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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs, die z. B. die Fahrt in einer Kurve bei einer Fahrassistenzsteuerung und einer automatischen Fahrsteuerung bzw. Automatikmodus-Fahrsteuerung steuert.
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Damit ein Fahrer ein Fahrzeug bequemer fahren kann, sind verschiedene Techniken unter Verwendung einer Steuerung, wie z. B. einer Fahrassistenzsteuerung und einer Automatikmodus-Fahrsteuerung, entwickelt worden und in der Praxis zum Einsatz gekommen. Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2010-030 544 A eine Technik einer automatischen Fahrsteuerung für ein Fahrzeug, die eine Verlangsamungs- bzw. Verzögerungssteuerung beibehält, wenn von einem eigenen Fahrzeug angenommen wird, dass es bis zum Erreichen einer Kurve nicht weiter verzögert bzw. abbremst, und zwar selbst in einem Fall, in dem die Bedingung einer Deaktivierung einer automatischen Fahrsteuerung erfüllt ist.
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Die automatische Fahrsteuerung steuert das eigene Fahrzeug zum Beschleunigen und Verzögern und steuert ferner das eigene Fahrzeug zumindest vor dem Einfahren in eine Kurve zum Fahren mit einer Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit, die das Fahren in der Kurve ermöglicht.
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KURZBESCHREIBUNG
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In manchen Fällen kann ein Fahrgefühl eines Fahrers in einem Fall, in dem der Fahrer ein Lenkrad direkt hält (einschließlich der Fälle eines manuellen Fahrens, einer Fahrassistenzsteuerung sowie einer automatischen Fahrsteuerung) von dem Fahrgefühl eines Fahrers in einem Fall verschieden sein, in dem der Fahrer das Lenkrad während der automatischen Fahrsteuerung nicht hält (der Fahrer hat seine Hände vom Lenkrad weggenommen), wie es in dem Dokument
JP 2010-030 544 A offenbart ist. Aufgrund der Unterschiede beim Fahrgefühl kann sich bei dem Fahrer letztendlich ein Gefühl des Unbehagens einstellen.
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Es ist daher wünschenswert, eine Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs anzugeben, die es ermöglicht, dass sich bei einem Fahrer beim Fahren in einer Kurve weniger ein Gefühl des Unbehagens einstellt.
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Gemäß einem Aspekt bietet die vorliegende Erfindung eine Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs, die eine automatische Fahrsteuerung bzw. Automatikmodus-Fahrsteuerung auf der Basis von Fahrumgebungsinformation sowie Fahrinformation des eigenen Fahrzeugs ausführt. Bei der Fahrumgebungsinformation handelt es sich um Information über die Fahrumgebung, in der das eigene Fahrzeug fährt.
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Die Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs weist Folgendes auf:
- – eine Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit, die die Fahrumgebungsinformation ermittelt;
- – einen Fahrinformationsdetektor, der die Fahrinformation des eigenen Fahrzeugs detektiert;
- – einen Lenkrad-Haltezustandsdetektor, der einen Lenkrad-Haltezustand eines Fahrers detektiert;
- – eine Zielparameter-Vorgabeeinheit, die eine vor dem eigenen Fahrzeug befindliche, zu durchfahrende Kurve auf der Basis der Fahrumgebungsinformation erkennt und einen Zielparameter vorgibt, der auf der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit und/oder der zulässigen Querbeschleunigung des eigenen Fahrzeugs beim Durchfahren der vor dem eigenen Fahrzeug liegenden Kurve basiert;
eine Zielparameter-Korrektureinheit, die den von der Zielparameter-Vorgabeeinheit vorgegebenen Zielparameter in Abhängigkeit von dem Lenkrad-Haltezustand des Fahrers korrigiert; und
- – eine Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung, die eine Zielbeschleunigungsrate des eigenen Fahrzeugs auf der Basis des korrigierten Zielparameters vorgibt und die Beschleunigung sowie die Verzögerung steuert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt bietet die vorliegende Erfindung eine Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs, die einen Lenkrad-Haltezustandsdetektor, eine Zielparameter-Vorgabeeinheit, eine Zielparameter-Korrektureinheit sowie eine Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung aufweist. Der Lenkrad-Haltezustandsdetektor detektiert einen Lenkrad-Haltezustand eines Fahrers in einer Situation, in der die Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs an dem eigenen Fahrzeug eine automatische Fahrsteuerung auf der Basis von Fahrumgebungsinformation über eine Fahrumgebung, in der das eigene Fahrzeug fährt, sowie Fahrinformation von dem eigenen Fahrzeug ausführt.
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Die Zielparameter-Vorgabeeinheit erkennt eine vor dem eigenen Fahrzeug liegende, zu durchfahrende Kurve auf der Basis der Fahrumgebungsinformation und gibt einen Zielparameter vor, der auf einer Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit und/oder einer zulässigen Querbeschleunigungsrate des eigenen Fahrzeugs beim Durchfahren der vor dem eigenen Fahrzeug liegenden Kurve basiert.
