DE102017129517A1

DE102017129517A1 - Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017129517A1
Application number: DE102017129517.8A
Authority: DE
Inventors: Shota FUJII
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2018-06-28
Also published as: JP6547970B2; JP2018103767A; US20180178714A1; US10266109B2

Abstract

Wenn ein Dauer-Zeitraum, in dem ein Fahrtrichtungssignalhebel in einer ersten Bedienposition P1L (P1R) gehalten wird, mindestens so lang ist wie ein Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum, so startet eine Fahrthilfe-ECU eine Spurwechselassistenzsteuerung. Wenn eine Bedienkraft in einer Situation aufgehoben wird, in der sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition befindet, so kehrt der Fahrtrichtungssignalhebel in eine neutrale Position PN zurück. Wenn die Fahrthilfe-ECU die Spurwechselassistenzsteuerung startet, so setzt die Fahrthilfe-ECU das Aussenden eines Fahrtrichtungssignals fort, bis eine Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung in Abhängigkeit von einem Zustand der Spurwechselassistenzsteuerung erfüllt ist. Wenn der Fahrtrichtungssignalhebel in eine zweite Bedienposition P2L (P2R) bewegt wird, während die Spurwechselassistenzsteuerung ausgeführt wird, so wird die Spurwechselassistenzsteuerung gestoppt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spurwechselassistenzvorrichtung, die dafür ausgestaltet ist, eine Spurwechselassistenzsteuerung auszuführen, das heißt eine Steuerung zum Assistieren eines Lenkvorgangs, um eine Fahrspur zu wechseln.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Stand der Technik ist, wie in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2009-274594 vorgeschlagen, eine Spurwechselassistenzvorrichtung bekannt, die dafür ausgestaltet ist, eine Spurwechselassistenzsteuerung auszuführen, das heißt eine Steuerung zum Assistieren eines Lenkvorgangs (einer Lenkradbetätigung), um eine Fahrspur zu wechseln. Die Spurwechselassistenzvorrichtung verwendet zum Beispiel eine elektrische Servolenkung, um ein Lenkdrehmoment für einen Lenkmechanismus bereitzustellen oder zu erzeugen, um dadurch die Fahrspur, in der das eigene Fahrzeug fährt, zu wechseln, ohne dass der Fahrer in den Lenkvorgang eingreift.
Die Spurwechselassistenzvorrichtung (als „herkömmliche Vorrichtung“ bezeichnet), die in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2009-274594 vorgeschlagen ist, erkennt eine Operation, die durch den Fahrer an einer Fahrtrichtungssignal-Betriebseinheit ausgeführt wird, und startet die Spurwechselassistenzsteuerung in Reaktion auf die an der Fahrtrichtungssignal-Betriebseinheit ausgeführte Operation.
Wenn der Spurwechsel gefahrlos ausgeführt werden kann, während die an der Fahrtrichtungssignal-Betriebseinheit ausgeführte Operation erkannt wird, so startet die herkömmliche Vorrichtung die Spurwechselassistenzsteuerung. Andererseits kann der Fahrer die Absicht haben, mit einem Lenkvorgang die Spur zu wechseln, ohne die Spurwechselassistenzvorrichtung in Anspruch zu nehmen (ohne Assistierung eines Spurwechselvorgangs durch die Spurwechselassistenzsteuerung). Des Weiteren muss der Fahrer nicht die Absicht haben, die Fahrspur sofort zu wechseln, sondern der Fahrer kann den Wunsch haben, dem Fahrer eines anderen Fahrzeugs seine Spurwechselsabsicht anzukündigen, indem er ein Fahrtrichtungssignal aktiviert. Selbst in diesem Fall, wenn der Fahrer eine Operation an der Fahrtrichtungssignal-Betriebseinheit ausführt, wird die Spurwechselassistenzsteuerung begonnen.
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, kann die herkömmliche Vorrichtung nicht erkennen, ob die an der Fahrtrichtungssignal-Betriebseinheit ausgeführte Operation für die Absicht des Fahrers steht, eine Spurwechselassistierung zu erhalten bzw. zu empfangen, oder die Absicht des Fahrers zum Ausdruck bringt, selbst mit seinem Fahrzeug, d. h. durch einen selbst ausgeführten Lenkvorgang, die Spur zu wechseln, ohne die Spurwechselassistierung in Anspruch zu nehmen. Da also die Möglichkeit besteht, dass der Fahrer keinen Betriebsvorgang erhält, der im Einklang mit seinen Absichten steht, ist die Funktionalität der herkömmlichen Vorrichtung mangelhaft. Wenn die herkömmliche Vorrichtung eine andere spezifische Betriebseinheit umfasst, so kann es der herkömmlichen Vorrichtung eventuell gelingen, mit Hilfe der spezifischen Betriebseinheit zwischen den beiden unterschiedlichen Absichten des Fahrers zu unterscheiden. Jedoch muss der Fahrer für den Fall einer solchen herkömmlichen Vorrichtung zusätzlich die spezifische Betriebseinheit bedienen. Daher kann eine solche herkömmliche Vorrichtung nicht die Funktionalität verbessern.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung dient dem Zweck, das oben angesprochene Problem zu lösen, und hat zur Aufgabe, eine Spurwechselassistenzvorrichtung mit guter Funktionalität bereitzustellen.
Um die oben angesprochene Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die Folgendes umfasst:

ein Spurwechselassistenzanforderungs-Detektionsmittel (10, 40, S15-S18) zum Erkennen einer Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf eine durch einen Fahrer an einem Fahrtrichtungssignal ausgeführte Operation;
ein Spurwechselassistenz-Steuerungsmittel (10, 20, S20) zum Beginnen einer Spurwechselassistenzsteuerung, um eine Fahrspur, in der das eigene Fahrzeug fährt, zu wechseln, in Reaktion auf die Detektion der Spurwechselassistenzanforderung; und
ein Fahrtrichtungssignal-Ansteuerungsmittel (30) zum Aussenden eines Fahrtrichtungssignals;
wobei der Fahrtrichtungssignalhebel dafür ausgestaltet ist, wahlweise zwischen einer ersten Bedienposition (P1L, P1R), die eine Position ist, in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel um einen ersten Betrag aus einer neutralen Position (PN) gedreht ist und in der das Fahrtrichtungssignal ausgesendet wird, und einer zweiten Bedienposition (P2L, P2R), die eine Position ist, in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel um einen zweiten Betrag, der größer ist als die erste Bedienposition, aus der neutralen Position gedreht ist und in der das Fahrtrichtungssignal ausgesendet wird, sowohl bei einem Rechtslenkvorgang als auch bei einem Linkslenkvorgang betätigt werden zu können und zur Neutralposition zurückzukehren, wenn eine Bedienkraft in einer Situation aufgehoben wird, in der sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition befindet,
wobei das Spurwechselassistenzanforderungs-Detektionsmittel dafür ausgestaltet ist, einen Zeitraum zu messen, in dem der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition gehalten wird, und die Spurwechselassistenzanforderung zu erkennen, wenn der gemessene Zeitraum mindestens so lang ist wie ein im Voraus eingestellter Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum (S15-S18), und
wobei das Spurwechselassistenz-Steuerungsmittel dafür ausgestaltet ist, die Spurwechselassistenzsteuerung zu stoppen, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel in die zweite Bedienposition betätigt wird, während die Spurwechselassistenzsteuerung ausgeführt wird (S21: Ja, S12).

In der Spurwechselassistenzvorrichtung für das Fahrzeug erkennt das Spurwechselanforderungs-Detektionsmittel die Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf die durch den Fahrer an der Betriebseinheit ausgeführte Operation. Das Spurwechselassistenz-Steuerungsmittel startet die Spurwechselassistenzsteuerung, die eine Steuerung ist, die das eigene Fahrzeug einen Wechsel der Fahrspur, in der das eigene Fahrzeug fährt, vollführen lässt. Zum Beispiel übermittelt oder erzeugt das Spurwechselassistenz-Steuerungsmittel ein Lenkdrehmoment für einen Lenkmechanismus zum Drehen eines Lenkrades, um so eine Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs zu steuern.
Der Fahrtrichtungssignalhebel ist dafür ausgestaltet, wahlweise zwischen der ersten Bedienposition, welche die Position ist, in der der Fahrtrichtungssignalhebel um einen ersten Betrag aus der neutralen Position gedreht ist und in der das Fahrtrichtungssignal (als „Blickleuchte“ oder „Fahrtrichtungssignalleuchte“ bezeichnet) ausgesendet wird, und der zweiten Bedienposition, welche die Position ist, in der der Fahrtrichtungssignalhebel um den zweiten Betrag, der größer (tiefer) als die erste Bedienposition ist, aus der neutralen Position gedreht ist und in der das Fahrtrichtungssignal ausgesendet wird, sowohl bei einem Rechtslenkvorgang als auch bei einem Linkslenkvorgang betätigt werden zu können, und zur Neutralposition zurückzukehren, wenn die Bedienkraft in der Situation aufgehoben wird, in der sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition befindet. Wenn sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition oder der zweiten Bedienposition befindet, so wird das Fahrtrichtungssignal ausgesendet.
Das Spurwechselassistenzanforderungs-Detektionsmittel misst den Zeitraum, in dem der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition gehalten wird, und erkennt die Spurwechselassistenzanforderung (oder anders ausgedrückt: bestimmt, dass die Spurwechselassistenzanforderung generiert wird), wenn der gemessene Zeitraum mindestens so lang ist wie der im Voraus eingestellte Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum. Die Spurwechselassistenzanforderung wird in Reaktion auf die Detektion der Spurwechselassistenzanforderung begonnen. Wenn der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel für die Dauer des Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraums oder länger in die erste Bedienposition hält, so kann der Fahrer seine Absicht an die Spurwechselassistenzvorrichtung übermitteln, die Spurwechselassistierung zu erhalten oder zu empfangen. Daher kann der Fahrer die Spurwechselassistierung erhalten oder empfangen, die mit der Absicht des Fahrers übereinstimmt.
