DE102016122819B4 - Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, welche aufweist:eine erste Setzeinheit, die eine Setzposition eines vor einem eigenen Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung als Steuerungszielpunkt von Nachfolgefahrt setzt, die eine Fahrt erlaubt, während dem vorausfahrenden Fahrzeug gefolgt wird; undeine zweite Setzeinheit, die auf Basis von Formdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs eine Totzone für eine Lenksteuerung setzt, die das eigene Fahrzeug zum Steuerungszielpunkt lenkt,wobei die zweite Setzeinheit die Totzone setzt, wenn die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs kleiner ist als die Fahrzeugbreite des eigenen Fahrzeugs.

Description

• QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung JP 2017 - 105 251 A eingereicht am 7. Dezember 2015, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
• HINTERGRUND
• Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, welche eine Nachfolgefahrt steuert, die erlaubt, dass das eigene Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug folgt.
• In den letzten Jahren ist in Fahrzeugen, wie etwa Automobilen, ein Nachfolgefahrtsystem bekannt geworden, bei dem das eigene Fahrzeug einem dem eigenen Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug folgt. Wie in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsschrift JP 2004 - 322 916 A offenbart, steuert das Nachfolgefahrtsystem, um einem vorausfahrenden Fahrzeug automatisch zu folgen, ein Lenkrad, ein Getriebe, einen Motor und eine Bremse, indem es das vorausfahrende Fahrzeug zum Beispiel mit einem Radar oder einer Kamera aufnimmt. Das Nachfolgefahrtsystem ist wirksam im Fall einer Fahrt auf einer Straße ohne Fahrspurmarkierung oder weißer Linie auf der Straßenoberfläche. Das Nachfolgefahrtsystem ist auch in einem Fall wirksam, wo während Langsamfahrt, Verkehrsstau oder anderen Situationen ein Zwischenfahrzeugabstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug abnimmt, so dass das vordere Blickfeld begrenzt wird, was es während Langsamfahrt im Verkehrsstau oder in anderen Situationen schwierig macht, eine Fahrspurlinie, wie etwa eine weiße Linie, zu erkennen.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Das oben erwähnte Nachfolgefahrtsystem verwendet typischerweise, als Steuerungszielpunkt, eine Mittelposition eines vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung, und steuert derart, dass eine Mittelposition des eigenen Fahrzeugs in der Breitenrichtung mit dem Steuerungszielpunkt übereinstimmt. Die Mittelposition des vorausfahrenden Fahrzeugs kann durch Beobachtung des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet werden.
• Wenn das zu verfolgende vorausfahrende Fahrzeug ein kleineres Fahrzeug als das eigene Fahrzeug ist, ist es jedoch wahrscheinlicher, dass das kleinere Fahrzeug durch Störungen beeinträchtigt wird, aufgrund von Faktoren, wie etwa dem Fahrzeuggewicht und dem Schwerpunkt. Somit ist es wahrscheinlich, dass das kleinere Fahrzeug schlingern könnte oder zur Straßenschulter oder gegenüberliegenden Fahrspur abdriften könnte.
• Wenn das eigene Fahrzeug fährt, während es dem Fahrzeug folgt, das kleiner als das eigene Fahrzeug ist, könnte dementsprechend eine Bewegung des eigenen Fahrzeugs überempfindlich werden, im Vergleich zu einer Fahrt, während es einem Fahrzeug folgt, das gleich oder größer als das eigene Fahrzeug ist, wodurch Verhaltensweisen wie etwa Schlingern und Abdriften noch auffälliger werden, was schließlich einem Fahrer ein ängstliches Gefühl geben könnte.
• Die DE 10 2007 050 189 A1 offenbart die Unterdrückung einer Lenkwinkelkorrektur in einem größeren Toleranzbereich dann, wenn die Fahrzeugbreite eines Führungsfahrzeugs zunimmt.
• Es ist wünschenswert, eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung anzugeben, die es möglich macht, ein unnötiges Verhalten des eigenen Fahrzeugs aufgrund vom Verhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs während der Nachfolgefahrt hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug zu vermeiden.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angegeben.
• Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 angegeben.
• Figurenliste
• 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrtsteuerungssystems.
• 2 ist ein Erläuterungsdiagramm eines Fahrzeugbewegungsbetrags.
• 3 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen Fahrort eines vorausfahrenden Fahrzeugs darstellt.
• 4 ist ein Erläuterungsdiagramm, das eine Totzone für eine Lenksteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug darstellt.
• 5 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen korrigierten Lenkbetrag vom eigenen Fahrzeug in Bezug auf ein Verhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs darstellt.
• 6 ist ein Erläuterungsdiagramm, das ein Setzen der Totzone in Bezug auf ein Fahrzeugbreitenverhältnis des vorausfahrenden Fahrzeugs zum eigenen Fahrzeug darstellt.
• 7 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen Korrekturkoeffizienten des Lenksteuerbetrags darstellt.
• 8 ist ein Flussdiagramm einer Nachfolgefahrtsteuerung.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Im Folgenden werden einige Ausführungen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ein in 1 dargestelltes Fahrtsteuerungssystem 10 kann auf ein Fahrzeug, wie etwa ein Automobil, gerichtet sein. Das Fahrtsteuerungssystem 10 kann eine Fahrtsteuerung einschließlich autonomer automatischer Fahrzeugfahrt durchführen. Das Fahrtsteuerungssystem 10 kann zum Beispiel eine Fahrtsteuereinrichtung 100 als Zentraleinheit, eine Außenumgebungerkennungseinrichtung 20, eine Motorsteuereinrichtung 40, eine Getriebesteuereinrichtung 50, eine Bremssteuereinrichtung 60 und eine Lenksteuereinrichtung 70 enthalten, die über einen Kommunikationsbus 150 miteinander verbunden sein können, der ein Intra-Fahrzeugnetzwerk bildet.
• Die Außenumgebungerkennungseinrichtung 20 kann eine Außenumgebung um das eigene Fahrzeug herum mittels verschiedener Vorrichtungen, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, eine fahrzeugeigene Kamera, ein Millimeterwellenradar und ein Laserradar erkennen. In einer Ausführung der Erfindung werden, als Außenumgebungerkennungseinrichtung 20, eine fahrzeugeigene Kamera 1 und eine Bilderkennungseinrichtung 2 verwendet, um hauptsächlich die Erkennung der Außenumgebung durch die fahrzeugeigene Kamera 1 und die Bilderkennungseinrichtung 2 zu beschreiben.
• In einer Ausführung der Erfindung kann die Kamera 1 eine Stereokamera sein, welche zwei Kameras 1a und 1b enthält, die Bilder des gleichen Objekts aus unterschiedlichen Blickpunkten heraus aufnehmen. Die Kameras 1a und 1b können verschlusssynchronisierte Kameras sein, die jeweils eine Bildgebungseinrichtung, wie etwa eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) und einen Komplementär-Metalloxid-Halbleiter (CMOS), enthalten. Die Kameras 1a und 1b können, mit einer vorbestimmten Grundlinienlänge zum Beispiel in der Nähe vom Rückspiegel an der Innenseite einer Windschutzscheibe, in einem oberen Teil vom Fahrzeuginnenraum, angeordnet sein.
• Ein von der Kamera 1 aufgenommenes Paar von rechten und linken Bildern kann von der Bilderkennungseinrichtung 2 bearbeitet werden. Die Bilderkennungseinrichtung 2 kann einen Pixelversatzbetrag (Parallaxe) zwischen den rechten und linken Bildern einer entsprechenden Position durch einen Stereoabgleichprozess bestimmen, und kann den Pixelversatzbetrag in Daten umwandeln, wie etwa Helligkeitsdaten, um ein Distanzbild zu generieren. Ein Punkt auf dem Distanzbild kann auf dem Triangulationsprinzip koordinatenmäßig in einen Punkt im realen Raum umgewandelt werden, der eine X-Achse als Fahrzeugbreitenrichtung aufweist, d.h. eine links-rechts-Richtung des eigenen Fahrzeugs, eine Y-Achse als Fahrzeughöhenrichtung sowie eine Z-Achse als Fahrzeuglängsrichtung, d.h. Distanzrichtung. Somit können eine Fahrspurlinie, wie etwa eine weiße Linie auf einer Straße, auf der das eigene Fahrzeug fährt, ein Hindernis, ein vor dem eigenen Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug oder andere Objekte dreidimensional erkannt werden.