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Die Zielparameter-Korrektureinheit korrigiert den von der Zielparameter-Vorgabeeinheit vorgegebenen Zielparameter in Abhängigkeit von dem Lenkrad-Haltezustand des Fahrers. Die Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung gibt eine Zielbeschleunigungsrate des eigenen Fahrzeugs auf der Basis des korrigierten Zielparameters vor und steuert die Beschleunigung und die Verzögerung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Darstellung einer Gesamtkonfiguration einer Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der. Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Ablaufs einer Automatikmodus-Fahrsteuerung (Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung) gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 eine Darstellung zur Erläuterung einer Kennlinie einer Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit, die in Abhängigkeit von einem Radius einer Kurve vorgegeben wird, gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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4 eine exemplarische Darstellung eines eigenen Fahrzeugs, das Kurven vor dem eigenen Fahrzeug durchfährt, gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden einige Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Wie unter Bezugnahme auf 1 ersichtlich, weist eine Steuerung 1 für die Fahrt eines Fahrzeugs eine Fahrsteuerung 10 auf. Mit der Fahrsteuerung 10 können als Eingangsvorrichtungen eine Umgebungserkennung 11, ein Fahrerzustandsdetektor 12, ein Fahrparameterdetektor 13, ein Positionsinformationsdetektor 14 für ein eigenes Fahrzeug, eine Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 15, eine Straßenverkehrsinformations-Kommunikationseinrichtung 16 sowie Schalter 17 gekoppelt sein.
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Als Ausgangsvorrichtungen können mit der Fahrsteuerung 10 eine Motorsteuerung 21, eine Bremssteuerung 22, eine Lenkungssteuerung 23, eine Anzeigevorrichtung 24 sowie ein Lautsprecher 25 gekoppelt sein. Der Lautsprecher 25, wie er vorliegend verwendet wird, weist einen Summer auf.
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Die Fahrsteuerung 10 als solche weist eine Zielparameter-Vorgabeeinheit 10A, eine Zielparameter-Korrektureinheit 10B sowie eine Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung 10C auf.
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Die Umgebungserkennung 11 kann eine Kamera sowie einen Empfänger für reflektierte Wellen aufweisen, wobei diese Einrichtungen nicht näher dargestellt sind. Die Kamera kann ein Festkörper-Abbildungselement oder andere Elemente aufweisen. Die Kamera kann in einem Fahrzeuginnenraum vorgesehen sein und kann ein Bild von einer Umgebung außerhalb eines Fahrzeugs aufnehmen, um Bildinformation zu ermitteln.
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Bei der Kamera kann es sich beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, um eine Stereokamera, eine monokulare Kamera oder eine Farbkamera handeln. Bei dem Empfänger für reflektierte Wellen kann es sich beispielsweise um Radar und/oder Sonar handeln, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Das Radar- und das Sonar-System können jeweils eine reflektierte Welle empfangen, die von einem dreidimensionalen Objekt stammt, das in der Umgebung des Fahrzeugs vorhanden ist. Bei dem Radarsystem handelt es sich beispielsweise um Laser-Radar oder Millimeterwellen-Radar, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Auf der Basis der von der Kamera aufgenommenen Bildinformation kann die Umgebungserkennung 11 beispielsweise eine Gruppierungsverarbeitung an Distanzinformation ausführen und kann die der Gruppierungsverarbeitung unterzogene Distanzinformation mit solchen Daten vergleichen, wie etwa dreidimensionalen Straßenformgebungsdaten und dreidimensionalen Objektdaten, die vorab vorgegeben sind, um Fahrbahnliniendaten, seitliche Begrenzungsdaten über eine Leitplanke und einen entlang der Straße vorhandenen Bordstein sowie Daten über dreidimensionale Objekte, wie z. B. ein Fahrzeug, zu extrahieren, wobei dieses ein vorausfahrendes Fahrzeug, ein entgegenkommendes Fahrzeug, ein parallel zu dem eigenen Fahrzeug fahrendes Fahrzeug sowie ein geparktes Fahrzeug sein kann.
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Die Umgebungserkennung 11 kann die einzelnen Daten zusammen mit einer Position in Relation zu dem eigenen Fahrzeug und eine Geschwindigkeit extrahieren. Die relative Position kann z. B. eine Entfernung und ein Winkel sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die Umgebungserkennung 11 kann die Position eines reflektierten dreidimensionalen Objekts (Entfernung und Winkel) zusammen mit einer Geschwindigkeit auf der Basis von Information über eine reflektierte Welle detektieren, die von einem Radar ermittelt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Umgebungserkennung 11 als Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit dienen.
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Bei dem Fahrerzustandsdetektor
12 kann es sich um einen Lenkrad-Biodetektionssensor handeln, der ein Biosignal eines Fahrers detektiert und an einem Lenkrad vorgesehen ist. Ein Beispiel für den Biodetektionssensor ist in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2013-090 834 A offenbart. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Lenkrad-Biodetektionssensor den Lenkrad-Haltezustand des Fahrers detektieren. Mit anderen Worten, es kann der Fahrerzustandsdetektor
12 als Lenkrad-Haltezustandsdetektor dienen.