Wenn der Fahrtrichtungssignalhebel in die zweite Bedienposition betätigt wird, während die Spurwechselassistenzsteuerung ausgeführt wird, so wird die Spurwechselassistierung gestoppt.
Auf diese Weise erlaubt die vorliegende Erfindung es dem Fahrer, eine Operation an dem Fahrtrichtungssignalhebel auszuwählen, um einen von zwei Fällen zu realisieren, und zwar den Fall, dass der Fahrer die Spurwechselassistierung empfängt, und den Fall, dass der Fahrer den Spurwechsel seines Fahrzeugs selbst durch einen eigenen Lenkvorgang ohne Spurwechselassistierung herbeiführt. Des Weiteren erlaubt die vorliegende Erfindung es dem Fahrer, die die Spurwechselassistenzsteuerung während der Spurwechselassistenzsteuerung gemäß den Absichten des Fahrers zu stoppen.
Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Funktionalität verbessert werden.
Ein Merkmal eines Aspekts der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Spurwechselassistenzvorrichtung des Weiteren ein Fahrtrichtungssignalsteuerungsmittel (40) umfasst, um eine Betätigung des Fahrtrichtungssignal-Ansteuerungsmittels (30) zu steuern, um das Fahrtrichtungssignal während eines Zeitraums auszusenden, in dem sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition befindet, oder das Fahrtrichtungssignal eine im Voraus eingestellte Anzahl von Malen auszusenden, falls der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition steht, und das Fahrtrichtungssignal auszusenden, bis eine Rückführungsoperation an dem Fahrtrichtungssignalhebel ausgeführt wird, oder eine Rückführungsoperation am Lenkrad ausgeführt wird, falls der Fahrtrichtungssignalhebel in der zweiten Bedienposition steht.
In dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Fahrtrichtungssignal während des Zeitraums ausgesendet, in dem sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition befindet, oder wird die im Voraus eingestellte Anzahl von Malen ausgesendet, falls der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition steht. Somit bewegt der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel in die erste Bedienposition, um das Fahrtrichtungssignal ungeachtet eines Lenkzustandes vorübergehend auszusenden.
Das Aussenden des Fahrtrichtungssignals wird fortgesetzt, bis die Rückführungsoperation an dem Fahrtrichtungssignalhebel ausgeführt wird oder die Rückführungsoperation an dem Lenkrad ausgeführt wird, falls der Fahrtrichtungssignalhebel in der zweiten Bedienposition steht. Oder anders ausgedrückt: Das Aussenden des Fahrtrichtungssignals wird ab dem Moment, wo der Fahrtrichtungssignalhebel in die zweite Bedienposition betätigt wird, fortgesetzt, bis die Rückführungsoperation an dem Fahrtrichtungssignalhebel ausgeführt wird oder die Rückführungsoperation an dem Lenkrad ausgeführt wird. Daher betätigt der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel in die zweite Bedienposition, um eine gewöhnliche Funktion zu erhalten, die eine herkömmliche Fahrtrichtungssignalvorrichtung hat, ohne die Spurwechselassistenzsteuerung in Anspruch zu nehmen.
Infolge dessen kann gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung die Funktionalität weiter verbessert werden.
Ein Merkmal eines Aspekts der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Spurwechselassistenzvorrichtung des Weiteren ein Spurwechsel-Fahrtrichtungssignalsteuerungsmittel (S51-S54) umfasst, um eine Betätigung des Fahrtrichtungssignal-Ansteuerungsmittels zu steuern, um das Fahrtrichtungssignal ab einem Beginn der Spurwechselassistenzsteuerung bis zur Erfüllung einer im Voraus eingestellten Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung auszusenden.
Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Aussenden des Fahrtrichtungssignals ab dem Beginn der Spurwechselassistenzsteuerung bis zur Erfüllung der im Voraus eingestellten Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung fortgesetzt, falls die Spurwechselassistenzsteuerung ausgeführt wird. Daher kann das Fahrtrichtungssignal entsprechend ausgesendet werden, während die Spurwechselassistenzsteuerung ausgeführt wird.
Zum Beispiel kann die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung so eingestellt werden, dass sie erfüllt ist, wenn die Spurwechselassistenzsteuerung vollendet ist oder bevor die Spurwechselassistenzsteuerung vollendet ist. In einem Beispiel des letzteren Falls kann die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung so eingestellt werden, dass sie erfüllt ist, wenn das eigene Fahrzeug eine Position erreicht, die eine zuvor festgelegte Länge in einer Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs von einer Zielposition entfernt ist, um die Spurwechselassistenzsteuerung zu vollenden.
Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sind in der obigen Beschreibung Bezugszeichen, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, in Klammern geschrieben und sind jedem der einzelnen Merkmale der Erfindung, die den Ausführungsformen entsprechen, zugewiesen. Jedoch ist keines der einzelnen Merkmale der Erfindung auf die durch die Bezugszeichen definierten Ausführungsformen beschränkt.
Figurenliste

1 ist ein Ausgestaltungbild zum Veranschaulichen einer Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen von Anordnungspositionen von Umgebungssensoren und eines Kamerasensors.
3 ist ein Schaubild zum Veranschaulichen von Fahrspur-bezogenen Fahrzeuginformationen.
4 ist ein Schaubild zum Veranschaulichen einer Betätigung eines Fahrtrichtungssignalhebels.
5 ist ein Schaubild zum Veranschaulichen eines Lenkassistenzsteuerungszustands und eines Bewegungspfades des eigenen Fahrzeugs.
6 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen einer Lenkassistenzsteuerungsroutine der Ausführungsform.
7 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen einer Blinksteuerung eines Fahrtrichtungssignals der Ausführungsform.
8 ist ein Schaubild zum Veranschaulichen einer Abschalttoleranzdistanz.
9 ist ein Schaubild zum Veranschaulichen eines Anzeigebildschirms.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen eine Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Spurwechselassistenzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf ein Fahrzeug angewendet (im Weiteren auch als das „eigene Fahrzeug“ bezeichnet, um es von anderen Fahrzeugen zu unterscheiden), und umfasst, wie in 1 veranschaulicht, eine Fahrthilfe-ECU 10, eine Elektroservolenkungs-ECU 20, eine Instrumenten-ECU 30, eine Lenk-ECU 40, eine Motor-ECU 50, eine Bremsen-ECU 60 und eine Navigations-ECU 70.
Diese ECUs sind elektrische Steuereinheiten (Electric Control Units), die jeweils einen Mikro-Computer als einen Hauptteil umfassen, und sind so miteinander verbunden, dass sie gegenseitig Informationen über ein Controller Area Network (CAN) 100 senden und empfangen können. Der Mikro-Computer umfasst im vorliegenden Text eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen nicht-flüchtigen Speicher, eine Schnittstelle (Interface, I/F) und dergleichen. Die CPU führt Anweisungen (Programme und Routinen) aus, die in dem ROM gespeichert sind, um verschiedene Funktionen zu realisieren. Einige oder alle dieser ECUs können in einer einzigen ECU integriert sein.
Des Weiteren sind mehrere Arten von Fahrzeugzustandssensoren 80, die dafür ausgestaltet sind, einen Fahrzeugzustand zu erkennen, und mehrere Arten von Fahrtbetriebszustandssensoren 90, die dafür ausgestaltet sind, einen Fahrtbetriebszustand zu erkennen, mit dem CAN 100 verbunden. Zu Beispielen der Fahrzeugszustandssensoren 80 gehören ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der dafür ausgestaltet ist, eine Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erkennen, ein Fahrzeuglängsrichtungs-g-Kraft-Sensor, der dafür ausgestaltet ist, eine Beschleunigung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs zu erkennen, einen Seiten-g-Kraft-Sensor, der dafür ausgestaltet ist, eine Beschleunigung in einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs zu erkennen, und einen Gierratensensor, der dafür ausgestaltet ist, eine Gierrate des Fahrzeugs zu erkennen.
Zu Beispielen der Fahrtbetriebszustandssensoren 90 gehören ein Gaspedalbetätigungsbetragssensor, der dafür ausgestaltet ist, einen Betätigungsbetrag eines Gaspedals zu erkennen, ein Bremsenbetätigungsbetragssensor, der dafür ausgestaltet ist, einen Betätigungsbetrag eines Bremspedal zu erkennen, ein Bremsschalter, der dafür ausgestaltet ist, das Vorhandensein oder Fehlen der Betätigung des Bremspedals zu erkennen, ein Lenkwinkelsensor, der dafür ausgestaltet ist, einen Lenkwinkel zu erkennen, ein Lenkdrehmomentsensor, der dafür ausgestaltet ist, ein Lenkdrehmoment zu erkennen, und ein Schalthebelpositionssensor, der dafür ausgestaltet ist, eine Schalthebelposition eines Getriebes zu erkennen.
Die Informationen (im Weiteren als „Sensorinformationen“ bezeichnet), die durch die Fahrzeugzustandssensoren 80 und die Fahrtbetriebszustandssensoren 90 erkannt werden, werden an das CAN 100 gesendet. In jeder ECU können die an das CAN 100 gesendeten Sensorinformationen nach Bedarf verwendet werden. Die Sensorinformationen sind Informationen eines Sensors, der mit einer bestimmten ECU verbunden ist, und können von der bestimmten ECU an das CAN 100 gesendet werden. Zum Beispiel kann der Gaspedalbetätigungsbetragssensor mit der Motor-ECU 50 verbunden sein. In diesem Fall werden die Sensorinformationen, die den Gaspedalbetätigungsbetrag darstellen, von der Motor-ECU 50 zu dem CAN 100 gesendet. Zum Beispiel kann der Lenkwinkelsensor mit der Lenk-ECU 40 verbunden sein. In diesem Fall werden die Sensorinformationen, die den Lenkwinkel darstellen, von der Lenk-ECU 40 zu dem CAN 100 gesendet. Das Gleiche gilt für die anderen Sensoren. Des Weiteren kann eine Ausgestaltung verwendet werden, in der - ohne Interpolation des CAN 100 - die Sensorinformationen durch direkte Kommunikation zwischen bestimmten ECUs gesendet und empfangen werden.
