DE102016208282A1

DE102016208282A1 - Fahrzeugsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016208282A1
Application number: DE102016208282.5A
Authority: DE
Inventors: Hideo Inoue; Masahiro Mio; Masayuki Okuwa; Tsukasa Shimizu; Minoru Kamata; Takuma Ito; Pongsathorn Raksincharoensak; Masao Nagai
Original assignee: Tokyo University of Agriculture and Technology NUC; University of Tokyo NUC; Toyota Motor Corp
Current assignee: Tokyo University of Agriculture and Technology NUC; University of Tokyo NUC; Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2016-11-17
Also published as: JP6235528B2; JP2016215733A; US20160334796A1; US10048699B2

Abstract

Eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die ein Fahrzeug so steuert, dass es entlang einer Route von einer momentanen Position zu einem Ziel fährt, umfasst eine Punktinformations-Speichereinheit, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, um einen Lenkmodifikationspunkt des Fahrzeugs und einen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt des Fahrzeugs, die mit der Karteninformationen verknüpft sind, zu speichern, eine Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit, die eine Spurfahrstrecke berechnet, die eine Strecke ist, auf der das Fahrzeug entlang einer Spur fährt, die die Route von einer Spureinfahrposition, an der das Fahrzeug in die Spur einfährt, bildet, wobei eine Datenerzeugungseinheit in dem Fahrzeug eingebaut ist, um Spurfahrt-Kartendaten für jede Spur auf der Grundlage der Karteninformation, des Lenkmodifikationspunkts, des Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkts, einer Position des Fahrzeugs und einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu erzeugen, und eine Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit, die das Fahrzeug auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs, der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs und der Spurfahrt-Kartendaten steuert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Technik zum Automatikfahren, die ein Echtzeitkinematik Global Positioning System [RTK-GPS] verwendet, ist im Stand der Technik bezüglich einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung verfügbar, die es ermöglicht, dass ein Fahrzeug automatisch fährt. In einer in "Vehicle Motion Control for Automatic Driving in Local Area with Parking Space" von Manabu Omae, Naohisa Hashimoto, Hiroshi Shimizu, und Takehiko Fujioka, Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan, Vol. 35, p. 235–240 (2004), beschriebenen Technik wird bewirkt, dass ein Fahrzeug unter Verwendung einer von einem RTK-GPS auf der Grundlage von Soll-Ortsliniendaten gewonnenen Fahrpositionsinformation, die durch Einstellen einer Soll-Position des Fahrzeugs in festen Streckenintervalle, zum Beispiel alle 15 cm, erzeugt wird, automatisch fährt.
Jedoch muss, damit das Fahrzeug entlang einer typischen Route von einem momentanen Position zu einem Ziel unter Verwendung der oben beschriebenen Technik fährt, eine große Menge an Soll-Ortsliniendaten im Voraus bearbeitet werden. Ferner müssen, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug tatsächlich entlang der Route fährt, auch Soll-Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten im Voraus in festen Streckenintervallen bearbeitet werden. Es ist schwierig, eine so große Menge an Daten in einer Datenbasis des Fahrzeugs zu speichern. Wenn hingegen das Fahrzeug versucht, die für das automatische Fahren relevanten Daten unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitskommunikation dynamisch von einem Computer zu gewinnen, der sich in einer Anlage oder einem Gebäude befindet, ist ein großes Kommunikationsvolumen erforderlich, was zu einer Überlastung der Kommunikationswege führt. Ferner können Kommunikationsanlagen unzureichend ausgebaut sein, insbesondere in regionalen Bereichen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung bereit, die die Fahrt eines Fahrzeugs entlang einer Route von einem momentanen Position zu einem Ziel unter Verwendung einer kleinen Menge an Daten regelt.
Eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist so ausgelegt, dass sie ein Fahrzeug auf der Grundlage einer Karteninformationen so steuert, dass es entlang einer Route von einem momentanen Position zu einem Ziel fährt. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung umfasst eine Punktinformations-Speichereinheit, die ausgelegt ist, um einen Lenkmodifikationspunkt des Fahrzeugs und einen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt des Fahrzeugs zu speichern, die mit der Karteninformationen verknüpft sind, eine Positionserfassungseinheit, die ausgelegt ist, um eine Position des Fahrzeugs zu erfassen, eine Fahrtrichtungs-Erfassungseinheit, die ausgelegt ist, um eine Richtung des fahrenden Fahrzeugs zu erfassen, eine Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit, die ausgelegt ist, um eine Spurfahrstrecke, die eine Strecke ist, die das Fahrzeug auf einer Spur fährt, die die Route von einer Spureinfahrposition, an der das Fahrzeug in die Spur einfährt, bildet, auf der Grundlage der Karteninformation, der Position des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu berechnen, eine Datenerzeugungseinheit ausgelegt ist, um für jede Spur Spurfahrt-Kartendaten, die eine Soll-Position des Fahrzeugs, eine Soll-Richtung des Fahrzeugs und eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen, auf der Grundlage der Karteninformation, des Lenkmodifikationspunkts, des Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkts, der Position des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu erzeugen, wobei die Soll-Position, die Soll-Richtung und die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit der Spurfahrstrecke entsprechen, und eine Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit, die ausgelegt ist, um das Fahrzeug auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs, der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs und der Spurfahrt-Kartendaten zu steuern.
In der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Aspekt werden Spurfahrt-Kartendaten, die verwendet werden, während das Fahrzeug entlang der Route fährt, von Lenkmodifikationspunkten wie etwa Kurven und Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkten wie etwa temporären Haltelinien erzeugt, die mit der Karteninformationen in Beziehung stehen. Daher besteht keine Notwendigkeit, eine große Menge an Daten zu speichern, die durch Soll-Positionen und Soll-Fahrzeuggeschwindigkeiten des Fahrzeugs in festen Streckenintervallen zu allen Zeiten in Verbindung mit den Karteninformationen gebildet werden, so dass das Fahrzeug so gesteuert werden kann, dass es entlang der Route von der momentane Position zu dem Ziel unter Verwendung einer kleinen Menge an Daten fährt, die in der Punktinformations-Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert sind. Ferner werden gemäß dieser Fahrzeugsteuerungsvorrichtung die Spurfahrt-Kartendaten für jede Spur erzeugt, so dass eine Kontinuität der Spurfahrt-Kartendaten leicht gewährleistet werden kann.
In dem oben beschriebenen Aspekt kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung ferner umfassen: eine Zielspeichereinheit, die ausgelegt ist, um eine mit der Karteninformationen verknüpfte Zielinformation bezüglich eines Landmarkenziels, das sich an einer festgelegten Position relativ zu der Spur befindet, zu speichern, eine Zielerfassungseinheit, die ausgelegt ist, um ein Landmarkenziel vor und hinter dem Fahrzeug zu erfassen, eine Zielentfernungs-Erfassungseinheit, die ausgelegt ist, um eine Strecke von dem Fahrzeug zu dem Landmarkenziel auf der Grundlage eines durch die Zielerfassungseinheit gewonnenen Erfassungsergebnisses zu erfassen, und eine Positionskorrektureinheit zum Korrigieren der Position des Fahrzeugs auf der Grundlage der Entfernung von dem Fahrzeug zu dem Landmarkenziel durch die Zielentfernungs-Erfassungseinheit. Mit dieser Fahrzeugsteuerungsvorrichtung kann die Position des Fahrzeugs unter Verwendung der Landmarkenziele korrigiert werden, die sich an festen Positionen relativ zu der Spur befinden, so dass die Genauigkeit der Fahrzeugposition verbessert sein kann. Daher kann gemäß dieser Fahrzeugsteuerungsvorrichtung das Fahren mit dem Fahrzeug mit hoher Genauigkeit unter Verwendung einer hoch genauen Fahrzeugpositionsinformation gesteuert bzw. geregelt werden.
Die Positionskorrektureinheit kann der Korrektur der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs auf der Grundlage der durch die Zielentfernungs-Erfassungseinheit erfassten Entfernung von dem Fahrzeug zu dem Landmarkenziel dienen. Mit dieser Fahrzeugsteuerungsvorrichtung kann die Spurfahrstrecke des Fahrzeugs unter Verwendung der Landmarkenziele, die sich an festen Positionen relativ zu der Spur befinden, korrigiert werden, so dass die Genauigkeit der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs verbessert sein kann. Daher kann gemäß dieser Fahrzeugsteuerungsvorrichtung eine Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit unter Verwendung einer exakt in Beziehung zu dem Fahrzeug berechneten Spurfahrstrecke gesteuert bzw. geregelt werden.
Mit der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß diesem Aspekt der Erfindung, wie er oben beschrieben ist, kann ein Fahrzeug so gesteuert werden, dass es entlang einer Route von einer momentanen Position zu einem Ziel unter Verwendung einer kleinen Menge an Daten fährt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2A eine Draufsicht ist, die eine Situation zeigt, in der ein Fahrzeug so gesteuert wird, dass es entlang einer Route fährt;
2B eine Draufsicht ist, die eine Situation zeigt, in der das Fahrzeug in die nächste Spur fährt;
3 ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung durchgeführte Wegpunktekartenaktualisierungsverarbeitung zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung durchgeführte Landmarkenkarten-Aktualisierungsverarbeitung zeigt;
5 ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung durchgeführte Sollwertkarten-Aktualisierungsverarbeitung zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung durchgeführte Spurfahrstrecke-Berechnungsverarbeitung zeigt;
7 ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung unter Verwendung der Landmarkenkarte durchgeführte Positionskorrekturverarbeitung zeigt;
8 ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung unter Verwendung der Wegpunktekarte durchgeführte Lenkregelung zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung unter Verwendung der Wegpunktekarte durchgeführte Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung zeigt;
10A ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung unter Verwendung der Sollwertkarte durchgeführte Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung zeigt; und
10B ein Flussdiagramm ist, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung unter Verwendung der Sollwertkarte durchgeführte Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, ist in ein Fahrzeug M wie etwa ein Personenkraftwagen eingebaut, um eine Fahrt mit dem Fahrzeug M zu regeln. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 steuert das Fahrzeug M auf der Grundlage von Karteninformationen so, dass es von einer momentanen Position des Fahrzeugs M entlang einer Route zu einem Ziel fährt.
Die Karteninformationen umfasst zum Beispiel eine Positionsinformation für jede Spur einer Straße, eine Straßenverlaufsinformation (zum Beispiel Kategorien wie etwa einen kurvigen Verlauf oder einen geradlinigen Verlauf sowie eine Straßenkrümmung), eine Information, die ein Maß für die Anzahl von Spuren der Straße ist, eine Information, die ein Maß für eine gesetzliche Mindestgeschwindigkeit auf der Straße ist, und eine Information, die ein Maß für eine gesetzliche Höchstgeschwindigkeit auf der Straße ist. Die Karteninformationen umfasst ferner eine Information, die ein Maß für Positionen von Haltelinien ist, eine Information, die ein Maß für Positionen von Schnittpunkten ist, und so weiter.