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Der Fahrparameterdetektor 13 kann Fahrinformation des eigenen Fahrzeugs detektieren. Spezielle Beispiele für die Fahrinformation können solche Faktoren beinhalten, wie etwa eine Fahrzeuggeschwindigkeit, Vorwärts- und Rückwärts-Beschleunigung, Querbeschleunigung, einen Lenkradwinkel, ein Lenkmoment, eine Gierrate, eine Beschleunigungsposition bzw. Gaspedalposition, einen Drosselklappen-Öffnungswinkel, einen Gradienten einer Straßenoberfläche, auf der das eigene Fahrzeug fährt, sowie einen Schätzwert über einen Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Fahrparameterdetektor 13 als Fahrinformationsdetektor dienen.
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Der Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug kann z. B. ein Navigationssystem sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug kann elektrische Wellen empfangen, die z. B. von einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS) ausgesendet wird, ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann eine aktuelle Position auf der Basis von Information über die empfangenen elektrischen Wellen detektieren.
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Durch das Detektieren der aktuellen Position kann der Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug eine Position des eigenen Fahrzeugs auf Kartendaten identifizieren. Die Kartendaten können vorab auf einem Aufzeichnungsmedium gespeichert sein, bei dem es sich z. B., jedoch nicht ausschließlich, um einen Flash-Speicher, eine CD (Compact Disk), eine DVD (digitale vielseitige Disk), eine Blu-ray-(eingetragene Marke)Disk sowie ein Festplattenlaufwerk (HDD) handeln kann.
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Die vorab gespeicherten Kartendaten können Straßendaten und Anlagendaten beinhalten. Die Straßendaten können z. B. Information über Positionen von Verbindungen, Information über die Arten der Verbindungen, Information über Positionen von Knotenpunkten, Information über die Arten der Knotenpunkte, Information über die Krümmung von Kurven (oder den Radius von Kurven) in den Knotenpunkten sowie Information über eine Beziehung des Zusammenhangs zwischen den Knotenpunkten und den Verbindungen beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
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Mit anderen Worten, es können die Straßendaten Information über eine Abzweigung und eine Kreuzung einer Straße, Information über eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit an einer abzweigenden Straße sowie beliebige andere Information beinhalten. Die Anlagendaten können eine Vielzahl von Einträgen für die jeweilige Anlage beinhalten.
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Die jeweiligen Einträge können beispielsweise Daten beinhalten, die z. B. Information über den Namen einer betreffenden Anlage, Information über die Lage der Anlage sowie Information über den Typ der Anlage beinhalten, die in ein Kaufhaus, ein Geschäft, ein Restaurant, einen Parkplatz, einen Park sowie einen Ort zur Reparatur im Fall einer Fahrzeugfehlfunktion klassifiziert sind, wobei die Einträge nicht darauf beschränkt sind.
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Der Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug kann die Position des eigenen Fahrzeugs auf der Karte anzeigen und einer Bedienungsperson die Eingabe eines Ziels ermöglichen. Bei Eingabe des Ziels kann der Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug eine vorbestimmte Berechnung einer Route von dem Ausgangsort zu dem Ziel ausführen.
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Der Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug kann die berechnete Route auf der Anzeigevorrichtung 24 anzeigen, bei der es sich beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, um eine Anzeige und einen Monitor handeln kann, und kann den Fahrer durch Sprache mit Hilfe des Lautsprechers 25 führen, so dass eine umfassende Führung ermöglicht ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug als Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit dienen.
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Die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 15 kann eine drahtlose Kurzbereich-Kommunikationseinrichtung sein, die einen Kommunikationsbereich von etwa 100 m aufweist, wie z. B., jedoch nicht ausschließlich, ein drahtloses lokales Netzwerk (LAN). Die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 15 kann eine Kommunikation mit einem beliebigen anderen Fahrzeug in direkter Weise ohne jegliche Intervention eines Servers oder anderer Einrichtungen zum Senden und Empfangen von Information ausführen.
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Die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 15 kann solche Information, wie z. B. Fahrzeuginformation, Fahrinformation sowie Verkehrsinformation, mit jeglichem anderen Fahrzeug durch die gegenseitige Kommunikation mit diesem Fahrzeug austauschen. Die Fahrzeuginformation kann z. B. eindeutige Information beinhalten, die einen Typ eines Fahrzeugs angibt, wie z. B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen sowie ein Motorrad bei einem Ausführungsbeispiel, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Die Fahrinformation kann beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, Positionsinformation, Information über das Aufleuchten einer Ampelleuchte, Information über das Blinken eines Blinkers, das beim Abbiegen nach rechts und nach links signalisiert wird, sowie Information über das Blinken von Warnblinkerleuchten bei einem Not-Stopp beinhalten, ist jedoch nicht auf diese Informationen beschränkt.
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Die Fahrumgebungsinformation kann Information beinhalten, die Änderungen von Situation zu Situation unterliegt, wie z. B. Information über einen Verkehrsstau sowie Information über Baustellen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 15 als Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit dienen.
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Bei der Straßenverkehrsinformations-Kommunikationseinrichtung 16 kann es sich um ein sogenanntes Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystem (VICS: eingetragene Marke) oder um ein beliebiges anderes geeignetes System handeln, das Information über den Straßenverkehr empfängt. Die Straßenverkehrsinformations-Kommunikationseinrichtung 16 kann die Straßenverkehrsinformation auf Echtzeitbasis durch eine FM-Multiplex-Radiosendung oder von einem Sender an einer Straße empfangen und die empfangene Straßenverkehrsinformation auf den vorstehend beschriebenen, zuvor gespeicherten Kartendaten anzeigen.