Die Fahrthilfe-ECU 10 ist eine Steuerungsvorrichtung, die als eine zentrale Vorrichtung zum Ausführen einer Fahrthilfe für einen Fahrer dient und Spurwechselassistenzsteuerung, Spurhalteassistenzsteuerung und adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung ausführt. Wie in 2 veranschaulicht, sind ein vorn-mittig montierter Umgebungssensor 11FC, ein vorn-rechts montierter Umgebungssensor 11FR, ein vorn-links montierter Umgebungssensor 11FL, ein hinten-rechts montierter Umgebungssensor 11RR und ein hinten-links montierter Umgebungssensor 11RL mit der Fahrthilfe-ECU 10 verbunden. Die Umgebungssensoren 11FC, 11FR, 11 FL, 11RR und 11RL sind Radarsensoren und haben im Grunde eine einander gleiche Ausgestaltung, außer dass die Sensoren verschiedene Detektionsregionen haben. Im Folgenden werden die Umgebungssensoren 11FC, 11FR, 11 FL, 11RR und 11RL als „Umgebungssensoren 11“ bezeichnet, wenn es nicht erforderlich ist, die Sensoren individuell voneinander zu unterscheiden.
Jeder der Umgebungssensoren 11 umfasst einen Radar-Sender/Empfänger und einen Signalprozessor (nicht gezeigt). Der Radar-Sender/Empfänger strahlt eine Funkwelle in einem Millimeterwellenband (im Weiteren als „Millimeterwelle“ bezeichnet) ab und empfängt eine Millimeterwelle (das heißt, eine reflektierte Welle), die durch ein dreidimensionales Objekt (zum Beispiel andere Fahrzeuge, Fußgänger, Fahrrad und Gebäude) reflektiert wird, das sich innerhalb eines Strahlungsbereichs befindet. Der Signalprozessor erfasst jedes Mal, wenn ein zuvor festgelegter Zeitraum verstrichen ist, Informationen (im Weiteren als „Umgebungsinformationen“ bezeichnet), die zum Beispiel eine Distanz zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt, eine relative Geschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt und eine relative Position (Richtung) des dreidimensionalen Objekts mit Bezug auf das eigene Fahrzeug darstellen, beispielsweise auf der Grundlage eines Phasenunterschiedes zwischen der gesendeten Millimeterwelle und der empfangenen reflektierten Welle, eines Dämpfungspegels der reflektierten Welle und eines Zeitraums, der von der Übertragung der Millimeterwelle bis zum Empfang der reflektierten Welle erforderlich ist. Dann sendet der Signalprozessor die Umgebungsinformationen an die Fahrthilfe-ECU 10. Die Umgebungsinformationen können dafür verwendet werden, eine Längsrichtungskomponente und eine Seitenrichtungskomponente in der Distanz zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt und eine Längsrichtungskomponente und eine Seitenrichtungskomponente in der relativen Geschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt zu erkennen.
Wie in 2 veranschaulicht, ist der vorn-mittig montierte Umgebungssensor 11FC an einem vorderen mittigen Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie angeordnet und erkennt ein dreidimensionales Objekt, das sich in einer vorderen Region des eigenen Fahrzeugs befindet. Der vorn-rechts montierte Umgebungssensor 11FR ist an einem vorderen rechten Eckabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erkennt hauptsächlich ein dreidimensionales Objekt, das sich in einer vorderen rechten Region des eigenen Fahrzeugs befindet. Der vorn-links montierte Umgebungssensor 11FL ist an einem vorderen linken Eckabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erkennt hauptsächlich ein dreidimensionales Objekt, das sich in einer vorderen linken Region des eigenen Fahrzeugs befindet. Der hinten-rechts montierte Umgebungssensor 11RR ist an einem hinteren rechten Eckabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erkennt hauptsächlich ein dreidimensionales Objekt, das sich in einer hinteren rechten Region des eigenen Fahrzeugs befindet. Der hinten-links montierte Umgebungssensor 11RL ist an einem hinteren linken Eckabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erkennt hauptsächlich ein dreidimensionales Objekt, das sich in einer hinteren linken Region des eigenen Fahrzeugs befindet. Im Folgenden wird das durch den Umgebungssensor 11 erkannte dreidimensionale Objekt mitunter als ein „Objekt“ bezeichnet.
In dieser Ausführungsform sind die Umgebungssensoren 11 Radarsensoren, statt dessen können aber auch andere Sensoren, wie zum Beispiel Abstandssonare, verwendet werden.
Des Weiteren ist ein Kamerasensor 12 mit der Fahrthilfe-ECU 10 verbunden. Der Kamerasensor 12 umfasst eine Kameraeinheit und eine Fahrspurerkennungseinheit, die dafür ausgestaltet ist, Bilddaten zu analysieren, die auf der Grundlage eines durch die Kameraeinheit aufgenommenen Bildes erhalten werden, um weiße Fahrbahnmarkierungen auf einer Straße zu erkennen. Der Kamerasensor 12 (die Kameraeinheit) fotografiert eine Landschaft vor dem eigenen Fahrzeug. Der Kamerasensor 12 (die Fahrspurerkennungseinheit) übermittelt Informationen, die sich auf die erkannten weißen Fahrbahnmarkierungen beziehen, an die Fahrthilfe-ECU 10.
Wie in 3 veranschaulicht, setzt oder bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 eine Fahrbahnmittellinie CL entsprechend einer Mittenposition in einer Breitenrichtung rechter und linker weißer Fahrbahnmarkierungen WL in einer Fahrspur, in der das eigene Fahrzeug fährt, auf der Grundlage der von dem Kamerasensor 12 übermittelten Informationen. Die Fahrbahnmittellinie CL wird als eine Zielfahrtlinie in der später noch beschriebenen Spurhalteassistenzsteuerung verwendet. Des Weiteren berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 eine Krümmung Cu einer Kurve der Fahrbahnmittellinie CL.
Des Weiteren berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 die Position und die Richtung des eigenen Fahrzeugs in der Fahrspur, die durch die rechten und linken weißen Fahrbahnmarkierungen WL geteilt wird. Zum Beispiel, wie in 3 veranschaulicht, berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 eine Distanz Dy in einer Straßenbreitenrichtung zwischen einem Bezugspunkt P (zum Beispiel der Position des Masseschwerpunktes) des eigenen Fahrzeugs C und der Fahrbahnmittellinie CL, das heißt die Distanz Dy, um die das eigene Fahrzeug C von der Fahrbahnmittellinie CL in der Straßenbreitenrichtung verschoben ist (abweicht). Diese Distanz Dy wird als „seitliche Differenz Dy“ bezeichnet. Des Weiteren berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 einen Winkel, der zwischen der Richtung der Fahrbahnmittellinie CL und der Richtung, in die das eigene Fahrzeug C weist, gebildet wird, das heißt einen Winkel θy, um den die Richtung, in die das eigene Fahrzeug C weist, in einer horizontalen Richtung von der Richtung der Fahrbahnmittellinie CL verschoben ist (abweicht). Dieser Winkel θy wird als „Gierwinkel θy“ bezeichnet. Im Folgenden werden Informationen (Cu, Dy und θy), die die Krümmung Cu, die seitliche Differenz Dy und den Gierwinkel θy darstellen, als „Fahrspur-bezogene Fahrzeuginformationen“ bezeichnet.
Des Weiteren übermittelt der Kamerasensor 12 auch an die Fahrthilfe-ECU 10 Informationen, die sich auf die weiße Linie beziehen, zum Beispiel die Art der erkannten weißen Linie (durchgezogene Linie oder durchbrochene Linie), eine Distanz (Fahrspurbreite) zwischen den rechten und linken benachbarten weißen Linien und die Form der weißen Linie, aber nicht nur auf die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs, sondern auch auf benachbarte Fahrspuren. Wenn die weiße Linie eine durchgezogene Linie ist, so wird verhindert, dass das Fahrzeug die weiße Linie überquert, um die Fahrspur zu wechseln. Wenn hingegen zum Beispiel die weiße Linie eine durchbrochene Linie ist (eine weiße Linie, die in bestimmten Abständen unterbrochen ist), so darf das Fahrzeug die weiße Linie überqueren, um die Fahrspur zu wechseln. Die Fahrspur-bezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy) und die Informationen, die sich auf die weißen Linien beziehen, werden zusammen als „Fahrspurinformationen“ bezeichnet.
In dieser Ausführungsform berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 die Fahrspur-bezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy). Alternativ kann der Kamerasensor 12 dafür ausgestaltet sein, die Fahrspur-bezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy) zu berechnen, um das Berechnungsergebnis an die Fahrthilfe-ECU 10 zu übermitteln.
