DE102016115339B4 - Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, welche aufweist:
einen Fahrzeugparameterdetektor (37), der einen Fahrzeugparameter detektiert;
einen Fahrzeugparameterschätzer (48a), der mittels eines Fahrzeugmodells einen Fahrzeugparameter schätzt, der als Reaktion auf einen Eingabewert auszugeben ist;
einen Störungsunterdrückungsparameterrechner, der, basierend auf dem vom Fahrzeugparameterdetektor (37) detektierten Fahrzeugparameter und dem vom Fahrzeugparameterschätzer (48a) geschätzten Fahrzeugparameter eine an einem Fahrzeug erzeugte Störung schätzt und einen Störungsunterdrückungsparameter, der einen Einfluss der Störung unterdrückt, berechnet;
einen Additionsratenänderer (48d), der, basierend auf dem vom Fahrzeugparameterdetektor (37) detektierten Fahrzeugparameter und dem vom Fahrzeugparameterschätzer (48a) geschätzten Fahrzeugparameter, die an dem Fahrzeug erzeugte Störung identifiziert und wobei der Additionsratenänderer (48d) dahingehend konfiguriert ist, basierend auf der identifizierten Störung, eine Additionsrate des Störungsunterdrückungsparameters variabel zu setzen; so dass die Additionsrate des Störungsunterdrückungsparameters rascher oder sanfter ist, und
einen Störungsunterdrücker (49), der den vom Additionsratenänderer (48d) gesetzten Störungsunterdrückungsparameter addiert.

Description

• QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-173168 , eingereicht am 2. September 2015, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
• HINTERGRUND
• Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs, die bzw. das eine automatische Fahrtechnik verwendet.
• In den letzten Jahren sind verschiedene Verfahren für Fahrzeuge vorgeschlagen und entwickelt worden, welche die Benutzung einer automatischen Fahrttechnik, einschließlich einer Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, beinhalten, um Fahrern eine komfortablere Fahrt zu erlauben. Als Beispiel wird auf die JP 2001 - 97 234 A verwiesen.
  Die DE 10 2010 033 530 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Fahrspurenmittenführung eines Kraftfahrzeugs und die DE 10 2014 200 638 A1 ein Verfahren und ein System zum Schätzen eines Fahrspurverlaufs. Aus der DE 10 2005 049 042 A1 ist eine Lenkungsvorrichtung für ein lenkbares Fahrzueg bekannt, bei der ein Lenkaufwand erzeugt wird, um die Lenk-Ausgabe gemäß eines Lenk-Aufwandbefehls zu regulieren.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Allgemein ist es wünschenswert, dass eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung eine Störung im Fahrzeugverhalten in geeigneter Weise korrigiert.
• Es ist daher wünschenswert, eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung anzugeben, die es möglich macht, eine Störung in einem Fahrzeugverhalten in geeigneter Weise zu korrigieren.
• Eine solche Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung wird erfindungsgemäß durch Patentanspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 10 betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
• Figurenliste
• 1 beschreibt eine Konfiguration eines Lenksystems eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 2 zeigt Funktionsblöcke einer Steuereinheit gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 3 beschreibt eine Konfiguration einer Fahrsteuereinrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 4 ist ein Flussdiagramm eines Lenksteuerprogramms gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 5 ist ein Flussdiagramm einer Störungskorrektur-Giermoment-Berechnungsroutine gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 6 beschreibt ein Beispiel von Übernahmeraten von Straßenkrümmungen, die basierend auf einer Umgebungserkennungszuverlässigkeit R1 gesetzt sind, gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 7 beschreibt ein Beispiel von Übemahmeraten von Zur-Fahrspur-Gierwinkeln und eines Zur-Fahrspur-Gierwinkelrückkopplungsfaktors, die basierend auf einer Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2 gesetzt werden, gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 8 beschreibt ein Beispiel von Übemahmeraten von In-Fahrspur-Querpositionen und eines In-Fahrspur-Querpositionwinkel-Rückkopplungsfaktors, die basierend auf einer Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 gesetzt werden, gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 9 beschreibt Fahrspurinformation, die basierend auf Bildinformation erhalten wird, gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 10 beschreibt Fahrspurinformation, die basierend auf Karteninformation erhalten wird, gemäß einer Ausführung der Erfindung.
• 11A bis 11D zeigen jeweils ein Beispiel von Fahrspurinformation, die gemäß einer Ausführung der Erfindung erhalten wird, wobei 11A die Zuverlässigkeit jeweils der Bildinformation und der Karteninformation darstellt, 11B einen Lenkwinkel darstellt, 11C die Zur-Fahrspur-Gierwinkel darstellt und 11D die In-Fahrspur-Querpositionen darstellt.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Im Folgenden werden einige Ausführungen der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
• Bezugnehmend auf 1 kann eine elektrische Servolenkvorrichtung 1 eine Lenkwelle 2 enthalten, die an einem nicht dargestellten Fahrzeugkarosserierahmen über eine Lenksäule 3 drehbar gelagert ist. Die elektrische Servolenkvorrichtung 1 kann erlauben, ein Lenkwinkel unabhängig von einer Fahrereingabe frei zu setzen. Die Lenkwelle 2 kann ein erstes Ende aufweisen, das sich zum Fahrersitz hin erstreckt, sowie ein zweites Ende, das sich zum Motorraum hin erstreckt. An dem ersten Ende der Lenkwelle 2 kann an ein Lenkrad 4 angebracht sein, während das zweite Ende mit einer Ritzelwelle 2 gekoppelt sein kann.
• Der Motorraum kann ein Lenkgetriebegehäuse 6 aufweisen, das sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Das Lenkgetriebegehäuse 6 kann eine Zahnstange 7 tragen, derart, dass die Zahnstange 7 axial hin und her verschiebbar eingesetzt ist. Die Zahnstange 7 kann mit einer nicht dargestellten Verzahnung ausgebildet sein, die mit einem an der Ritzelwelle 5 ausgebildeten Ritzel in Eingriff steht, um hierdurch einen Zahnstangenritzel-Lenkgetriebemechanismus aufzubauen.
• Beide Enden an den linken und rechten Seiten der Zahnstange 7 können von jeweiligen Enden des Lenkgetriebegehäuses 6 hervorstehen, und jedes kann über eine Spurstange 8 mit einem vorderen Achsschenkel 9 gekoppelt werden. Der vordere Achsschenkel 9 kann ein entsprechendes der linken und rechten Räder 10L und 10R als gelenkte Räder lenkbar tragen, und kann an dem nicht dargestellten Fahrzeugkarosserierahmen lenkbar gelagert sein. Wenn mit dieser Konfiguration die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 5 als Reaktion auf eine Bedienung des Fahrers vom Lenkrad 4 gedreht werden, kann die Drehung der Ritzelwelle 5 die Zahnstange 7 nach rechts und links bewegen. Die Bewegung der Zahnstange 7 kann bewirken, dass die vorderen Achsschenkel 9 um jeweilige nicht dargestellte Achsschenkelbolzen herum schwenken, um die linken und rechten Räder 10L und 10R nach rechts und links zu lenken.
• Die Ritzelwelle 5 kann über einen Hilfsgetriebemechanismus 11 mit einem elektrischen Servolenkmotor (einem Elektromotor) 12 gekoppelt sein. Der Elektromotor 12 kann erlauben, dass das an das Lenkrad 4 angelegte Lenkdrehmoment unterstützt wird, und ein Lenkdrehmoment hinzufügen, welches einen gesetzten Solllenkwinkel erreicht. Der Elektromotor 12 kann von einem Motortreiber 21 angesteuert werden. Der Motortreiber 21 kann von einer unten beschriebenen Steuereinheit 20 Information über einen Steuerungsausgangswert erhalten.
• Die Steuereinheit 20 kann mit einem Vordere-Umgebung-Erkenner 31 und einem Navigationssystem 32 gekoppelt sein. Der Vordere-Umgebung-Erkenner 31 kann, basierend auf Bildinformation, eine vorwärtige Umgebung vor einem Fahrzeug erkennen, um vorwärtige Umgebungsinformation (oder „Fahrspurinformation“, einschließlich Information zu einem sich auf einer Fahrspur befindlichen dreidimensionalen Objekt) zu erhalten. Das Navigationssystem 32 kann Positionsinformation des eigenen Fahrzeugs (wie etwa Information zur geografischen Breite, Information zur geografischen Länge und Information zur Fahrtrichtung) erhalten, um die Position des eigenen Fahrzeugs auf Karteninformation anzuzeigen und eine Routenführung zu einem Ziel durchzuführen. Die Steuereinheit 20 kann auch gekoppelt sein mit einem Geschwindigkeitssensor 33, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit V detektiert, einem Lenkwinkelsensor 34, der einen Lenkwinkel (einen Istlenkwinkel) θH detektiert, einem Gierratensensor 35, der eine Gierrate (dΨs/dt) des Fahrzeugs detektiert, einem Lenkdrehmomentsensor 36, der ein Lenkdrehmoment Td detektiert, und einem Querbeschleunigungssensor 37, der eine Querbeschleunigung Gys detektiert.
• Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann nicht dargestellte Kameras enthalten, die jeweils eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung etc. aufweisen. Die Kameras können im Fahrzeuginnenraum vorgesehen sein und jede kann ein Bild von der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs aufnehmen, um die Bildinformation zu erlangen. Die Kameras können jeweils zum Beispiel eine Stereokamera, eine monokulare Kamera oder eine Farbkamera sein, sind aber darauf nicht beschränkt.
• Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann einen Gruppierungsprozess von Abstandsinformation basierend auf der von jeder der Kamera erhaltenen Bildinformation durchführen, ist aber darauf nicht beschränkt. Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann dann die Abstandsinformation, die dem Gruppierungsprozess unterzogen worden ist, mit Dreidimensionale-Straßenform-Daten, Dreidimensionales-Objekt-Daten etc., welche vorab gesetzt sind, vergleichen. Durch den Vergleich kann der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 zum Beispiel extrahieren: Daten zu Fahrspurlinien; Daten zu einer Seitenwand, die sich entlang einer Straße befindet, wie etwa einer Leitplanke und einem Randstein; und Daten zu einem dreidimensionalen Objekt wie etwa einem Fahrzeug einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug, einem entgegenkommenden Fahrzeug, einem parallel zum eigenen Fahrzeug fahrenden Fahrzeug und einem geparkten Fahrzeug, ist aber darauf nicht beschränkt. Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann diese Datenstücke zusammen mit einer Position relativ zum eigenen Fahrzeug und einer Geschwindigkeit extrahieren. Die relative Position kann zum Beispiel einen Abstand oder einen Winkel beinhalten, ist aber darauf nicht beschränkt. Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann auch, basierend auf der Bildinformation, detektieren, ob die Fahrspur verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist, und kann ein Ergebnis der Detektion an die Steuereinheit 20 ausgeben. Information darüber, ob die Fahrspur verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist, kann alternativ auch basierend auf einem Betriebszustand eines Scheibenwischers des Fahrzeugs, basierend auf dem Fahrzeuginformation- und Kommunikationssystem oder „VICS“ (eingetragene Handelsmarke), oder basierend auf Fahrzeug-zu-Fahrzeugkommunikation erhalten werden. Information zu einem etwaigen Fahrzeug, das parallel zum eigenen Fahrzeug fährt, kann auch mit einem anderen Verfahren als mittels der Bildinformation erhalten werden. Die Information zu einem Fahrzeug, das parallel zu einem Fahrzeug fährt, kann zum Beispiel auch erhalten werden basierend auf Fahrzeug-zu-Fahrzeugkommunikation, einem Radar wie etwa einem Laserradar oder Millimeterwellenradar und einem Sonar, ist aber darauf nicht beschränkt.
• Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann den folgenden beispielhaften Prozess durchführen, um die von jeder der Kameras erhaltene Bildinformation zu verarbeiten, d.h. um die Fahrspurinformation zu erhalten. Bezugnehmend auf 9 kann ein Verschiebungsbetrag zwischen entsprechenden Positionen in einem Paar von Stereobildern erhalten werden. Die Stereobilder können von den jeweiligen Kameras aufgenommen werden und zu einer Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs hin ausgerichtet werden. Basierend auf dem so erhaltenen Verschiebungsbetrag kann die Abstandsinformation erhalten werden, um ein Abstandsbild zu erzeugen.
• Bei der Erkennung der Fahrspurlinien wie etwa, aber nicht beschränkt auf, weiße Linien, kann eine Helligkeitsänderung in Breitenrichtung einer Straße ausgewertet werden, weil die Fahrspurlinien heller sind als eine Straßenoberfläche. Durch die Auswertung können Positionen der rechten und linken Fahrspurlinien in einer Bildebene auf der Bildebene identifiziert werden. Positionen im realen Raum (x, y, z) der Fahrspurlinien können durch einen beliebigen Koordinatentransformations-Ausdruck berechnet werden, basierend auf den Positionen (i, j) auf der Bildebene und einer Parallaxe, die aus den Positionen auf der Bildebene berechnet wird, d.h. basierend auf der Abstandsinformation.
• In dieser Ausführung kann, ohne Einschränkung, ein Koordinatensystem im realen Raum, das basierend auf einer Position des eigenen Fahrzeugs als Referenz gesetzt ist, wie folgt definiert werden. Wie beispielhaft in 9 dargestellt, kann eine Fahrzeugbreitenrichtung eine Y-Achse sein, worin rechts als plus (+) definiert ist, kann eine Fahrzeughöhenrichtung eine Z-Achse sein, in der eine aufwärtige Richtung als plus (+) definiert ist, und kann eine Fahrzeuglängsrichtung, d.h. Abstandsrichtung, eine X-Achse sein, worin die vorwärtige Richtung als plus (+) definiert ist, wobei die Straßenoberfläche unmittelbar unterhalb einer Position im Mittepunkt der Kameras als der Ursprung O definiert wird. Eine X-Y-Ebene, bei der Z gleich Null (0) ist, fällt mit der Straßenoberfläche zusammen, wenn die Straße flach ist. Ein Straßenmodell kann ausgedrückt werden, indem in der Abstandsrichtung die Fahrspur auf der Straße, auf der das eigene Fahrzeug fährt, in mehrere Abschnitte unterteilt wird, die rechten und linken Fahrspurlinien in jedem Abschnitt in einer vorbestimmten Weise angenähert werden, und diese angenäherten Fahrspurlinien miteinander gekoppelt werden.
• Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann einen Annäherungsprozess der erhaltenen rechten und linken Fahrspurlinien ausführen. In einem bestimmten aber nicht einschränkenden Beispiel kann die linke Fahrspurlinie des eigenen Fahrzeugs basierend auf der Methode der kleinsten Quadrate mit dem folgenden Ausdruck (1) angenähert werden. $$\text{y}=\text{AL}\cdot {\text{x}}^2+\text{BL}\cdot \text{x}+\text{CL}$$