Das Ziel kann ein durch einen Fahrer mit Hilfe einer Eingabevorrichtung, in der Zeichnung nicht gezeigt, manuell eingestelltes Ziel oder ein durch ein in dem Fahrzeug M eingebautes Navigationssystem automatisch vorgeschlagenes Ziel sein. Das Navigationssystem schlägt auf der Grundlage einer momentanen Position des Fahrzeugs M und einer Fahrtenhistorie des Fahrers mit Hilfe zum Beispiel eines herkömmlichen Verfahrens automatisch (stellt ein) eine Position, an der das Fahrzeug häufig geparkt wird, als das Ziel vor. In dieser Ausführungsform zum Beispiel kann eine weiter unten beschriebene Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen als das Navigationssystem dienen.
Die Route ist aus Straßen (Spuren) aufgebaut, auf denen das Fahrzeug M fährt, um, ausgehend von der momentanen Position, das Ziel zu erreichen. Die Route kann durch den Fahrer manuell eingestellt oder durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 (zum Beispiel die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen) auf der Grundlage der momentanen Position und des Ziels automatisch vorgeschlagen (eingestellt) werden. Ein herkömmliches Verfahren kann verwendet werden, um die Route einzustellen. Spuren werden entlang der eingestellten Route unterschieden.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 ist dazu geeignet zu ermöglichen, dass das Fahrzeug M zum Beispiel durch automatisches Fahren von der momentanen Position zum Ziel fährt. Eine Automatikfahrt ist ein Fahrzustand, in dem das Fahrzeug M automatisch entlang der Route fährt, ohne dass dabei die Notwendigkeit besteht, dass der Fahrer Fahroperationen durchführt.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 speichert Lenkmodifikationspunkte und Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte, die mit den Karteninformationen verknüpft sind. Ein Lenkmodifikationspunkt ist eine Position auf einer Spur, wo durch das Fahrzeug M eine Lenkmodifikation durchgeführt wird. Insbesondere umfassen die Lenkmodifikationspunkte Kurven und Schnittpunkten. Eine Kurve ist eine Position (ein Abschnitt) auf einer Spur mit einer Krümmung von wenigstens einem festen Wert. Ein Schnittpunkt ist eine Position (ein Abschnitt), wo sich wenigstens zwei Straßen schneiden, und kann eine normale Kreuzung oder eine T-Kreuzung sein. Ein einziger Lenkmodifikationspunkt wird bei einer einzigen Kurve eingestellt, unabhängig zum Beispiel von der Länge der Kurve. Ebenso wird ein einziger Lenkmodifikationspunkt zum Beispiel bei einem einzigen Schnittpunkt eingestellt.
Eine Spur ist hier ein streifenförmiger Bereich einer Straße, der in einer Straßenbreitenrichtung durch weiße Linien definiert ist, und dient als eine Fahrlinie, entlang der das Fahrzeug M fährt. In dieser Ausführungsform ist die Spur zum Beispiel in einer Längsrichtung durch Schnittpunkte unterteilt. Eine Position, an der das Fahrzeug M in eine Spur einfährt, während es entlang der Route fährt, ist als Spureinfahrposition bezeichnet. Die Spureinfahrposition ist zum Beispiel ein Schnittpunkt. Eine Strecke, die das Fahrzeug M ab der Spureinfahrposition auf der Spur fährt, ist als eine Spurfahrstrecke bezeichnet. Mit anderen Worten, die Spurfahrstrecke ist die Strecke auf der Spur ab der Spureinfahrposition. Die Position des Lenkmodifikationspunkts in der Längsrichtung der Spur ist auf der Spur durch die Fahrzeugfahrstrecke definiert. Der Lenkmodifikationspunkt befindet sich zum Beispiel in der Spurbreitenrichtung in der Mitte der Spur. Beispielsweise werden auf einer bestimmten Spur eine Kurve bei einer Spurfahrstrecke von 100,0 m und ein Schnittpunkt bei einer Spurfahrstrecke von 150,0 m als Positionen von Lenkmodifikationspunkten gespeichert.
Der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt ist eine Position auf der Spur, wo eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M festgelegt ist. Insbesondere umfassen die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte Haltelinien. Die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit an einer vorübergehenden Haltelinie beträgt 0 km/h. Die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte können ferner Fußgängerübergänge und starke Gefälle umfassen. Ein starkes Gefälle ist eine Position mit einer Steigung, die gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit an einem Fußgängerübergang ist zum Beispiel Kriechgeschwindigkeit (eine Geschwindigkeit von nicht mehr als 10 km/h oder dergleichen). Die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem starken Gefälle ist zum Beispiel 30 km/h. Die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte enthalten jeweils eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Information und eine Positionsinformation. Ähnlich den Lenkmodifikationspunkten sind Positionen der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte in der Längsrichtung der Spur unter Verwendung der Fahrzeugfahrstrecke auf der Spur definiert. Zum Beispiel sind auf einer bestimmten Spur eine Kurve bei einer Spurfahrstrecke von 125.0 m und ein Schnittpunkt bei einer Spurfahrstrecke von 175.0 m als Positionen von Lenkmodifikationspunkten auf der Spur gespeichert.
2A ist hier eine Draufsicht, die eine Situation zeigt, in der das Fahrzeug M so gesteuert wird, dass es entlang einer Route fährt. 2A zeigt eine Route R, entlang der das Fahrzeug M fährt, Spuren P1, P2, die die Route R bilden, einen Schnittpunkt T, der durch eine T-Kreuzung gebildet ist, die die Spur P1 mit der Spur P2 verbindet, eine Spur P3, die über den Schnittpunkt T mit den Spuren P1, P2 verbunden ist, eine Haltelinie L, die sich vor dem Schnittpunkt T auf der Spur P1 befindet, eine Kurve C, die die Spur P2 bildet, und einen Fußgängerübergang Cr, der durch weiße Streifen auf der Spur P2 dargestellt ist. Der Schnittpunkt T bildet einen Teil der Spur P1. In 2A fährt das Fahrzeug M gerade entlang der Spur P1, stoppt kurz an der Haltelinie L und biegt dann an dem Schnittpunkt T links ab, um in die Spur P2 einzufahren. Das Fahrzeug M fährt dann weiter auf der Spur P2, fährt entlang der Kurve C und fährt weiter über den Fußgängerübergang Cr.
In der in 2A gezeigten Situation speichert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 den Schnittpunkt T und die Kurve C als Lenkmodifikationspunkte. Hier dient die momentane Position des Fahrzeugs M in 2A als die Spureinfahrposition in die Spur P1. In diesem Fall speichert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 zum Beispiel den Schnittpunkt T, der sich bei der Spurfahrstrecke von 100,0 m auf der Spur P1 befindet. Der Schnittpunkt T, der als der Lenkmodifikationspunkt dient, umfasst ferner eine Information bezüglich der Lenkmodifikation. Die Information bezüglich der Lenkmodifikation umfasst zum Beispiel einen Krümmungsradius r und einen Winkel α einer Linkskurve (einen Winkel von einem Startpunkt zu einem Endpunkt eines durch eine Ortslinie während des Linksabbiegens gezogenen Bogens). Es wird hier angenommen, dass der Krümmungsradius r und der Winkel α des an dem Schnittpunkt T durchgeführten Abbiegens 5,5 m bzw. 90° betragen. Wenn die Spurfahrstrecke als Abstand ausgedrückt wird, dann kann die Information bezüglich des Schnittpunkts T ausgedrückt werden als (Linkskurven/Rechtskurven-Klassifikation, Abstand, r, α): (Linkskurve; 100,0; 5,5; 90). Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 speichert die den Schnittpunkt T, der als der Lenkmodifikationspunkt dient, betreffende Information in Verbindung mit der Spur P1 in der Form (Linkskurve, 100,0; 5,5; 90). Es ist zu beachten, dass, wenn die Route R gerade durch den Schnittpunkt T verläuft, die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 den Schnittpunkt T nicht als einen Lenkmodifikationspunkt verwendet.
2B ist eine Draufsicht, die eine Situation zeigt, in der das Fahrzeug M in die nächste Spur P2 einfährt. Die Position des Fahrzeugs M in 2B dient als die Spureinfahrposition in die Spur P2. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 speichert die Kurve C, die sich zum Beispiel bei einer Spurfahrstrecke von 50,0 m auf der Spur P2 befindet. Die Kurve C ist eine Rechtskurve. Nimmt man an, dass der Krümmungsradius r und der Winkel α der Kurve C 5,0 m bzw. 90° sind, so kann eine Information bezüglich der Kurve C als (Rechts/Links-Klassifikation, Abstand, r, α) = (rechts; 50,0; 5,0; 90) ausgedrückt werden. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 speichert die Information bezüglich der Kurve C, die als der Lenkmodifikationspunkt dient, in Verbindung mit der Spur P2 zum Beispiel in der Form (rechts; 50,0; 5,0; 90).
Ferner speichert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 in 2A die Haltelinie L und den Fußgängerübergang Cr als Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte. Zum Beispiel speichert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Haltelinie L, die sich bei einer Spurfahrstrecke von 99,5 m auf der Spur P1 befindet. Die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Haltelinie L beträgt 0 km/h, so dass Information bezüglich der Haltelinie L als (Abstand; Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit) = (99,5; 0) ausgedrückt werden kann. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 speichert die Information bezüglich der Haltelinie L, die als der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt dient, in Verbindung mit der Spur P1 zum Beispiel in der Form (99,5; 0).
Ebenso speichert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 den Fußgängerübergang Cr, der sich zum Beispiel bei einer Spurfahrstrecke von 110,0 m auf der Spur P2 befindet. Nimmt man zum Beispiel an, dass die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit an dem Fußgängerübergang Cr 10 km/h beträgt, kann eine Information bezüglich des Fußgängerübergangs Cr als (Abstand; Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit) = (110,0; 10) ausgedrückt werden. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 speichert die Information bezüglich des Fußgängerübergangs Cr, der als der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt dient, in Verbindung mit der Spur P2 zum Beispiel in der Form (110,0; 10).
Wenn eine Route eingestellt wird, entlang der das Fahrzeug M fahren soll, erzeugt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 Spurfahrt-Kartendaten, die während der Fahrt des Fahrzeugs M verwendet werden, auf der Grundlage der Karteninformation, der Lenkmodifikationspunkte und der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte. Die Spurfahrt-Kartendaten enthalten eine Information, die ein Maß für Soll-Positionen ist, eine Information, die ein Maß für Soll-Orientierungen ist, und eine Information, die ein Maß für Soll-Fahrzeuggeschwindigkeiten ist, die auf das Fahrzeug M angewendet werden, wenn das Fahrzeug M entlang der Route fährt. Die Spurfahrt-Kartendaten werden für jede Spur erzeugt. Die Spurfahrt-Kartendaten werden unter Verwendung der Spurfahrstrecke, die die von dem Fahrzeug M auf einer Spur zurückgelegte Strecke ist, aus der Spureinfahrposition als einer Referenz erzeugt.