Des Weiteren kann der Kamerasensor 12 ein dreidimensionales Objekt, das sich vor dem eigenen Fahrzeug befindet, auf der Grundlage der Bilddaten erkennten. Daher können nicht nur die Fahrspurinformationen, sondern auch vordere Umgebungsinformationen durch Berechnung gewonnen werden. In diesem Fall kann zum Beispiel ein Syntheseprozessor (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, der dafür ausgestaltet ist, die Umgebungsinformationen, die durch den vorn-mittig montierten Umgebungssensor 11FC, den vorn-rechts montierten Umgebungssensor 11FR und den vorn-links montierten Umgebungssensor 11FL erfasst werden, und die Umgebungsinformationen, die durch den Kamerasensor 12 erfasst werden, zu synthetisieren, um vordere Umgebungsinformationen zu erstellen, die sich durch eine hohe Detektionsgenauigkeit auszeichnen, und die durch den Syntheseprozessor gewonnenen Umgebungsinformationen können an die Fahrthilfe-ECU 10 als die vorderen Umgebungsinformationen über das eigene Fahrzeug übermittelt werden.
Ein Summer 13 ist mit der Fahrthilfe-ECU 10 verbunden. Der Summer 13 empfängt ein Summer-Tonsignal als Eingangssignal von der Fahrthilfe-ECU 10 und erzeugt einen Ton. Die Fahrthilfe-ECU 10 aktiviert den Summer 13, wenn zum Beispiel die Fahrthilfe-ECU 10 den Fahrer über eine Fahrthilfe-Situation benachrichtigt oder wenn die Fahrthilfe-ECU 10 den Fahrer alarmiert.
In dieser Ausführungsform ist der Summer 13 mit der Fahrthilfe-ECU 10 verbunden, aber der Summer 13 kann auch mit anderen ECUs verbunden sein, zum Beispiel einer (nicht gezeigten) Benachrichtigungs-ECU, die insbesondere zur Benachrichtigung dient, und der Summer 13 kann durch die Benachrichtigungs-ECU aktiviert werden. In diesem Fall sendet die Fahrthilfe-ECU 10 einen Summer-Tonbefehl an die Benachrichtigungs-ECU.
Des Weiteren kann anstelle des Summer 13 oder zusätzlich zu dem Summer 13 eine Vibriervorrichtung vorhanden sein, um Vibrationen zum Benachrichtigen des Fahrers zu übermitteln. Zum Beispiel wird die Vibriervorrichtung an einem Lenkrad angeordnet, um das Lenkrad vibrieren zu lassen und dadurch den Fahrer zu alarmieren.
Die Fahrthilfe-ECU 10 vollführt die Spurwechselassistenzsteuerung, die Spurhalteassistenzsteuerung und die adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung auf der Grundlage der von den Umgebungssensoren 11 übermittelten Umgebungsinformationen, der Fahrspurinformationen, die anhand der durch den Kamerasensor 12 vorgenommenen Fahrbahnmarkierungserkennung gewonnen werden, des durch die Fahrzeugzustandssensoren 80 erkannten Fahrzeugzustands, des durch die Fahrtbetriebszustandssensoren 90 erkannten Fahrtbetriebszustands und dergleichen.
Eine durch den Fahrer zu bedienende Einstell-Bedieneinheit 14 ist mit der Fahrthilfe-ECU 10 verbunden. Die Einstell-Bedieneinheit 14 ist eine Betriebseinheit zum Ausführen von Einstellungen oder dergleichen, ob eine der Spurwechselassistenzsteuerung, der Spurhalteassistenzsteuerung und der adaptiven Reisegeschwindigkeitssteuerung ausgeführt werden soll oder nicht. Die Fahrthilfe-ECU 10 empfängt ein Einstellsignal als Eingangssignal von der Einstell-Bedieneinheit 14, um zu bestimmen, ob jede Steuerung ausgeführt werden soll oder nicht. In diesem Fall werden, wenn die Ausführung der adaptiven Reisegeschwindigkeitssteuerung nicht ausgewählt wird, die Spurwechselassistenzsteuerung und die Spurhalteassistenzsteuerung auch automatisch auf „nicht ausführen“ eingestellt. Des Weiteren wird, wenn die Ausführung der Spurhalteassistenzsteuerung nicht ausgewählt wird, auch die Spurwechselassistenzsteuerung automatisch auf „nicht ausführen“ eingestellt.
Des Weiteren hat die Einstell-Bedieneinheit 14 eine Funktion zum Eingeben von Parametern oder dergleichen, die die Präferenz des Fahrers darstellen, wenn die oben angesprochene Steuerung ausgeführt wird.
Die elektrische Servolenkungs-ECU 20 ist eine Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Servolenkvorrichtung. Im Folgenden wird die elektrische Servolenkungs-ECU 20 als eine „EPS-ECU 20“ (Electric Power Steering, EPS) bezeichnet. Die EPS-ECU 20 ist mit einem Motorantrieb 21 verbunden. Der Motorantrieb 21 ist mit einem Lenkmotor 22 verbunden. Der Lenkmotor 22 ist in einen Lenkmechanismus des Fahrzeugs integriert oder eingebunden, der das Lenkrad, eine Lenkwelle, die mit dem Lenkrad gekoppelt ist, einen Lenkgetriebemechanismus und dergleichen (nicht gezeigt) umfasst. Die EPS-ECU 20 erkennt das Lenkdrehmoment, das durch den Fahrer an das (nicht gezeigte) Lenkrad angelegt wird, mittels eines in der Lenkwelle montierten Lenkdrehmomentsensors und steuert die Energiebeaufschlagung des Motorantriebs 21 auf der Grundlage des Lenkdrehmoments, um den Lenkmotor 22 anzusteuern. Der Hilfsmotor wird wie oben beschrieben dergestalt angesteuert, dass das Lenkdrehmoment an den Lenkmechanismus angelegt wird, wodurch der Lenkvorgang des Fahrers unterstützt wird.
Wenn die EPS-ECU 20 einen Lenkbefehl von der Fahrthilfe-ECU 10 über den CAN 100 empfängt, so steuert die EPS-ECU 20 des Weiteren den Lenkmotor 22 mit einem Steuerungsbetrag an, der durch den Lenkbefehl ausgedrückt wird, um ein Lenkdrehmoment zu erzeugen. Dieses Lenkdrehmoment repräsentiert ein Drehmoment, das in Reaktion auf den Lenkbefehl von der Fahrthilfe-ECU 10 an den Lenkmechanismus anzulegen ist, was im Gegensatz zu einem Lenkhilfedrehmoment, das anzulegen ist, um dem Fahrer den Lenkvorgang zu erleichtern, wie oben beschrieben, keinen Lenkvorgang seitens des Fahrers (Lenkradbetätigung) erfordert.
Die Instrumenten-ECU 30 ist mit einer Anzeige-Einheit 31 und rechten und linken Fahrtrichtungssignalen 32 (das heißt Fahrtrichtungssignallampen, mitunter auch als „Blinker“ bezeichnet) verbunden. Die Anzeige-Einheit 31 ist zum Beispiel eine Multi-Informations-Anzeige, die vor einem Fahrersitz montiert ist und verschiedene Arten von Informationen zusätzlich zu den durch Instrumente gemessenen Werten, zum Beispiel eine Fahrzeuggeschwindigkeit, anzeigt. Wenn zum Beispiel die Instrumenten-ECU 30 einen Anzeigebefehl gemäß dem Fahrthilfe-Zustand von der Fahrthilfe-ECU 10 empfängt, so zeigt die Instrumenten-ECU 30 einen in dem Anzeigebefehl angewiesenen Bildschirm auf der Anzeige-Einheit 31 an. Als die Anzeige-Einheit 31 kann anstelle der, oder zusätzlich zu der, Multi-Informations-Anzeige auch ein (nicht gezeigtes) Head-up-Display verwendet werden. Wenn das Head-up-Display verwendet wird, so ist es bevorzugt, eine dedizierte ECU zum Steuern der Anzeige auf dem Head-up-Display bereitzustellen.
Des Weiteren umfasst die Instrumenten-ECU 30 eine (nicht gezeigte) Fahrtrichtungssignal-Ansteuerschaltung. Wenn die Instrumenten-ECU 30 einen Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl über den CAN 100 empfängt, so aktiviert die Instrumenten-ECU 30 das Fahrtrichtungssignal 32, das in einer rechten oder linken Richtung angeordnet ist und durch den Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl angewiesen wird. Während die Instrumenten-ECU 30 das Fahrtrichtungssignal 32 aktiviert, sendet des Weiteren die Instrumenten-ECU 30 an das CAN 100 Fahrtrichtungssignal-Aktivierungsinformationen, die besagen, dass das Fahrtrichtungssignal 32 aktiviert ist. Daher können andere ECUs den Blinkzustand des Fahrtrichtungssignals 32 erkennen.
Die Lenk-ECU 40 ist mit einem Fahrtrichtungssignalhebel 41 und einem Hands-off-Sensor 42 verbunden. Der Fahrtrichtungssignalhebel 41 ist eine Bedieneinheit zum Betätigen (Inbetriebsetzen) des Fahrtrichtungssignals 32 und ist in einer Lenksäule montiert. Der Fahrtrichtungssignalhebel 41 ist so montiert, dass er in einem zweistufigen Betätigungsbetrag um eine Stützwelle herum im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt werden kann.
Wie in 4 veranschaulicht, ist der Fahrtrichtungssignalhebel 41 dafür ausgestaltet, wahlweise zwischen einer ersten Bedienposition P1L (P1R), die eine Position ist, in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 um einen ersten Betrag aus einer neutralen Position PN (um einen ersten Winkel θW1 um eine Stützwelle O herum) gedreht ist, und einer zweiten Bedienposition P2L (P2R), die eine Position ist, in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 um einen zweiten Betrag, der größer ist als die erste Betrag und der tiefer ist als die erste Bedienposition P1L (P1R), aus der neutralen Position PN (um einen zweiten Winkel θW2 (>θW1) um die Stützwelle O) gedreht ist, im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn betätigt werden zu können. Die neutrale Position PN ist eine Position, die in einem Zustand erhalten wird, in dem der Fahrtrichtungssignalhebel 41 nicht betätigt ist, das heißt eine Position, in der das Fahrtrichtungssignal 32 ausgeschaltet ist.