• Die weiße Linie als Beispiel einer Fahrspurlinie ist erkennbar, indem aus dem Bild eine Gruppe von Punkten extrahiert wird, die eine vorgeschlagene weiße Linie bilden können, und eine gerade Linie oder eine Kurve berechnet wird, welche die vorgeschlagenen Punkte verbindet. Zum Beispiel kann in einem auf das Bild gelegten Weiße-Linie-Detektionsbereich ein Rand detektiert werden, dessen Helligkeit auf einen vorbestimmten Wert oder mehr auf einer Mehrzahl von Suchlinien variiert, die in horizontaler Richtung (Fahrzeugbreitenrichtung) gelegt sind, um einen Satz eines Weiße-Linie-Startpunkts und eines Weiße-Linie-Endpunkts für jede Suchlinie zu detektieren. Somit kann ein mittlerer Bereich zwischen dem Weiße-Linie-Startpunkt und dem Weiße-Linie-Endpunkt als vorgeschlagener Weiße-Linie-Punkt extrahiert werden.
• Danach können Zeitseriendaten einer Raumkoordinatenposition des vorgeschlagenen Weiße-Linie-Punkts auf der Basis des Fahrzeugbewegungsbetrags pro Zeiteinheit erhalten werden. Die erhaltenen Zeitseriendaten können bearbeitet werden, um ein der rechten weißen Linie und der linken weißen Linie angenähertes Modell zu berechnen. Dieses berechnete Modell erlaubt eine Erkennung der weißen Linie. Als das Annäherungsmodell der weißen Linie kann ein Annäherungsmodell von verbundenen linearen Komponenten, die durch Hough-Transformation bestimmt sind, ein zum Beispiel quadratisches Annäherungsmodell einer Kurve, oder jedes andere geeignete Annäherungsmodell verwendet werden.
• Die Motorsteuereinrichtung 40 kann den Antriebszustand eines nicht dargestellten Motors auf der Basis von Signalen von verschiedenen Sensoren steuern, welche den Motorbetriebszustand detektieren, und verschiedener Steuerinformation, die über den Kommunikationsbus 150 übertragen wird. Die Motorsteuereinrichtung 40 kann die Motorsteuerung auf der Basis von zum Beispiel Lufteinlassvolumen, Drosselöffnungswinkel, Motorwassertemperatur, Einlasslufttemperatur, Luftkraftstoffverhältnis, Kurbelwinkel, Gaspedalstellung und anderer Fahrzeuginformation durchführen, ist aber darauf nicht beschränkt. Nicht einschränkende Beispiele der grundlegenden Motorsteuerung können Kraftstoffeinspritzsteuerung, Zündzeitsteuerung, sowie Steuerung vom Öffnungswinkel eines elektronisch gesteuerten Drosselventils enthalten.
• Die Getriebesteuereinrichtung 50 kann den in einem nicht dargestellten Automatikgetriebe zuzuführenden Öldruck auf der Basis von Signalen von Sensoren steuern, die zum Beispiel eine Getriebestellung und eine Fahrzeuggeschwindigkeit detektieren, oder auf der Basis von verschiedenen Steuerinformationstücken, die über den Kommunikationsbus 150 übertragen werden. Somit kann die Getriebesteuereinrichtung 50 das Automatikgetriebe gemäß voreingestellten Getriebecharakteristiken steuern.
• Die Bremssteuereinrichtung 60 kann nicht dargestellte Bremsvorrichtungen von vier Rädern unabhängig von einer vom Fahrer durchgeführten Bremsbetätigung steuern, zum Beispiel auf der Basis von Bremsschalter, Raddrehzahl von jedem der vier Räder, Lenkwinkel, Gierrate und anderer Fahrzeuginformation, ist aber darauf nicht beschränkt. Die Bremssteuereinrichtung 60 kann auch zum Beispiel, durch Berechnen eines jedem Rads zuzuführenden Bremsfluiddrucks auf der Basis der Bremskraft von jedem Rad, eine Antiblockierbremsung und eine Antirutschsteuerung durchführen.
• Die Lenksteuereinrichtung 70 kann ein Unterstützungsdrehmoment, das von einem im Lenksystem des Fahrzeugs vorgesehenen nicht dargestellten elektrischen Servolenkmotor erzeugt wird, zum Beispiel auf der Basis von Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkdrehmoment basierend auf einer vom Fahrer erhaltenen Eingabe, Lenkwinkel, Gierrate und anderer Fahrzeuginformation steuern, ist aber darauf nicht beschränkt. Die Lenksteuereinrichtung 70 kann auch, gemäß einer Anweisung von der Fahrtsteuereinrichtung 100, eine Antriebsteuerung des elektrischen Servolenkmotors mit einem Lenkbetrag durchführen, die während Nachfolgefahrt hinter einem dem eigenen Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug erlaubt, einem Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs zu folgen.
• Nachfolgend wird die Fahrtsteuereinrichtung 100 als zentrale Einheit des Fahrtsteuerungssystems 10 beschrieben. Die Fahrtsteuereinrichtung 100 kann, auf der Basis von von der Außenumgebungerkennungseinrichtung 20 erhaltenen Erkennungsergebnissen der Außenumgebung, auch eine Fahrtsteuerung des eigenen Fahrzeugs auf einer vorausliegenden Route entlang der Fahrspur durchführen, sowie eine Nachfolgefahrtsteuerung, die erlaubt, dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen. Es können Fahrtsteuerungen auf der Basis, als Haupteinheiten, einer Steuereinrichtung 101 und einer Steuerungszielpunktsetzeinheit 102 der Fahrtsteuereinrichtung 100 durchgeführt werden.
• Wenn kein dem eigenen Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug aufgenommen wird, kann die Steuereinrichtung 101 eine Fahrspurlinie, wie etwa eine weiße Linie, auf einer Straße erkennen, um eine Fahrspur des eigenen Fahrzeugs zu detektieren, und kann eine vorausliegende Route entlang der Fahrspur setzen. Danach kann die Steuereinrichtung 101 die Fahrsteuerung mittels der Motorsteuereinrichtung 40, der Getriebesteuereinrichtung 50, der Bremssteuereinrichtung 60 und der Lenksteuereinrichtung 70 durchführen, um eine Fahrt auf der vorausliegenden Route mit einer gesetzten Fahrzeuggeschwindigkeit zu erlauben.
• Wenn das dem eigenen Fahrzeug vorausfahrende Fahrzeug aufgenommen worden ist, kann die Steuereinrichtung 101 die Fahrtsteuerung mittels der Motorsteuereinrichtung 40, der Getriebesteuereinrichtung 50, der Bremssteuereinrichtung 60 und der Lenksteuereinrichtung 70 durchführen, um auf der vorausliegenden Route die Fahrt mit einer gesetzten Fahrzeuggeschwindigkeit zu erlauben, während ein vorbestimmter Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Die Steuereinrichtung 101 kann auch eine Nachfolgefahrtsteuerung durchführen, welchem während Langsamfahrt im Verkehrsstau oder in anderen Situationen eine Fahrt erlaubt, während dem vorausfahrenden Fahrzeug gefolgt wird.
• Bei der Nachfolgefahrt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, kann die Steuereinrichtung 101 den Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnen, und kann eine Lenksteuerung mittels der Lenksteuereinrichtung 70 durchführen, um das eigene Fahrzeug mit dem Fahrort in Übereinstimmung zu bringen. Die Steuereinrichtung 101 kann auch eine Fahrantriebssteuerung mittels der Motorsteuereinrichtung 40, der Getriebesteuereinrichtung 50 und der Bremssteuereinrichtung 60 durchführen. In diesem Fall kann die Nachfolgefahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, als eine Steuerung dienen, welche eine Fortbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs bestimmt, indem sie einen Lenkwinkel korrigiert, um zu erlauben, dass die Querposition des eigenen Fahrzeugs innerhalb der Fahrspurlinien mit einem Steuerungszielpunkt übereinstimmt, der von der Steuerungszielpunktsetzeinheit 102 gesetzt worden ist.
• Der Steuerungszielpunkt kann auf eine Mittelposition vom Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung gesetzt werden, und die Mittelposition kann als Position des vorausfahrenden Fahrzeugs verwendet werden, um den Fahrort zu bestimmen. Insbesondere kann zum Beispiel die Mittelposition des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs aus von der Kamera 1 aufgenommenen Bildern bestimmt werden, und kann die Mittelposition als vorgeschlagener Punkt verwendet werden, der die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs indiziert, um einen vorgeschlagenen Punkt für jedes Einzelbild basierend auf einem Bewegungsbetrag des eigenen Fahrzeugs pro Einzelbild in den aufgenommenen Bildern zu bestimmen. Danach kann eine Kurve, welche einer Gruppe der vorgeschlagenen Punkte angenähert ist, als der Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet werden.
• Insbesondere können aus einer in 2 dargestellten Beziehung auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V vom eigenen Fahrzeug C1 und eines Gierwinkels θ, der durch Gierrate des eigenen Fahrzeugs C1 bestimmt wird, Bewegungsbeträge Δx und Δz zum eigenen Fahrzeug C1' mit einer Bildaufnahmerate Δt (Zeitspanne, bis ein aufgenommenes Bild um ein Einzelbild aktualisiert wird) mittels der folgenden Ausdrücke (1) und (2) berechnet werden. $$\Delta \text{x}=\text{V}\cdot \Delta \text{t}\cdot \text{sin}\mathrm{\theta }$$