Die Spurfahrt-Kartendaten umfassen zum Beispiel eine Wegpunktekarte, eine Landmarkenkarte und eine Sollwertkarte. Die Wegpunktekarte ist ein Datenfeld bezüglich den Soll-Positionen und Soll-Orientierungen des Fahrzeugs M, während es entlang der Route fährt. Auf der Wegpunktekarte sind Soll-Positionen und Soll-Orientierungen in festen Streckenintervallen (zum Beispiel alle 2 cm) entlang der Route eingestellt. Eine Position, die mit einer Soll-Position und einer Soll-Orientierung in der Karteninformationen verknüpft ist, ist als Wegpunkt bezeichnet. Die Wegpunktekarte ist ein Datenfeld, in dem Wegpunkte unter Verwendung der Spurfahrstrecke in jeder Spur als Referenz in festen Streckenintervallen festgelegt sind.
Die Soll-Positionen auf der Wegpunktekarte umfassen, zusätzlich zu der Spurfahrstrecke, die Positionsinformation unter Verwendung eines xy-Koordinatensystems auf einer Karte. Das xy-Koordinatensystem kann zum Beispiel die Spureinfahrposition jeder Spur als Referenz (einen Ursprung) verwenden. In diesem Fall entspricht eine x-Richtung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs M an der Spureinfahrposition, während eine y-Richtung der Querrichtung des Fahrzeugs M an der Spureinfahrposition entspricht. Wenn die Spur geradlinig ist, stimmt die x-Koordinate mit der Spurfahrstrecke überein. Wenn die Spur gekrümmt ist, stimmt die x-Koordinate nicht mit der Spurfahrstrecke überein. Die Soll-Position umfasst (Abstand, x, y,). Ferner sind die Soll-Orientierungen auf der Wegpunktekarte als Winkels θ unter Verwendung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs M in der Spureinfahrposition als Referenz ausgedrückt.
Die Wegpunktekarte umfasst ferner Informationen bezüglich eines Kurvenflags, das ein Flag ist, das zum Beispiel verwendet wird, um zu erkennen, dass sich das Fahrzeug M vor oder in einer Kurve befindet. Die Kurvenflag wird an jedem Wegpunkt gesetzt. In diesem Fall umfasst die Kurve auch den Schnittpunkt, an dem eine Rechts- oder eine Linkskurve in der Route erforderlich ist. Das Kurvenflag wird zum Beispiel von 5 m vor der Kurve bis das Fahrzeug M die Kurve passiert hat auf 1 gesetzt und zu allen anderen Zeiten auf null gesetzt. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erzeugt die Wegpunktekarte mit dem Kurvenflag auf der Grundlage der Lenkmodifikationspunkte. Es ist zu beachten, dass das Kurvenflag nicht notwendigerweise auf der Wegpunktekarte gesetzt werden muss.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erzeugt die Wegpunktekarte unter der Annahme, dass die Spuren, die die Route bilden, an anderen Positionen als den Lenkmodifikationspunkten geradlinig sind. Mit anderen Worten, an anderen Positionen als den Lenkmodifikationspunkten, ist die Wegpunktekarte durch aufeinanderfolgende Wegpunkte gebildet, die eine gerade Linie entlang der Spur bilden.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erzeugt die Wegpunktekarte so, dass das Fahrzeug M Lenkmodifikationen (Kurven, Links-/Rechts-Abbiegungen und so weiter) an den Lenkmodifikationspunkten durchführt. Insbesondere verwendet die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 den Krümmungsradius r der Kurve C, die als der Lenkmodifikationspunkt zum Berechnen einer bogenförmigen Ortslinie mit dem Krümmungsradius r dient. Ferner bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 einen Endpunkt der bogenförmigen Ortslinie aus dem Winkel α der Kurve C, die als der Lenkmodifikationspunkt dient. Es ist zu beachten, dass der Startpunkt der Kurve C zum Beispiel aus der Positionsinformation der Kurve C (d. h. der Spurfahrstrecke) bestimmt wird. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erzeugt die Wegpunktekarte so, dass sie ein Datenfeld von Soll-Positionen und Soll-Orientierungen umfasst, die es ermöglichen, dass das Fahrzeug M zum Beispiel entlang der berechneten bogenförmigen Ortslinie fährt.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erzeugt die Wegpunktekarte während der Fahrt des Fahrzeug M dynamisch unter Verwendung der Route des Fahrzeugs M, der momentanen Position des Fahrzeugs M und den Lenkmodifikationspunkten. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erzeugt die Wegpunktekarte so, dass sie sich von der momentanen Position des Fahrzeugs M auf der Route zu einer Position drei Lenkmodifikationspunkte weiter weg erstrecken. Wenn das Fahrzeug M zum Beispiel einen Lenkmodifikationspunkt passiert, aktualisiert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Wegpunktekarte, indem sie eine neue Wegpunktekarte erzeugt, die sich von der momentanen Position zu einer Position drei Lenkmodifikationspunkte weiter weg erstreckt. Es ist zu beachten, dass die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Wegpunktekarte immer dann aktualisieren kann, wenn das Fahrzeug M eine bestimmte Bewegungsstrecke (zum Beispiel 200.0 m) entlang der Spur zurückgelegt hat, statt jedes Mal, wenn das Fahrzeug M einen Lenkmodifikationspunkt passiert.
Die Landmarkenkarte ist ein Datenfeld bezüglich Landmarkenzielen, die verwendet wird, um die Position des Fahrzeugs M zu korrigieren. Die Landmarkenziele sind Erfassungsobjekte, die sich an festen Positionen relativ zu der Spur befinden. Die Landmarkenziele umfassen zum Beispiel Haltelinien L, Fußgängerübergänge Cr, alphanumerische Zeichen, Diamantmarkierungen und andere Straßenmarkierungen, die auf der Spur in weißen Linien gezogen sind. Die Landmarkenziele umfassen ferner Straßenrandstrukturen wie etwa Leitplanken. Wenn zum Beispiel durch eine Kamera ein Landmarkenziel erfasst wird, korrigiert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Position des Fahrzeugs M auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M unter Verwendung der Position des Landmarkenziels in der Karteninformation als Referenz. Es ist zu beachten, dass die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 nicht notwendigerweise eine Positionskorrektur durchführen muss, so dass die Landmarkenkarte nicht notwendig ist.
Die Sollwertkarte ist ein Datenfeld bezüglich der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M, das entlang der Route fährt. Die Sollwertkarte ist ein Datenfeld, in dem zum Beispiel die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte auf jeder Spur in Übereinstimmung mit der Spurfahrstrecke angeordnet sind. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erzeugt die Sollwertkarte zum Beispiel durch aufeinanderfolgendes Anordnen der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte, die in einem Bereich enthalten sind, der sich von der momentanen Position des Fahrzeugs M auf der Route zu einer Position drei Lenkmodifikationspunkte weiter weg erstreckt, auf der Grundlage der Spurfahrstrecken der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte auf den einzelnen Spuren.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 ermöglicht es, dass das Fahrzeug M entlang der Route fährt, indem sie das Fahrzeug M auf der Grundlage der erzeugten Spurfahrt-Kartendaten steuert. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 steuert das Lenken des Fahrzeugs M auf der Grundlage der Wegpunktekarte. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 steuert die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M auf der Grundlage der Wegpunktekarte und der Sollwertkarte.
Nachfolgend ist eine Konfiguration der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 eine elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit [ECU] 2, die die gesamte Steuerung der Vorrichtung übernimmt. Die ECU 2 ist eine elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit, die durch eine Zentralverarbeitungseinheit [CPU], einen Festwertspeicher [ROM], einen Direktzugriffsspeicher [RAM] und so weiter gebildet ist. Die ECU 2 kann aus mehreren elektronischen Steuerungs- bzw. Regelungseinheiten gebildet sein. Die ECU 2 ist mit einem Außensensor 3, einem Innensensor 4, einer GPS-Empfangseinheit 5, der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen und einem Aktor 7 verbunden.
Der Außensensor 3 ist eine In-Vehicle-Erfassungsvorrichtung, die äußere Bedingungen bzw. Zustände erfasst, die als Umgebungsinformation des Fahrzeugs M dienen. Der Außensensor 3 umfasst eine Kamera 8 und ein Radar 9.
Die Kamera 8 ist hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs M und hinten am Fahrzeug M angeordnet. Die Kamera 8 überträgt Bildinformationen über den Bereich vor und hinter dem Fahrzeug M zu der ECU 2. Die Kamera 8 kann eine monokulare Kamera oder eine Stereokamera sein. Eine Stereokamera umfasst zwei Abbildungseinheiten, die so angeordnet sind, dass sie eine binokulare Disparität erzeugen. Informationen eines durch eine Stereokamera aufgenommene Bildes umfassen ferner Disparitätsinformationen (Streckeninformationen).
Das Radar 9 erfasst Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs M unter Verwendung von Radiowellen (zum Beispiel Millimeterwellen). Das Radar erfasst ein Hindernis (ein weiteres Fahrzeug, ein Fußgänger, ein Fahrrad, eine Struktur oder dergleichen), indem es Radiowellen in die Umgebung des Fahrzeugs M aussendet und durch das Hindernis reflektierte Radiowellen empfängt. Das Radar 9 überträgt eine Information, die ein Maß für das erfasste Hindernis ist, zu der ECU 2. Es ist zu beachten, dass Light Detection and Ranging [LIDAR], das Licht statt Radar 9 verwendet, verwendet werden kann. Ferner ist es nicht notwendig, sowohl die Kamera 8 als auch das Radar 9 vorzusehen; es ist möglich, nur eines von beiden zu verwenden.
Der Innensensor 4 ist eine Erfassungsvorrichtung, die Fahrzustände des Fahrzeugs M erfasst. Der Innensensor 4 umfasst einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist ein Detektor, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs M erfasst. Ein Fahrzeugrad-Drehzahlsensor, der zum Beispiel an einem Fahrzeugrad des Fahrzeugs M oder einer Antriebswelle oder dergleichen, die sich gemeinsam mit dem Fahrzeugrad dreht, angeordnet ist, um eine Drehzahl des Fahrzeugrads zu erfassen, wird als der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor verwendet. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor überträgt eine Information, die ein Maß für die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit ist, zu der ECU 2.
Der Innensensor 4 umfasst einen Beschleunigungssensor und einen Gierratensensor. Der Beschleunigungssensor ist ein Detektor, der eine Beschleunigung des Fahrzeugs M erfasst. Der Beschleunigungssensor umfasst zum Beispiel einen Längsbeschleunigungssensor, der die Beschleunigung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs M erfasst, und einen Querbeschleunigungssensor, der eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs M erfasst. Der Beschleunigungssensor überträgt zum Beispiel eine Information, die ein Maß für die Beschleunigung des Fahrzeugs M ist, zu der ECU 2. Der Gierratensensor ist ein Detektor, der eine Gierrate (eine Winkelgeschwindigkeit) des Schwerpunkts des Fahrzeugs M um eine vertikale Achse erfasst. Zum Beispiel kann ein Gyrosensor als der Gierratensensor verwendet werden. Der Gierratensensor überträgt eine Informationen, die ein Maß für die erfasste Gierrate des Fahrzeugs M ist, zu der ECU 2.