  
• Die rechte Fahrspurlinie des eigenen Fahrzeugs kann basierend auf der Methode der kleinsten Quadrate mit dem folgenden Ausdruck (2) angenähert werden. $$\text{y}=\text{AR}\cdot {\text{x}}^2+\text{BR}\cdot \text{x}+\text{CR}$$

  
• In den vorstehenden Ausdrücken (1) und (2) bezeichnen „AL“ und „AR“ Krümmungen der jeweiligen Kurven. Eine Krümmung κl der linken Fahrspurlinie kann 2·AL sein, und eine Krümmung κr der rechten Fahrspurlinie kann 2·AR sein. Eine Krümmung κc (das Subskript „c“ gibt an, dass der Faktor mit „c“ auf der Bildinformation beruht) der Fahrspur, die auf der Bildinformation beruht, kann daher mit dem folgenden Ausdruck (3) ausgedrückt werden. $$\mathrm{\kappa }\text{c}=\left(2\cdot \text{AL}+2\cdot \text{AR}\right)\text{/}2=\text{AL}+\text{AR}$$

  
• In den vorstehenden Ausdrücken (1) und (2) bezeichnen „BL“ und „BR“ Neigungen der jeweiligen Kurven in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs, und bezeichnen „CL“ und „CR“ Positionen der jeweiligen Kurven in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs.
• Ferner kann der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 mit dem folgenden Ausdruck (4) einen Zur-Fahrspur-Gierwinkel (d.h. einen Gierwinkel relativ zur Fahrspur) Ψc berechnen, der auf der Bildinformation des eigenen Fahrzeugs beruht, und den berechneten Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψc ausgeben. $$\mathrm{\Psi }\text{c}={\text{tan}}^{-1}\left(\left(\text{BL}+\text{BR}\right)\text{/}2\right)$$

  
• In dieser Ausführung kann, ohne Einschränkung, eine Zur-Fahrspur-Querposition (d.h. eine seitliche Position relativ zur Fahrspur) yc, die auf der Bildinformation beruht, als Position der Abweichung von der Mitte der Fahrspur definiert werden, wie in 9 dargestellt. Die Mitte der Fahrspur kann als Zielkurs definiert werden.
• In einer Ausführung der Erfindung kann der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 als „Fahrspurinformationsdetektor“ dienen.
• Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann ferner die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation (der Bildinformation) basierend auf einer Häufigkeit (Abundanz) einer in einem von den Kameras ausgenommenen Bild linear angeordneten Kenngröße einer beliebigen Fahrspurlinie (wie etwa aber nicht beschränkt auf die weiße Linie) berechnen. Die Fahrspurlinie befindet sich in Prozessbereichen, und wird aus einer beliebigen Fahrspur in dem Bild bestimmt. Die Abundanz der Kenngröße der Fahrspurlinie, wo sich die ideale linear durchgehende Fahrspurlinie in den Bereichen befindet, wird auf 1 (eins) gesetzt, wohingegen die Abundanz als 0 (Null) bestimmt werden kann, wenn die Kenngröße vollständig fehlt, oder wenn die Kenngröße nicht als linear angeordnet bestimmbar ist. Zum Beispiel kann die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation (der Bildinformation) als „hoch“ bestimmt werden, wenn die Zuverlässigkeit gleich oder größer als ein zuvor gesetzter Schwellenwert (wie etwa aber nicht beschränkt auf 0,8) berechnet wird, und kann als „niedrig“ bestimmt werden, wenn die Zuverlässigkeit niedriger als der Schwellenwert berechnet wird. Der Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 kann Information über die Zuverlässigkeit der vorwärtigen Umgebungsinformation (der Bildinformation), d.h. die Zuverlässigkeitsinformation Rc, auch an die Steuereinheit 20 ausgeben.
• Das Navigationssystem 32 kann zum Beispiel von einem globalen Ortungssystem (GPS)-Satelliten ein Funksignal empfangen, um die Positionsinformation des Fahrzeugs zu erhalten (wie etwa die Information zur geografischen Breite und geografischen Länge). Das Navigationssystem 32 kann auch die Fahrzeuggeschwindigkeit vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erhalten und kann die Information zur Fahrtrichtung von einem Sensor wie etwa einem geomagnetischen Sensor oder einem Winkelgeschwindigkeitssensor erhalten. Das Navigationssystem 32 kann eine Navigations-ECU, eine Kartendatenbank sowie eine Anzeige enthalten, die nicht dargestellt sind. Die Navigations-ECU kann Routeninformation erzeugen, die eine Navigationsfunktion erlaubt. Die Kartendatenbank speichert Karteninformation einschließlich von Versorgerdaten und aktualisierten Daten. Die Anzeige kann eine Flüssigkristallanzeige oder eine beliebige andere Anzeige sein.
• Die Navigations-ECU kann veranlassen, dass die Anzeige die Routeninformation anzeigt, welche eine Route zu einem vom Benutzer spezifizierten Ziel führt. Die Navigations-ECU kann auch veranlassen, dass die Anzeige eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs, basierend auf Information zur erfassten Position, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung etc. des Fahrzeugs anzeigt. Die Navigations-ECU kann die Routeninformation und die gegenwärtige Position des Fahrzeugs auf einem auf der Anzeige angezeigten Kartenbild überlagern. Die Kartendatenbank kann Information speichern, die zur Konfiguration einer Straßenkarte erforderlich ist. Die Information kann ohne Einschränkung Knotendaten und Einrichtungsdaten enthalten. Bezugnehmend auf 10 können sich die Knotendaten auf eine Position und eine Form einer Straße beziehen, welche das Kartenbild konfigurieren. Die Knotendaten können Daten enthalten zu: einer Koordinate (wie etwa einer geografischen Breite und Länge) von jedem Punkt (Knotenpunkte Pn) einer Straße einschließlich einer Gabelung (einer Kreuzung) einer Straße; einer Richtung und einer Art (wie etwa Information, ob eine Straße eine Schnellstraße, eine Autobahn, eine Ortsstraße etc. ist) der Straße, welche die Knotenpunkte Pn enthält; einem Typ der Straße mit den Knotenpunkten Pn (ob etwa die Straße mit den Knotenpunkte Pn ein gerader Abschnitt ist, ein Bogenabschnitt (oder ein bogenartiges gekrümmtes Teil) und ein Clothoid-Kurvenabschnitt (oder ein Teil mit einer nachlassenden Krümmung)); sowie einer Kurvenkrümmung κm (oder einem Radius, wobei das Subskript „m“ angibt, dass der Faktor mit „m“ auf der Karteninformation beruht). Durch Verwendung der Knotendaten kann ein Fahrkurs des eigenen Fahrzeugs basierend auf einer Position auf der Karte identifiziert werden, auf der die gegenwärtige Position des Fahrzeugs überlagert ist. Ferner kann Information zum Fahrkurs basierend auf Information zu einem Knotenpunkt Pn(k) erhalten werden, die einer Position Po(k) des eigenen Fahrzeugs am nächsten ist, wobei der Fahrkurs des eigenen Fahrzeugs als Zielfahrkurs definiert ist. Die Zielfahrkursinformation kann Information zur Kurvenkrümmung κm (oder dem Radius) der Straße sowie Information zu einer Richtung der Straße enthalten. Die Einrichtungsdaten können Daten in Bezug auf Information zu einer Einrichtung enthalten, die sich in der Umgebung jedes Knotenpunkts Pn befindet, und kann in Zuordnung zu den Knotendaten oder Daten zu einem Abschnitt gespeichert werden, auf dem sich der gegenwärtige Knoten befindet. Das Navigationssystem 32 kann den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψm des Fahrzeugs, der auf der Karteninformation beruht, berechnen und den berechneten Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψm zusammen mit einer Zur-Fahrspur-Seitenposition ym, die auf der Karteninformation beruht, ausgeben. Das Navigationssystem 32 kann den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψm basierend auf einer Differenz zwischen der Fahrtrichtung (einem Winkel) des eigenen Fahrzeugs und dem Azimut der Straße berechnen. Die Fahrtrichtung (der Winkel) kann basierend auf einer vorherigen eigenen Fahrzeugposition Po(k-1) und der gegenwärtigen eigenen Fahrzeugposition Po(k) erhalten werden. Der Azimut der Straße kann an dem Knotenpunkt Pn(k) liegen, der der gegenwärtigen eigenen Fahrzeugposition Po(k) am nächsten ist. In dieser Ausführung kann, ohne Einschränkung, die Zur-Fahrspur-Querposition ym als Position der Abweichung von der Mitte der Fahrspur definiert werden, wie in 10 dargestellt. Die Mitte der Fahrspur kann als Zielkurs definiert werden. In einer Ausführung kann das Navigationssystem 32 als der „Fahrspurinformationsdetektor“ dienen. Das Navigationssystem 32 kann sich auf einen Empfangszustand von Funkwellen vom GPS-Satelliten und einen aktualisierten Zustand der Karteninformation beziehen, um zu bestimmen, dass die Zuverlässigkeit der Karteninformation „hoch“ ist, wenn der Empfangszustand der Funkwellen vom GPS-Satelliten gut ist und die Karteninformation innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne aktualisiert worden ist. Wenn der Empfangszustand der Funkwellen vom GPS-Satelliten oder der aktualisierte Zustand der Karteninformation beeinträchtigt ist, d.h. wenn der Empfangszustand schlecht ist oder die Kartendaten alt sind, kann das Navigationssystem 32 bestimmen, dass die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist. Das Navigationssystem 32 kann Information über die Zuverlässigkeit der Karteninformation, d.h. die Zuverlässigkeitsinformation Rm, auch an die Steuereinheit 20 ausgeben.
• Die Steuereinheit 20 kann empfangen: die vorwärtige Umgebungsinformation (oder die „Fahrspurinformation“, einschließlich Information über das dreidimensionale Objekt, das sich auf der Fahrspur befindet), die vom Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 erhalten wird; die Fahrspurinformation, die vom Navigationssystem 32 erhalten wird; die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die vom Geschwindigkeitssensor 33 detektiert wird; den Lenkwinkel 0H, der vom Lenkwinkelsensor 34 detektiert wird; die Gierrate (dΨs/dt), die vom Gierratensensor 35 detektiert wird; das Lenkdrehmoment Td, das vom Lenkdrehmomentsensor 36 detektiert wird; sowie die Querbeschleunigung Gys, die von dem Querbeschleunigungssensor 32 detektiert wird.
• Die Steuereinheit 20 kann, basierend auf Eingabewerten, die von den jeweiligen oben erwähnten Vorrichtungen und Sensoren empfangen werden, und gemäß der Zuverlässigkeit jeweils der Bildinformation und der Karteninformation, eine Übernahmerate der Bildinformation und eine Übernahmerate der Karteninformation verändern, um hierdurch die Fahrspurinformation zu erhalten. Ferner kann die Steuereinheit 20, mittels eines Zweiradmodells des Fahrzeugs, ein Fahrzeugverhalten setzen, das in Reaktion auf den empfangenen Lenkwinkel θH auszugeben ist. Basierend auf dem geschätzten Fahrzeugverhalten kann die Steuereinheit 20 die Fahrspurinformation (einschließlich einem Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs und einer In-Fahrspur-Querposition yovs), die zur Fahrspur ausgerichtet ist, entlang der das Fahrzeug fährt, erhalten, und kann eine Rückkopplung auf die erhaltene Fahrspurinformation durchführen. Die Steuereinheit 20 kann die Rückkopplung mittels der erhaltenen Fahrspurinformation durchführen, die beim Setzen gemäß der Zuverlässigkeit dieser erhaltenen Fahrspurinformation verändert worden ist. Durch Ausführung der Rückkopplung kann die Steuereinheit 20 die rückgekoppelte Fahrspurinformation als Steuerfahrspurinformation berechnen und die berechnete Steuerfahrspurinformation ausgeben. Die Steuereinheit 20 kann ferner eine am Fahrzeug erzeugte Störung schätzen und ein Störungskorrekturgiermoment Mzs berechnen, das einen Einfluss der Störung unterdrückt. Die Steuereinheit 20 kann die Störung basierend auf der vom Querbeschleunigungssensor 37 detektierten Querbeschleunigung Gys und der vom Zweiradmodel des Fahrzeugs geschätzten Querbeschleunigung Gyovs schätzen. Die Steuereinheit 20 kann ferner die am Fahrzeug erzeugte Störung identifizieren und, basierend auf der identifizierten Störung, einen Ratenbegrenzer R (=Δmzs/Δt), der auf die Addition des Störungskorrekturgiermoments Mzs gerichtet ist, variabel setzen. Die Steuereinheit 20 kann das Störungskorrekturgiermoment Mzs mittels des Ratenbegrenzers R begrenzen, um das so begrenzte Störungskorrekturgiermoment Mzs auszugeben. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 20, basierend auf der Steuerfahrspurinformation und dem Störungskorrekturgiermoment Mzs, die so ausgegeben worden sind, eine Lenksteuerung durchführen.
• Somit kann, wie in 2 dargestellt, die Steuereinheit 20 primär, ohne Einschränkung, enthalten: einen Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41, einen Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42, einen Straßenkrümmungseingabewertrechner 43, einen Zur-Fahrspur-Gierwinkelrückkopplungsfaktorsetzer 44, einen Zur-Fahrspur-Gierwinkeleingangswertrechner 45, einen In-Fahrspur-Querposition-Rückkopplungsfaktorsetzer 46, einen In-Fahrspur-Querposition-Eingangswertrechner 47, eine Fahrtsteuereinrichtung 48 und eine Lenksteuereinrichtung 49.
• Der Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 kann die Zuverlässigkeitsinformation Rc zur Bildinformation von dem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 empfangen und die Zuverlässigkeitsinformation Rm zur Karteninformation von dem Navigationssystem 32 empfangen. Ferner kann der Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R1, R2, R3 in den folgenden beispielhaften Weisen gemäß einer Kombination der Zuverlässigkeit der Bildinformation und jener der Karteninformation setzen. Der Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 kann die so gesetzten Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R1, R2 und R3 an den Straßenkrümmungseingangswertrechner 43, den Zur-Fahrspur-Gierwinkelrückkopplungsfaktorsetzer 44, den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingangswertrechner 45, den In-Fahrspur-Querpositionskopplungsfaktorsetzer 46 und den In-Fahrspur-Querpositionseingangswertrechner 47 ausgeben.
• Die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R1 basierend auf der Straßenkrümmung kann zum Beispiel folgendermaßen gesetzt werden.
• R1=0, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist.
• R1=10, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „hoch“ ist.
• R1=20, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „hoch“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist.
• Rl=30, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „hoch“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „hoch“ ist.
• Die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 basierend auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel kann zum Beispiel folgendermaßen gesetzt werden.
• R2=0, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist.
• R2=10, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „hoch“ ist.
• R2=20, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „hoch“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist.
• R2=30, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „hoch“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „hoch“ ist.
• Die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 basierend auf der In-Fahrspur-Querposition (d.h. der Querposition in einer Fahrspur) kann zum Beispiel folgendermaßen gesetzt werden.
• R3=0, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist.
• R3=10, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „hoch“ ist.
• R3=20, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „hoch“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist.
• R3=30, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „hoch“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „hoch“ ist.
• In dieser Ausführung werden die Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R 1 bis R3 für die Zuverlässigkeit der Bildinformation und die Zuverlässigkeit der Karteninformation, welche zueinander gleich sind, auf den einander gleichen Wert gesetzt. Zum Beispiel ist in dieser Ausführung R1=R2=R3=0, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist. Jedoch können in einer alternativen Ausführung die Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R1 bis R3 für die Zuverlässigkeit der Bildinformation und der Zuverlässigkeit der Karteninformation, die unter diesen gleich sind, auf voneinander unterschiedliche Werte gesetzt werden.
• Der Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42 kann den Lenkwinkel θH vom Lenkwinkelsensor 34 erhalten und kann das Lenkdrehmoment Td vom Lenkdrehmomentsensor 36 erhalten. Ferner kann der Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42 bestimmen, dass bei der Berechnung beruhend auf dem in dieser Ausführung verwendeten Fahrzeugmodell ein Rechenfehler zunehmen könnte, wenn eine Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment Td und dem Lenkwinkel θH, wie durch den folgenden Ausdruck (5) definiert, nicht erfüllt ist. Durch diese Bestimmung kann der Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42 an die Fahrsteuereinrichtung 48 ein Signal ausgeben, welches einen Gierratensensorrückkopplungsfaktor K1 erhöht. Das Signal kann, in anderen Worten, den Einfluss der Rückkopplungsregelung verstärken, welche auf dem vom Gierratensensor 35 detektierten Wert der Gierrate (dΨs/dt) beruht. $$\text{K}1\text{L}\le \text{Td/}\mathrm{\theta }\text{H}\le \text{K1H}$$