  

  $$\Delta \text{x}=\text{V}\cdot \Delta \text{t}\cdot \text{cos}\mathrm{\theta }$$

  
• Danach können die Bewegungsbeträge Δx und Δz des eigenen Fahrzeugs von vorgeschlagenen Punkten Pold (Xold, Zold) des vorausfahrenden Fahrzeugs, die vor dem vorherigen Einzelbild detektiert werden, subtrahiert werden, und kann eine Koordinatentransformation zu einem festen Fahrzeugkoordinatensystem (X', Z') im gegenwärtigen Einzelbild durchgeführt werden, um Koordinaten von vorgeschlagenen Punkten Ppre (Xpre, Zpre) des vorausfahrenden Fahrzeugs im gegenwärtigen Einzelbild zu berechnen, wie mit dem folgenden Ausdrücken (3) und (4) angegeben. $$\text{Xpre}=\left(\text{Xold}-\Delta \text{x}\right)\cdot \text{cos}\mathrm{\theta -}\left(\text{Zold}-\Delta \text{z}\right)\cdot \text{sin}\mathrm{\theta }$$

  

  $$\text{Zpre}=\left(\text{Zold}-\Delta \text{x}\right)\cdot \text{sin}\mathrm{\theta +}\left(\text{Zold}-\Delta \text{z}\right)\cdot \text{cos}\mathrm{\theta }$$

  
• Zum Beispiel kann die Methode der kleinsten Quadrate auf die Gruppe von vorgeschlagenen Punkten angewendet werden, um eine Kurve zu bestimmen, wie mit dem folgenden Ausdruck (5) angegeben. $$\text{P}=\text{K1}\cdot {\text{Z}}^2+\text{K2}\cdot \text{Z}+\text{K3}$$

  

  Die Kurve kann als Fahrort P des vorausfahrenden Fahrzeugs definiert werden, wie in 3 dargestellt. Im Ausdruck (5) bezeichnet ein Koeffizient K1 eine Krümmungskomponente des Fahrorts; bezeichnet ein Koeffizient K2 eine Gierwinkelkomponente des Fahrorts (Neigungskomponente des Fahrorts in Bezug auf das eigene Fahrzeug); und bezeichnet ein Koeffizient K3 eine Querpositionskomponente des Fahrorts in Bezug auf das eigene Fahrzeug.
• Wie oben beschrieben, kann, um dem Fahrort des vorausfahrenden Fahrzeugs zu folgen, die Nachfolgesteuerung als den Steuerungszielpunkt die Mittelposition vom Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung verwenden, um den Lenkwinkel des eigenen Fahrzeugs zu steuern. Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 101 den gegenwärtigen Lenkwinkel mittels der Lenksteuereinrichtung 70 korrigieren, um zu erlauben, dass die Mittelposition des eigenen Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung mit dem Steuerungszielpunkt übereinstimmt, um hierdurch die Nachfolgefahrt zu steuern, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen. Die Lenksteuerung für den Steuerungszielpunkt kann hauptsächlich unter Verwendung einer Rückkopplungsregelung basierend auf einer Abweichung δx zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Position des eigenen Fahrzeugs durchgeführt werden, wenn es mit dem gegenwärtigen Lenkwinkel fährt.
• Zum Beispiel können ein Vorwärtskopplungs-Lenkbetrag, basierend auf der Krümmung K1 des Fahrorts des vorausfahrenden Fahrzeugs, und ein Rückkopplungslenkbetrag einer Abweichung δyaw zum Erlauben, dass der Gierwinkel des eigenen Fahrzeugs mit der Gierwinkelkomponente K2 des Fahrorts übereinstimmt, zu einem Lenkbetrag addiert werden, der auf der Abweichung δx in Bezug auf den Steuerungszielpunkt beruht, um eine Berechnung eines Ziellenkwinkels aref zu erlauben, wie mit dem folgenden Ausdruck (6) angegeben: $$\mathrm{\alpha }\text{ref}=\text{Gf}\cdot \mathrm{\delta }\text{x}+\text{Gff}\cdot \text{K1}+\text{Gy}\cdot \mathrm{\delta }\text{yaw}$$

