimmungsergebnis (ob die Straße eine Kurve oder eine gerade Straße ist), und das Bestimmungsergebnis in Bezug auf die vom Fahrer eingegebene Lenkbedienung werden, jeweils von dem Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a, dem Gerade-Straße-Seitenabwei-chungsrechner 20b, der Straßenform-Bestimmungseinheit 20c und der Fahrerlenkbedienungs-Bestimmungseinheit 20d in den Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e eingegeben. Wenn das Fahrzeug auf einer Kurve fährt, integriert der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e die Kurven-Seitenabweichung Δx₁ mit einem vorherigen Seitenabweichung-Integralwert SΔx (SΔx = SΔx + Δx₁), und wenn das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt, integriert der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e die Gerade-Straße-Seitenabweichung Δx₂ mit dem vorherigen Seitenabweichung-Integralwert SΔx (SΔx = SΔx + Δx₂). Dann wird der Seitenabweichung-Integralwert SΔx an den Soll-Drehmomentrechner 20f ausgegeben. Wenn hierbei eine Lenkbedienung vom Fahrer eingegeben worden ist, wird der Seitenabweichung-Integralwert SΔx rückgesetzt (SΔx = 0), um die Seitenposition auf der Fahrstraße, die durch Fahrerlenkbedienung eingestellt ist, als Steuerposition auf der Fahrstraße zu setzen.
Der Seitenabweichung-Integralwert SΔx wird von dem Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e in den Soll-Drehmomentrechner 20f eingegeben. Der Soll-Drehmomentrechner 20f berechnet dann das Soll-Drehmoment Tt zum Beispiel mittels der unten gezeigten Gleichung (3) und gibt das berechnete Soll-Drehmoment Tt an den Motortreiber 21 aus. $Tt = Gt \times S Δ x$
Hier ist Gt eine Steuerverstärkung, die vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt wird. In einer Ausführung können die Straßenform-Bestimmungseinheit 20c, die Fahrerlenkbedienungs-Bestimmungseinheit 20d, der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e und der Soll-Drehmoment-Rechner 20f als eine „Steuereinrichtung“ vorgesehen werden.
Als nächstes wird anhand des in 3 gezeigten Flussdiagramms die Fahrspureinhaltesteuerung beschrieben, welche von der Lenksteuereinrichtung 20 in einem Fall ausgeführt wird, wo Fahrspurtrennlinien von der Vorwärts-Erkennungsvorrichtung nicht erkannt werden können.
Zuerst liest in Schritt (nachfolgend als „S“ abgekürzt) 102 der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e den gegenwärtig gesetzten Seitenabweichung-Integralwert SΔx.
Als nächstes geht das Programm zu S102 weiter, wo der Kurven-Seitenabweichungsrechner 20a die Kurvenseitenabweichung Δx₁ zum Beispiel mittels Gleichung (1) berechnet.
Als nächstes geht das Programm zu S103 weiter, wo der Gerade-Straße-Seitenabweichungsrechner 20b die Gerade-Straße-Seitenabweichung Δx₂ zum Beispiel mittels Gleichung (2) berechnet.
Als nächstes geht das Programm zu S104 weiter, wo die Straßenform-Bestimmungseinheit 120c die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs mit dem Bestimmungswert κc vergleicht, der vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt ist, und wenn die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs gleich dem Bestimmungswert κc ist oder diesen überschreitet (wenn κ ≥ κc), bestimmt sie, dass das Fahrzeug auf einer Kurve fährt. In diesem Fall geht das Programm zu S105 weiter, wo der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e die Kurvenseitenabweichung Δx₁ mit dem vorherigen Seitenabweichung-Integralwert SΔx integriert (SΔx = SΔx + Δx₁).
Wenn andererseits die Kurvenkrümmung κ der Fahrstraße des Fahrzeugs kleiner als der Bestimmungswert κc ist (wenn κ < κc), bestimmt die Straßenform-Bestimmungseinheit 20c, dass das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt. In diesem Fall geht das Programm zu S106 weiter, wo der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e die Gerade-Straße-Seitenabweichung Δx₂ mit dem vorherigen Seitenabweichung-Integralwert SΔx integriert (SΔx = SΔx + Δx₂).
Nachdem der Seitenabweichung-Integralwert SΔx in S105 oder S106 berechnet wurde, geht das Programm zu S107 weiter, wo die Fahrerlenkbedienungs-Bestimmungseinheit 20d bestimmt, ob ein Lenkdrehmomentabsolutwert |Tdrv| gleich dem Drehmomentbestimmungswert Tc, der vorab durch Experimente, Berechnung usw. gesetzt ist, ist oder diesen überschreitet (das heißt, ob |Tdrv| ≥ Tc), um zu prüfen, ob vom Fahrer eine Lenkbedienung eingegeben worden ist.
Wenn sich als Ergebnis der Bestimmung von S107 herausstellt, das |Tdrv| ≥ Tc, was angibt, dass vom Fahrer eine Lenkbedienung eingegeben worden ist, geht das Programm zu S108 weiter, wo der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e den Seitenabweichung-Integralwert SΔx löscht (SΔx = 0), und dann den gelöschten Seitenabweichung-Integralwert SΔx in einem Speicher speichert. Wenn hingegen |Tdrv| < Tc, was angibt, dass vom Fahrer keine Lenkbedienung eingegeben beziehungsweise bewirkt worden ist, geht das Programm zu S109 weiter, wo der Seitenabweichung-Integralwert-Rechner 20e den Seitenabweichung-Integralwert SΔx in einem Speicher so abspeichert, wie er ist.