  

  wobei K1L und K1H jeweils eine Konstante sind, die vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Methoden bestimmt wird.
• In einer Ausführung kann der Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42 als „Rückkopplungsbetragänderer“ dienen.
• Der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 kann von dem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 das Ergebnis der Detektion, ob die Fahrspur verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist, sowie die Straßenkrümmung κc, erhalten. Das Ergebnis der Erfassung und die Straßenkrümmung κc beruhen auf der Bildinformation. Der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 kann auch vom Navigationssystem 32 die Straßenkrümmung (Kurvenkrümmung) κm, die auf der Karteninformation beruht, erhalten, und kann von dem Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R1, die auf der Straßenkrümmung beruht, erhalten.
• Ferner kann sich der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 auf eine Tabelle beziehen, wie sie zum Beispiel in 6 dargestellt ist, um basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R1, die auf der Straßenkrümmung beruht, eine Übernahmerate a1 der Straßenkrümmung κc, die auf der Bildinformation beruht, und eine Übernahmerate a2 der Straßenkrümmung κm, die auf der Bildinformation beruht, zu setzen.
• Danach kann der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 an der so gesetzten Übernahmerate a1 der Straßenkrümmung κc, die auf der Bildinformation beruht, und der so gesetzten Übernahmerate a2 der Straßenkrümmung κm, die auf der Karteninformation beruht, eine nachfolgend beschriebene Korrektur ausführen.
• Der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 kann die Übernahmerate a1 der Straßenkrümmung κc, die auf der Bildinformation beruht, so korrigieren, dass die Übernahmerate a1 abnimmt (a1=a1-Δa), und kann die Übernahmerate a2 der Straßenkrümmung κm, die auf der Karteninformation beruht, so korrigieren, dass die Übernahmerate a2 zunimmt (a2=a2+Δa). Ein Grund für die Durchführung dieser Korrektur ist, dass die Zuverlässigkeit der Fahrspurerkennung basierend auf der Bildinformation niedrig werden könnte, wenn die Straße verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist. Der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 kann ferner einen Straßenkrümmungseingabewert κmc unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (6) berechnen und den berechneten Straßenkrümmungseingabewert κmc an die Fahrtsteuereinrichtung 48 ausgeben. $$\mathrm{\kappa }\text{mc}=\mathrm{\kappa }\text{c}\cdot \text{a1}+\mathrm{\kappa }\text{m}\cdot \text{a2}$$

  

  wobei a1 plus a2 gleich 1 ist (a1+a2=1). Wie aus 6 ersichtlich, fehlt es dem Straßenkrümmungseingabewert κmc basierend auf der Fahrspurinformation an Zuverlässigkeit, wenn die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R1 basierend auf der Straßenkrümmung 0 ist, d.h. wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist. Somit kann der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 die Durchführung der Rückkopplungsregelung an dem Fahrzeugmodell verweigern. In einer Ausführung kann der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 sowohl als der „Fahrspurinformationsdetektor“ als auch der „Rückkopplungsbetragänderer“ dienen.
• Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktorsetzer 44 kann, von dem Vordere-Umgebung-Erkenner 31, die Information zu einem etwaigen Fahrzeug erhalten, das parallel zum eigenen Fahrzeug fährt, und von dem Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2 erhalten, die auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel beruht. Ferner kann sich der Zur-Fahrspur-Gierwinkelrückkopplungsfaktorsetzer 44 auf eine Tabelle beziehen, wie sie zum Beispiel in 7 dargestellt ist, um, basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2, die auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel beruht, einen Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 zu setzen.
• Wenn sich das parallel zum eigenen Fahrzeug fahrende Fahrzeug auf einer Fahrspur befindet, kann der Zur-Fahrbahn-Gierwinkelrückkopplungsfaktorsetzer 44 den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 so korrigieren, dass der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 zunimmt, d.h., um einen Einfluss der Rückkopplungsregelung eines durch Fahrspurinformation erhaltenen Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψmc zu verstärken, und um den korrigierten Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 an die Fahrtsteuereinrichtung 48 ausgeben. Ein Grund für die Durchführung dieser Korrektur ist, dass eine Gierrate (dΨovs/dt), die von dem Fahrzeugmodell in dieser Ausführung berechnet wird, eine Störung enthalten könnte, wenn das zum eigenen Fahrzeug parallel fahrende Fahrzeug sich auf der Fahrspur befindet. In einer Ausführung kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktorsetzer 44 als der „Rückkopplungsbetragänderer“ dienen.
• Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 kann, von dem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31, das Ergebnis der Detektion, ob die Fahrspur verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist, und den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψc, der auf der Bildinformation beruht, erhalten. Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 kann auch vom Navigationssystem 32 den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψm erhalten, der auf der Karteninformation beruht, und vom Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2 erhalten, die auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel beruht.
• Ferner kann sich der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 auf die Tabelle beziehen, wie sie zum Beispiel in 7 dargestellt ist, um, basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2, die auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel beruht, eine Übernahmerate a3 des Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψc, der auf der Bildinformation beruht, und eine Übernahmerate a4 des Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψm, der auf der Karteninformation beruht, zu setzen.
• Danach kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 an der so gesetzten Übernahmerate a3 des Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψc, der auf der Bildinformation beruht, und der so gesetzten Übernahmerate a4 des Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψm, der auf der Karteninformation beruht, eine nachfolgend beschriebene Korrektur durchführen.
• Der Zur-Fahrspur-Gierwinkeleingabewertrechner 45 kann die Übernahmerate a3 des Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψc, der auf der Bildinformation beruht, so korrigieren, dass die Übernahmerate a3 (a3=a3-Δa) abnimmt, und kann die Übernahmerate a4 des Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψm, der auf der Karteninformation beruht, so korrigieren, dass die Übernahmerate a4 (a4=a4+Δa) zunimmt. Ein Grund für die Durchführung dieser Korrektur ist, dass die Zuverlässigkeit der Fahrspurerkennung basierend auf der Bildinformation niedrig werden könnte, wenn die Straße verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist. Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 kann ferner den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (7) berechnen und den berechneten Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc an die Fahrtsteuereinrichtung 48 ausgeben. $$\mathrm{\Psi }\text{mc}=\mathrm{\Psi }\text{c}\cdot \text{a}3+\mathrm{\Psi }\text{m}\cdot \text{a}4$$