  

  wobei
• Gf einen Rückkopplungsfaktor für die Abweichung zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Position des eigenen Fahrzeugs bezeichnet, wenn es mit dem gegenwärtigen Lenkwinkel fährt,
• Gff einen Vorwärtskopplungsfaktor für die Krümmung des Fahrorts bezeichnet, und
• Gy einen Rückkopplungsfaktor für einen relativen Gierwinkel zwischen dem Fahrort und dem eigenen Fahrzeug bezeichnet.
• Die Lenksteuerung für den Ziellenkwinkel aref kann als Steuerung für ein Ziellenkdrehmoment basierend auf der Abweichung zwischen dem Ziellenkwinkel aref und einem aktuellen Lenkwinkel αt durchgeführt werden. Die Steuerung für das Ziellenkdrehmoment kann insbesondere als elektrische Stromsteuerung des elektrischen Servolenkmotors durchgeführt werden. Zum Beispiel kann der elektrische Servolenkmotor durch einen Antriebsstrom Im unter Proportional-Integral-Differential-(PID)-Regelung angetrieben werden, wie in dem folgenden Ausdruck (7) angegeben: $$\text{Im}=\text{Kv}\cdot \left(\text{Gp}\cdot \left(\mathrm{\alpha }\text{ref}-\mathrm{\alpha }\text{t}\right)+\text{Gi}\cdot {\displaystyle \int \left(\mathrm{\alpha }\text{ref}-\mathrm{\alpha }\text{t}\right)\text{dt}+\text{Gd}\cdot \text{d}}\left(\mathrm{\alpha }\text{ref}-\mathrm{\alpha }\text{t}\right)/\text{dt}\right)$$

  