Wenn der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die erste Bedienposition P1L (P1R) kippt, so vermittelt der Fahrtrichtungssignalhebel 41 dem Fahrer einen Klick-Impuls. Wenn die an den Fahrtrichtungssignalhebel 41 angelegte Bedienkraft aus diesem Zustand aufgehoben wird, so wird der Fahrtrichtungssignalhebel 41 mechanisch durch einen (nicht gezeigten) Rückführungsmechanismus, zum Beispiel eine Feder, in die neutrale Position PN zurückgeführt. Wenn des Weiteren der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) kippt, so wird der Fahrtrichtungssignalhebel 41 durch einen (nicht gezeigten) mechanischen Verriegelungsmechanismus auch dann in der zweiten Bedienposition P2L (P2R) gehalten, wenn die Bedienkraft aufgehoben wird.
Der Fahrtrichtungssignalhebel 41 umfasst einen ersten Schalter 411L (411R), der nur dann eingeschaltet wird, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die erste Bedienposition P1L (P1R) gekippt wird, und einen zweiten Schalter 412L (412R), der nur dann eingeschaltet wird, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) gekippt wird.
Der erste Schalter 411L (411R) sendet ein EIN-Signal an die Lenk-ECU 40, während der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der ersten Bedienposition P1L (P1R) angeordnet ist, und der zweite Schalter 412L (412R) sendet ein EIN-Signal an die Lenk-ECU 40, während der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der zweiten Bedienposition P2L (P2R) angeordnet ist. Die Bedienpositionen und Schalter mit Bezugszeichen in Klammern in der obigen Beschreibung repräsentieren die Bedienpositionen und Schalter, die sich auf die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn beziehen.
In einem Zustand, in dem der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der zweiten Bedienposition P2L (P2R) gehalten wird, wenn das Lenkrad entgegengesetzt gedreht wird, um in die neutrale Position zurückgeführt zu werden, oder wenn der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel 41 betätigt, um den Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die Richtung der neutralen Position zurückzuführen, wird die Arretierung durch den Verriegelungsmechanismus aufgehoben, und der Fahrtrichtungssignalhebel 41 wird in die neutrale Position PN zurückgeführt. Das heißt, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) betätigt wird, so dient der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der gleichen Weise als eine Fahrtrichtungssignalvorrichtung, wie sie im Stand der Technik allgemein verwendet wird. Im Folgenden wird der Vorgang des Kippens des Fahrtrichtungssignalhebels 41 in die erste Bedienposition P1L (P1R) als „Antippen“ bezeichnet, und die Bedienhandlung des Kippens des Fahrtrichtungssignalhebels 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) wird als „Durchdrücken“ bezeichnet.
Ein solcher Fahrtrichtungssignalhebel, der dafür ausgestaltet ist, ein Schaltersignal mittels einer zweistufigen Betätigung umzuschalten, ist zum Beispiel aus der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2005-138647 bekannt. Diese bekannte Ausgestaltung kann auch in dieser Ausführungsform verwendet werden.
Die Lenk-ECU 40 sendet an die Fahrthilfe-ECU 10 ein Überwachungssignal, welches das Vorhandensein oder Fehlen der Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 darstellt, das heißt einen Ein/Aus-Zustand des ersten Schalters 411L (411R), sowie ein Überwachungssignal, welches das Vorhandensein oder Fehlen der Durchdrückbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 darstellt, das heißt einen Ein/Aus-Zustand des zweiten Schalters 411L (411R). Im Folgenden wird das Überwachungssignal, das den Ein/Aus-Zustand des ersten Schalters 411L (411R) darstellt, als „Antippüberwachungssignal“ bezeichnet, und das Überwachungssignal, das den Ein/Aus-Zustand des zweiten Schalters 412L (412R) darstellt, wird als ein „Durchdrücküberwachungssignal“ bezeichnet. Sowohl das Antippüberwachungssignal als auch das Durchdrücküberwachungssignal umfasst ein Signal zum Erkennen der Betätigungsrichtung (rechts/links) des Fahrtrichtungssignalhebels 41.
Des Weiteren aktiviert die Lenk-ECU 40 das Fahrtrichtungssignal 32, das auf einer Seite angeordnet ist, die der Richtung entspricht, in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 betätigt wird, während der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist. Die Lenk-ECU 40 sendet an die Instrumenten-ECU 30 einen Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl zum Angeben der Betätigungsrichtung (rechts/links) des Fahrtrichtungssignalhebels 41, dergestalt, dass das Fahrtrichtungssignal 32 aktiviert wird, während der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist. Während die Instrumenten-ECU 30 den Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl empfängt, aktiviert die Instrumenten-ECU 30 das Fahrtrichtungssignal 32, das auf der Seite angeordnet ist, die der angegebenen Richtung entspricht. Daher kann der Fahrer die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausführen, um das Fahrtrichtungssignal 32 zu aktivieren.
Wenn ein Zeitraum, in dem der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist, kürzer ist als ein im Voraus eingestellter Mindest-Blinkzeitraum (das heißt, die Anzahl der Male, die das Fahrtrichtungssignal 32 blinkt, ist kleiner als die Mindestanzahl der Male des Blinkens), so kann die Lenk-ECU 40 den Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl für die Dauer des Mindest-Blinkzeitraums an die Instrumenten-ECU 30 senden, um die Mindestanzahl der Male des Blinkens sicherzustellen. In diesem Fall muss der Fahrer lediglich sofort die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausführen, um das Fahrtrichtungssignal 32 eine eingestellte Anzahl von Malen zu aktivieren (Mindestanzahl der Male des Blinkens). Des Weiteren kann, wenn der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist, die Lenk-ECU 40 den Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl für die Dauer eines Zeitraums an die Instrumenten-ECU 30 senden, welcher der eingestellten Anzahl von Malen entspricht, dergestalt, dass das Fahrtrichtungssignal 32 die eingestellte Anzahl von Malen aktiviert wird, und zwar ungeachtet des Zeitraums, in dem der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist.
Des Weiteren aktiviert die Lenk-ECU 40 das Fahrtrichtungssignal 32, das auf einer Seite angeordnet ist, die der Betätigungsrichtung entspricht, während der zweite Schalter 412L (412R) eingeschaltet ist. In diesem Fall sendet die Lenk-ECU 40, während der zweite Schalter 412L (412R) eingeschaltet ist, an die Instrumenten-ECU 30 einen Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl zum Angeben der Betätigungsrichtung (rechts/links). Während die Instrumenten-ECU 30 den Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl empfängt, aktiviert die Instrumenten-ECU 30 das Fahrtrichtungssignal 32, das auf der Seite angeordnet ist, die der benannten Richtung entspricht. Wenn also die Durchdrückbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausgeführt wird, so wird das Betätigten des Fahrtrichtungssignals 32 ab dem Moment, wo die Durchdrückbetätigung begonnen wird, bis zu dem Moment fortgesetzt, wo der Rückführungsvorgang an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 oder an dem Lenkrad ausgeführt wird.
Die Fahrthilfe-ECU 10 empfängt das Antippüberwachungssignal und das Durchdrücküberwachungssignal. Die Fahrthilfe-ECU 10 misst einen EIN-Dauer-Zeitraum des Antippüberwachungssignals (Dauer-Zeitraum, während dem der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist, das heißt der Dauer-Zeitraum, während dem der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der ersten Bedienposition P1L (P1R) gehalten wird), und bestimmt, ob der EIN-Dauer-Zeitraum mindestens so lang ist wie ein im Voraus eingestellter Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum (zum Beispiel eine Sekunde) oder nicht. Wenn der EIN-Dauer-Zeitraum des Antippüberwachungssignals mindestens so lang ist wie der Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum, so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10, dass der Fahrer die Spurwechselassistierung anfordert.
Daher ist die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ein Vorgang zum Anfordern der Spurwechselassistenzanforderungsfunktion für den Fahrer, um die Spurwechselassistierung anzufordern. Wenn die Antippbetätigung mindestens für die Dauer des Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraums fortbesteht, so wird die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers bestätigt. Das heißt, wenn die Antippbetätigung mindestens für die Dauer des Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraums fortbesteht, so erkennt die Fahrthilfe-ECU 10 die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers. Die Spurwechselassistenzsteuerung, die später noch beschrieben wird, wird auf der Grundlage der Detektion der Spurwechselassistenzanforderung begonnen.
Wenn des Weiteren das Durchdrücküberwachungssignal eingeschaltet wird (wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) betätigt wird), so führt die Fahrthilfe-ECU 10 keine Lenkassistenzsteuerung aus (LTA und LCA, die später noch beschrieben werden). Das heißt, wenn das Durchdrücküberwachungssignal eingeschaltet wird, während die Lenkassistenzsteuerung ausgeführt wird, so stoppt die Fahrthilfe-ECU 10 die Lenkassistenzsteuerung und beginnt nicht die Lenkassistenzsteuerung in einer Situation, in der das Durchdrücküberwachungssignal eingeschaltet ist.
In dieser Ausführungsform wird, wenn die Durchdrückbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausgeführt wird, der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in dieser Position arretiert, auch wenn der Fahrer die Bedienkraft aufhebt. Alternativ kann auch dann, wenn die Durchdrückbetätigung ausgeführt wird, ähnlich wie bei der Antippbetätigung, der Fahrtrichtungssignalhebel 41 automatisch durch einen (nicht gezeigten) mechanischen Rückführungsmechanismus in die neutrale Position zurückgeführt werden, wenn der Fahrer die Bedienkraft aufhebt. Für den Fall dieser Ausgestaltung fährt die Lenk-ECU 40 auch dann, wenn der zweite Schalter 412L (412R) aus dem Ein-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet wird, fort, den Fahrtrichtungssignal-Blinkbefehl des Fahrtrichtungssignals 32, das auf der Seite angeordnet ist, die der Betätigungsrichtung entspricht, zu senden, bis anhand des Lenkwinkels erkannt wird, dass das Lenkrad in die Nähe der neutralen Position zurückgeführt wird.