Die GPS-Empfangseinheit 5 misst die Position des Fahrzeugs M (zum Beispiel die geografische Breite und die geografische Länge des Fahrzeugs M) durch Empfangen von Signalen von drei oder mehreren GPS-Satelliten. Die RTK-GPS-Technologie zum Beispiel wird in der GPS-Empfangseinheit 5 verwendet. Auf diese Weise kann die Genauigkeit, mit der die GPS-Empfangseinheit 5 die Position des Fahrzeugs M misst, erhöht werden. Die GPS-Empfangseinheit 5 überträgt eine Information, die ein Maß der gemessenen Position des Fahrzeugs M ist, zu der ECU 2.
Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen ist ein in dem Fahrzeug M eingebautes Informationsbereitstellungssystem. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen überträgt in Antwort auf eine Anforderung von der ECU 2 Daten bezüglich der Karteninformationen, der Lenkmodifikationspunkte und der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte zu der ECU 2. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen umfasst eine Karteninformations-Speichereinheit 10, eine Punktinformations-Speichereinheit 11 und eine Zielspeichereinheit 12.
Die Karteninformations-Speichereinheit 10 ist eine Datenbasis zum Speichern der Karteninformationen. Die Karteninformations-Speichereinheit 10 befindet sich auf einem Speichermedium (zum Beispiel einer Festplatte [HDD]), das in dem Fahrzeug eingebaut ist. Die Punktinformations-Speichereinheit 11 ist eine Datenbasis zum Speichern der Lenkmodifikationspunkte und der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte, die mit der Karteninformationen verknüpft sind. Die Punktinformations-Speichereinheit 11 kann sich auf demselben Speichermedium befinden wie die Karteninformations-Speichereinheit 10 oder auf einem weiteren.
Die Zielspeichereinheit 12 ist eine Datenbasis zum Speichern von Zielinformationen bezüglich der Landmarkenzielen. Die Zielinformationen umfassen Informationen, die ein Maß für die Positionen der Landmarkenziele sind (zum Beispiel Informationen, die ein Maß für die Spurfahrstrecke auf der entsprechenden Spur sind), und Informationen, die ein Maß für die Erfassungscharakteristiken der Landmarkenziele sind. Die Informationen, die ein Maß für die Erfassungscharakteristiken der Landmarkenziele sind, sind Informationen, die von der Kamera 8 oder dem Radar 9 zum Erfassen der Landmarkenziele verwendet werden. Die Erfassungscharakteristikinformationen können zum Beispiel Forminformationen, die von der Kamera 8 zum Erfassen der Landmarkenziele verwendet werden, Reflexionscharakteristikinformationen, die von dem Radar 9 zum Erfassen der Landmarkenziele verwendet werden, und so weiter sein. Andere verfügbare Informationen können ebenfalls als die Erfassungscharakteristikinformationen verwendet werden. Die Zielspeichereinheit 12 kann sich ebenfalls auf demselben Speichermedium wie die Karteninformations-Speichereinheit 10 befinden oder auf einem weiteren Speichermedium. Es ist zu beachten, dass, wenn die Positionskorrektur nicht durchgeführt wird, die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen die Zielspeichereinheit 12 nicht umfassen muss.
Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen kann eine Funktion zum Durchführen einer drahtlosen Kommunikation mit einem Computer haben, der sich in einer externen Einrichtung wie etwa einem Informationsmanagementzentrum befindet. In diesem Fall kann die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen die Karteninformation, Lenkmodifikationspunkte, und Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte mittels drahtloser Kommunikation je nach Erfordernis aktualisieren.
Der Aktor 7 ist eine Vorrichtung, die die Fahrt des Fahrzeugs M steuert. Der Aktor 7 umfasst wenigstens einen Drosselaktor, einen Bremsaktor und einen Lenkaktor. Der Drosselaktor steuert die Antriebskraft des Fahrzeugs M durch Steuern einer Menge an einem Verbrennungsmotor (einer Drosselöffnung) in Antwort auf ein Steuersignal von der ECU 2 zugeführten Luft. Es ist zu beachten, dass, wenn das Fahrzeug M ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ist, der Drosselaktor nicht vorhanden ist und die Antriebskraft durch Eingabe eines Steuersignals von der ECU 2 an einen Motor geregelt wird, der als eine Leistungsquelle dient.
Der Bremsaktor steuert eine auf die Fahrzeugräder des Fahrzeugs M ausgeübte Bremskraft durch Steuern eines Bremssystems in Antwort auf ein Steuersignal von der ECU 2. Zum Beispiel kann ein hydraulisches Bremssystem als das Bremssystem verwendet werden. Der Lenkaktor regelt den Betrieb eines Hilfsmotors, der Teil eines Servolenksystems ist, um ein Lenkmoment in Antwort auf ein Steuersignal von der ECU 2 zu regeln. Auf diese Weise regelt der Lenkaktor das Lenkmoment des Fahrzeugs M.
Nachfolgend ist eine funktionale Konfiguration der ECU 2 beschrieben. Es ist zu beachten, dass einige der Funktionen der ECU 2 von einem Computer ausgeführt werden können, der sich in einer Einrichtung wie etwa einem Informationsmanagementzentrum befindet, so dass er mit dem Fahrzeug M kommunizieren kann, oder von einem tragbaren Informationsterminal, der dazu geeignet ist, mit dem Fahrzeug M zu kommunizieren. Ein in einen Fahrzeuginnenraum mitgenommenes, tragbares Informationsterminal entspricht einer in dem Fahrzeug eingebauten Vorrichtung. Die ECU 2 umfasst eine Positionserfassungseinheit 20, eine Zielerfassungseinheit 21, eine Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22, eine Positionskorrektureinheit 23, eine Fahrtrichtungs-Erfassungseinheit 24, eine Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25, eine Datenerzeugungseinheit 26, eine Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 und eine Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28.
Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position (xy-Koordinaten) des Fahrzeugs M. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position des Fahrzeugs M auf der entsprechenden Spur zum Beispiel unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens auf der Grundlage der durch die GPS-Empfangseinheit 5 gemessenen Informationen, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M sind. Die Positionserfassungseinheit 20 kann die Position (zum Beispiel die Spurfahrstrecke) des Fahrzeugs M auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor des Fahrzeugs M erfassen. Ferner kann die Positionserfassungseinheit 20 eine seitliche Position (eine Position in der Breitenrichtung der Spur) des Fahrzeugs M durch Erkennen einer weißen Linie, entlang der das Fahrzeug M fährt, auf der Grundlage der durch die Kamera 8 gewonnenen Bildinformation erfassen. Ferner kann die Positionserfassungseinheit 20 die Position des Fahrzeugs M durch ein herkömmliches Verfahren unter Verwendung des dem Fahrzeug M nächstgelegenen Wegpunkts korrigieren, wenn das Fahrzeug M fährt.
Die Zielerfassungseinheit 21 erfasst Landmarkenziele vor und hinter dem Fahrzeug M auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Außensensors 3 und der Zielinformation von der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen. Mit anderen Worten, die Zielerfassungseinheit 21 erfasst Landmarkenziele aus der durch die Kamera 8 aufgenommenen Bildinformation und der Hindernisinformation von dem Radar 9 durch Zugriff auf die Zielinformationen in der Zielspeichereinheit 12.
Wenn die Zielerfassungseinheit 21 ein Landmarkenziel erfasst, erfasst die Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22 einen Abstand zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M. Die Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22 erfasst den Abstand zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M auf der Grundlage zum Beispiel der Hindernisinformation von dem Radar 9. Wenn die Kamera 8 zum Beispiel eine Stereokamera ist, kann die Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22 den Abstand zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M auf der Grundlage einer Information (Tiefenabstandsinformation), die ein Maß für die Disparität des von der Stereokamera aufgenommenen Bildes ist, erfassen.
Wenn die Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22 den Abstand zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M erfasst, korrigiert die Positionskorrektureinheit 23 die durch die Positionserfassungseinheit 20 erfasste Position des Fahrzeugs M auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M. Die Positionskorrektureinheit 23 korrigiert die Position des Fahrzeugs M unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M. Die Positionskorrektureinheit 23 korrigiert ferner die durch die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 berechnete Spurfahrstrecke, wie es weiter unten beschrieben ist, auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M. Es ist zu beachten, dass eine Positionskorrektur durch die Positionskorrektureinheit 23 nicht durchgeführt werden muss. In diesem Fall sind auch die Zielerfassungseinheit 21 und die Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22 nicht erforderlich.
Die Fahrtrichtungs-Erfassungseinheit 24 erfasst die Fahrtrichtung des Fahrzeugs M auf der Grundlage der Gierrateninformation von dem Gierratensensor des Innensensors 4. Alternativ kann die Fahrtrichtungs-Erfassungseinheit 24 die Fahrtrichtung des Fahrzeugs M auf der Grundlage einer temporären Veränderung der Information, die ein Maß für die durch die Positionserfassungseinheit 20 erfasste Position des Fahrzeugs M ist, erfassen.
Die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 berechnet auf der Grundlage der Information, die ein Maß für die durch die Positionserfassungseinheit 20 erfasste Position des Fahrzeugs M ist, einen ersten Spurfahrstreckenkandidat, der ein Kandidat der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M auf der Spur ist, auf der das Fahrzeug M momentan fährt. Ferner berechnet die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 auf der Grundlage der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor aus der Spureinfahrposition erfassten Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation zu der momentanen Position auf der Spur, auf der das Fahrzeug M momentan fährt, einen zweiten Spurfahrstreckenkandidat als ein Kandidat der Spurfahrstrecke.
Die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 bestimmt, ob oder nicht ein Unterschied zwischen dem ersten Spurfahrstreckenkandidat und dem zweiten Spurfahrstreckenkandidat gleich einem erlaubten Schwellenwert ist oder diesen überschreitet. Der erlaubte Schwellenwert ist ein im Voraus eingestellter Schwellenwert, um zu bestimmen, ob ein Fehler der Spurfahrstrecke innerhalb eines erlaubten Bereichs liegt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Unterschied zwischen dem ersten Spurfahrstreckenkandidat und dem zweiten Spurfahrstreckenkandidat nicht gleich dem erlaubten Schwellenwert ist oder diesen überschreitet, berechnet die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 den ersten Spurfahrstreckenkandidat als die Spurfahrstrecke. Wenn bestimmt wird, dass der Unterschied zwischen dem ersten Spurfahrstreckenkandidat und dem zweiten Spurfahrstreckenkandidat gleich dem erlaubten Schwellenwert ist oder diesen überschreitet, berechnet die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 den zweiten Spurfahrstreckenkandidat als die Spurfahrstrecke.
Die Datenerzeugungseinheit 26 erzeugt die oben beschriebenen Spurfahrt-Kartendaten. Die Datenerzeugungseinheit 26 umfasst eine Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30, eine Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31 und eine Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32.