  wobei
• Kv einen Motorspannung-zu-Strom-Umwandlungsfaktor bezeichnet,
• Gp einen Proportional-Verstärkungsfaktor bezeichnet,
• Gi einen Integral-Verstärkungsfaktor bezeichnet, und
• Gd einen Differenzial-Verstärkungsfaktor bezeichnet.
• Wenn bei einer solchen Nachfolgefahrt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, das vorausfahrende Fahrzeug ein kleineres Fahrzeug als das eigene Fahrzeug ist, ist es wahrscheinlicher, dass das vorausfahrende Fahrzeug durch eine Störung aufgrund von Faktoren wie etwa dem Fahrzeuggewicht und Schwerpunkt beeinflusst wird, wodurch sich die Querposition des Fahrzeugs mit hoher Häufigkeit und hoher Amplitude ändert. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug kleiner als das eigene Fahrzeug ist, könnte das vorausfahrende Fahrzeug schlingern oder könnte zur Straßenschulter oder entgegengesetzten Fahrbahn abdriften. Somit könnte die Bewegung des eigenen Fahrzeugs überempfindlich werden, dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, wodurch Verhaltensweisen wie etwa Schlingern und Abdriften noch auffälliger werden, was einem Fahrer schließlich ein ängstliches Gefühl geben könnte.
• Um dem Rechnung zu tragen kann, wie in 1 dargestellt, die Fahrtsteuereinrichtung 100, zusätzlich zur Steuereinrichtung 101 und der Steuerungszielpunktsetzeinheit 102, eine Totzonensetzeinheit 103 und eine Lenksteuerbetragkorrektureinheit 104 enthalten, um hierdurch das unnötige Verhalten des eigenen Fahrzeugs zu vermeiden, welches durch das Verhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs verursacht wird, was erlaubt, dass ein Fahrer nur selten ein ängstliches Gefühl bekommt.
• Die Totzonensetzeinheit 103 kann eine Breite D einer Totzone für die Lenksteuerung auf der Basis von Formdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs setzen. In einer Ausführung der Erfindung kann die Totzonensetzeinheit 103 auf der Basis einer Beziehung zwischen den Formdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs, die aus den von der Kamera 1 aufgenommenen Bildern erhalten werden, und entsprechenden Formdaten des eigenen Fahrzeugs, die vorab in einer Vorrichtung des eigenen Fahrzeugs gespeichert sind, bestimmen, ob das vorausfahrende Fahrzeug kleiner als das eigene Fahrzeug ist. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug kleiner als das eigene Fahrzeug ist, kann die Totzonensetzeinheit 103 die Breite D der Totzone setzen. Als die Beziehung von Formdaten zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug können Verhältnisse, wie etwa ein Fahrzeugbreitenverhältnis, ein Flächenverhältnis (Verhältnis zwischen Flächen, die auf eine Ebene projiziert werden, wo die Fahrzeugbreitenrichtung die X-Achse ist und die Fahrzeughöhenrichtung die Y-Achse ist) und ein Aspektverhältnis (Fahrzeughöhe/Fahrzeugbreite) verwendet werden.
• Insbesondere wenn, wie in 4 dargestellt, die Totzonensetzeinheit 103 bestimmt, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug C2 kleiner als das eigene Fahrzeug C1 ist, kann die Totzonensetzeinheit 103, zur Zeit der Bestimmung, die Breite D der Totzone in einen vorbestimmten Bereich um einen Mittelpunkt des Steuerungszielpunkts der Nachfolgefahrt herum setzen, um dem vorausfahrenden Fahrzeug C2 zu folgen. Somit kann auch in einem Fall, wo das vorausfahrende Fahrzeug C2 schlängelnd fährt, die Totzonensetzeinheit 103 den Lenkbetrag des eigenen Fahrzeugs C1 ohne Korrektur beibehalten, wenn eine Abweichung λ zwischen dem Mittelpunkt des eigenen Fahrzeugs C1 und dem Steuerungszielpunkt innerhalb der Breite D der Totzone liegt.
• In anderen Worten, wenn das vorausfahrende Fahrzeug C2 gleich oder größer als das eigene Fahrzeug C1 ist, kann die Totzonensetzeinheit 103 einen Lenkbetrag α des eigenen Fahrzeugs C1 in Bezug auf eine Abweichung Δα zwischen dem Ziellenkwinkel aref und dem aktuellen Lenkwinkel αt korrigieren, wie in 5 mit der unterbrochenen Linie angegeben. Die Abweichung Δα indiziert eine Spurabweichung des eigenen Fahrzeugs. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug C2 kleiner als das eigene Fahrzeug C1 ist, kann die Totzonensetzeinheit 103 die Korrektur des Lenkbetrags α vom eigenen Fahrzeug C1 in Bezug auf die Abweichung Δα zwischen dem Ziellenkwinkel aref und dem aktuellen Lenkwinkel αt innerhalb eines Bereichs der Totzone D unterdrücken, wie in 5 mit der durchgehenden Linie angegeben. Somit kann die Totzonensetzeinheit 103 eine überempfindliche Reaktion des eigenen Fahrzeugs verhindern.
• In einer Ausführung der Erfindung kann die Breite D der Totzone auf der Basis des Fahrzeugbreitenverhältnisses einer Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs zu einer Fahrzeugbreite des eigenen Fahrzeugs setzen. In anderen Worten, die Totzonensetzeinheit 103 kann, als Fahrzeugbreite W2 des vorausfahrenden Fahrzeugs, eine Differenz in einer äußerst rechten Position und einer äußerst linken Position vom Heckbereich des vorausfahrenden Fahrzeugs in der X-Achsen-Richtung berechnen, die aus den von der Kamera 1 aufgenommenen Bildern erhalten werden. Ferner kann die Totzonensetzeinheit 103 einen Koeffizienten Kd auf der Basis des Fahrzeugbreitenverhältnisses (W2/W1) der Fahrzeugbreite W2 zu einer Fahrzeugbreite W1 des eigenen Fahrzeugs berechnen, zum Beispiel in Bezug auf eine Tabelle. Die Fahrzeugbreite W1 kann vorab bereits bekannt sein. Somit kann die Totzonensetzeinheit 103 die Breite D der Totzone setzen, indem sie die Fahrzeugbreite W2 des vorausfahrenden Fahrzeugs mit dem Koeffizienten Kd multipliziert.