Der Hands-off-Sensor bzw. Hände-weg-Sensor 42 ist ein Sensor, der dafür ausgestaltet ist zu erkennen, dass der Fahrer seine Hände nicht am Lenkrad hat. Der Hands-off-Sensor 42 sendet ein Hands-off-Detektionssignal, das besagt, ob der Fahrer seine Hände am Lenkrad hat oder nicht, über das CAN 100 an die Fahrthilfe-ECU 10. Wenn, während die Spurwechselassistenzsteuerung und die Spurhalteassistenzsteuerung ausgeführt werden, ein Zustand, in dem der Fahrer seine Hände nicht am Lenkrad hat, mindestens für die Dauer eines im Voraus eingestellten Hands-off-Bestimmungszeitraums fortbesteht, so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10, dass ein „Hands-offzustand“ vorliegt. Wenn die Fahrthilfe-ECU 10 bestimmt, dass der Hands-offzustand vorliegt, so aktiviert die Fahrthilfe-ECU 10 den Summer 13, um den Fahrer zu alarmieren. Dieser Alarm wird als „Hands-off-Warnung“ bezeichnet.
Die Motor-ECU 50 ist mit einem Motorstellglied „Hands-off-Warnung“ 51 verbunden. Das Motorstellglied 51 ist ein Aktuator zum Ändern eines Betriebszustands eines Verbrennungsmotors 52. In dieser Ausführungsform ist der Verbrennungsmotors 52 ein Mehrzylinder-Benzinmotor mit Direkteinspritzung und Funkenzündung und umfasst eine Drosselklappe zum Einstellen einer Ansaugluftmenge. Das Motorstellglied 51 enthält mindestens einen Drosselklappenaktuator zum Ändern des Öffnungsgrades der Drosselklappe. Die Motor-ECU 50 kann das Motorstellglied 51 ansteuern, wodurch das durch den Verbrennungsmotor 52 erzeugte Drehmoment geändert wird. Das durch den Verbrennungsmotor 52 erzeugte Drehmoment wird über ein (nicht gezeigtes) Getriebe zu (nicht gezeigten) Antriebsrädern übertragen. Somit kann die Motor-ECU 50 das Motorstellglied 51 veranlassen, die Antriebskraft des eigenen Fahrzeugs zu steuern, um dadurch einen Beschleunigungszustand (Beschleunigung) zu ändern.
Die Bremsen-ECU 60 ist mit einem Bremsstellglied 61 verbunden. Das Bremsstellglied 61 ist in einem Hydraulikkreis zwischen einem (nicht gezeigten) Hauptbremszylinder, der dafür ausgestaltet ist, ein Arbeitsfluid in Reaktion auf eine Trittkraft auf ein Bremspedal mit Druck zu beaufschlagen, und Reibungsbremsmechanismen 62, die an den Vorder- und Hinterrädern angeordnet sind, angeordnet. Der Reibungsbremsmechanismus 62 enthält eine Bremsscheibe 62a, die an dem Rad befestigt ist, und einen Bremssattel 62b, der an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Das Bremsstellglied 61 ist dafür ausgestaltet, einen Hydraulikdruck, der einem Radbremszylinder zugeführt wird, der in dem Bremssattel 62b enthalten ist, gemäß einer Anweisung von der Bremsen-ECU 60 einzustellen, um den Hydraulikdruck zum Betätigen des Radbremszylinders zu verwenden, wodurch ein Bremsklotz gegen die Bremsscheibe 62a gedrückt wird und eine Reibungsbremskraft erzeugt wird. Somit kann die Bremsen-ECU 60 das Bremsstellglied 61 steuern, wodurch die Bremskraft des eigenen Fahrzeugs gesteuert wird.
Die Navigations-ECU 70 umfasst einen GPS Empfänger 71, der dafür ausgestaltet ist, ein GPS-Signal zum Erkennen der momentanen Position des eigenen Fahrzeugs zu empfangen, eine Kartendatenbank 72, in der Karteninformationen und dergleichen gespeichert sind, und ein Touchpanel (eine berührungsempfindliche Anzeige) 73. Die Navigations-ECU 70 identifiziert die Position des eigenen Fahrzeugs zum aktuellen Zeitpunkt auf der Grundlage des GPS-Signals und nimmt verschiedene Arten von Berechnungsverarbeitungen auf der Grundlage der Position des eigenen Fahrzeugs und der Karteninformationen und dergleichen, die in der Kartendatenbank 72 gespeichert sind, vor, um dadurch eine Streckenführung mit Hilfe des Touchpaneles 73 ausführen.
Die in der Kartendatenbank 72 gespeicherten Karteninformationen enthalten Straßeninformationen. Die Straßeninformationen umfassen Parameter (zum Beispiel einen Straßenkrümmungsradius oder eine Krümmung, die den Grad der Kurve der Straße darstellt, und die Fahrspurbreite), welche die Form der Straße für jede Sektion der Straße darstellen. Des Weiteren enthalten die Straßeninformationen Straßentyp-Informationen zum Ermöglichen einer Unterscheidung, ob die Straße eine Straße ausschließlich für Kraftfahrzeuge ist oder nicht, und Informationen zur Anzahl der Fahrspuren.
Durch die Fahrthilfe-ECU 10 ausgeführte Steuerungsverarbeitung
Als Nächstes wird die durch die Fahrthilfe-ECU 10 ausgeführte Steuerungsverarbeitung beschrieben. In einer Situation, in der sowohl die Spurhalteassistenzsteuerung als auch die adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung ausgeführt werden, führt die Fahrthilfe-ECU 10 die Spurwechselassistenzsteuerung aus, wenn die Spurwechselassistenzanforderung akzeptiert wird. Daher werden die Spurhalteassistenzsteuerung und die adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung zuerst beschrieben.
Spurhalteassistenzsteuerung (Lane Trace Assist Control, LTA)
Die Spurhalteassistenzsteuerung übermittelt oder erzeugt das Lenkdrehmoment für den Lenkmechanismus dergestalt, dass die Position des eigenen Fahrzeugs in der Nähe der Zielfahrtlinie innerhalb einer Fahrspur gehalten wird, in der das eigene Fahrzeug fährt, wodurch der Lenkvorgang des Fahrers unterstützt wird. In dieser Ausführungsform ist die Zielfahrtlinie die Fahrbahnmittellinie CL, aber eine Linie, die in der Straßenbreitenrichtung um eine zuvor festgelegte Distanz von der Fahrbahnmittellinie CL versetzt ist, kann ebenfalls als die Zielfahrtlinie verwendet werden.
Im Folgenden wird die Spurhalteassistenzsteuerung als eine „LTA“ bezeichnet. Die LTA ist weithin bekannt (siehe zum Beispiel die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2008-195402 , die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2009-190464 , die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2010-6279 und das japanische Patent Nr. 4349210 ), obgleich die LTA selbst verschiedene Bezeichnungen hat. Daher folgt nun eine kurze Beschreibung der LTA.
Die Fahrthilfe-ECU 10 ist dafür ausgestaltet, die LTA auszuführen, wenn die LTA durch die Betätigung der Einstell-Bedieneinheit 14 angefordert wird. Wenn die LTA angefordert wird, so berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 einen Ziellenkwinkel θlta* gemäß Ausdruck (1) auf der Grundlage der oben angesprochenen Fahrspur-bezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy) jedes Mal, wenn eine zuvor festgelegte Zeit (ein zuvor festgelegter Berechnungszeitraum) verstrichen ist. $θ lta*=Klta1 \cdot Cu + Klta2 \cdot θ y + Klta3 \cdot Dy + Klta4 \cdot \sum Dy$
In Ausdruck (1) sind Klta1, Klta2, Klta3 und Klta4 Steuerungsverstärkungen. Der erste Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die gemäß der Krümmung Cu der Straße bestimmt wird und in einer Feed-Forward-Weise wirkt. Der zweite Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die in der Feed-Back-Weise wirkt, dergestalt, dass der Gierwinkel θy verkleinert wird (so dass die Differenz der Richtung des eigenen Fahrzeugs mit Bezug auf die Fahrbahnmittellinie CL verkleinert wird). Das heißt, der zweite Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die durch Feed-Back-Steuerung berechnet wird, während der Zielwert des Gierwinkels θy auf null eingestellt ist. Der dritte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die in einer Feed-Back-Weise dergestalt wirkt, dass die seitliche Differenz Dy, die ein Positionsabstand (eine Positionsdifferenz) zwischen dem eigenen Fahrzeug und der Fahrbahnmittellinie CL in der Straßenbreitenrichtung ist, verkleinert wird. Das heißt, der dritte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die durch Feed-Back-Steuerung berechnet wird, während der Zielwert der seitlichen Differenz Dy auf null eingestellt ist. Der vierte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die in einer Feed-Back-Weise dergestalt wirkt, dass ein Integralwert ΣDy der seitlichen Differenz Dy verkleinert wird. Das heißt, der vierte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die durch Feed-Back-Steuerung berechnet wird, während der Zielwert des Integralwertes ΣDy auf null eingestellt ist.