  

  wobei a3 plus a 4 gleich 1 (a3+a4=1). Wie aus 7 ersichtlich, fehlt es dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc basierend auf der Fahrspurinformation an Zuverlässigkeit, wenn die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2 basierend auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel 0 ist, d.h., wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist. Somit kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 die Durchführung der Rückkopplungsregelung am Fahrzeugmodell verweigern. In einer Ausführung kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 sowohl als der „Fahrspurinformationsdetektor‟ als auch der „Rückkopplungsbetragänderer“ dienen.
• Der In-Fahrspur-Querposition-Rückkopplungsfaktorsetzer 46 kann, von dem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31, die Information zu einem etwaigen Fahrzeug erhalten, das parallel zum eigenen Fahrzeug fährt, und kann, von dem Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41, die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 erhalten, die auf der In-Fahrspur-Querposition beruht. Ferner kann sich der In-Fahrspur-Querposition-Rückkopplungsfaktorsetzer 46 auf eine Tabelle beziehen, wie sie zum Beispiel in 8 dargestellt ist, um, basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3, die auf der In-Fahrspur-Querposition beruht, einen In-Fahrspur-Querpositionsrückkopplungsfaktor K3 zu setzen.
• Wenn sich das parallel zum eigenen Fahrzeug fahrende Fahrzeug auf der Fahrspur befindet, kann der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktorsetzer 46 den In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 so korrigieren, dass der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 zunimmt, d.h. um den Einfluss der Rückkopplungsregelung einer In-Fahrspur-Querposition ymc, die durch die Fahrspurinformation erhalten wird, zu verstärken, und den korrigierten In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 an die Fahrtsteuereinrichtung 48 ausgeben. Ein Grund für die Durchführung dieser Korrektur ist, dass die Gierrate (dΨovs/dt), die vom Fahrzeugmodell in dieser Ausführung berechnet wird, eine Störung enthalten könnte, wenn das zum eigenen Fahrzeug parallel fahrende Fahrzeug sich auf der Fahrspur befindet. In einer Ausführung kann der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktorsetzer 46 als der „Rückkopplungsbetragänderer“ dienen.
• Der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 kann von dem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 das Ergebnis der Detektion, ob die Fahrbahn verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist, und die In-Fahrspur-Querposition yc, die auf der Bildinformation beruhen, erhalten. Der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 kann auch vom Navigationssystem 32 die In-Fahrspur-Querposition ym erhalten, die auf der Karteninformation beruht, und von dem Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 erhalten, die auf der In-Fahrzeugquerposition beruht.
• Ferner kann sich der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 auf eine Tabelle beziehen, wie sie zum Beispiel in 8 dargestellt ist, um, basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3, die auf der In-Fahrspur-Querposition beruht, eine Übernahmerate a5 der In-Fahrspur-Querposition yc, die auf der Bildinformation beruht, und eine Übernahmerate a6 der In-Fahrspur-Querposition ym, die auf der Karteninformation beruht, zu setzen.
• Danach kann der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 an der so gesetzten Übernahmerate a5 der In-Fahrspur-Querposition yc, die auf der Bildinformation beruht, und der so gesetzten Übernahmerate a6 der In-Fahrspur-Querposition ym, die auf der Karteninformation beruht eine nachfolgend beschriebene Korrektur durchführen.
• Der In-Fahrspur-Querposition-Eingangswertrechner 47 kann die Übernahmerate a5 der In-Fahrspur-Querposition yc, die auf der Bildinformation beruht, so korrigieren, dass die Übernahmerate a5 abnimmt (a5=a5-Δa), und kann die Übernahmerate a6 der In-Fahrspur-Querposition ym, die auf der Karteninformation beruht, so korrigieren, dass die Übernahmerate a6 zunimmt (a6=a6+Δa). Ein Grund für die Durchführung dieser Korrektur ist, dass die Zuverlässigkeit der Fahrspurerkennung basierend auf der Bildinformation niedrig werden könnte, wenn die Straße verregnet, verschneit oder in irgendeinem anderen Zustand ist. Der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 kann ferner den In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (8) berechnen, und den berechneten In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc an die Fahrtsteuereinrichtung 48 ausgeben. $$\text{ymc}=\text{yc}\cdot \text{a}5+\text{ym}\cdot \text{a6}$$

  

  wobei a5 plus a6 gleich 1 (a5+a6=1). Wie aus 8 ersichtlich, fehlt es dem In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc basierend auf der Fahrspurinformation an Zuverlässigkeit, wenn die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3, die auf der In-Fahrspur-Querposition beruht, 0 ist, d.h. wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation „niedrig“ ist und die Zuverlässigkeit der Karteninformation „niedrig“ ist. Somit kann der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 die Durchführung der Rückkopplungsregelung an dem Fahrzeugmodell verweigern. In einer Ausführung kann der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 sowohl als der „Fahrspurinformationsdetektor“ als auch der „Rückkopplungsbetragänderer“ dienen.
• Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33, den Lenkwinkel θH vom Lenkwinkelsensor 34, die Gierrate (dΨs/dt) vom Gierratensensor 35 sowie die Querbeschleunigung Gys vom Querbeschleunigungssensor 37 erhalten. Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann auch den Gierratensensorrückkopplungsfaktor K1 vom Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42, den Straßenkrümmungseingabewert κmc vom Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 sowie den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 vom Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktorsetzer 44 erhalten. Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann ferner den Zur-Fahrspur-Gierwinkeleingabewert Ψmc vom Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45, den In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 vom In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktorsetzer 46 sowie den In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc vom In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 erhalten.
• Dann kann die Fahrtsteuereinrichtung 48, mittels des Zweiradmodells vom Fahrzeug, die Gierrate (dΨovs/dt) des Fahrzeugs zur Ausgabe als Reaktion auf den erhaltenen Lenkwinkel θH schätzen, und kann, basierend auf der geschätzten Gierrate (dΨovs/dt), die Fahrspurinformation (den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs und die In-Fahrspur-Querposition yovs) berechnen, die auf die Fahrspur gerichtet ist, entlang der das Fahrzeug fährt. Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann dann die Rückkopplung der Gierrate(dΨs/dt), des Straßenkrümmungseingabewerts κmc, des Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewerts Ψmc, und des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts ymc auf die geschätzte Gierrate (dΨovs/dt), den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs und die In-Fahrspur-Querposition yovs durchführen. Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann die Rückkopplung unter Verwendung des Gierratensensorrückkopplungsfaktors K1, der basierend auf einem Fahrtzustand des Fahrzeugs gesetzt wird, und des Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktors K2 und des In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktors K3, die basierend auf den Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R2 und R3 gesetzt werden, durchführen. Durch Ausführung der Rückkopplung kann die Fahrtsteuereinrichtung 48 die Steuerfahrspurinformation (den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs und die In-Fahrspur-Querposition yovs) berechnen und die berechnete Steuerfahrspurinformation an die Lenksteuereinrichtung 49 ausgeben. Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann ferner, basierend auf der vom Querbeschleunigungssensor 37 erfassten Querbeschleunigung Gys und der vom Zweiradmodell des Fahrzeugs geschätzten Querbeschleunigung Gyovs die am Fahrzeug erzeugte Störung schätzen, und kann das Störungskorrekturgiermoment Mzs berechnen, welches den Einfluss der Störung unterdrückt. Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann ferner die am Fahrzeug erzeugte Störung identifizieren und, basierend auf der identifizierten Störung den Ratenbegrenzer R, der auf die Addition des Störungskorrekturgiermoments Mzs gerichtet ist, variabel setzen. Die Fahrtsteuereinrichtung 48 kann das Störungskorrekturgiermoment Mzs mittels des Ratenbegrenzers R begrenzen, und das so begrenzte Störungskorrekturgiermoment Mzs an die Lenksteuereinrichtung 49 ausgeben.
• Somit kann, wie in 3 dargestellt, die Fahrtsteuereinrichtung 48 hauptsächlich, ohne Einschränkung, einen Fahrzeugverhaltenschätzer 48a, einen Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b, einen In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c sowie einen Störungskorrekturgiermomentrechner 48d enthalten.
• Der Fahrzeugverhaltenschätzer 48a kann auf dem Zweiradmodell, welches auf die Schätzung des Fahrzeugverhaltens gerichtet ist (die Gierrate (dΨovs/dt), einem Fahrzeugkarosserierutschwinkel βovs und der Querbeschleunigung Gyovs des Fahrzeugs), die als Reaktion auf den erhaltenen Lenkwinkel θH auszugeben sind, beruhen und kann durch einen Beobachter konfiguriert sein. Im Folgenden wird eine Konfiguration des Beobachters beschrieben.
• Eine Bewegungsgleichung, die sich auf eine Translationsbewegung in Querrichtung des Fahrzeugs bezieht, kann wie folgt ausgedrückt werden: $$2\cdot \text{CF}+2\cdot \text{Cr}=\text{M}\cdot \text{Gy}$$

  

  wobei Cf eine Kurvenführungskraft eines Vorderrads (einzelnen Rads) ist, Cr eine Kurvenführungskraft eines Hinterrads (einzelnen Rads) ist, M eine Fahrzeugkörpermasse ist, und Gy eine Querbeschleunigung ist.
• Eine Bewegungsgleichung in Bezug auf eine Drehbewegung um einen Schwerpunkt kann mit dem folgenden Ausdruck (10) ausgedrückt werden: $$2\cdot \text{Cf}\cdot \text{Lf}-2\cdot \text{Cr}\cdot \text{Lr}=\text{Iz}\cdot \left({\text{d}}^2\mathrm{\Psi }{\text{/dt}}^2\right)$$

  

  wobei Lf ein Abstand vom Schwerpunkt zur Vorderachse ist, Lr ein Abstand vom Schwerpunkt zur Hinterachse ist, Iz ein Trägheitsgiermoment des Fahrzeugkörpers ist, und (d²Ψ/dt²) eine Gierwinkelbeschleungigung ist.
• Die Querbeschleunigung Gy kann wie folgt ausgedrückt werden: $$\text{Gy}=\text{V}\cdot \left(\left(\text{d}\mathrm{\beta }\text{/dt}\right)+\left(\text{d}\mathrm{\Psi }\text{/dt}\right)\right)$$

  

  wobei β ein Fahrzeugkörperrutschwinkel ist, (dβ/dt) eine Fahrzeugkörperrutschwinkelgeschwindigkeit ist und (dT/dt) eine Gierrate ist.
• Der obige Ausdruck (9) kann daher mit dem folgenden Ausdruck (12) ausgedrückt werden. $$2\cdot \text{Cf}+2\cdot \text{Cr}=\text{M}\cdot \text{V}\cdot \left(\left(\text{d}\mathrm{\beta }\text{/dt}\right)+\left(\text{d}\mathrm{\Psi }\text{/dt}\right)\right)$$