• 6 zeigt ein Beispiel einer Eigenschaftstabelle, in der die Totzone gesetzt ist. In dieser Tabelle ist die Eigenschaft so gesetzt, dass, wenn das Fahrzeugbreitenverhältnis (W2/W1) abnimmt, d.h. wenn das vorausfahrende Fahrzeug kleiner als das eigene Fahrzeug wird, der Koeffizient Kd zunimmt. Der Koeffizient Kd wird zum Beispiel so gesetzt, dass am Maximum Kd gleich etwa 0,8 (Kd≈0,8) ist. Wenn das Fahrzeugbreitenverhältnis (W2/W1) gleich oder größer als 1,0 ist (W2/W1 ≥1.0), d.h. wenn das vorausfahrende Fahrzeug gleich oder größer als das eigene Fahrzeug ist, ist Kd gleich Null (Kd=0), was bedeutet, dass im Wesentlichen keine Totzone vorhanden ist.
• Es ist anzumerken, dass die Tabelle von 6 zugunsten der einfachen Beschreibung den Koeffizienten Kd auf der Basis des Fahrzeugbreitenverhältnisses (W2/W1) setzt; jedoch kann auch ein vorab erhaltener Wert (Breite D der Totzone) direkt in der Tabelle gespeichert sein, da die Fahrzeugbreite W1 des eigenen Fahrzeugs bereits als konstant bekannt ist. Der in der Tabelle zu speichernde Wert kann durch Multiplikation der Fahrzeugbreite W2 des vorausfahrenden Fahrzeugs mit einem Wert des entsprechenden Koeffizienten Kd auf der Tabelle erhalten werden. Die Fahrzeugbreite W2 des vorausfahrenden Fahrzeugs kann durch Umkehroperation von einem Referenzparameter (Fahrzeugbreitenverhältnis W2/W1) erhalten werden.
• Während in der Tabelle von 6 der Koeffizient Kd auf der Basis des Fahrzeugbreitenverhältnisses (W2/W1) gesetzt wird, kann der Koeffizient Kd auch auf der Basis der Fahrzeugbreite W2 des vorausfahrenden Fahrzeugs gesetzt werden. In anderen Worten, die Fahrzeugbreite des eigenen Fahrzeugs ist bereits bekannt, und somit macht es die Detektion der Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs klar, ob das vorausfahrende Fahrzeug kleiner als das eigene Fahrzeug ist. Daher kann die Breite der Totzone auch aus den Formdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs eindeutig gesetzt werden.
• Wenn das vorausfahrende Fahrzeug zur Straßenschulter oder einer entgegengesetzten Fahrspur abdriftet, kann die Lenksteuerbetragkorrektureinheit 104 einen Lenksteuerbetrag für den Ziellenkwinkel korrigieren, um das unnötige Verhalten des eigenen Fahrzeugs aufgrund des Verhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs zu vermeiden. Die Korrektur des Lenksteuerbetrags ist eine Korrektur, die darauf gerichtet ist, den Lenksteuerbetrag unter Verwendung eines Korrekturkoeffizienten Kα (Kα≤1.0) zu reduzieren, der in Abhängigkeit von der Abweichung Δα zwischen dem Ziellenkwinkel aref und dem aktuellen Lenkwinkel αt gesetzt wird.
• In diesem Fall kann, ob das vorausfahrende Fahrzeug abdriftet, aus einer Querposition des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf die Mittelposition einer Fahrspur bestimmt werden, wenn eine Fahrspurlinie wie etwa eine weiße Linie erkennbar ist. Wenn hingegen die Fahrspurlinie wie etwa die weiße Linie nicht erkennbar ist, weil das Blickfeld der Kamera 1 während der Fahrt im Verkehrsstau oder in anderen Situationen durch das vorausfahrende Fahrzeug eingeschränkt ist, kann das Abdriften mittels Faktoren bestimmt werden, wie etwa dem aktuellen Lenkwinkel und der Abweichung zwischen dem Ziellenkwinkel und dem aktuellen Lenkwinkel. Bei normaler Fahrumgebung sind eine Fahrspurlinienbreite und der Maximalwert des Lenkwinkels innerhalb der Fahrspur als bereits bekannte Werte erhältlich. Wenn somit der aktuelle Lenkwinkel und die Abweichung zwischen dem Ziellenkwinkel und dem aktuellen Lenkwinkel vorbestimmte Schwellenwerte überschreitet, lässt sich bestimmen, dass das vorausfahrende Fahrzeug abdriftet, und dass das eigene Fahrzeug auch abdriftet, während es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt.
• Ferner kann der Korrekturkoeffizienten Kα in Bezug auf eine Eigenschaftstabelle gesetzt werden, wie sie zum Beispiel in 7 dargestellt ist. Im Beispiel von 7 wird die Eigenschaft so gesetzt, dass, wenn die Abweichung Δα zwischen dem Ziellenkwinkel aref und dem aktuellen Lenkwinkel αt von einem kleinen Bereich der Abweichung Δα aus zunimmt, der Korrekturkoeffizient Kα von 1,0 (Kα=1,0) monoton abnimmt. Insbesondere kann eine Reduktionskorrektur des Lenksteuerbetrags mit dem Korrekturkoeffizienten Kα durchgeführt werden, zum Beispiel durch Multiplizieren des Ziellenkwinkels aref gemäß dem vorstehenden Ausdruck (6), oder des Treiberstroms Im des elektrischen Servolenkmotors gemäß dem vorstehenden Ausdruck (7) mit dem Korrekturkoeffizienten Kα. Somit kann die Reduktionskorrektur das unnötige Verhalten des eigenen Fahrzeugs vermeiden, indem sie den Lenkwinkel oder die Lenkkraft während der Nachfolgefahrt reduziert.
• Insbesondere kann der Korrekturkoeffizient Kα hauptsächlich für Multiplikationen des Rückkopplungsfaktors Gf verwendet werden. Der Korrekturkoeffizient Kα kann nach Bedarf auch für Multiplikationen von Verstärkungsfaktoren wie etwa dem Rückkopplungsfaktor Gy und einem Steuerungsfaktor der PID-Regelung für das Ziellenkdrehmoment verwendet werden. Der Korrekturkoeffizient Kα kann für die Multiplikationen verwendet werden, um jeden der Verstärkungsfaktoren zu reduzieren, um hierdurch eine Reduktionskorrektur des Ziellenkwinkels aref und des Treiberstroms Im des elektrischen Servolenkmotors durchzuführen. Der Rückkopplungsfaktor Gf bezeichnet den Rückkopplungsfaktor für die Abweichung zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Position des eigenen Fahrzeugs an dem Ziellenkwinkel aref. Der Rückkopplungsfaktor Gy bezeichnet einen Rückkopplungsfaktor für einen relativen Gierwinkel zwischen dem Fahrort und dem eigenen Fahrzeug. Nicht einschränkende Beispiele des Steuerfaktors bei der PID-Regelung für das Ziellenkdrehmoment können den Proportional-Faktor Gp, den Integral-Faktor Gi und den Differenzial-Faktor Gd enthalten.