Ein Ziellenkwinkel θlta* wird zu einem Winkel, der das eigene Fahrzeug nach links fahren lässt, wenn sich zum Beispiel die Fahrbahnmittellinie CL nach links krümmt, wenn das eigene Fahrzeug von der Fahrbahnmittellinie CL seitlich nach rechts verschoben wird oder abweicht, und wenn das eigene Fahrzeug mit Bezug auf die Fahrbahnmittellinie CL nach rechts weist. Des Weiteren wird ein Ziellenkwinkel θlta* zu einem Winkel, der das eigene Fahrzeug nach rechts fahren lässt, wenn sich die Fahrbahnmittellinie CL nach rechts krümmt, wenn das eigene Fahrzeug von der Fahrbahnmittellinie CL seitlich nach links verschoben wird oder abweicht, und wenn das eigene Fahrzeug mit Bezug auf die Fahrbahnmittellinie CL nach links weist. Das heißt, wenn Ausdruck (1) berechnet wird, so braucht die Berechnung nur unter Verwendung der Symbole ausgeführt zu werden, die der Rechts/Links-Richtung entsprechen.
Die Fahrthilfe-ECU 10 gibt oder sendet an die EPS-ECU 20 ein Befehlssignal aus, das den Ziellenkwinkel θlta* darstellt, der das Berechnungsergebnis ist. Die EPS-ECU 20 veranlasst das Ansteuern des Lenkmotors 22 dergestalt, dass der Lenkwinkel dem Ziellenkwinkel θlta* folgt (gleich diesem wird). In dieser Ausführungsform gibt die Fahrthilfe-ECU 10 das Befehlssignal, das den Ziellenkwinkel θlta* darstellt, an die EPS-ECU 20 aus, aber die Fahrthilfe-ECU 10 kann ein Zieldrehmoment zum Erhalten des Ziellenkwinkels θlta* berechnen und an die EPS-ECU 20 ein Befehlssignal ausgeben, welches das Zieldrehmoment darstellt, das das Berechnungsergebnis ist.
Die LTA wird nur dafür verwendet, den Fahrtablauf des Fahrers so zu unterstützen, dass die Fahrtposition des eigenen Fahrzeugs der Fahrbahnmittellinie CL folgt. Das heißt, selbst dann, wenn die LTA ausgeführt wird, ist freihändiges Fahren nicht erlaubt, und der Fahrer muss das Lenkrad in die Hände nehmen (eine Betätigung des Lenkrades ist nicht notwendig).
Die obigen Ausführungen sind eine grobe Darstellung der LTA.
Adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung (Adaptive Cruise Control, ACC)
Wenn es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das sich unmittelbar vor dem eigenen Fahrzeug befindet, so lässt die adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung das eigene Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug folgen, während auf der Grundlage der Umgebungsinformationen ein Sicherheitsabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug auf einer zuvor festgelegten Distanz gehalten wird. Wenn es kein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, so lässt die adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung das eigene Fahrzeug mit einer konstanten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit fahren. Im Folgenden wird die adaptive Reisegeschwindigkeitssteuerung als eine „ACC“ bezeichnet. Die ACC selbst ist weithin bekannt (siehe zum Beispiel die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2014-148293 , die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2006-315491 , das japanische Patent Nr. 4172434 und das japanische Patent Nr. 4929777 ). Daher folgt nun eine kurze Beschreibung der ACC.
Die Fahrthilfe-ECU 10 ist dafür ausgestaltet, die ACC auszuführen, wenn die ACC durch die Betätigung der Einstell-Bedieneinheit 14 angefordert wird. Das heißt, die Fahrthilfe-ECU 10 ist dafür ausgestaltet, ein Following-Objective-Fahrzeug auf der Grundlage der von den Umgebungssensoren 11 erfassten Umgebungsinformationen auszuwählen, wenn die ACC angefordert wird. Zum Beispiel bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10, ob eine relative Position des erkannten Objekts (n), das durch eine seitliche Distanz Daccy(n) identifiziert wurde, und ein Fahrzeugzwischenabstand Daccx(n) des Objekts (n) innerhalb eines im Voraus definierten Following-Objective-Fahrzeugbereichs liegt oder nicht. Der Following-Objective-Fahrzeugbereich ist so definiert, dass sich die seitliche Distanz in dem Maße verringert, wie sich der Fahrzeugzwischenabstand vergrößert. Dann wählt die Fahrthilfe-ECU 10 das Objekt (n) als das Following-Objective-Fahrzeug aus, wenn die relative Position des Objekts, das das Objekt repräsentiert, mindestens einen zuvor festgelegten Zeitraum lang innerhalb des Following-Objective-Fahrzeugbereichs liegt.
Des Weiteren berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 eine Zielbeschleunigung Gacc* gemäß einem von Ausdruck (2) und Ausdruck (3). In Ausdruck (2) und Ausdruck (3) ist Vaccx(a) eine relative Geschwindigkeit eines Following-Objective-Fahrzeugs (a), Kaccl und Kacc2 sind zuvor festgelegte positive Verstärkungen (Koeffizienten), und ΔDacc ist eine Fahrzeugzwischenabstandsdifferenz (= Daccx(a)-Dacc*), die durch Subtrahieren des Ziel-Fahrzeugzwischenabstands Dacc* von einem Fahrzeugzwischenabstand Daccx(a) des Following-Objective-Fahrzeugs (a) erhalten wird. Der Ziel-Fahrzeugzwischenabstand Dacc* wird durch Multiplizieren eines Ziel-Fahrzeugzwischenzeitraums Tacc*, der durch den Fahrer unter Verwendung der Einstell-Bedieneinheit 14 eingestellt wurde, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V des eigenen Fahrzeugs berechnet (das heißt, dacc* = Tacc*·V).
Die Fahrthilfe-ECU 10 verwendet Ausdruck (2), um die Zielbeschleunigung Gacc* zu bestimmen, wenn der Wert (Kacc1·ΔDacc + Kacc2·Vaccx(a)) positiv oder 0 ist. Kacca1 ist eine positive Verstärkung (Koeffizient) für die Beschleunigung und wird auf einen Wert von maximal „1“ eingestellt.
Die Fahrthilfe-ECU 10 verwendet Ausdruck (3), um die Zielbeschleunigung Gacc* zu bestimmen, wenn der Wert (Kacc1·ΔDacc + Kacc2·Vaccx(a)) negativ ist. Kaccdl ist eine Verstärkung (Koeffizient) für die Verlangsamung und wird in diesem Beispiel auf 1 eingestellt. $\begin{array}{l} \begin{matrix} \end{matrix} Gacc* (für die Beschleunigung) = Kacca1 \cdot (Kacc1 \cdot Δ Dacc + \\ Kacc2 \cdot Vaccx (a)) \end{array}$
$\begin{array}{l} \begin{matrix} \end{matrix} Gacc* (für die Verlagsamung) = Kaccd1 \cdot (Kacc1 \cdot Δ Dacc + \\ Kacc2 \cdot Vaccx (a)) \end{array}$
Wenn kein Objekt innerhalb des Following-Subject-Fahrzeugbereichs vorhanden ist, so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 die Zielbeschleunigung Gacc* auf der Grundlage einer gemäß dem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand Tacc* eingestellten Zielgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit V dergestalt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V mit der eingestellten Zielgeschwindigkeit übereinstimmt.
Die Fahrthilfe-ECU 10 verwendet die Motor-ECU 50 zum Steuern des Motorstellglieds 51 und verwendet - in Abhängigkeit von der Notwendigkeit - die Bremsen-ECU 60 zum Steuern des Bremsstellglieds 61, dergestalt, dass die Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs mit der Zielbeschleunigung Gacc* übereinstimmt (dieser gleich wird).
Des Weiteren liest die Fahrthilfe-ECU 10 während der ACC aus der Navigations-ECU 70 Informationen, welche die Krümmung der Straße darstellen, der eine zuvor festgelegte Distanz vor der Position des eigenen Fahrzeugs liegt (vorausschauendes Erfassen der Straßenkrümmung) und stellt eine Höchstgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs ein, die sich in dem Maße verringert, wie die Krümmung stärker (die Kurve enger wird) wird, um dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit dergestalt zu begrenzen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs nicht die Höchstgeschwindigkeit übersteigt. Im Folgenden wird eine solche Steuerung als „Geschwindigkeitsmanagement“ bezeichnet.
Die obigen Ausführungen sind eine grobe Beschreibung der ACC.
Spurwechselassistenzsteuerung (Lane Change Assist Control, LCA)
Die Spurwechselassistenzsteuerung bezieht sich auf die folgende Steuerung. Nachdem die Umgebung des eigenen Fahrzeugs überwacht wurde und bestimmt wurde, dass das eigene Fahrzeug gefahrlos die Fahrspur wechseln kann, übermittelt oder erzeugt die Spurwechselassistenzsteuerung ein Lenkdrehmoment für den Lenkmechanismus, dergestalt, dass die Spurwechselassistenzsteuerung das eigene Fahrzeug aus der Fahrspur, in der sich das eigene Fahrzeug momentan befindet, in die benachbarte Fahrspur wechseln lässt, während die Umgebung des eigenen Fahrzeugs überwacht wird. Somit wird der Lenkvorgang (Spurwechselvorgang) des Fahrers unterstützt. Daher kann die Spurwechselassistenzsteuerung das eigene Fahrzeug die Fahrspur, in der das eigene Fahrzeug fährt, wechseln lassen, ohne dass der Fahrer einen Lenkvorgang (eine Lenkradbetätigung) ausführt. Im Folgenden wird die Spurwechselassistenzsteuerung als „LCA“ bezeichnet.
Ähnlich wie die LTA ist die LCA eine Steuerung einer seitlichen Position mit Bezug auf die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs und wird anstelle der LTA ausgeführt, wenn die Spurwechselassistenzanforderung akzeptiert wurde, während die LTA und die ACC ausgeführt werden. Im Folgenden werden die LTA und die LCA zusammen als „Lenkassistenzsteuerung“ bezeichnet, und der Zustand der Lenkassistenzsteuerung wird als „Lenkassistenzsteuerungszustand“ bezeichnet.