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Die Straßenverkehrsinformation kann beispielsweise Information über Verkehrsstaus, Unfälle, Baustellen, erforderliche Zeiten sowie Parkplätze beinhalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Straßenverkehrsinformations-Kommunikationseinrichtung 16 als Fahrumgebungsinformations-Ermittlungseinheit dienen.
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Bei den Schaltern 17 kann es sich um diejenigen handeln, die mit einer Fahrassistenzsteuerung für einen Fahrer in Beziehung stehen. Nicht-einschränkende Beispiele für die Schalter 17 können folgende sein:
ein Schalter, der eine Fahrsteuerung mit konstanter Geschwindigkeit ausführt,
wobei eine Geschwindigkeit auf eine zuvor vorgegebene konstante Geschwindigkeit eingestellt wird;
ein Schalter, der eine Nachfolgesteuerung ausführt, bei der eine zwischen Fahrzeugen vorhandene Distanz oder eine Fahrzeugabstandszeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug auf einem zuvor vorgegebenen konstanten Wert gehalten wird;
ein Schalter, der eine Spurhaltesteuerung ausführt, bei der eine Fahrspur zur Ausführung einer Fahrsteuerung auf einer vorgegebenen Fahrspur beibehalten wird;
ein Schalter, der einen Steuervorgang zum Verhindern des Auftretens einer Abweichung von der Fahrspur ausführt;
ein Schalter, der die Ausführung einer Steuerung für Überholvorgänge ermöglicht, mit der das vorausfahrende Fahrzeug oder ein zu überholendes Fahrzeug überholt wird;
ein Schalter, der eine automatische Fahrsteuerung ausführt und der veranlasst, dass einige oder alle vorstehend beschriebenen Steuervorgänge in koordinierter Weise ausgeführt werden;
ein Schalter, der erforderliche Faktoren vorgibt, die für die jeweiligen, vorstehend beschriebenen Steuervorgänge erforderlich sind, wie z. B., jedoch nicht ausschließlich, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Abstand zwischen Fahrzeugen, eine Zeit zwischen Fahrzeugen und eine Geschwindigkeitsbegrenzung; sowie ein Schalter, der eine beliebige oder sämtliche der vorstehend beschriebenen Steuerungen deaktiviert.
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Die Motorsteuerung 21 kann einen Hauptsteuervorgang in Bezug auf einen nicht dargestellten Motor des Fahrzeugs auf der Basis der Fahrzeuginformation ausführen. Der Hauptsteuervorgang kann z. B. eine Kraftstoff-Einspritzsteuerung, eine Zündzeitpunkt-Steuerung sowie eine elektronische Drosselklappen-Steuerung beinhalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Fahrzeuginformation ist z. B. auf eine Luftansaugströmung, einen Drosselklappen-Öffnungswinkel, eine Motor-Wassertemperatur, eine Ansaugtemperatur, eine Sauerstoffkonzentration, einen Kurbelwinkel und eine Gaspedalposition gerichtet, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Wenn die Motorsteuerung 21 die Beschleunigungsrate, die für die jeweilige der vorstehend beschriebenen Automatikmodus-Fahrsteuerungen erforderlich ist (die erforderliche Beschleunigungsrate), von der Fahrsteuerung 10 während des automatischen Fahrvorgangs empfängt, kann die Motorsteuerung 21 auf der Basis der erforderlichen Beschleunigungsrate ein Antriebsdrehmoment (ein erforderliches Drehmoment für den automatischen Fahrvorgang) auf der Basis der erforderlichen Beschleunigungsrate berechnen, um die Motorsteuerung unter Verwendung des erforderlichen Drehmoments für den automatischen Fahrvorgang als Zieldrehmoment auszuführen.
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Nicht einschränkende Beispiele für die Automatikmodus-Fahrsteuerungen können eine Steuerung zum Verhindern einer Kollision mit einem Objekt, wie z. B. einem Hindernis, eine Steuerung zum Fahren mit konstanter Geschwindigkeit, eine Nachfolge-Fahrsteuerung, eine Spurhaltesteuerung, eine Steuerung zum Verhindern eines Verlassens der Fahrspur sowie eine Steuerung zum Überholen beinhalten.
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Die Bremssteuerung 22 kann einen Steuervorgang von nicht dargestellten Bremsvorrichtungen von vier Rädern unabhängig von einer Bremsbetätigung durch den Fahrer ermöglichen und kann eine Antiblockier-Steuerung (ABS) sowie eine Gierbewegungs-Bremssteuerung ausführen, die ein auf das Fahrzeug ausgeübtes Giermoment steuert.