Die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 erzeugt die Wegpunktekarte aus den Lenkmodifikationspunkten in der Punktinformations-Speichereinheit 11 auf der Grundlage der Route des Fahrzeugs M und der Position (der momentanen Position) des Fahrzeugs M. Zum Beispiel erzeugt die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 eine Wegpunktekarte, die sich von der momentanen Position des Fahrzeugs M auf der Route zu einer Position drei Lenkmodifikationspunkte weiter weg erstreckt. Nach der Bestimmung auf der Grundlage der Information, die ein Maß für die zum Beispiel durch die Positionserfassungseinheit 20 erfasste Position des Fahrzeugs M ist, dass das Fahrzeug M einen Lenkmodifikationspunkt passiert hat, erzeugt die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 eine neue Wegpunktekarte, die sich von der momentanen Position des Fahrzeugs M auf der Route zu einer Position drei Lenkmodifikationspunkte weiter weg erstreckt. Die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 speichert die Wegpunktekarte, die gerade erzeugt wird, zum Beispiel in einem ersten Datenpuffer. Der erste Datenpuffer kann zum Beispiel ein RAM oder eine HDD sein. Sobald die Erstellung der neuen Wegpunktekarte abgeschlossen ist, aktualisiert die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 die verwendete Wegpunktekarte.
Die Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31 erzeugt die Landmarkenkarte bezüglich der Landmarkenziele aus der Zielinformation in der Zielspeichereinheit 12 auf der Grundlage der Route des Fahrzeugs M und der Position (der momentanen Position) des Fahrzeugs M. Zum Beispiel gewinnt die Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31 die Zielinformation bezüglich der Landmarkenziele auf der Route aus der momentanen Position des Fahrzeugs M zu einer Position drei Lenkmodifikationspunkte voraus. Die Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31 erzeugt die Landmarkenkarte als ein Datenfeld von Landmarkenzielen durch Anordnen der Landmarkenziele in der Reihenfolge, in der sie entlang der Route auftreten, auf der Grundlage der Spurfahrstrecken der Landmarkenziele auf jeder Spur.
Die Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32 erzeugt die Sollwertkarte aus den Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkten in der Punktinformations-Speichereinheit 11 auf der Grundlage der Route des Fahrzeugs M und der Position des Fahrzeugs M. Zum Beispiel gewinnt die Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32 die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte auf der Route von der momentanen Position des Fahrzeugs M zu einer Position drei Lenkmodifikationspunkte weiter weg. Die Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32 erzeugt die Sollwertkarte als ein Datenfeld von Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkten durch Anordnen der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte in der Reihenfolge, in der sie entlang der Route auftreten, auf der Grundlage der Spurfahrstrecken des Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte auf jeder Spur.
Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 berechnet einen Vorausblickpunkt des Fahrzeugs M. Der Vorausblickpunkt ist eine vor dem Fahrzeug M eingestellte Position. Der Vorausblickpunkt wird zum Beispiel eingestellt, in dem eine Position ins Auge gefasst wird, auf der der Blick des Fahrers haften würde, wenn das Fahrzeug M manuell fahren würde. Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 stellt den Vorausblickpunkt auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ein. Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 stellt den Vorausblickpunkt auf eine Position ein, die stets umso weiter vor dem Fahrzeugs M liegt, je mehr die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M zunimmt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M 0 km/h beträgt, stellt die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 einen Abstand zwischen dem Vorausblickpunkt und dem Fahrzeug M auf eine voreingestellte minimale Strecke (zum Beispiel 5 m) ein.
Ferner kann die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 den Vorausblickpunkt zum Beispiel unter Verwendung einer Vorwärtsblickzeit einstellen. Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 erkennt den nächsten Wegpunkt vor dem Fahrzeug M auf der Grundlage der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M. Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 stellt dann die Vorwärtsblickzeit auf der Grundlage des Kurvenflags bei dem erkannten Wegpunkt ein. Wenn das Kurvenflag an dem dem Fahrzeug M nächstgelegenen Wegpunkt auf 1 gesetzt ist (wenn sich das Fahrzeug M vor oder in einer Kurve befindet), stellt die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 die Vorwärtsblickzeit auf eine lange Zeit ein, die für eine Kurve erforderlich ist (zum Beispiel 1,2 Sekunden). Wenn das Kurvenflag an dem dem Fahrzeug M nächstgelegenen Wegpunkt auf 0 gesetzt ist (wenn sich das Fahrzeug M nicht vor oder in einer Kurve befindet), stellt die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 die Vorwärtsblickzeit auf eine normale Zeit ein (zum Beispiel 0,7 Sekunden). Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 berechnet einen Punkt, der sich in einem Abstand vor dem Fahrzeug M befindet, der sich zum Beispiel durch Multiplizieren der Vorwärtsblickzeit mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt, als den Vorausblickpunkt. Es ist zu beachten, dass die ECU 2 die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 nicht notwendigerweise umfassen muss.
Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 steuert das Fahrzeug M so, dass es entlang der Route fährt, auf der Grundlage der durch die Datenerzeugungseinheit 26 erzeugten Spurfahrt-Kartendaten (die Wegpunktekarte, die Landmarkenkarte und die Sollwertkarte). Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 steuert das Fahrzeug M durch die Übertragung von Steuerungssignalen zu dem Aktor 7.
Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 führt die Lenkregelung des Fahrzeugs M zum Beispiel auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs M, der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M, der Wegpunktekarte und des Vorausblickpunkts durch. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 erkennt einen Wegpunkt vor dem Fahrzeug M auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs M und der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M. Zum Beispiel steuert die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 das Lenken des Fahrzeugs M auf der Grundlage einer Querrichtungs-(Spurbreitenrichtung)abweichung zwischen dem vor dem Fahrzeug M eingestellten Vorausblickpunkt und dem dem Vorausblickpunkt nächstgelegenen Wegpunkt, um die Abweichung zu verringern. Es ist zu beachten, dass die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 nicht notwendigerweise die Lenkregelung unter Verwendung des Vorausblickpunkts durchführen muss. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 kann die Lenkregelung des Fahrzeugs M auch mit Hilfe einer Kombination aus herkömmlichen Verfahren unter Verwendung der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M und der Wegpunktekarte durchführen.
Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 führt die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs zum Beispiel auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs M, der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M, der Wegpunktekarte und der Sollwertkarte durch. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 stellt eine Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M auf der Grundlage des Kurvenflags an dem dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkt vor dem Fahrzeug M ein. Die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit ist eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die als ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Einstellsollwert verwendet wird, wenn sich kein Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte in der Nähe befindet. Zum Beispiel stellt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf Kriechgeschwindigkeit ein, wenn das Kurvenflag an dem dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkt 1 beträgt. Die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit kann zum Beispiel innerhalb eines Bereichs von 10 km/h bis 40 km/h eingestellt werden.
Wenn das Kurvenflag an dem dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkt auf 0 gesetzt ist, bestimmt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, ob eine Erkennung einer weißen Linie durchgeführt worden ist oder nicht, auf der Grundlage der Bildinformation von der Kamera 8, nachdem der unmittelbar vorausliegende Lenkmodifikationspunkt passiert worden ist. Nachdem sie die Erkennung einer weißen Linie durchgeführt hat, stellt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf Kriechgeschwindigkeit oder eine niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Nachdem sie erkannt hat, dass eine Erkennung einer weißen Linie durchgeführt worden ist, bestimmt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, ob ein Unterschied in der Spurfahrstrecke (im Abstand) zwischen dem unmittelbar vorausliegenden Lenkmodifikationspunkt und dem nächsten Lenkmodifikationspunkt gleich einem Differenz-Schwellenwert ist oder diesen überschreitet. Der Differenz-Schwellenwert ist ein voreingestellter Schwellenwert, um zum Beispiel zu bestimmen, ob die Strecke groß genug ist, um das Fahrzeug M ausreichend zu beschleunigen.
Nachdem sie bestimmt hat, dass der Unterschied gleich dem Differenz-Schwellenwert ist oder diesen übersteigt, stellt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine obere Grenzgeschwindigkeit ein. Die obere Grenzgeschwindigkeit ist zum Beispiel eine obere Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 erlaubt ist. Die obere Grenzgeschwindigkeit kann die gesetzliche Höchstgeschwindigkeit auf der Spur sein. Nachdem sie bestimmt hat, dass der Unterschied gleich dem Differenz-Schwellenwert ist oder diesen übersteigt, stellt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine mittlere Geschwindigkeit ein. Die mittlere Geschwindigkeit ist eine mittlere Geschwindigkeit zwischen der oberen Grenzgeschwindigkeit und der Kriechgeschwindigkeit. Die mittlere Geschwindigkeit kann innerhalb eines Bereichs von 40 km/h bis 60 km/h eingestellt werden.
Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 führt die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs M so durch, dass sich die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M der Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit nähert. Jedoch priorisiert die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit an dem Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt gegenüber der Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 bestimmt, ob die Strecke auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt größer als ein Abstandsschwellenwert ist oder nicht. Nachdem sie bestimmt hat, dass die Strecke nicht größer als der Abstandsschwellenwert ist, berechnet die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 auf der Grundlage der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt eine Strecke, die zur Verzögerung erforderlich ist, d. h. die erforderlich ist, damit das Fahrzeug M die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer voreingestellten Verzögerung erreicht. Es ist zu beachten, dass, wenn die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M gleich der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit oder niedriger ist, die Strecke, die zur Verzögerung erforderlich ist, 0 ist.
Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 bestimmt, ob die Strecke auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt größer als die Strecke ist, die zur Verzögerung erforderlich ist, oder nicht. Nachdem sie bestimmt hat, dass die Strecke größer als die Strecke ist, die zur Verzögerung erforderlich ist, bestimmt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, ob eine Differenz zwischen der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als ein Beschleunigungs-Schwellenwert ist. Der Beschleunigungs-Schwellenwert ist ein voreingestellter Schwellenwert, um zu bestimmen, dass eine Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt nicht stark durch die Beschleunigung des Fahrzeugs M auf die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflusst wird. Nachdem sie bestimmt hat, dass der Unterschied größer als der Beschleunigungs-Schwellenwert ist, beschleunigt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 das Fahrzeug M bei einer konstanten Beschleunigung auf die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit. Nachdem sie bestimmt hat, dass der Unterschied nicht größer als der Beschleunigungs-Schwellenwert ist, hält die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit.
Wenn hingegen die Strecke auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt nicht größer als die Strecke ist, die zur Verzögerung erforderlich ist, bestimmt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, ob die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt 0 km/h beträgt oder nicht. Nachdem sie bestimmt hat, dass die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt 0 km/h beträgt, führt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 eine vorübergehende Stoppverarbeitung durch, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit so geregelt wird, dass das Fahrzeug M vorübergehend an dem Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt stoppt. Wenn das Fahrzeug M vorübergehend an dem Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt stoppt, bewirkt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, dass das Fahrzeug M langsam über den Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt fährt. Nachdem sie bestimmt hat, dass die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt nicht 0 km/h beträgt, stellt die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M auf die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit des Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkts ein. Zusätzlich kann die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M unter Verwendung einer Kombination aus herkömmlichen Verfahren auf der Grundlage der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M, der Wegpunktekarte und der Sollwertkarte regeln.