  
• Die Kurvenführungskraft entspricht einem seitlichen Rutschwinkel eines Reifens ähnlich einer primären Verzögerung. Jede Kurvenführungskraft kann daher wie folgt ausgedrückt werden, wenn eine solche Reaktionsverzögerung ignoriert wird und die äquivalente Kurvenführungskraft, wobei Radaufhängungscharakteristiken in die Reifencharakteristiken eingebaut sind, verwendet wird, um die Kurvenführungskraft zu linearisieren. $$\text{Cf}=\text{Kf}\cdot \mathrm{\alpha }\text{f}$$

  

  $$\text{Cr}=\text{Kr}\cdot \mathrm{\alpha }\text{r}$$

  

  wobei Kf die äquivalente Kurvenführungskraft eines Vorderrads ist, Kr die äquivalente Kurvenführungskraft eines Hinterrads ist, αf ein Seitenrutschwinkel eines Vorderrads ist und αr der Seitenrutschwinkel eines Hinterrads ist.
• Es ist anzumerken, dass die äquivalente Kurvenführungskraft Kf und die äquivalente Kurvenführungskraft Kr jeweils Wank- und Aufhängungseinflüsse berücksichtigen. Dementsprechend macht es die Verwendung der äquivalenten Kurvenführungskraft Kf und der äquivalenten Kurvenführungskraft Kr möglich, die Seitenrutschwinkel αf und αr der Vorder- und Hinterräder wie folgt zu vereinfachen: $$\mathrm{\alpha }\text{f}=\mathrm{\delta }\text{f}-\left(\mathrm{\beta }+\text{Lf}\cdot \left(\text{d}\mathrm{\Psi }\text{/dt}\right)\text{/V}\right)=\left(\mathrm{\theta }\text{H/n}\right)-\left(\mathrm{\beta }+\text{Lf}\cdot \left(\text{d}\mathrm{\Psi }\text{/dt}\right)\text{/V}\right)$$

  

  $$\mathrm{\alpha }\text{r}=-\left(\mathrm{\beta }-\text{Lr}\left(\text{d}\mathrm{\Psi }\text{/dt}\right)\text{/V}\right)$$

  

  wobei δf ein Lenkwinkel eines Vorder- oder Hinterrads ist, und „n“ ein Lenkgetriebeverhältnis ist.
• Die obigen Bewegungsgleichungen können zusammengefasst werden, um eine Zustandsgleichung zu erhalten, wie sie unten mit Ausdruck (17) angegeben ist. Die Zustandsgleichung kann in der Form einer Konfiguration des Beobachters für den Fahrzeugverhaltenschätzer 48a präsentiert werden, wie in 3 dargestellt. Unter Verwendung des Beobachters können das Fahrzeugverhalten (die Gierrate (dΨovs/dt), der Fahrzeugkörperrutschwinkel βovs und die Querbeschleunigung Gyovs), die als Reaktion auf den erhaltenen Lenkwinkel θH zu erzeugen sind, geschätzt werden. $$\left(\begin{array}{c}{\text{d}}^2\mathrm{\psi }/{\text{d t}}^2\\ \text{d}\mathrm{\beta }/\text{d t}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\text{A}11& \text{A}12\\ \text{A}21& \text{A}22\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\text{d}\mathrm{\psi }/\text{d t}\\ \beta \end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\text{B}1\\ \text{B2}\end{array}\right)\cdot \theta \text{H/n}$$

  

  wobei $$\text{A1}1=-2\cdot \left({\text{Lf}}^2\cdot \text{Kf}+{\text{Lr}}^2\cdot \text{Kr}\right)\left(\text{Iz}\cdot \text{V}\right)$$

  

  $$\text{A12}=-2\cdot \left(\text{Lf}\cdot \text{Kf}-\text{Lr}\cdot \text{Kr}\right)\text{/Iz}$$

  

  $$\text{A}21=\left(-2\cdot \left(\text{Lf}\cdot \text{Kf}-\text{Lr}\cdot \text{Kr}\right)\left(\text{M}\cdot {\text{V}}^2\right)\right)-1$$

  

  $$\text{A}22=-2\cdot \left(\text{Kf}+\text{Kr}\right)\left(\text{M}\cdot \text{V}\right)$$

  

  $$\text{B1}=2\cdot \text{Lf}\cdot \text{Kf/Iz}$$

  

  $$\text{B}2=2\cdot \text{Kf/}\left(\text{M}\cdot \text{V}\right)$$

  
• Dementsprechend kann der Fahrzeugverhaltenschätzer 48a die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Geschwindigkeitssensor 33, den Lenkwinkel θH vom Lenkwinkelsensor 34, die Gierrate (dΨs/dt) vom Gierratensensor 35 und den Gierratensensorrückkopplungsfaktor K1 vom Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42 erhalten.
• Ferner kann der Fahrzeugverhaltenschätzer 48a die Rückkopplungsregelung an der Gierrate (dΨovs/dt), die aus dem vorstehenden Ausdruck (17) berechnet ist, basierend auf der Gierrate (dΨs/dt) durchführen, die vom Gierratensensor 35 erhalten wird. Hier kann der Gierratensensorrückkopplungsfaktor K1, der einen Rückkopplungsbetrag bestimmt, so gesetzt werden, dass der Gierratensensorrückkopplungsfaktor K1 erhöht wird (der Einfluss der Rückkopplungsregelung verstärkt wird, der auf dem Wert der Gierrate (dΨs/dt) beruht, welche mit dem Gierratensensor 35 erfasst wird), wenn bestimmt wird, dass der Rechenfehler bei der Berechnung zunehmen könnte, welche auf dem bei dieser Ausführung verwendeten Fahrzeugmodell beruht, wie oben beschrieben. Somit kann die Genauigkeit der vom Fahrzeugverhaltenschätzer 48a berechneten Gierrate (dΨovs/dt) vorteilhaft gehalten werden. Es ist anzumerken, dass die Querbeschleunigung Gyovs auch zum Beispiel aus dem vorstehenden Ausdruck (11) vom Fahrzeugverhaltenschätzer 48a berechnet werden kann.
• Die so vom Fahrzeugverhaltenschätzer 48a berechnete Gierrate (dΨovs/dt) kann an den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b ausgegeben werden. Ähnlich können der Fahrzeugkörperrutschwinkel βovs und die Querbeschleunigung Gyovs, die so vom Fahrzeugverhaltenschätzer 48a berechnet sind, jeweils an den In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c und den Störungskorrekturgiermomentrechner 48d ausgegeben werden. In einer Ausführung kann der Fahrzeugverhaltenschätzer 48a als „Fahrzeugparameterschätzer“ dienen.
• Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b kann die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Geschwindigkeitssensor 33, den Straßenkrümmungseingabewert κmc vom Straßenkrümmungseingabewertrechner 43, und den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 vom Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktorsetzer 44 erhalten. Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b kann auch den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc vom Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 und die Gierrate (dΨovs/dt) vom Fahrzeugverhaltenschätzer 48a erhalten.
• Ferner kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b den vom Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 erhaltenen Straßenkrümmungseingabewert κmc mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V multiplizieren, um eine Gierrate (dΨmc/dt) zu berechnen, welche auf dem Straßenkrümmungseingabewert κmc beruht. Wie oben beschrieben, ist der Straßenkrümmungseingabewert κmc basierend auf der Zuverlässigkeit der Bildinformation und der Zuverlässigkeit der Karteninformation mit hoher Genauigkeit berechnet worden. Daher kann ein Wert, der eine hohe Genauigkeit erlaubt, für die Gierrate (dΨmc/dt) erhalten werden, welche auf dem Straßenkrümmungseingabewert κmc beruht.
• Eine Differenz zwischen der Gierrate (dTmc/dt), die auf dem Straßenkrümmungseingabewert κmc beruht, und der Gierrate (dΨovs/dt), die vom Fahrzeugverhaltenschätzer 48a erhalten wird, entspricht der Gierrate in Bezug auf die Fahrspur. Die Differenz kann integriert werden, um den Zur-Fahrspur-Gierrwinkel Ψovs zu berechnen.
• Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b kann die Rückkopplungsregelung an dem so berechneten Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs, wie oben beschrieben, basierend auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc durchführen, der von dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 erhalten wird. Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b kann danach den rückgekoppelten Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs an den In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c ausgeben. Wie oben beschrieben, ist der vom Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 erhaltene Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc basierend auf der Zuverlässigkeit der Bildinformation und der Zuverlässigkeit der Karteninformation mit hoher Genauigkeit berechnet worden. Somit kann ein Wert, der eine hohe Genauigkeit erlaubt, für den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs erhalten werden.
• Ferner kann wie oben beschrieben der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2, der einen Rückkopplungsbetrag bestimmt, basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2, die auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel beruht, gesetzt werden und kann somit auf einen kleinen Betrag gesetzt werden, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation und die Zuverlässigkeit der Karteninformation beide niedrig sind. Darüber hinaus kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 in Abhängigkeit vom Vorhandensein des zum eigenen Fahrzeug parallel fahrenden Fahrzeugs auf der Fahrspur korrigiert werden. Insbesondere kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 so korrigiert werden, dass der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 erhöht wird, unter Berücksichtigung der Möglichkeit, dass die in dieser Ausführung vom Fahrzeugmodell berechnete Gierrate (dΨovs/dt) eine Störung enthalten könnte, wenn sich das zum eigenen Fahrzeug parallel fahrende Fahrzeug auf der Fahrbahn befindet. Somit kann die Genauigkeit des vom Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b berechneten Zur-Fahrspur-Gierwinkels Ψovs vorteilhaft beibehalten werden. In einer Ausführung kann der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b als „Steuerfahrspurinformationsrechner“ dienen.
• Der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c kann die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Geschwindigkeitssensor 33, den In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 vom In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktorsetzer 46 sowie den In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc vom In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 erhalten. Der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c kann auch den Fahrzeugkörperrutschwinkel βovs vom Fahrzeugverhaltensetzer 48a und den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs vom Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsregler 48b erhalten.
• Ferner kann der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c den Fahrzeugkörperrutschwinkel βovs zum Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs addieren, und ein Additionsergebnis mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V multiplizieren. Der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c kann ferner das Multiplikationsergebnis integrieren, um die In-Fahrspur-Querposition yovs zu berechnen.
• Der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c kann die Rückkopplungsregelung an der so berechneten In-Fahrspur-Querposition yovs, wie oben beschrieben, basierend auf dem In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc durchführen, der von dem In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 erhalten wird. Der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c kann danach die rückgekoppelte In-Fahrspur-Querposition yovs ausgeben. Wie oben beschrieben, ist der vom In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 erhaltene In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc basierend auf der Zuverlässigkeit der Bildinformation und der Zuverlässigkeit der Karteninformation mit hoher Genauigkeit berechnet worden. Daher kann ein Wert, der eine hohe Genauigkeit erlaubt, für die In-Fahrspur-Querposition yovs erhalten werden.
• Ferner kann, wie oben beschrieben, der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3, der einen Rückkopplungsbetrag bestimmt, basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3, die auf der In-Fahrspur-Querposition beruht, gesetzt werden, und kann somit auf einen kleinen Betrag gesetzt werden, wenn die Zuverlässigkeit der Bildinformation und die Zuverlässigkeit der Karteninformation beide niedrig sind. Darüber hinaus kann der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 in Abhängigkeit vom Vorhandensein des zum eigenen Fahrzeug parallel fahrenden Fahrzeugs auf der Fahrspur korrigiert werden. Insbesondere kann der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 so korrigiert werden, dass der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 erhöht wird, unter Berücksichtigung der Möglichkeit, dass die in dieser Ausführung vom Fahrzeugmodell berechnete Gierrate (Ψovs/dt) eine Störung enthalten könnte, wenn sich das zum eigenen Fahrzeug parallel fahrende Fahrzeug auf der Fahrspur befindet. Somit kann die Genauigkeit der vom In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c berechneten In-Fahrspur-Querposition yovs vorteilhaft beibehalten werden. In einer Ausführung kann der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsregler 48c als der „Steuerfahrspurinformationsrechner“ dienen.
• Der Störungskorrekturgiermomentrechner 48d kann die Querbeschleunigung Gys vom Querbeschleunigungssensor 37, die In-Fahrspur-Querposition ymc vom In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 sowie die Querbeschleunigung Gyovs vom Fahrzeugverhaltenschätzer 48a erhalten. In einer Ausführung kann der Querbeschleunigungssensor 37 als „Fahrzeugparameterdetektor“ dienen.
• Ferner kann, gemäß einem Flussdiagramm einer später unter Bezug auf 5 beschriebenen Störungskorrekturgiermomentrechnungsroutine, der Störungskorrekturgiermomentrechner 48d, basierend auf der vom Querbeschleunigungssensor 37 erfassten Querbeschleunigung Gys und der vom Zweiradmodell des Fahrzeug geschätzten Querbeschleunigung Gyovs, die am Fahrzeug erzeugte Störung schätzen, um das Störungskorrekturgiermoment Mzs zu berechnen, welches einen Einfluss der Störung unterdrückt, und kann ferner die am Fahrzeug erzeugte Störung identifizieren. Der Störungskorrekturgiermomentrechner 48d kann, basierend auf der identifizierten Störung, den Ratenbegrenzer R, der auf die Addition des Störungskorrekturgiermoments Mzs gerichtet ist, variabel setzen, und kann das Störungskorrekturgiermoment Mzs mittels des Ratenbegrenzers R begrenzen, um ein Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) an die Lenksteuereinrichtung 49 auszugeben. Das Referenzzeichen „(i)“ in dem Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) gibt an, dass das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) das gegenwärtige Störungskorrekturgiermoment Mzs ist, das vom Ratenbegrenzer R begrenzt ist und an die Lenksteuereinrichtung 49 auszugeben ist. In einer Ausführung kann der Störungskorrekturgiermomentrechner 48d als „Störungsunterdrückungs-Parameterrechner“ und „Additionsratenänderer“ dienen.
• Die Lenksteuereinrichtung 49 kann Informationsstücke durch die Fahrsteuereinrichtung 48 erhalten. Die Informationsstücke können, ohne Einschränkung, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, den Lenkwinkel θH, die Gierrate (dΨs/dt), den Straßenkrümmungseingabewert κmc, den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc, den In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc, die Gierrate (dΨovs/dt), den Fahrzeugkörperrutschwinkel βovs, den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψοvs, die In-Fahrspur-Querposition yovs, und das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) enthalten.
• Ferner kann die Lenksteuereinrichtung 49 einen Ziellenkwinkel θt zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (18) berechnen: $$\mathrm{\theta }\text{t}=\text{Gff}\cdot \mathrm{\kappa }\text{mc}+\text{Gfb}\cdot \left(\text{yovs}-\text{yt}\right)+\text{Gfby}\cdot \left(\mathrm{\Psi }\text{ovs}-\mathrm{\Psi }\text{t}\right)+\text{Gzs}\cdot \text{Mzs}\left(\text{i}\right)$$