Dann geht das Programm zu S110 weiter, wo der Soll-DrehmomentRechner 20f das Soll-Drehmoment Tt zum Beispiel mittels Gleichung (3) berechnet, und gibt das berechnete Soll-Drehmoment Tt an den Motortreiber 21 aus. Dann wird das Programm beendet.
Somit wird gemäß dieser Ausführung die Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs auf der Basis der Karteninformation und der Positionsinformation des Fahrzeugs erhalten, wird die Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs gesetzt, wird die Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Bewegungsinformation des Fahrzeugs geschätzt, und wird eine Steuerung durchgeführt, um die Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis dieser Abweichung zu reduzieren. Dementsprechend kann die Fahrspureinhaltesteuerung mit einem hohen Präzisionsgrad auf der Basis der Karteninformation und der Fahrzeugpositionsinformation auch dann durchgeführt werden, wenn von der Kamera oder einer anderen Vorwärts-Erkennungsvorrichtung keine Fahrspurtrennlinien erkannt werden können, und im Ergebnis kann eine hochzuverlässige Fahrspureinhaltesteuerung realisiert werden. Merke, dass in dieser Ausführung eine Konfiguration, in der die Lenksteuereinrichtung 20 zwei Typen von Fahrspureinhaltesteuerungen durchführt, nämlich die Fahrspureinhaltesteuerung, die in einem Fall ausgeführt wird, wo Fahrspurtrennlinien von der Kamera oder anderen Vorwärts-Erkennungsvorrichtung erkannt werden können, und die Fahrspureinhaltesteuerung, die in einem Fall ausgeführt wird, wo Fahrspurtrennlinien von der Kamera oder anderen Vorwärts-Erkennungsvorrichtung nicht erkannt werden können, als die Fahrspureinhaltesteuerung beschrieben wurde, aber stattdessen die Lenksteuereinrichtung 20 natürlich auch als die Fahrspureinhaltesteuervorrichtung für ein Fahrzeug angewendet werden könnte, das das oben beschriebene Navigationssystem 31 enthält, aber keine Vorwärts-Erkennungsvorrichtung enthält.
Eine Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug enthält: eine Karteninformationsspeichereinheit, die Karteninformationen speichert; eine Fahrzeugpositionsinformation-Beschaffungseinheit, die Positionsinformation beschafft, welche eine Position des Fahrzeugs angibt; eine Fahrstraßeninformation-Beschaffungseinheit, die Fahrstraßeninformation in Bezug auf eine Fahrstraße des Fahrzeugs auf der Basis der Karteninformation und der Positionsinformation des Fahrzeugs beschafft; eine Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit, die eine Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs setzt; eine Fahrzeug-Fahrtrouten-Schätzeinheit, die eine Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis von Bewegungsinformation in Bezug auf das Fahrzeug schätzt; und eine Steuereinrichtung, die eine Steuerung durchführt, um eine Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Abweichung zu reduzieren.

Claims

Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Fahrtsteuervorrichtung aufweist: eine Karteninformationsspeichereinheit, die Karteninformationen speichert; eine Fahrzeugpositionsinformation-Beschaffungseinheit, die Positionsinformation beschafft, welche eine Position des Fahrzeugs angibt; eine Fahrstraßeninformation-Beschaffungseinheit, die Fahrstra-ßeninformation in Bezug auf eine Fahrstraße des Fahrzeugs auf der Basis der Karteninformation und der Positionsinformation des Fahrzeugs beschafft, eine Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit, die eine Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs setzt; eine Fahrzeug-Fahrtrouten-Schätzeinheit, die eine Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis von Bewegungsinformation in Bezug auf das Fahrzeug schätzt; und eine Steuereinrichtung, die eine Steuerung durchführt, um eine Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Abweichung zu reduzieren, wobei die Steuereinrichtung die Abweichung zwischen der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs und der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs zurücksetzt, wenn vom Fahrer eine Lenkbedienung von zumindest einem zuvor gesetzten Wert eingegeben wird.
Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei, wenn die Fahrstraßeninformation-Beschaffungseinheit bestimmt, dass das Fahrzeug auf einer Kurve fährt, die Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit eine Krümmung der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs beschafft, die Fahrzeug-Fahrtrouten-Schätzeinheit eine Krümmung der geschätzten Fahrtroute des Fahrzeugs mittels eines Fahrzeugbewegungsmodells berechnet, und die Steuereinrichtung eine Steuerung durchführt, um eine Abweichung zwischen Werten der jeweiligen Krümmungen zu reduzieren.
Fahrtsteuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Fahrstraßeninformation-Beschaffungseinheit bestimmt, dass das Fahrzeug auf einer im Wesentlichen geraden Straße fährt, die Soll-Fahrtrouten-Setzeinheit eine Richtung der Soll-Fahrtroute des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrstraßeninformation des Fahrzeugs beschafft, die Fahrzeug-Fahrtrouten-Schätzeinheit eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs von der Fahrzeugpositionsinformation-Beschaffungseinheit erhält, und die Steuereinrichtung eine Steuerung durchführt, um eine Abweichung zwischen Werten der jeweiligen Richtungen zu reduzieren.