Nachfolgend ist eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Wegpunktekarten-Aktualisierungsverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Wegpunktekartenaktualisierungsverarbeitung zeigt. Das in 3 gezeigte Flussdiagramm wird zum Beispiel ausgeführt, wenn das Fahrzeug M eine vorbestimmte Aktualisierungsbedingung erfüllt. Die vorbestimmte Aktualisierungsbedingung ist zum Beispiel erfüllt, wenn das Fahrzeug M einen Lenkmodifikationspunkt passiert.
Wie es in 3 gezeigt ist, erfasst die ECU 2 der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 in S101 die Position des Fahrzeugs M unter Verwendung der Positionserfassungseinheit 20. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position des Fahrzeugs M zum Beispiel auf der Grundlage der Positionsinformation von der GPS-Empfangseinheit 5.
In S102 überträgt die ECU 2 eine Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist, zu der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen liest die nächsten drei Lenkmodifikationspunkte auf der Route vor der momentanen Position des Fahrzeugs M aus der Punktinformations-Speichereinheit 11 auf der Grundlage zum Beispiel der von der ECU 2 übertragenen Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen überträgt eine Information, die ein Maß für die nächsten drei Lenkmodifikationspunkte vor der momentanen Position des Fahrzeugs M ist, zu der ECU 2. Es ist zu beachten, dass Informationen über die Route des Fahrzeugs M von der ECU 2 zu der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen übertragen wird, wenn zum Beispiel die Route eingestellt wird. In S103 empfängt die ECU 2 die Information, die ein Maß für die nächsten drei Lenkmodifikationspunkte vor der momentanen Position des Fahrzeugs M ist, von der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen.
In S104 bestimmt die ECU 2, ob oder nicht die von der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen übertragenen Lenkmodifikationspunkte einen Lenkmodifikationspunkt umfassen, der noch nicht durch die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 empfangen wurde. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Lenkmodifikationspunkte keinen nicht empfangenen Lenkmodifikationspunkt enthalten (S104: NEIN), ist die momentane Aktualisierungsverarbeitung beendet. Die ECU 2 wiederholt dann die Verarbeitung von S101, wenn die Aktualisierungsbedingung erneut erfüllt ist. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Lenkmodifikationspunkte einen nicht empfangenen Lenkmodifikationspunkt enthalten (S104: JA), fährt die Routine mit S105 fort.
In S105 addiert die ECU 2 den nicht empfangenen Lenkmodifikationspunkt zu dem ersten Datenpuffer unter Verwendung der Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30. Der erste Datenpuffer kann der RAM der ECU 2 oder eine HDD sein. Dies gilt ebenso für die weiter unten beschriebenen Datenpuffers. In S106 verwendet die ECU 2 die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30, um die Lenkmodifikationspunkte in dem ersten Datenpuffer in Abhängigkeit von der Spurfahrstrecke zu ordnen.
In S107 erzeugt die ECU 2 ein Wegpunktekartenaktualisierungsdatenfeld unter Verwendung der Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30. Die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 erzeugt das Aktualisierungsdatenfeld auf der Grundlage der geordneten Lenkmodifikationspunkte. Die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 erzeugt das Aktualisierungsdatenfeld unter der Annahme, dass die Spuren, die die Route bilden, an anderen Positionen als den Lenkmodifikationspunkten geradlinig sind. Die Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30 erzeugt ein Datenfeld, das es ermöglicht, dass das Fahrzeug M an den Lenkmodifikationspunkten Lenkmodifikationen durchführt, auf der Grundlage der Spurfahrstrecken, der Linksabbiegungs-/Rechtsabbiegungs-Klassifikationen, des Krümmungsradius r und des Winkels α des Lenkmodifikationspunkte durchführt. Nach Beenden des Aktualisierungsdatenfelds aktualisiert die ECU 2 in S108 das Datenfeld der Wegpunktekarte unter Verwendung der Wegpunktekarten-Erzeugungseinheit 30. Die ECU 2 wiederholt dann die Verarbeitung von S101, wenn die Aktualisierungsbedingung erneut erfüllt ist.
Nachfolgend ist eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Landmarkenkarten-Aktualisierungsverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Landmarkenkarten-Aktualisierungsverarbeitung zeigt. Das in 4 gezeigte Flussdiagramm wird zum Beispiel ausgeführt, wenn das Fahrzeug M eine vorbestimmte Aktualisierungsbedingung erfüllt. Die vorbestimmte Aktualisierungsbedingung ist zum Beispiel erfüllt, wenn das Fahrzeug M einen Lenkmodifikationspunkt passiert.
Wie es in 4 gezeigt ist, erfasst die ECU 2 der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 in S201 die Position des Fahrzeugs M unter Verwendung der Positionserfassungseinheit 20. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position des Fahrzeugs M zum Beispiel auf der Grundlage der Positionsinformation von der GPS-Empfangseinheit 5.
In S202 überträgt die ECU 2 eine Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist, zu der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen liest Zielinformationen bezüglich der Landmarkenziele auf der Route aus der Zielspeichereinheit 12 auf der Grundlage zum Beispiel der von der ECU 2 übertragenen Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen liest zum Beispiel Zielinformationen bezüglich der Landmarkenziele, die sich auf der Route von der momentanen Position des Fahrzeugs M bis zu den nächsten drei Lenkmodifikationspunkten befinden. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen überträgt die gelesenen Zielinformationen zu der ECU 2. In S203 empfängt die ECU 2 die Zielinformationen von der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen.
In S204 bestimmt die ECU 2, ob oder nicht die von der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen übertragenen Landmarkenziele ein Landmarkenziel umfassen, das noch nicht von der Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31 empfangen wurde. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Landmarkenziele ein nicht empfangenes Landmarkenziel umfassen (S204: NEIN), ist die momentane Aktualisierungsverarbeitung beendet. Die ECU 2 wiederholt dann die Verarbeitung von S201, wenn die Aktualisierungsbedingung erneut erfüllt ist. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Landmarkenziele ein nicht empfangenes Landmarkenziel umfassen (S204: JA), fährt die Routine mit S205 fort.
In S205 addiert die ECU 2 das nicht empfangene Landmarkenziel unter Verwendung der Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31 zu einem zweiten Datenpuffer. In S206 verwendet die ECU 2 die Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31, um durch Ordnen der Landmarkenziele in dem zweiten Datenpuffer eine Aktualisierungsdatenfeld in Abhängigkeit von der Spurfahrstrecke zu erzeugen. Nach Beenden des Aktualisierungsdatenfeldes aktualisiert die ECU 2 in S207 das Datenfeld der Landmarkenkarte unter Verwendung der Landmarkenkarten-Erzeugungseinheit 31. Die ECU 2 wiederholt dann die Verarbeitung von S201, wenn die Aktualisierungsbedingung erneut erfüllt ist.
Nachfolgend ist eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Sollwertkarten-Aktualisierungsverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, das eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Sollwertkarten-Aktualisierungsverarbeitung zeigt. Das in 5 gezeigte Flussdiagramm wird zum Beispiel durchgeführt, wenn das Fahrzeug M eine vorbestimmte Aktualisierungsbedingung erfüllt. Die vorbestimmte Aktualisierungsbedingung ist zum Beispiel erfüllt, wenn das Fahrzeug M einen Lenkmodifikationspunkt passiert.
Wie es in 5 gezeigt ist, erfasst die ECU 2 in S301 der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Position des Fahrzeugs M unter Verwendung der Positionserfassungseinheit 20. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position des Fahrzeugs M zum Beispiel auf der Grundlage der Positionsinformation von der GPS-Empfangseinheit 5.
In S302 überträgt die ECU 2 eine Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist, zu der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen liest Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte auf der Route von der Punktinformations-Speichereinheit 11 auf der Grundlage zum Beispiel der von der ECU 2 übertragenen Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen liest zum Beispiel die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte, die sich auf der Route von der momentanen Position des Fahrzeugs M bis zu den nächsten drei Lenkmodifikationspunkte befinden. Die Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen überträgt die gelesenen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte zu der ECU 2. In S303 empfängt die ECU 2 die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte von der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen.
In S304 bestimmt die ECU 2, ob oder nicht die von der Einheit 6 zum Bereitstellen kartenbezogener Informationen übertragenen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte einen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt umfassen, der noch nicht durch die Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32 empfangen wurde. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte keinen nicht empfangenen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt umfassen (S304: NEIN), ist die momentane Aktualisierungsverarbeitung beendet. Die ECU 2 wiederholt dann die Verarbeitung von S301, wenn die Aktualisierungsbedingung erneut erfüllt ist. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte einen nicht empfangenen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt umfassen (S304: JA), fährt die Routine mit S305 fort.
In S305 addiert die ECU 2 den nicht empfangenen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt zu einem dritten Datenpuffer unter Verwendung der Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32. In S306 verwendet die ECU 2 die Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32, um durch Ordnen der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkte in dem dritten Datenpuffer ein Aktualisierungsdatenfeld in Abhängigkeit der Spurfahrstrecke zu erzeugen. Nach Beenden des Aktualisierungsdatenfeldes aktualisiert die ECU 2 in S307 das Datenfeld der Sollwertkarte unter Verwendung der Sollwertkarten-Erzeugungseinheit 32. Die ECU 2 wiederholt dann die Verarbeitung von S301, wenn die Aktualisierungsbedingung erneut erfüllt ist.
Nachfolgend ist eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Spurfahrstrecke-Berechnungsverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung durchgeführte Spurfahrstrecke-Berechnungsverarbeitung zeigt. Das in 6 gezeigte Flussdiagramm wird in voreingestellten Zeitintervallen wiederhold durchgeführt, wenn zum Beispiel das Fahrzeug M durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 (zum Beispiel während der Automatikfahrt) betätigt wird.
Wie es in 6 gezeigt ist, bestimmt die ECU 2 in S401 unter Verwendung der Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25, ob das Fahrzeug M in eine neue Spur eingefahren ist oder nicht. Die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 bestimmt, dass das Fahrzeug M in eine neue Spur eingefahren ist, zum Beispiel auf der Grundlage der Karteninformationen und der Position des Fahrzeugs M, wenn das Fahrzeug M den Schnittpunkt T passiert. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass das Fahrzeug M in eine neue Spur eingefahren ist (S401: JA), fährt die Routine mit S402 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass das Fahrzeug M nicht in eine neue Spur eingefahren ist (S401: NEIN), fährt die Routine mit S403 fort.
In S402 initialisiert die ECU 2 unter Verwendung der Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 die Spurfahrstrecke. Die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 stellt die Spurfahrstrecke auf null ein. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S401.