• Nun wird unter Bezug auf das Flussdiagramm von 8 ein Programmprozess der Nachfolgefahrtsteuerung zum Nachfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs beschrieben, der in der Fahrtsteuereinrichtung 100 durchgeführt wird.
• Bei der Nachfolgefahrtsteuerung, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, wird im ersten Schritt S1 geprüft, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, das in einem vorbestimmten Bereich vor dem eigenen Fahrzeug erkannt wird. Wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird, kann der Fluss diesen Prozess überspringen. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug erkannt wird, kann der Fluss von Schritt S1 zu Schritt S2 weitergehen, in dem die Mittelposition des Heckbereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs als der Steuerungszielpunkt der Nachfolgefahrt gesetzt werden kann, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen.
• Dann kann der Fluss zu Schritt S3 weitergehen, in dem die Fahrzeugbreite W2 des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet werden kann, um die Breite D der Totzone zu setzen, zum Beispiel durch Bezugnahme auf die Tabelle basierend auf dem Fahrzeugbreitenverhältnis W2/W1 der Fahrzeugbreite W2 des vorausfahrenden Fahrzeugs zur Fahrzeugbreite W1 des eigenen Fahrzeugs, die vorab in einer Vorrichtung gespeichert ist (s. 6). Dann kann in Schritt S4 geprüft werden, ob die Abweichung zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Mittelposition des eigenen Fahrzeugs innerhalb der Totzone liegt.
• Wenn die Abweichung zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Mittelposition des eigenen Fahrzeugs innerhalb der Totzone liegt, kann der Fluss von Schritt S4 zu Schritt S5 weitergehen, um zu prüfen, ob das vorausfahrende Fahrzeug zur Straßenschulter oder entgegengesetzten Fahrspur hin abdriftet. Wenn die Abweichung zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Mittelposition des eigenen Fahrzeugs innerhalb der Totzone liegt, und das vorausfahrende Fahrzeug nicht abdriftet, kann der Fluss von Schritt S5 zu Schritt S7 weitergehen, um den gegenwärtigen Lenkwinkel beizubehalten.
• Wenn die Abweichung zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Mittelposition des eigenen Fahrzeugs außerhalb der Totzone liegt, kann der Fluss von Schritt S4 zu Schritt S7 weitergehen, um zu prüfen, ob das vorausfahrende Fahrzeug abdriftet. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug nicht abdriftet, kann der Fluss von Schritt S7 zu Schritt S9 weitergehen, um die Nachfolgefahrtsteuerung durchzuführen, um zu erlauben, dass die Mittelposition des eigenen Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung mit dem Steuerungszielpunkt übereinstimmt. Die Nachfolgefahrtsteuerung kann hierbei unter Verwendung der Lenksteuerung für den Steuerungszielpunkt durchgeführt werden, d.h. hauptsächlich unter Verwendung der Lenksteuerung, die den Lenkwinkel auf der Basis der Abweichung zwischen dem Steuerungszielpunkt und der Mittelposition des eigenen Fahrzeugs korrigiert.
• Wenn in Schritt S7 bestimmt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug abdriftet, kann der Fluss von Schritt S7 zu Schritt S8 weitergehen, um den Korrekturkoeffizienten Kα des Lenksteuerbetrags zum Beispiel in Bezug auf die Tabelle basierend auf der Abweichung Δα zwischen Ziellenkwinkel aref für den Steuerungszielpunkt und dem gegenwärtigen aktuellen Lenkwinkel αt zu setzen (s. 7). Dann kann in Schritt S9 die Lenksteuerung für den Steuerungszielpunkt auf der Basis des Lenksteuerbetrags durchgeführt werden, der der Reduktionskorrektur mit dem Korrekturkoeffizienten Kα unterzogen worden ist.
• Wie oben beschrieben, ist es gemäß einer Ausführung der Erfindung möglich, während der Nachfolgefahrt unnötige Verhaltensweisen des eigenen Fahrzeugs durch Verhaltensweisen des kleineren vorausfahrenden Fahrzeugs zu vermeiden, wie etwa Schlingern und Abdriften, unter Verwendung der gesetzten Position des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung als der Steuerungszielpunkt. Somit bekommt der Fahrer kaum ein ängstliches Gefühl.
• Obwohl im Vorstehenden einige bevorzugte Ausführungen der Erfindung als Beispiel in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt. Es sollte sich verstehen, dass von Fachkundigen Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom in den beigefügten Ansprüchen definierten Umfang abzuweichen. Die Erfindung soll solche Modifikationen und Veränderungen beinhalten, insofern sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
• Eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung enthält eine erste Setzeinheit und eine Korrektureinheit. Eine Steuerungszielpunktsetzeinheit setzt eine Setzposition eines vor dem eigenen Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung als Steuerungszielpunkt der Nachfolgefahrt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug nachzufolgen. Eine Lenksteuerbetragkorrektureinheit korrigiert auf Basis einer Abweichung zwischen einem Ziellenkwinkel, der das eigene Fahrzeug zum Steuerungszielpunkt bringt, und einem aktuellen Lenkwinkel einen Betrag einer Lenksteuerung, die das eigene Fahrzeug zum Ziellenkwinkel steuert, der ein Lenkwinkel ist, der das eigene Fahrzeug zum Steuerungszielpunkt bringt.