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Die Bremssteuerung 22 kann diese Steuervorgänge auf der Basis der Fahrzeuginformation ausführen, die z. B. einen Bremsschalter, die Radgeschwindigkeit von jedem der vier Räder, den Lenkradwinkel sowie die Gierrate betrifft, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
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Die Gierbewegungs-Bremssteuerung kann z. B. eine Antirutschsteuerung beinhalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei Empfang der Verzögerung, die für die jeweilige der vorstehend beschriebenen Automatikmodus-Fahrsteuerungen erforderlich ist (erforderliche Verzögerung), von der Fahrsteuerung 10 während des automatischen Fahrvorgangs kann die Bremssteuerung 22 einen Ziel-Fluiddruck eines Radzylinders von einer Bremse von jedem Rad auf der Basis der erforderlichen Verzögerung vorgeben, um die Bremssteuerung auszuführen.
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Nicht einschränkende Beispiele für die Automatikmodus-Fahrsteuerungen können eine Steuerung zum Verhindern von Kollisionen mit einem Objekt, wie z. B. einem Hindernis, eine Steuerung für eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, eine Nachfolge-Fahrsteuerung, eine Spurhaltesteuerung, eine Steuerung zum Verhindern des Verlassens der Fahrspur sowie eine Steuerung für Überholvorgänge beinhalten.
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Die Lenkungssteuerung 23 kann ein Hilfsdrehmoment, das von einem nicht dargestellten elektrischen Servolenkungsmotor in einem Lenksystem des Fahrzeugs stammt, auf der Basis der Fahrzeuginformation steuern, die z. B., jedoch nicht ausschließlich, die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Lenkmoment, den Lenkradwinkel und die Gierrate betrifft.
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Die Lenkungssteuerung 23 kann die Spurhaltesteuerung, bei der die Fahrspur zum Ausführen der Fahrsteuerung auf einer vorgegebenen Fahrspur beibehalten wird, die Steuerung zum Verhindern eines Verlassens der Fahrspur, die das Auftreten einer Abweichung von der Fahrspur verhindert, sowie eine Lenkungssteuerung beim automatischen Fahrvorgang beinhalten, die diese Steuervorgänge in koordinierter Weise ausführt.
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Die Lenkungssteuerung 23 kann von der Fahrsteuerung 10 Information über den Lenkradwinkel, den Ziel-Lenkradwinkel oder das Lenkmoment empfangen, die für die Spurhaltesteuerung, die Steuerung zum Verhindern eines Verlassens der Fahrspur sowie die Lenkungssteuerung beim automatischen Fahrvorgang erforderlich ist, wie diese von der Fahrsteuerung 10 berechnet worden ist, und kann den Betrieb des elektrischen Servolenkungsmotors auf der Basis eines Steuerungsbetrags des Lenkradwinkels oder des von der Fahrsteuerung 10 empfangenen Lenkmoments steuern.
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Die Anzeigevorrichtung 24 kann dem Fahrer eine visuelle Warnung oder eine visuelle Mitteilung beispielsweise über den Monitor, die Anzeige oder eine Alarmleuchte zukommen lassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Lautsprecher 25 kann dem Fahrer eine akustische Warnung oder eine akustische Mitteilung zukommen lassen.
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Die Fahrsteuerung 10 kann auf der Basis des jeweiligen Eingangssignals von der Umgebungserkennung 11, dem Fahrerzustandsdetektor 12, dem Fahrparameterdetektor 13, dem Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug, der Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 15, der Straßenverkehrsinformations-Kommunikationseinrichtung 16 sowie den Schaltern 17 den Steuervorgang zum Verhindern einer Kollision mit einem Objekt, wie z. B. einem Hindernis, den Steuervorgang zum Fahren mit einer konstanten Geschwindigkeit, die Nachfolge-Fahrsteuerung, die Spurhaltesteuerung, die Steuerung zum Verhindern eines Verlassens der Fahrspur, die Steuerung für Überholvorgänge sowie weitere Steuervorgänge in koordinierter Weise ausführen, um solche Fahrzeugsteuervorgänge, wie die automatische Fahrsteuerung auszuführen.
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Während der automatischen Fahrsteuerung bzw. Automatikmodus-Fahrsteuerung erkennt die Fahrsteuerung 10 eine zu durchfahrende Kurve, die sich vor dem eigenen Fahrzeug befindet. Die Fahrsteuerung 10 gibt eine Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs beim Durchfahren der Kurve vor dem eigenen Fahrzeug vor.
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Die Fahrsteuerung 10 korrigiert einen Zielparameter, der in Abhängigkeit von dem Lenkrad-Haltezustand des Fahrers vorgegeben ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem Zielparameter um eine Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit. Der Lenkrad-Haltezustand des Fahrers kann von dem Fahrerzustandsdetektor 12 detektiert werden.
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Die Fahrsteuerung 10 kann eine Zielbeschleunigungsrate des eigenen Fahrzeugs auf der Basis des korrigierten Zielparameters vorgeben. Die Fahrsteuerung 10 kann die erforderliche Beschleunigungsrate oder die erforderliche Verzögerungsrate auf der Basis der Zielbeschleunigungsrate berechnen.
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Die Fahrsteuerung 10 kann die berechnete erforderliche Beschleunigungsrate oder die berechnete erforderliche Verzögerungsrate an die Motorsteuerung 21 oder die Bremssteuerung 22 abgeben, um die Beschleunigung und die Verzögerung zu steuern. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Fahrsteuerung 10 derart ausgebildet sein, dass sie Funktionen einer Zielparameter-Vorgabeeinheit, einer Zielparameter-Korrektureinheit sowie einer Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung aufweist.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 2 ein Beispiel für das Ablaufprogramm der Automatikmodus-Fahrsteuerung (Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung) beschrieben, die von der Fahrsteuerung 10 auszuführen ist.