In S403 berechnet die ECU 2 den ersten Spurfahrstreckenkandidat unter Verwendung der Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25. Die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 berechnet den ersten Spurfahrstreckenkandidat auf der Grundlage der durch die Positionserfassungseinheit 20 erfassten Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist. Die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 berechnet den ersten Spurfahrstreckenkandidat zum Beispiel von der Strecke auf der Spur zwischen der Position des Fahrzeugs M und der Spureinfahrposition in der Karteninformation.
In S404 berechnet die ECU 2 den zweiten Spurfahrstreckenkandidat unter Verwendung der Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25. Die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 berechnet den zweiten Spurfahrstreckenkandidat auf der Grundlage der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gewonnenen Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation (zum Beispiel der Fahrzeugraddrehzahlinformation) von der Spureinfahrposition zu der momentanen Position auf der Spur, in der das Fahrzeug M momentan fährt.
In S405 verwendet die ECU 2 die Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25 um zu bestimmen, ob oder nicht der Unterschied zwischen dem ersten Spurfahrstreckenkandidat und dem zweiten Spurfahrstreckenkandidat gleich dem erlaubten Schwellenwert ist oder diesen übersteigt. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Unterschied zwischen dem ersten Spurfahrstreckenkandidat und dem zweiten Spurfahrstreckenkandidat gleich dem erlaubten Schwellenwert ist oder diesen übersteigt (S405: JA), fährt die Routine mit S406 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Unterschied zwischen dem ersten Spurfahrstreckenkandidat und dem zweiten Spurfahrstreckenkandidat nicht gleich dem erlaubten Schwellenwert ist oder diesen übersteigt (S405: NEIN), fährt die Routine fort mit S407.
In S406 berechnet die ECU 2 den ersten Spurfahrstreckenkandidat als die Spurfahrstrecke unter Verwendung der Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25. In S407 berechnet die ECU 2 den zweiten Spurfahrstreckenkandidat als die Spurfahrstrecke unter Verwendung der Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit 25. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S401.
Nachfolgend ist eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Positionskorrekturverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform unter Verwendung die Landmarkenkarte beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 unter Verwendung die Landmarkenkarte durchgeführte Positionskorrekturverarbeitung zeigt. Das in 7 gezeigte Flussdiagramm wird in voreingestellten Zeitintervallen wiederholt durchgeführt, wenn zum Beispiel das Fahrzeug M durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 (zum Beispiel während der Automatikfahrt) betätigt wird.
Wie es in 7 gezeigt ist, verwendet die ECU 2 in S501 die Zielerfassungseinheit 21, um zu bestimmen, ob ein Landmarkenziel, das sich auf der Landmarkenkarte befindet, erfasst worden ist oder nicht. Die Zielerfassungseinheit 21 bestimmt durch Bezugnahme auf die Erfassungscharakteristikinformationen der Landmarkenziele zum Beispiel auf der Grundlage der Bildinformation von der Kamera 8 oder der Hindernisinformation von dem Radar 9, ob ein Landmarkenziel vor oder hinter dem Fahrzeug M erfasst worden ist oder nicht. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass kein Landmarkenziel erfasst worden ist (S501: NEIN), ist die laufende Verarbeitung beendet. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S501. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass ein Landmarkenziel erfasst worden ist (S501: JA), fährt die Routine mit S502 fort.
In S502 erfasst die ECU 2 den Abstand zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M unter Verwendung der Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22. Es ist zu beachten, dass, wenn die Zielerfassungseinheit 21 mehrere Solle erfasst, die Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22 den Abstand zwischen dem Fahrzeug M und dem Landmarkenziel, das dem Fahrzeug M am nächsten ist, erfasst. Die Zielentfernungs-Erfassungseinheit 22 erfasst den Abstand zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M zum Beispiel auf der Grundlage der Hindernisinformation von dem Radar 9.
In S503 verwendet die ECU 2 die Positionskorrektureinheit 23, um die Information zu korrigieren, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist. Die Positionskorrektureinheit 23 korrigiert die Information, die ein Maß für die Position des Fahrzeugs M ist, auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M und der Position des Landmarkenziels in der Karteninformationen unter Verwendung der Position (den xy-Koordinaten) des Landmarkenziels als Referenz. Ferner korrigiert die Positionskorrektureinheit 23 die Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Landmarkenziel und dem Fahrzeug M und der Position des Landmarkenziels in der Karteninformationen unter Verwendung der Position (der Spurfahrstrecke) des Landmarkenziels als Referenz. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S501.
Nachfolgend ist eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Lenkregelung gemäß dieser Ausführungsform unter Verwendung der Wegpunktekarte beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, das die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Lenkregelung unter Verwendung die Wegpunktekarte beschreibt. Das in 8 gezeigte Flussdiagramm wird in voreingestellten Zeitintervallen wiederholt durchgeführt, zum Beispiel wenn das Fahrzeug M durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 (zum Beispiel während einer Automatikfahrt) betrieben wird.
Wie es in 8 gezeigt ist, verwendet die ECU 2 in S601 die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27, um einen Wegpunkt vor dem Fahrzeug M zu erkennen. Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 erkennt den nächsten vor dem Fahrzeug M liegenden Wegpunkt zum Beispiel. auf der Grundlage der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M.
In S602 verwendet die ECU 2 die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 um zu bestimmen, ob das Kurvenflag an dem dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkt auf 1 gesetzt ist oder nicht. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass das Kurvenflag an dem Wegpunkt auf 1 gesetzt ist (S602: JA), fährt die Routine mit S603 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass das Kurvenflag bei dem Wegpunkt nicht auf 1 gesetzt ist (S602: NEIN), fährt die Routine mit S606 fort.
In S603 verwendet die ECU 2 die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27, um die Vorwärtsblickzeit auf die lange Zeit einzustellen, die für eine Kurve erforderlich ist (zum Beispiel 1,2 Sekunden).
In S604 bestimmt die ECU 2 unter Verwendung der Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27, ob eine Erkennung einer weißen Linie möglich ist oder nicht. Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 bestimmt zum Beispiel auf der Grundlage der Bildinformation von der Kamera 8, ob oder nicht es möglich ist, die weiße Linie zu erkennen, die die Spur definiert. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass eine Erkennung der weißen Linie möglich ist (S604: JA), fährt die Routine mit S605 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass eine Erkennung der weißen Linie nicht möglich ist (S604: NEIN), fährt die Routine mit S607 fort.
In S605 verwendet die ECU 2 die Positionserfassungseinheit 20 zum Erfassen der Position (der xy-Koordinaten) des Fahrzeugs M auf der Grundlage des dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkts und eines aus dem durch die Kamera 8 aufgenommenen Bild gewonnenen Ergebnisses der Erkennung der weißen Linie. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position des Fahrzeugs M auf der Grundlage zum Beispiel des dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkts und des Ergebnisses der Erkennung einer weißen Linie, gewonnen aus dem durch die Kamera 8 aufgenommenen Bild, zusätzlich zu der Positionsinformation von der GPS-Empfangseinheit 5. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position des Fahrzeugs M in der Längsrichtung der Spur auf der Grundlage der Positionsinformation von der GPS-Empfangseinheit 5 und dem dem Fahrzeug M nächstgelegenen Wegpunkt. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position (seitliche Position) des Fahrzeugs M in der Breitenrichtung der Spur auf der Grundlage des Ergebnisses der Erfassung der weißen Linie. Nachdem die Position des Fahrzeugs M durch die ECU 2 erfasst wurde, fährt die Routine mit S608 fort.
In S606 verwendet die ECU 2 dann die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27, um die Vorwärtsblickzeit auf die normale Zeit einzustellen (zum Beispiel 0,7 Sekunden). Anschließend, in S607, verwendet die ECU 2 die Positionserfassungseinheit 20 zum Erfassen der Position (der xy-Koordinaten) des Fahrzeugs M auf der Grundlage des dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkts und einer das Fahrzeugs M betreffenden Bewegungsinformation. Die Bewegungsinformation des Fahrzeugs M ist eine Information bezüglich einer Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung und Gierrate des Fahrzeugs M, erfasst durch den Innensensor 4. Die Positionserfassungseinheit 20 erfasst die Position des Fahrzeugs M auf der Grundlage des dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkts und der Bewegungsinformation des Fahrzeugs M, zusätzlich zu der Positionsinformation von der GPS-Empfangseinheit 5. Ein herkömmliches Verfahren kann zum Erfassen die Position des Fahrzeugs M auf der Grundlage der Bewegungsinformation des Fahrzeugs M verwendet werden. Nachdem die Position des Fahrzeugs M durch die ECU 2 erfasst wurde, fährt die Routine mit S608 fort.
In S608 berechnet die ECU 2 den Vorausblickpunkt unter Verwendung der Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27. Die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 berechnet den Vorausblickpunkt auf der Grundlage der Vorwärtsblickzeit, der Position des Fahrzeugs M und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M. Zum Beispiel berechnet die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 einen Punkt vor dem Fahrzeug M aus einer Strecke, die durch Multiplizieren der Vorwärtsblickzeit mit der Fahrzeuggeschwindigkeit als der Vorausblickpunkt gewonnen wird.
In S609 berechnet die ECU 2 einen Lenkbetrag (einen Lenkwinkel oder ein Lenkmoment) unter Verwendung der Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 berechnet den Lenkbetrag auf der Grundlage einer seitlichen Abweichung (einer Abweichung in der Breitenrichtung der Spur) zwischen dem Vorausblickpunkt und dem dem Vorausblickpunkt nächstgelegenen Wegpunkt, so dass die seitliche Abweichung verringert ist. In S610 führt die ECU 2 eine Lenkregelung unter Verwendung der Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 durch. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 führt die Lenkregelung in Übereinstimmung mit dem berechneten Lenkbetrag durch, indem sie ein Steuersignal an den Aktor 7 überträgt. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S601.
Nachfolgend ist die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung gemäß dieser Ausführungsform unter Verwendung der Wegpunktekarte beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm, das die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung unter Verwendung der Wegpunktekarte zeigt. Das in 9 gezeigte Flussdiagramm wird in voreingestellten Zeitintervallen wiederhold durchgeführt, wenn zum Beispiel das Fahrzeug M durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 betrieben wird (zum Beispiel während einer Automatikfahrt).
Wie es in 9 gezeigt ist, erkennt die ECU 2 in S701 einen Wegpunkt vor dem Fahrzeug M unter der Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27. Danach, in S702, verwendet die ECU 2 die Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27, um zu bestimmen, ob das Kurvenflag an dem dem Fahrzeug M nächst gelegenen Wegpunkt auf 0 gesetzt ist oder nicht. Es ist zu beachten, dass in S701 und S702 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 statt der Vorausblickpunkts-Berechnungseinheit 27 verwendet werden kann. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass das Kurvenflag bei dem Wegpunkt auf 0 gesetzt ist (S702: JA), fährt die Routine mit S703 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass das Kurvenflag bei dem Wegpunkt nicht auf 0 gesetzt ist (S702: NEIN), fährt die Routine mit S704 fort.