Claims (3)

1. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, welche aufweist: eine erste Setzeinheit, die eine Setzposition eines vor einem eigenen Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung als Steuerungszielpunkt von Nachfolgefahrt setzt, die eine Fahrt erlaubt, während dem vorausfahrenden Fahrzeug gefolgt wird; und eine zweite Setzeinheit, die auf Basis von Formdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs eine Totzone für eine Lenksteuerung setzt, die das eigene Fahrzeug zum Steuerungszielpunkt lenkt, wobei die zweite Setzeinheit die Totzone setzt, wenn die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs kleiner ist als die Fahrzeugbreite des eigenen Fahrzeugs.
2. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Korrektureinheit aufweist, die auf Basis einer Abweichung zwischen einem Ziellenkwinkel, der das eigene Fahrzeug zum Steuerungszielpunkt bringt, und einem aktuellen Lenkwinkel einen Betrag einer Lenksteuerung, die das eigene Fahrzeug zum Ziellenkwinkel steuert, korrigiert, wobei der Ziellenkwinkel ein Lenkwinkel ist, der das eigene Fahrzeug zum Steuerungszielpunkt bringt.
3. Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Setzeinheit die Breite (D) der Totzone auf Null setzt, wenn die Fahrzeugbreite des vorausfahrenden Fahrzeugs gleich groß oder größer ist als die Fahrzeugbreite des eigenen Fahrzeugs.

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