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Als erstes kann in einem Schritt (wobei diese nachfolgend mit ”S” bezeichnet sind) S101 festgestellt werden, ob eine Kurve in einer vorgegebenen Distanz in einer vor dem eigenen Fahrzeug liegenden Route in Vorwärtsrichtung vorhanden ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in Vorwärtsrichtung vor dem eigenen Fahrzeug liegende Route anhand von Fahrspurinformation sowie einer Führungsroute ermittelt werden kann.
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Die Fahrspurinformation kann durch die Bildinformation ermittelt werden, die von der Umgebungserkennung 11 stammt. Die Führungsroute kann in den Kartendaten des Navigationssystems des Positionsinformationsdetektors 14 für das eigene Fahrzeug vorgegeben sein.
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Wenn als Resultat der Feststellung in dem Schritt S101 festgestellt wird, dass keine Kurve vor dem eigenen Fahrzeug vorhanden ist, kann der Ablauf mit dem Schritt S102 fort fahren. In dem Schritt S102 kann eine reguläre Steuerung zur Beschleunigung und Verzögerung ausgeführt werden. Mit anderen Worten, es können die erforderliche Beschleunigungsrate und Verzögerungsrate berechnet werden, die für die jeweiligen vorstehend beschriebenen automatischen Fahrsteuerungen erforderlich sind, und die berechnete erforderliche Beschleunigungsrate sowie die berechnete erforderliche Verzögerungsrate können an die Motorsteuerung 21 bzw. die Bremssteuerung 22 abgegeben werden, um die Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung auszuführen.
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Nicht einschränkende Beispiele für die automatischen Fahrsteuerungen können die Steuerung zum Verhindern einer Kollision mit einem Objekt, wie z. B. einem Hindernis, die Fahrsteuerung mit konstanter Geschwindigkeit, die Nachfolge-Fahrsteuerung, die Spurhaltesteuerung, die Steuerung zum Verhindern eines Verlassens der Fahrspur sowie die Steuerung für Überholvorgänge beinhalten.
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Wenn als Resultat der Feststellung in dem Schritt S101 festgestellt wird, dass eine Kurve vor dem eigenen Fahrzeug vorhanden ist, kann der Ablauf mit einem Schritt S103 fortfahren. In dem Schritt S103 kann eine Feststellung hinsichtlich des Lenkrad-Haltezustands des Fahrers getroffen werden, der von dem Fahrerzustandsdetektor 12 detektiert werden kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Lenkrad-Haltezustand des Fahrers mittels des Lenkrad-Biodetektionssensors als Fahrerzustandsdetektor 12 festgestellt werden Der Lenkrad-Haltezustand des Fahrers kann jedoch auch durch einen Absolutwert des Lenkmoments festgestellt werden. Wenn der Absolutwert des Lenkmoments gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist, kann in diesem Fall der Fahrerzustandsdetektor 12 die Feststellung treffen, dass der Fahrer das Lenkrad hält. Wenn der Absolutwert des Lenkmoments niedriger als der vorgegebene Wert ist, kann der Fahrerzustandsdetektor 12 die Feststellung treffen, dass der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer hat seine Hände vom Lenkrad weggenommen).
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Danach kann der Ablauf mit dem Schritt S104 fort fahren. In dem Schritt S104 kann für alle in dem Schritt S101 detektierten Kurven (bei einer Ausführungsform der Erfindung können die detektierten Kurven mit 1, 2, 3, ... und k nummeriert sein), die vor dem eignen Fahrzeug vorhanden sind, eine Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in einer k-ten Kurve vor dem eignen Fahrzeug der Reihe nach auf der Basis der Nähe zu dem eignen Fahrzeug vorgegeben sein.
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Die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in der Kurve kann unter Berücksichtigung des in dem Schritt S103 festgestellten Lenkrad-Haltezustands vorgegeben werden, beispielsweise unter Bezugnahme auf eine in 3 gezeigte Kennliniendarstellung, die vorab durch Berechnung, ein Experiment oder andere Mittel in Abhängigkeit von einem Kurvenradius ρ der Kurve vorgegeben ist.
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Hinsichtlich der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in einer Kurve kann, wie dies auch aus dem Kennliniendiagramm der 3 zu erkennen ist, ein Wert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in der Kurve, wenn der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat) (in 3 in unterbrochener Linie dargestellt), niedriger vorgegeben werden als ein Wert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk, wenn der Fahrer das Lenkrad hält (in 3 in durchgezogener Linie dargestellt).
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Dies hat folgenden Grund. Obwohl eine von dem Fahrer beim Fahren in einer Kurve vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn der Fahrer das Lenkrad direkt hält, gleich einer Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit beim Fahren in einer Kurve ist, die während der automatischen Fahrsteuerung vorgegeben ist, während der der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat), kann sich bei dem Fahrer bei der automatischen Fahrsteuerung letztendlich ein Gefühl des Unbehagens einstellen, da der Fahrer das Gefühl hat, schneller zu fahren.