  

  wobei Gff, Gfb, Gfby und Gzs jeweils eine zuvor gesetzte Konstante sind, yt ein Sollwert der In-Fahrspur-Querposition des Zielkurses ist, entlang dem eine Nachfolgefahrtsteuerung ausgeführt werden soll, und Ψt ein Sollwert des Zur-Fahrspur-Gierwinkels relativ zum Zielkurs ist, entlang dem die Nachfolgefahrtsteuerung ausgeführt werden soll. Die Lenksteuereinrichtung 49 kann den berechneten Solllenkwinkel θt an den Motortreiber 21 ausgeben. Der Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs und die In-Fahrspur-Querposition yovs, wie sie in der vorliegenden Ausführung definiert sind, können jeweils auf 0 (Null) gesetzt werden, wenn die Mitte der Fahrspur als der Zielkurs definiert wird und das Fahrzeug im Wesentlichen parallel zur Fahrspur fahren soll. Übrigens ist „+Gzs· Mzs(i)“ im Ausdruck 18 der Operationsterm, der auf die Addition des Störungskorrekturgiermoments Mzs(i) gerichtet ist, das die Störung unterdrückt.
• In einer Ausführung kann die Lenksteuereinrichtung 49 als „Störungsunterdrücker (Lenksteuereinrichtung)“ dienen.
• Nachfolgend wird basierend auf dem Flussdiagramm von Fig.. 4 die Lenksteuerung beschrieben, welche von der oben beschriebenen Lenksteuereinheit 20 auszuführen ist.
• Zuerst kann in Schritt (nachfolgend als „S“ abgekürzt) 101 der Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 die Zuverlässigkeitsinformation Rc und die Zuverlässigkeitsinformation Rm, die jeweils von dem Vorwärtige-Umgebung-Erkenner 31 und dem Navigationssystem 32 ausgegeben werden, lesen.
• Danach kann der Fluss zu S102 weitergehen, wo der Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41 die Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R1, R2 und R3 gemäß einer Kombination der Zuverlässigkeit der Bildinformation und jener der Karteninformation setzen kann.
• Danach kann der Fluss zu Schritt S103 weitergehen, wo der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 die Straßenkrümmung κc lesen kann, der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψc lesen kann, und der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 die In-Fahrspur-Querposition yc lesen kann. Die Straßenkrümmung κc, der Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψc und die In-Fahrspur-Querposition yc, die hier gelesen werden, können jene sein, die auf der Bildinformation beruhen.
• Danach kann der Fluss zu S104 weitergehen, wo der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 die Straßenkrümmung κm lesen kann, der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψm lesen kann, und der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 die In-Fahrspur-Querposition ym lesen kann. Die Straßenkrümmung κm, der Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψm, und die In-Fahrspur-Querposition ym, die hier gelesen werden, können jene sein, die auf der Karteninformation beruhen.
• Danach kann der Fluss zu Schritt S105 weitergehen, wo der Gierratensensorrückkopplungsfaktorsetzer 42 den Gierratensensorrückkopplungsfaktor K1 gemäß den im vorstehenden Ausdruck (5) angegebenen Lenkcharakteristiken setzen kann. Darüber hinaus kann sich der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktorsetzer 44 auf die Tabelle beziehen, wie sie beispielhaft in 7 dargestellt ist, um den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 zu setzen, die auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel beruht. Ferner kann sich der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktorsetzer 46 auf die Tabelle beziehen, die beispielhaft in 8 dargestellt ist, um den In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 basierend auf der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 zu setzen, die auf der In-Fahrspur-Querposition beruht.
• Danach kann der Fluss zu S106 weitergehen, wo der Straßenkrümmungseingabewertrechner 43 den Straßenkrümmungseingabewert κmc zur Verwendung des vorstehenden Ausdrucks 6 berechnen kann, der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewertrechner 45 den Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Eingabewert Ψmc unter Verwendung des vorstehenden Ausdrucks (7) berechnen kann, und der In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewertrechner 47 den In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc unter Verwendung des vorstehenden Ausdrucks (8) berechnen kann.
• Danach kann der Fluss zu S107 weitergehen, wo die Fahrtsteuereinrichtung 48 die Steuerfahrspurinformation (den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Tovs und die In-Fahrspur-Querposition yovs) berechnen kann.
• Danach kann der Fluss zu S108 weitergehen, wo der Störungskorrekturgiermomentrechner 48d das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) gemäß einem Flussdiagramm einer Störungskorrekturgiermomentberechnungsroutine berechnen kann, welche später unter Bezug auf 5 beschrieben wird.
• Danach kann der Fluss zu S109 weitergehen, wo die Lenksteuereinrichtung 49 den Ziellenkwinkel θt zum Beispiel aus dem vorstehenden Ausdruck (18) berechnen kann, und den berechneten Ziellenkwinkel θt an den Motortreiber 21 ausgeben kann. Übrigens können diese zur Lenksteuerung verwendeten Parameter auch bedarfsweise von der Fahrtsteuereinrichtung 48 etc. gelesen werden.
• Nun wird basierend auf dem in 5 dargestellten Flussdiagramm Schritt S108, d.h. die Störungskorrekturgiermomentberechnungsroutine beschrieben, die von dem Störungskorrekturgiermomentrechner 48d auszuführen ist.
• Zunächst kann in S201 die basierend auf dem Zweiradmodell des Fahrzeugs geschätzte Querbeschleunigung Gyovs von dem Fahrzeugverhaltensschätzer 48a gelesen werden.
• Danach kann der Fluss zu S202 weitergehen, wo die vom Querbeschleunigungssensor 37 detektierte Querbeschleunigung Gys vom Querbeschleunigungssensor 37 gelesen werden kann.
• Danach kann der Fluss zu S203 weitergehen, wo die Querbeschleunigungsabweichung Ay (=Gys-Gyovs) berechnet wird.
• Danach kann der Fluss zu S204 weitergehen, wo ein Absolutwert |Ay| der Querbeschleunigungsabweichung mit einem Schwellenwert Ayc verglichen werden kann. Der Schwellenwert Ayc kann vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Methoden gesetzt werden.
• Wenn, basierend auf dem Vergleichsergebnis, der Absolutwert |Ay| der Querbeschleunigungsabweichung kleiner als der Schwellenwert Ayc ist (wenn |Ay|<Ayc) kann der Fluss zu S205 weitergehen, zur Bestimmung, dass das Fahrzeug möglicherweise auf einer gekippten Straßenoberfläche fährt. In S205 kann eine Änderungsrate Dy des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts ymc berechnet werden.
• Nachdem die Änderungsrate Dy des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts ymc in S205 berechnet ist, kann der Fluss kann zu S206 weitergehen. In S206 kann ein Absolutwert |Dy| der Änderungsrate des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts mit einem Schwellenwert Dyc verglichen werden. Der Schwellenwert Dyc kann vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Methoden gesetzt werden.
• Wenn, basierend auf dem Bestimmungsergebnis in S206, der Absolutwert |Dy| der Änderungsrate des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts kleiner als der Schwellenwert Dyc ist (wenn |Dy|<Dyc), kann die Routine direkt beendet werden, durch Bestimmung, dass in dem Fahrzeug keine zu korrigierende Störung vorliegt.
• Wenn der Absolutwert |Dy| der Änderungsrate des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts gleich oder größer als der Schwellenwert Dyc ist (wenn |Dy|≥Dyc), kann der Fluss zu S207 weitergehen, durch Bestimmung, dass das Fahrzeug möglicherweise auf der gekippten Straßenoberfläche fährt und dass eine Möglichkeit zum Auftreten der Störung vorliegt, die von der Fahrt auf der gekippten Straßenoberfläche resultiert. In S207 kann der Ratenbegrenzer R, der auf die Addition des Störungskorrekturgiermoments gerichtet ist, so korrigiert werden, dass er abnimmt. Der Ratenbegrenzer R kann einen Wert einnehmen (d.h. ΔMzs/Δt), der eine Additionsrate des Störungskorrekturgiermoments Mzs(i) begrenzt, das im später beschriebenen Prozess in S208 zu berechnen ist. Das Reduzieren des Ratenbegrenzers durch die Korrektur bewirkt, dass die Additionsrate des Störungskorrekturgiermoments Mzs(i) sanft korrigiert wird. Ein Grund für die sanfte Korrektur der Additionsrate des Störungskorrekturgiermoments Mzs(i) ist, dass die Störung, die auf das Fahrzeug bei der Fahrt auf die gekippte Straßenoberfläche wirkt, sanft auf das Fahrzeug einwirkt, und somit berücksichtigt wird, wie eine solche Störung auf das Fahrzeug einwirkt.
• Danach kann der Fluss zu S208 weitergehen, wo das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) als Störungsunterdrückungsparameter berechnet und ausgegeben werden kann, der den Einfluss der Störung unterdrückt. Das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) kann zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (19) berechnet werden: $$\text{Mzs}\left(\text{i}\right)=\text{Min}\left(\Delta \text{t}\cdot \text{R}+\text{Mzs}\left(\text{i}-1\right),\text{Mzs}\left(\text{k}\right)\right)$$