In S703 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um zu bestimmen, ob eine Erkennung der weißen Linie durchgeführt worden ist oder nicht, auf der Grundlage der Bildinformation von der Kamera 8 nach dem Passieren des unmittelbar vorausliegenden Lenkmodifikationspunkts. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Erkennung der weißen Linie nicht durchgeführt worden ist (S703: NEIN), fährt die Routine mit S704 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Erkennung der weißen Linie durchgeführt worden ist (S703: JA), fährt die Routine mit S705 fort.
In S704 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf Kriechgeschwindigkeit einzustellen. Die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit kann innerhalb eines Bereichs von zum Beispiel 10 km/h bis 40 km/h eingestellt werden. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S701.
In S705 verwendet die ECU 2 dann die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um zu bestimmen, ob oder nicht der Unterschied in der Spurfahrstrecke zwischen dem unmittelbar vorausliegenden Lenkmodifikationspunkt und dem nächsten Lenkmodifikationspunkt gleich dem Differenz-Schwellenwert ist oder diesem überschreitet. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 führt diese Bestimmung auf der Grundlage der Wegpunktekarte durch. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Unterschied in der Spurfahrstrecke zwischen dem unmittelbar vorausliegenden Lenkmodifikationspunkt und dem nächsten Lenkmodifikationspunkt gleich dem Differenz-Schwellenwert ist oder diesen überschreitet (S705: JA), fährt die Routine mit S706 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Unterschied in der Spurfahrstrecke zwischen dem unmittelbar vorausliegenden Lenkmodifikationspunkt und dem nächsten Lenkmodifikationspunkt nicht gleich dem Differenz-Schwellenwert ist oder diesen überschreitet (S705: NEIN), fährt die Routine mit S707 fort.
In S706 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf die obere Grenzgeschwindigkeit einzustellen. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S701. In S707 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit auf die mittlere Geschwindigkeit einzustellen. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S701.
Nachfolgend ist eine durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Lenkregelung gemäß dieser Ausführungsform unter Verwendung der Sollwertkarte beschrieben. 10A und 10B ist ein Flussdiagramm, das die durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 durchgeführte Lenkregelung unter Verwendung der Sollwertkarte zeigt. Das in 10A und 10B gezeigte Flussdiagramm wird in voreingestellten Zeitintervallen wiederholt durchgeführt, wenn zum Beispiel das Fahrzeug M durch die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 betrieben wird (zum Beispiel während einer Automatikfahrt).
Wie es in 10A und 10B gezeigt ist, verwendet die ECU 2 in S801 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um zu bestimmen, ob oder nicht die Strecke auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt gleich dem Abstandsschwellenwert ist oder diesen überschreitet. Wenn sich das Fahrzeug M und der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt auf derselben Spur befinden, ist der Abstand auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt gleich einem Abstand zwischen der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M und der Spurfahrstrecke von dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Abstand auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt größer als d Abstandsschwellenwert (S801: NEIN) ist, ist die momentane Regelung beendet. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S801. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Abstand auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und die nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt nicht größer als die Abstandsschwellenwert (S801: JA) ist, fährt die Routine mit S802 fort.
In S802 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 zum Berechnen der Strecke, die zur Verzögerung erforderlich ist, damit das Fahrzeug M die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit an dem Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt mit einer voreingestellten Verzögerung erreicht. Die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28 berechnet die Strecke, die zur Verzögerung erforderlich ist, auf der Grundlage der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit an dem Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt.
In S803 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um zu bestimmen, ob oder nicht die Strecke auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt größer als die Strecke ist, die zur Verzögerung erforderlich ist. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Strecke auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt größer als die Strecke ist, die zur Verzögerung erforderlich ist (S803: JA), fährt die Routine mit S804 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Strecke auf der Route zwischen dem Fahrzeug M und dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt nicht größer als die Strecke ist, die zur Verzögerung erforderlich ist (S803: NEIN), fährt die Routine mit S807 fort.
In S804 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um zu bestimmen, ob oder nicht der Unterschied zwischen der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als der Beschleunigungs-Schwellenwert ist. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Unterschied zwischen der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Beschleunigungs-Schwellenwert ist (S804: NEIN), fährt die Routine mit S805 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass der Unterschied zwischen der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als der Beschleunigungs-Schwellenwert ist (S804: JA), fährt die Routine mit S806 fort.
In S805 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um das Fahrzeug M mit einer konstanten Beschleunigung auf die Beschleunigungsziel-Fahrzeuggeschwindigkeit zu beschleunigen. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S801. In S806 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit zu halten. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S801.
In S807 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um zu bestimmen, ob die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt 0 km/h beträgt oder nicht. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt 0 km/h beträgt (S807: JA), fährt die Routine mit S808 fort. Wenn die ECU 2 bestimmt, dass die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem nächsten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt nicht 0 km/h beträgt (S807: NEIN), fährt die Routine mit S809 fort.
In S808 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um die vorübergehende Stoppverarbeitung durchzuführen. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S801. In S809 verwendet die ECU 2 die Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit 28, um die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs M auf die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit des Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkts einzustellen. Die ECU 2 wiederholt dann nach einer voreingestellten Zeitspanne die Verarbeitung von S801.
Mit der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, werden die Spurfahrt-Kartendaten, die verwendet werden, während das Fahrzeug M entlang der Route fährt, von den Lenkmodifikationspunkten wie etwa Kurven und den Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkten wie etwa vorübergehenden Haltelinien, die mit der Karteninformationen verbunden sind, erzeugt. Daher besteht keine Notwendigkeit, eine große Menge an Daten zu speichern, die durch Soll-Positionen und Soll-Fahrzeuggeschwindigkeiten des Fahrzeugs in festen Streckenintervallen zu allen Zeiten in Verbindung der Karteninformationen gebildet werden, wodurch das Fahrzeug M so gesteuert werden kann, dass es entlang der Route von der momentanen Position zum Soll unter Verwendung einer kleinen Menge an Daten fährt, die in der Punktinformations-Speichereinheit 11 gespeichert sind.
Ferner werden gemäß der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Spurfahrt-Kartendaten für jede Spur so erzeugt, dass eine Kontinuität unter den Daten (der Spurfahrt-Kartendaten) leichter gewährleistet werden kann als wenn eine Fahrzeugpositionierung zum Beispiel durch die Technologie der gleichzeitigen Lokalisierung und Kartenerstellung unter Verwendung eines Allround-Radars durchgeführt wird. Gemäß der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 kann daher eine Ungleichmäßigkeit in der durchgeführten Fahrregelung des Fahrzeugs M aufgrund unterschiedlicher Daten mit geringer Kontinuität vermieden werden, wodurch eine geschmeidige Fahrt des Fahrzeugs M erreicht werden kann.
Ferner kann in der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Position des Fahrzeugs M unter Verwendung der Landmarkenziele korrigiert werden. In diesem Fall kann in der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Position des Fahrzeugs unter Verwendung der Landmarkenziele korrigiert werden, die sich an festgelegten Positionen relativ zu der Spur befinden, so dass die Genauigkeit der Fahrzeugposition verbessert sein kann. Daher kann gemäß der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 eine Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit unter Verwendung einer hoch genauen Fahrzeugpositionsinformation geregelt werden. Ebenso kann in der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Spurfahrstrecke des Fahrzeugs M unter Verwendung der Landmarkenziele korrigiert werden. In diesem Fall kann in der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Spurfahrstrecke des Fahrzeugs unter Verwendung der Landmarkenziele korrigiert werden, die sich an festgelegten Positionen relativ zu der Spur befinden, so dass die Genauigkeit der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs verbessert sein kann. Daher kann gemäß der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 eine Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit unter Verwendung einer Spurfahrstrecke geregelt werden, die genau bezüglich des Fahrzeugs berechnet ist.
Oben ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Erfindung begrenzt, sondern es können verschiedene Modifikationen und Änderungen gemäß der Erfindung implementiert sein, einschließlich der oben beschriebenen Ausführungsform, auf der Grundlage des Wissens des Fachmanns.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

”Vehicle Motion Control for Automatic Driving in Local Area with Parking Space” von Manabu Omae, Naohisa Hashimoto, Hiroshi Shimizu, und Takehiko Fujioka, Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan, Vol. 35, p. 235–240 (2004) [0002]

Claims

Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (1), die ausgelegt ist, um ein Fahrzeug auf der Grundlage einer Karteninformationen so zu steuern, dass es entlang einer Route von einer momentanen Position zu einem Ziel fährt, wobei die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: eine Punktinformations-Speichereinheit (11), die ausgelegt ist, um einen Lenkmodifikationspunkt des Fahrzeugs und einen Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkt des Fahrzeugs zu speichern, die mit der Karteninformationen verknüpft sind; eine Positionserfassungseinheit (20), die ausgelegt ist, um eine Position des Fahrzeugs zu erfassen; eine Fahrtrichtungs-Erfassungseinheit (24), die ausgelegt ist, um eine Richtung des fahrenden Fahrzeugs zu erfassen; eine Spurfahrstrecken-Berechnungseinheit (25), die ausgelegt ist, um eine Spurfahrstrecke, die eine Strecke ist, die das Fahrzeug auf einer Spur fährt, die die Route von einer Spureinfahrposition, an der das Fahrzeug in die Spur einfährt, bildet, auf der Grundlage der Karteninformation, der Position des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu berechnen; eine Datenerzeugungseinheit (26) ausgelegt ist, um für jede Spur Spurfahrt-Kartendaten, die eine Soll-Position des Fahrzeugs, eine Soll-Richtung des Fahrzeugs und eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen, auf der Grundlage der Karteninformation, des Lenkmodifikationspunkts, des Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits-Punkts, der Position des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu erzeugen, wobei die Soll-Position, die Soll-Richtung und die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit der Spurfahrstrecke entsprechen; und eine Fahrzeugsteuerungs- bzw. regelungseinheit (28), die ausgelegt ist, um das Fahrzeug auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs, der Spurfahrstrecke des Fahrzeugs und der Spurfahrt-Kartendaten zu steuern.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: eine Zielspeichereinheit (12), die ausgelegt ist, um eine mit der Karteninformationen verknüpfte Zielinformation bezüglich eines Landmarkenziels, das sich an einer festgelegten Position relativ zu der Spur befindet, zu speichern; eine Zielerfassungseinheit (21), die ausgelegt ist, um ein Landmarkenziel vor und hinter dem Fahrzeug zu erfassen; eine Zielentfernungs-Erfassungseinheit (22), die ausgelegt ist, um eine Strecke von dem Fahrzeug zu dem Landmarkenziel auf der Grundlage eines durch die Zielerfassungseinheit gewonnenen Erfassungsergebnisses zu erfassen; und eine Positionskorrektureinheit (23) zum Korrigieren der Position des Fahrzeugs auf der Grundlage der Entfernung von dem Fahrzeug zu dem Landmarkenziel durch die Zielentfernungs-Erfassungseinheit.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionskorrektureinheit ausgelegt ist, um die Spurfahrstrecke des Fahrzeugs auf der Grundlage der Entfernung von dem Fahrzeug zu dem Landmarkenziel durch die Zielentfernungs-Erfassungseinheit zu korrigieren.