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Der Wert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in der Kurve, wenn der Fahrzeug das Lenkrad nicht hält (wenn der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat) (in 3 in unterbrochener Linie dargestellt), kann somit niedriger als ein Wert in einer regulären Situation (in der der Fahrer das Lenkrad hält; in 3 in durchgezogener Linie dargestellt) vorgegeben werden, um dadurch den Fahrer beim Fahren in einer Kurve weniger Unbehagen verspüren zu lassen.
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Wenn die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in der Kurve aus den Kartendaten des Navigationssystems des Positionsinformationsdetektor 14 für das eigene Fahrzeug ermittelt wird, kann die aus den Kartendaten ermittelte Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in der Kurve als Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit vorgegeben werden, wenn der Fahrer das Lenkrad unmittelbar hält.
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Die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk kann einer Verringerungskorrektur unterzogen werden, um einen Wert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit beim Fahren in der Kurve zu berechnen, wenn der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat). Die Verringerungskorrektur kann z. B. das Multiplizieren mit einem Ziffernwert von kleiner als 1,0 oder das Subtrahieren eines vorgegebenen Geschwindigkeitswerts beinhalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Alternativ hierzu kann der Kurvenradius ρ für die aus den Kartendaten ermittelte Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in der Kurve auf der Basis der Kennliniendarstellung der 3 bestimmt werden, um den Wert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk in der Kurve bei dem Kurvenradius ρ vorzugeben, wenn der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat).
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Nach dem Vorgeben der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk für alle Kurven in dem Schritt S104 kann der Ablauf mit einem Schritt S105 fortfahren. In dem Schritt S105 kann eine Zielbeschleunigungsrate atk für alle Kurven beispielsweise auf der Basis der nachfolgenden Gleichung (1) berechnet werden. atk = (Vtk2 – V2)/(2·s) (1).
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Dabei bezeichnet ”V” eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, und ”s” bezeichnet eine Distanz bis zum Einfahren in eine k-te Kurve.
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Hinsichtlich der Distanz ”s” bis zum Einfahren in die Kurve kann eine vorab mittels eines Experiments, einer Berechnung oder ein anderes Mittel ermittelte Steuerungs-Startdistanz ΔLs für eine erste Kurve vorgegeben werden, wobei k = 1 ist (siehe die Kurve A in 4). Wenn sich die aktuelle Position des eignen Fahrzeugs näher beim Einfahren in die Kurve befindet als die Steuerungs-Startdistanz ΔLs, kann die Distanz ”s” als eine Distanz von der aktuellen Position bis zum Einfahren in die Kurve vorgegeben werden.
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In diesem Fall befindet sich die Distanz ”s” näher beim Eintritt in die Kurve als die Steuerungs-Startdistanz ΔLs. Somit kann die Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung unmittelbar ausgeführt werden. Die Steuerungs-Startdistanz ΔLs kann in Abhängigkeit von dem Lenkrad-Haltezustand des Fahrers variabel sein. Wenn der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat), kann die Steuerungs-Startdistanz ΔLs mit einer Distanz vorgegeben werden, die länger ist als in einem Fall, in dem der Fahrer das Lenkrad hält.
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Wenn also der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer hat seine Hände vom Lenkrad weggenommen), kann die Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung mit einer moderateren Beschleunigungsrate oder Verzögerungrate als in dem Fall ausgeführt werden, in dem der Fahrer das Lenkrad hält, so dass sich bei dem Fahrer weniger ein Gefühl von Unbehagen einstellen kann.
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Außerdem kann eine Distanz bis zum Einfahren in eine zweite Kurve oder eine Kurve im Anschluss daran (siehe die Kurve B in 4) einen Wert aus der Summe der vorstehend beschriebenen Steuerungs-Startdistanz ΔLs und einer Distanz bis zum Einfahren in die Kurve ab dem Einfahren in die vorhergehende Kurve aufweisen (s = ΔLs + L2 in 4).
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Als nächstes kann der Ablauf mit einem Schritt S106 fortfahren, in dem ein Minimalwert der Zielbeschleunigungsrate atk für alle in dem Schritt S105 berechneten Kurven extrahiert werden kann, um den Minimalwert als Zielbeschleunigungsrate at vorzugeben.
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Anschließend kann der Ablauf mit einem Schritt S107 fortfahren. In dem Schritt S107 können die erforderliche Beschleunigungsrate und Verzögerungsrate, die für die jeweiligen vorstehend beschriebenen Automatikmodus-Fahrsteuerungen erforderlich sind, auf der Basis der Zielbeschleunigungsrate at vorgegeben werden, und die berechnete erforderliche Beschleunigungsrate sowie die berechnete erforderliche Verzögerungsrate können an die Motorsteuerung 21 bzw. die Bremssteuerung 22 abgegeben werden, um die Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung auszuführen.