  

  wobei Min(α, β) eine Min-Funktion für α und β ist, Δt eine Steuerzeitspanne ist, Mzs(i-1) ein vorheriger Wert des Störungskorrekturgiermoments Mzs(i) ist, und Mzs(k) ein gegenwärtiger Wert des Störungskorrekturgiermoments Mzs(k) ist.
• Der gegenwärrtige Wert Mzs(k) des Störungskorrekturgiermoments in der Min-Funktion im Ausdruck (19) kann zum Beispiel mit dem folgenden Ausdruck (20) berechnet werden: $$\text{Mzs}\left(\text{k}\right)=\left(1+\text{A}\cdot {\text{V}}^2\right)\cdot \left(2\cdot {\text{L}}^2\cdot \text{Kf}\cdot \text{Kr}\right)\text{/}\left(\text{V}\cdot \left(\text{Kf}+\text{Kr}\right)\right)\cdot \text{K}\cdot \text{Dy}$$

  

  wobei L der Radstand ist, und K ein Steuerfaktor ist, der auf die Änderungsrate der Querposition gerichtet ist, d.h. ein Querpositionsänderungsratenempfindlichkeitssteuerfaktor, der vorab durch Experimente, Berechnung oder andere geeignete Methoden gesetzt wird.
• Wenn basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs in S204 der Absolutwert |Ay| der Querbeschleunigungsabweichung gleich oder größer als ein Schwellenwert Ayc ist (wenn |Ay|>Ayc), kann der Fluss zu S209 weitergehen, durch Bestimmung, dass auf das Fahrzeug möglicherweise eine Störung einwirkt, die Wandern zugeordnet ist. Das Wandern ist eine Störung im Fahrzeugverhalten, das einer Unregelmäßigkeit der Straßenoberfläche, einer welligen Fahrbahn oder irgendeinem anderen Faktor zuzuordnen ist. In S209 kann die Änderungsrate Dy des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts ymc berechnet werden.
• Nachdem die Änderungsrate Dy im In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewert ymc in S209 berechnet ist, kann der Fluss zu S210 weitergehen. In S210 kann eine Richtung der Querbeschleunigungsabweichung Ay mit einer Richtung der Änderungsrate Dy des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts ymc verglichen werden.
• Wenn, basierend auf einem Ergebnis der in S210 durchgeführten Bestimmung, die Richtung der Querbeschleunigungsabweichung Ay mit der Richtung der Änderungsrate Dy des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts ymc übereinstimmt, kann der Fluss zu S211 weitergehen, durch Bestimmung, dass die zu unterdrückende Störung (zum Beispiel das Wandern) auf das Fahrzeug einwirkt. In S211 kann der Ratenbegrenzer R, der auf die Addition des Störungskorrekturgiermoments gerichtet ist, so korrigiert werden, dass er zunimmt. Ein Grund für die Zunahme des Ratenbegrenzers R ist, dass die Störung wie etwa das Wandern eine schnelle Bewegung ist und daher einen raschen Steuereingriff erfordert, und daher mittels des Störungskorrekturgiermoments Mzs(i) eine rasche Korrektur erlaubt werden sollte.
• Wenn die Richtung der Querbeschleunigungsabweichung Ay nicht mit der Richtung der Änderungsrate Dy des In-Fahrspur-Querpositions-Eingabewerts ymc übereinstimmt, kann der Fluss direkt zu S208 weitergehen, ohne den Ratenbegrenzer R zu korrigieren. In S208 kann das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) als der Störungsunterdrückungsparameter berechnet und ausgegeben werden, welche den Einfluss der Störung unterdrückt. Das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) kann mit dem vorstehenden Ausdruck (19) berechnet werden.
• Nachfolgend wird, basierend auf einem in den 11A bis 11D dargestellten Zeitdiagramm, ein Beispiel der Fahrspurinformation beschrieben, welche in einer Ausführung der Erfindung erhalten wird.
• 11A zeigt die Zuverlässigkeitsinformation Rc zur Bildinformation und die Zuverlässigkeitsinformation Rm zur Karteninformation. 11A zeigt ein Beispiel, bei dem die Zuverlässigkeitsinformation Rc zur Bildinformation und die Zuverlässigkeitsinformation Rm zur Karteninformation bis zur Zeit t1 beide 1 (eins) sind, und die Zuverlässigkeitsinformation Rc zur Bildinformation ab der Zeit t1 im Wesentlichen auf 0 (null) abfällt. Die Zuverlässigkeitsinformation Rm zur Karteninformation bleibt ab der Zeit t1 fortlaufend 1.
• Somit wird, in den ab der Zeit t1 zu verwendenden Fahrspurinformationsstücken, die Übernahmerate der Fahrspurinformation basierend auf der Karteninformation im Vergleich zur Fahrspurinformation basierend auf der Bildinformation erhöht.
• Wie im Zeitdiagramm von 11C dargestellt, das die Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψ repräsentiert, und dem Zeitdiagramm von 11D, das die In-Fahrspur-Querpositionen y repräsentiert, erscheint dementsprechend, zur Zeit t2 nach der Zeit t1, eine Störung an einem Signal in Bezug auf den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψc basierend auf der Bildinformation und an einem Signal in Bezug auf die In-Fahrspur-Querposition yc basierend auf der Bildinformation. Im Gegensatz hierzu erscheint, zur Zeit t2, keine Störung an einem Signal in Bezug auf den Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψm basierend auf der Karteninformation und an einem Signal in Bezug auf die In-Fahrspur-Querposition ym basierend auf der Karteninformation. Dies erlaubt die Durchführung einer Rückkopplungsregelung am Zweiradmodell des Fahrzeugs mit der akkuraten Fahrspurinformation, worin die Übernahmerate für die Fahrspurinformation erhöht wird, welche auf der Karteninformation beruht. Somit können ein Signal, das sich auf den basierend auf dem Zweiradmodell des Fahrzeugs erhaltenen Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs bezieht, und ein Signal, das sich auf die auf die Bildinformation beruhende In-Fahrspur-Querposition yovs bezieht, vorteilhaft erhalten bleiben, ohne dass eine unnatürliche Fluktuation auftritt.
• Gemäß der vorliegenden Ausführung der Erfindung können die Übernahmerate der Bildinformation und die Übernahmerate der Karteninformation entsprechend der Zuverlässigkeit jeweils der Bildinformation und der Karteninformation variiert werden, um die Fahrspurinformation zu erhalten. Darüber hinaus kann das Fahrzeugverhalten, das als Reaktion auf den erhaltenen Lenkwinkel θH auszugeben ist, mittels des Zweiradmodells des Fahrzeugs geschätzt werden. Basierend auf dem geschätzten Fahrzeugverhalten kann die Rückkopplung an der Fahrspurinformation (dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel Ψovs und der In-Fahrspur-Querposition yovs), die auf die Fahrspur gerichtet ist, entlang der das Fahrzeug fährt, mittels der erhaltenen Fahrspurinformation durchgeführt werden, die beim Setzen entsprechend der Zuverlässigkeit dieser erhaltenen Fahrspurinformation verändert worden ist. Durch Ausführung der Rückkopplung kann die so rückgekoppelte Fahrspurinformation als die Steuerfahrspurinformation berechnet werden, und kann die Lenksteuerung basierend auf der berechneten Steuerfahrspurinformation durchgeführt werden.
• Indem somit die Eingabewerte, die mit vorteilhafter Genauigkeit gemäß den Übernahmeraten gesetzt worden sind, die für Zustände der Bildinformation und Karteninformation geeignet sind, erhalten werden, und die Rückkopplung in dem Zweiradmodell des Fahrzeugs mittels dieser vorteilhaft gesetzten Eingabewerte bestimmt wird, wird es möglich, die sehr genaue Steuerfahrspurinformation zu erhalten. Hierbei werden auch die Übernahmeraten der Bildinformation und der Karteninformation basierend auf einem Zustand der Umgebung, in der das Fahrzeug fährt, (wie etwa Regenwetterbedingungen und Schneebedingungen) variabel gesetzt und geeignet korrigiert, wodurch es möglich gemacht wird, die sehr genaue Steuerfahrspurinformation zu erhalten. Der Rückkopplungsbetrag der Eingabewerte der Fahrspurinformation, die an dem Zweiradmodell durchzuführen ist, wird auch basierend auf der Zuverlässigkeit der Fahrspur Information variabel gesetzt, was es möglich macht, die Rückkopplungssteuerung beizubehalten, die vorteilhaft basierend auf diesem Zweiradmodell ausgeführt wird. Ferner wird, bei der Durchführung der Rückkopplungsregelung, welche zu diesem vom Beobachter konfigurierten Zweiradmodell beruht, der Rückkopplungsbetrag der Erfassungswerte des Fahrzeugverhaltens variabel gesetzt, um den Rückkopplungsbetrag zu erhöhen, wenn aus den Lenkcharakteristiken des Fahrzeugs bestimmbar ist, dass das Fahrzeugverhalten mit diesem Zweiradmodell nicht vorteilhaft geschätzt werden könnte, wodurch es möglich gemacht wird, einen Fehler zu reduzieren, der aus dem Zweiradmodell resultiert. Der Rückkopplungsbetrag der Eingabewerte der Fahrspurinformation wird erhöht, wenn geschätzt wird, dass die vom Zweiradmodell des Fahrzeugs erhaltenen Schätzwerte eine Störung enthalten, wie etwa dann, wenn sich das parallel zum eigenen Fahrzeug fahrende Fahrzeug auf der Fahrspur befindet, wodurch es möglich gemacht wird, die sehr genaue Steuerfahrspurinformation zu erhalten. Ferner wird, basierend auf der Querbeschleunigung Gys, die vom Querbeschleunigungssensor 37 erfasst wird, und der Querbeschleunigung Gyovs, die mit dem Zweiradmodell des Fahrzeugs geschätzt wird, eine am Fahrzeug erzeugte Störung geschätzt, um, das Störungskorrekturgiermoment Mzs genau zu berechnen, welches einen Einfluss der Störung unterdrückt, und es wird die am Fahrzeug erzeugte Störung identifiziert, um, basierend auf der identifizierten Störung, den Ratenbegrenzer R variabel zu setzen, der auf die Addition des Störungskorrekturgiermoments Mzs gerichtet ist. Das Störungskorrekturgiermoment Mzs wird mittels des Ratenbegrenzers R begrenzt, um das Störungskorrekturgiermoment Mzs(i) auszugeben. Dementsprechend wird es möglich, eine etwaige Störung, die auf das Fahrzeug wirkt, geeignet zu unterdrücken, und eine natürliche Fahrsteuerung zu erlauben, ohne einem Insassen ein unangenehmes Gefühl zu geben.
• Übrigens offenbart die oben erwähnte JP 2001 - 97 234 A eine Technik an einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs. Die in der JP 2001 - 97 234 A offenbarte Technik beinhaltet eine automatische Lenksteuerung, die eine Rückkopplungsregelung der Lenkkraft einer Lenkvorrichtung derart ausführt, dass eine Querposition des eigenen Fahrzeugs einer Referenzposition angenähert wird, welche durch Fahrspurlinien bestimmt wird. Wenn eine Störung wie etwa Seitenwind und Querneigung auf das eigene Fahrzeug einwirkt, werden die Seitenkraft und das Giermoment, die auf das eigene Fahrzeug wirken, durch eine Operation geschätzt. Durch Ausführung der Schätzung wird das automatische Lenken der Lenkvorrichtung basierend auf einem Wert so ausgeführt, dass die Querkraft und das Giermoment, die aus der Störung resultieren, aufgehoben werden. Der Wert wird durch vorwärtskoppelnde Addition eines Lenkbetrags zu einem Lenkbetrag bei der Rückkopplungsregelung erhalten. Die in der JP 2001 - 97 234 A offenbarte Technik verändert auch einen Bestimmungsschwellenwert der Störung gemäß einem Fahrzustand des eigenen Fahrzeugs.
• Ein Fahrkurs eines Fahrzeugs wird durch eine Vielzahl von Faktoren gestört, und eine Art, in der das Fahrzeugverhalten gestört wird, verändert sich von Situation zu Situation. Die Situation kann das Auftreten von Seitenwind oder Wandern sein, das Auftreten der Gierbewegung, die einer gekippten Straßenoberfläche zuzuordnen ist, oder irgendeine andere Situation. Das Wandern ist eine Störung im Fahrzeugverhalten, das einer Unregelmäßigkeit der Straßenoberfläche, einem gerillten Weg oder irgendeinem anderen Faktor zuzuordnen ist. Dementsprechend ist es notwendig, eine Steuerung durchzuführen, welche für einen entsprechenden Faktor geeignet ist, wenn die Störung in einer Querposition einer Fahrspur eines eigenen Fahrzeugs mittels eines Fahrzeugmodells wie etwa eines Beobachters detektiert und korrigiert wird, welche die Schätzung des Fahrzeugverhaltens erlaubt.
• Um die geeignete Steuerung durchzuführen, kann ein Verfahren darin liegen, einen Bestimmungsschwellenwert der Störung entsprechend einem Fahrzustand des eigenen Fahrzeugs zu verändern, wie in der Technik der Fahrzeuglenkvorrichtung, die in JP 2001 - 97 234 A offenbart ist. Dies führt jedoch zu einem Problem. Wenn man als Beispiel das dem Wandern zugeordnete Fahrzeugverhalten hernimmt, hat das dem Wandern zugeordnete Fahrzeugverhalten eine rasche Bewegung und erfordert einen raschen Steuereingriff. Wenn unter diesen Umständen die Geschwindigkeit von Steueroperationen, die an den detektierten Störungen durchzuführen sind, gleichmäßig erhöht wird, könnte eine Korrektur zur Durchführung an der moderaten Gierbewegung, die der gekippten Straßenoberfläche zuzuordnen ist, zu stark werden, was ein Taumeln das Fahrzeugverhaltens verursacht und letztendlich einen Insassen erschrecken könnte.
• Die Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführung der Erfindung macht es möglich, Schätzwerte mit vorteilhafter Genauigkeit zu erhalten, indem Faktoren wie etwa Fluktuation und Fehler in Beobachtungswerten geeignet korrigiert werden, ohne vorab einen Einfluss von Fehlern zwischen Beobachtungswerten und Schätzwerten berücksichtigen zu müssen. Somit wird es möglich, glattgängig verschiedene Informationsstücke zu erhalten, welche zur Durchführung des Lenkens entlang der Fahrspur erforderlich sind, und eine natürliche Lenksteuerung durchzuführen.
• Obwohl im Vorstehenden als Beispiel einige Ausführungen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt. Es sollte angemerkt werden, dass von Fachkundigen Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Die Erfindung soll solche Modifikationen und Veränderungen mit umfassen, insofern sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
• Zum Beispiel sind das Setzen jeweils der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R1, die auf der Straßenkrümmung beruht, der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2, die auf dem Zur-Fahrspur-Gierwinkel beruht, und der Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3, die auf der In-Fahrspur-Querposition beruht, in dem Umgebungserkennungszuverlässigkeitssetzer 41, die Werte der Übernahmeraten a1 bis a6, und der Zur-Fahrspur-Gierwinkel-Rückkopplungsfaktor K2 und der In-Fahrspur-Querpositions-Rückkopplungsfaktor K3 in den 6, 7 und 8, und andere Einstellungen und Werte, wie sie hierin offenbart sind, illustrativ und nicht einschränkend; jeder von diesen kann, in Abhängigkeit von den Spezifikationen, auf einen beliebigen anderen Wert gesetzt werden.
• Ferner kann zum Beispiel die Zuverlässigkeit von jeder der Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R1, R2 und R3 linear von 0 auf 30 gesetzt werden, um verschiedene Fahrumgebungen anzusprechen. Wenn zum Beispiel sich das eigene Fahrzeug in der Nähe vom Eingang eines Tunnels befindet, ist die Umgebung um das eigene Fahrzeug herum sichtbar, weil sich das eigene Fahrzeug außerhalb des Tunnels befindet, aber die Innenseite des Tunnels vor dem eigenen Fahrzeug ist dunkel, was bedeutet, dass die Innenseite des Tunnels einer Fahrumgebung entspricht, die von einer Kamera weniger sichtbar ist. In anderen Worten, die Zuverlässigkeit basierend auf der Karte ist für jede der Umgebungserkennungszuverlässigkeiten R1 und R2 hoch, wohingegen die Zuverlässigkeit basierend auf der Kamera für die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 hoch ist. Wenn dementsprechend in einer Ausführung sich das Fahrzeug in der Nähe vom Eingang des Tunnels befindet, kann die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R1 auf 11 gesetzt werden, um zu erlauben, dass die Übernahmerate a2 größer ist als die Übernahmerate a1, und kann die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R2 auf 13 gesetzt werden, um zu erlauben, dass die Übernahmerate a4 größer ist als die Übernahmerate a3, und kann die Umgebungserkennungszuverlässigkeit R3 auf 18 gesetzt werden, um zu erlauben, dass die Übernahmerate a5 größer ist als die Übernahmerate a6.
• Eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung enthält einen Fahrzeugparameterdetektor, einen Fahrzeugparameterschätzer, einen Störungsunterdrückungsparameterrechner, einen Additionsratenänderer und einen Störungsunterdrücker. Der Fahrzeugparameterdetektor detektiert einen Fahrzeugparameter. Der Fahrzeugparameterschätzer schätzt, mittels eines Fahrzeugmodells, einen Fahrzeugparameter, der als Reaktion auf einen Eingabewert auszugeben ist. Der Störungsunterdrückungsparameterrechner schätzt, basierend auf den vom Fahrzeugparameterdetektor detektierten und vom Fahrzeugparameterschätzer geschätzten Fahrzeugparametern, eine an einem Fahrzeug erzeugte Störung, und berechnet einen Störungsunterdrückungsparameter. Der Additionsratenänderer identifiziert, basierend auf den vom Fahrzeugparameterdetektor detektierten und vom Fahrzeugparameterschätzer geschätzten Fahrzeugparametern, die am Fahrzeug erzeugte Störung, und setzt variabel, basierend auf der identifizierten Störung, eine Additionsrate des Störungsunterdrückungsparameters. Der Störungsunterdrücker addiert den vom Additionsratenänderer gesetzten Störungsunterdrückungsparameter.