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Nicht einschränkende Beispiele für die automatischen Fahrsteuerungen können die Steuerung zum Verhindern einer Kollision mit einem Objekt, wie z. B. einem Hindernis, die Fahrsteuerung zum Fahren mit konstanter Geschwindigkeit, die Nachfolge-Fahrsteuerung, die Spurhaltesteuerung, die Steuerung zum Verhindern eines Verlassens der Fahrspur sowie die Steuerung für Überholvorgänge beinhalten.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann der Wert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtk beim Durchfahren der Kurve, wenn der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat) auf einen niedrigeren Wert gesteuert werden als den Wert, der ermittelt wird, wenn der Fahrer das Lenkrad hält. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann jedoch auch bei einer Technik zum Vorgeben einer zulässigen Querbeschleunigungsrate beim Durchfahren einer Kurve angewendet werden.
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In diesem Fall kann die zulässige Querbeschleunigungsrate ay beim Durchfahren der Kurve anhand der nachfolgenden Gleichung (2) berechnet werden: ay = μ·Kus·g (2).
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Dabei bezeichnet μ einen Schätzwert eines Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche, Kus bezeichnet einen Sicherheitsfaktor (0,5 bis 1,0), der zuvor durch ein Experiment, eine Berechnung oder ein anderes Mittel vorgegeben wurde, und g bezeichnet eine Schwerkraft-Beschleunigungsrate.
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Eine zulässige Geschwindigkeit Va in der Kurve kann z. B. durch die nachfolgende Gleichung (3) berechnet werden. Va = (ρ·ay)1/2 (3).
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Somit kann es sich bei der zulässigen Querbeschleunigungsrate ay, wenn der Fahrer das Lenkrad hält, um einen Wert handeln, der mittels der vorstehend genannten Gleichung (2) bestimmt wird. Die zulässige Querbeschleunigungsrate ay, wenn der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer hat seine Hände vom Lenkrad weggenommen), kann ein Wert sein, der durch die nachfolgende Gleichung (4) ermittelt wird, wobei ein Wert geringer als 1 mit λ bezeichnet wird und dieser vorab durch ein Experiment, eine Berechnung oder mit anderen Mitteln vorgegeben worden ist. Ay = λ·μ·Kus·g (4).
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Die zulässige Querbeschleunigungsrate ay beim Durchfahren der Kurve, wenn der Fahrer das Lenkrad nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat), kann somit auf einen niedrigeren Wert gesteuert werden als einen Wert, den man erhält, wenn der Fahrer das Lenkrad hält.
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Hinsichtlich weiterer Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit unter Verwendung sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der zulässigen Querbeschleunigungsrate kann die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit beim Durchfahren einer Kurve auch durch Begrenzen der anhand der Kennliniendarstellung der 3 bestimmten Zielgeschwindigkeit mittels der in der vorstehenden Gleichung (3) berechneten zulässigen Geschwindigkeit Va bestimmt werden.
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Auf der Basis der vorstehenden Ausführung der Erfindung können während der automatischen Fahrsteuerung, wenn eine zu durchfahrende Kurve vor dem eigenen Fahrzeug erkannt wird und festgestellt wird, dass der Fahrer das Lenkrad nicht hält, die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit sowie die zulässige Querbeschleunigungsrate auf Werte korrigiert werden, die niedriger sind als die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit und die zulässige Querbeschleunigungsrate, die auf der Basis einer Situation vorgegeben werden, in der der Fahrer das Lenkrad hält.
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Auf der Basis der korrigierten Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit und der zulässigen Querbeschleunigungsrate kann die Zielbeschleunigungsrate des eigenen Fahrzeugs zur Steuerung der Beschleunigung und der Verzögerung vorgegeben werden.
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Auf diese Weise lassen sich ausgezeichnete Effekte erzielen, wie z. B. das Erzielen des gleichen Fahrgefühls beim Fahren in einer Kurve sowohl in dem Fall, in dem der Fahrer das Lenkrad direkt hält (einschließlich Fällen eines manuellen Fahrmodus, einer Fahrassistenzsteuerung sowie eines automatischen Fahrmodus) als auch in dem Fall, in dem der Fahrer das Lenkrad während des automatischen Fahrmodus nicht hält (der Fahrer seine Hände vom Lenkrad weggenommen hat), so dass sich das Resultat erzielen lässt, dass der Fahrer weniger Unbehagen beim Fahren in einer Kurve verspürt.
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Vorstehend sind zwar einige bevorzugte Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben worden, jedoch ist die Erfindung in keiner Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es versteht sich, dass von Fachleuten Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass man den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang verlässt. Die Erfindung soll solche Modifikationen und Änderungen mit umfassen, soweit diese im Rahmen der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalenten liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuerung für die Fahrt eines Fahrzeugs
- 10
- Fahrzeugsteuerung
- 10A
- Zielparameter-Vorgabeeinheit
- 10B
- Zielparameter-Korrektureinheit
- 10C
- Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung
- 11
- Umgebungserkennung
- 12
- Fahrerzustandsdetektor
- 13
- Fahrparameterdetektor
- 14
- Positionsinformationsdetektor für eigenes Fahrzeug
- 15
- Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung
- 16
- Straßenverkehrsinformations-Kommunikationseinrichtung
- 17
- Schalter
- 21
- Motorsteuerung
- 22
- Bremssteuerung
- 23
- Lenkungssteuerung
- 24
- Anzeigevorrichtung
- 25
- Lautsprecher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-030544 A [0002, 0004]
- JP 2013-090834 A [0025]