Claims (10)

1. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, welche aufweist: einen Fahrzeugparameterdetektor (37), der einen Fahrzeugparameter detektiert; einen Fahrzeugparameterschätzer (48a), der mittels eines Fahrzeugmodells einen Fahrzeugparameter schätzt, der als Reaktion auf einen Eingabewert auszugeben ist; einen Störungsunterdrückungsparameterrechner, der, basierend auf dem vom Fahrzeugparameterdetektor (37) detektierten Fahrzeugparameter und dem vom Fahrzeugparameterschätzer (48a) geschätzten Fahrzeugparameter eine an einem Fahrzeug erzeugte Störung schätzt und einen Störungsunterdrückungsparameter, der einen Einfluss der Störung unterdrückt, berechnet; einen Additionsratenänderer (48d), der, basierend auf dem vom Fahrzeugparameterdetektor (37) detektierten Fahrzeugparameter und dem vom Fahrzeugparameterschätzer (48a) geschätzten Fahrzeugparameter, die an dem Fahrzeug erzeugte Störung identifiziert und wobei der Additionsratenänderer (48d) dahingehend konfiguriert ist, basierend auf der identifizierten Störung, eine Additionsrate des Störungsunterdrückungsparameters variabel zu setzen; so dass die Additionsrate des Störungsunterdrückungsparameters rascher oder sanfter ist, und einen Störungsunterdrücker (49), der den vom Additionsratenänderer (48d) gesetzten Störungsunterdrückungsparameter addiert.
2. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Additionsratenänderer (48d) die Additionsrate des vom Störungsunterdrücker (49) auszugebenden Störungsunterdrückungsparameters setzt, indem er eine Obergrenze der Additionsrate des Störungsunterdrückungsparameters erhöht, wenn bestimmt wird, dass die identifizierte Störung auf Wandern zurückgeht.
3. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Additionsratenänderer (48d) die Additionsrate des vom Störungsunterdrücker (49) auszugebenden Störungsunterdrückungsparameter setzt, indem er eine Obergrenze der Additionsrate des Störungsunterdrückungsparameters verringert, wenn bestimmt wird, dass die identifizierte Störung auf Fahrt auf einer gekippten Straßenoberfläche zurückgeht.
4. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche ferner aufweist: einen Fahrspurinformationsdetektor (31, 32, 43, 45, 47), der Fahrspurinformation erhält; einen Steuerfahrspurinformationsrechner (48b, 48c), der, basierend auf dem vom Fahrzeugparameterschätzer (48a) geschätzten Fahrzeugparameter, eine Rückkopplung der Fahrspurinformation durchführt, um Steuerfahrspurinformation zu berechnen; und einen Rückkopplungsbetragänderer (42, 43, 44, 45, 46, 47), der die Fahrspurinformation, welche dem Steuerfahrspurinformationsrechner (48b, 48c) rückzuführen ist, basierend auf der Zuverlässigkeit der Fahrspurinformation variabel setzt, wobei der Störungsunterdrücker (49) eine Lenksteuereinrichtung ist, die basierend auf der Steuerfahrspurinformation eine Lenksteuerung durchführt.
5. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Rückkopplungsbetragänderer (42, 43, 44, 45, 46, 47) die Fahrspurinformation, welche dem Steuerfahrspurinformationsrechner (48b, 48c) rückzuführen ist, bei abnehmender Zuverlässigkeit der Fahrspurinformation niedriger setzt.
6. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Fahrspurinformationsdetektor (31, 32, 43, 45, 47): die Fahrspurinformation basierend auf Bildinformation und Karteninformation erhält, und basierend auf der Zuverlässigkeit der Bildinformation und der Zuverlässigkeit der Karteninformation, eine Übernahmerate der Fahrspurinformation, die auf der Bildinformation beruht, und eine Übernahmerate der Fahrspurinformation, die auf der Karteninformation beruht, variabel ändert.
7. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Fahrspurinformationsdetektor (31, 32, 43, 45, 47) eine Übernahmerate der Fahrspurinformation, die auf der Bildinformation beruht, verringert, und die Übernahmerate der Fahrspurinformation, die auf der Karteninformation beruht, erhöht, wenn der Fahrspurinformationsdetektor (31, 32, 43, 45, 47) aus der Fahrspurinformation detektiert, dass eine Straße verregnet oder verschneit ist.
8. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die ferner einen Gierratendetektor aufweist, der eine Gierrate des Fahrzeugs detektiert, wobei der Fahrzeugparameterschätzer (48a) den Fahrzeugparameter durch Ausführung einer Rückkopplung von zumindest einem Detektionswert der Gierrate an dem Fahrzeugmodell schätzt, und wobei der Rückkopplungsbetragänderer (42, 43, 44, 45, 46, 47) den Detektionswert der Gierrate, der der am Fahrzeugmodell durchgeführten Rückkopplung zu unterziehen ist, erhöht, wenn aus dem Detektionswert der Gierrate bestimmt wird, dass ein Rechenfehler in einer auf dem Fahrzeugmodell beruhenden Berechnung zunimmt.
9. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die ferner einen Gierratendetektor aufweist, der eine Gierrate des Fahrzeugs detektiert, wobei der Fahrzeugparameterschätzer (48a) den Fahrzeugparameter durch Ausführung einer Rückkopplung von zumindest einem Detektionswert der Gierrate an dem Fahrzeugmodell schätzt, und wobei der Rückkopplungsbetragänderer (42, 43, 44, 45, 46, 47) die Fahrspurinformation, die der vom Fahrzeugparameterschätzer (48a) durchgeführten Rückkopplung zu unterziehen ist, erhöht, wenn der Fahrspurdetektor das Vorhandensein eines anderen Fahrzeugs detektiert, das parallel zu dem Fahrzeug fährt.
10. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Rückkopplungsbetragänderer (42, 43, 44, 45, 46, 47) die Fahrspurinformation, die der vom Fahrzeugparameterschätzer (48a) durchgeführten Rückkopplung zu unterziehen ist, erhöht, wenn der Fahrspurinformationsdetektor (31, 32, 43, 45, 47) das Vorhandensein des anderen Fahrzeugs detektiert, das parallel zu dem Fahrzeug fährt.

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