Berechnung des Ziel-Bewegungspfades
Wenn die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA ausführt, so berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 einen Ziel-Bewegungspfad des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage der Fahrspurinformationen zum momentanen Zeitpunkt, die von dem Kamerasensor 12 stammen, sowie des Fahrzeugzustands des eigenen Fahrzeugs. Der Ziel-Bewegungspfad ist ein Bewegungspfad, entlang dem das eigene Fahrzeug während des Ziel-Spurwechselzeitraums aus der Fahrspur (als die „Ausgangsspur“ bezeichnet), in der das eigene Fahrzeug momentan fährt, zu der Mittenposition in der Breitenrichtung (als eine „endgültige seitliche Zielposition“ bezeichnet) der Fahrspur (als eine „Zielspur“ bezeichnet), die durch die Spurwechselassistenzanforderungsrichtung, die neben der Ausgangsspur liegt, spezifiziert wird, fahren soll. Der Ziel-Bewegungspfad hat zum Beispiel die in 5 veranschaulichte Form. Der Ziel-Bewegungspfad wird unter Verwendung einer seitlichen Zielposition y(t) des eigenen Fahrzeugs mit Bezug auf die Fahrbahnmittellinie CL der Ausgangsspur dargestellt (siehe 3), wobei „t“ eine verstrichene Zeit (ein verstrichener Zeitraum) ab dem Betätigungs- oder Startzeitpunkt der LCA ist.
In dieser Ausführungsform wird der Ziel-Spurwechselzeitraum im Verhältnis zur Distanz der Bewegung des eigenen Fahrzeugs in der seitlichen Richtung zur endgültigen seitlichen Zielposition (im Weiteren als „notwendige seitliche Distanz“ bezeichnet) variabel eingestellt. Wenn die Fahrspurbreite, wie für den Fall allgemeiner Straßen, 3,5 m beträgt, so kann der Ziel-Spurwechselzeitraum zum Beispiel auf 8,0 Sekunden eingestellt werden. Dieses Beispiel entspricht dem Fall, dass das eigene Fahrzeug am Beginn der LCA auf der Fahrbahnmittellinie CL der Ausgangsspur positioniert ist. Wenn die Fahrspurbreite zum Beispiel 4,0 m beträgt, so wird der Ziel-Spurwechselzeitraum auf einem Wert eingestellt, der der Fahrspurbreite entspricht, in diesem Beispiel auf 9,1 Sekunden (= 8,0 x 4,0/3,5).
Wenn des Weiteren die Seitenrichtungsposition des eigenen Fahrzeugs am Beginn der LCA zur Spurwechselseite mit Bezug auf die Fahrbahnmittellinie CL der Ausgangsspur verschoben ist, so wird der Ziel-Spurwechselzeitraum so eingestellt, dass er in dem Maße verkürzt wird, wie der Verschiebebetrag (die seitliche Differenz Dy) zunimmt. Wenn andererseits die Seitenrichtungsposition des eigenen Fahrzeugs am Beginn der LCA zur gegenüberliegenden Seite der Spurwechselseite mit Bezug auf die Fahrbahnmittellinie CL der Ausgangsspur verschoben ist, so wird der Ziel-Spurwechselzeitraum so eingestellt, dass er in dem Maße verlängert wird, wie der Verschiebebetrag (die seitliche Differenz Dy) zunimmt. Wenn zum Beispiel der Verschiebebetrag 0,5 m beträgt, so kann der Vergrößerungs-/Verkleinerungseinstellbetrag des Ziel-Spurwechselzeitraums 1,14 Sekunden (= 8,0 × 0,5/3,5) betragen.
In dieser Ausführungsform wird eine seitliche Zielposition y gemäß einer Seiten-Zielpositionsfunktion y(t) berechnet, die durch Ausdruck (4) ausgedrückt wird. Die Seitenpositionsfunktion y(t) ist eine Funktion der fünften Ordnung, die den verstrichenen Zeitraum t verwendet. $y (t) = a \cdot t^{5} + b \cdot t^{4} + c \cdot t^{3} + d \cdot t^{2} + e \cdot f + f$
In Ausdruck (4) werden die Konstanten a, b, c, d, e und f auf der Grundlage des Fahrtzustand des eigenen Fahrzeugs, der Fahrspurinformationen, des Ziel-Spurwechselzeitraums und dergleichen zum Zeitpunkt der Berechnung bestimmt. In dieser Ausführungsform wird ein im Voraus gespeichertes Fahrzeugmodell verwendet, und der Fahrtzustand des eigenen Fahrzeugs, die Fahrspurinformationen und der Ziel-Spurwechselzeitraum werden in das Fahrzeugmodell eingegeben. Somit werden die oben genannten Konstanten a, b, c, d, e und f so berechnet, dass ein gleichmäßiger Ziel-Bewegungspfad erhalten werden kann. Die berechneten Konstanten a, b, c, d, e und f werden in den Ausdruck (4) substituiert, um die Seiten-Zielpositionsfunktion y(t) zu erhalten. Der verstrichene Zeitraum t ab dem LCA-Startzeitpunkt wird in die Seiten-Zielpositionsfunktion y(t) substituiert, wodurch die seitliche Zielposition zu diesem Zeitpunkt erhalten werden kann. In diesem Fall repräsentiert f eine anfängliche seitliche Position des eigenen Fahrzeugs, wenn t = 0 hergestellt ist, das heißt, wenn die LCA begonnen wird, und folglich wird f auf einen Wert gleich der seitlichen Differenz Dy eingestellt.
Die seitliche Zielposition y kann durch jedes beliebige Verfahren eingestellt werden. Zum Beispiel kann - im Gegensatz zu dem oben angesprochenen Berechnungsverfahren - die Fahrthilfe-ECU 10 im Voraus mehrere Seitenpositionsfunktionen y(t) speichern, die jeweils die Konstanten a bis f haben, die für jede notwendige seitliche Distanz eingestellt sind, die benötigt wird, um das eigene Fahrzeug seitlich zu der endgültigen seitlichen Zielposition zu bewegen, und die Fahrthilfe-ECU 10 kann aus den mehreren Seitenpositionsfunktionen y(t) eine Seitenpositionsfunktion y(t) auswählen, die der notwendigen seitlichen Distanz und dem Ziel-Spurwechselzeitraum entspricht, die verwendet werden, wenn die LCA begonnen wird.
Des Weiteren braucht die seitliche Zielposition y nicht unter Verwendung der Funktion der fünften Ordnung berechnet zu werden und kann auch unter Verwendung einer Funktion erhalten werden, die nach Bedarf eingestellt wird.
Berechnung des Ziellenkwinkels
Die Fahrthilfe-ECU 10 führt die LTA aus, bevor die LCA begonnen wird. In der LTA wird der Ziellenkwinkel wie oben beschrieben berechnet, und das Lenkdrehmoment wird dergestalt generiert, dass der tatsächliche Lenkwinkel mit dem Ziellenkwinkel übereinstimmt. Außerdem berechnet die Fahrthilfe-ECU 10 in der LCA, ähnlich der LTA, den Ziellenkwinkel, und das Lenkdrehmoment wird dergestalt generiert, dass der tatsächliche Lenkwinkel mit dem Ziellenkwinkel übereinstimmt.
Wenn der Ziellenkwinkel für die LCA berechnet wird, so ist es nur erforderlich, die Zielwerte der Krümmung, des Gierwinkels und der seitlichen Differenz des Berechnungsausdrucks für den Ziellenkwinkel in der LTA zu ändern. Das heißt, in der LTA wird der Zielwert der Krümmung auf die Krümmung der Fahrspur, in der das eigene Fahrzeug fährt, eingestellt, und die Zielwerte des Gierwinkels und der seitlichen Differenz werden auf null eingestellt. Im Gegensatz dazu werden in der LCA eine Zielkrümmung Cu*, ein Ziel-Gierwinkel θy* und eine seitliche Zieldifferenz Dy* auf der Grundlage der Form des durch Ausdruck (4) dargestellten Ziel-Bewegungspfades bestimmt.
Die Fahrthilfe-ECU 10 berechnet einen Ziellenkwinkel θlca* als einen Steuerungsbetrag der LCA auf der Grundlage von Ausdruck (5) jedes Mal, wenn eine zuvor festgelegte Zeit (ein zuvor festgelegter Berechnungszeitraum) verstrichen ist. $\begin{array}{l} \begin{matrix} \end{matrix} θ lca* = Klca1 \cdot Cu* + Klca2 \cdot (θ y* - θ y) + Klca3 \cdot (Dy* - Dy) + Klca4 \cdot \sum (Dy * - \\ Dy) \end{array}$
In Ausdruck (5) werden Werte in den Fahrspur-bezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy) zum momentanen Zeitpunkt (zum Zeitpunkt der Berechnung) für θy und Dy verwendet. Klca1, Klca2, Klca3 und Klca4 sind Steuerungsverstärkungen.
Der erste Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die in einer Feed-Forward-Weise wirkt und gemäß der Zielkrümmung Cu* bestimmt wird, die auf der Grundlage der Form des Ziel-Bewegungspfades bestimmt wurde. Der zweite Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die in der Feed-Back-Weise dergestalt wirkt, dass die Differenz zwischen dem Ziel-Gierwinkel θy*, der auf der Grundlage der Form des Ziel-Bewegungspfades bestimmt wurde, und dem tatsächlichen Gierwinkel θy verkleinert wird. Der dritte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die in einer Feed-Back-Weise dergestalt wirkt, dass die Differenz zwischen der seitlichen Zieldifferenz Dy*, die auf der Grundlage der Form des Ziel-Bewegungspfades bestimmt wurde, und der tatsächlichen seitlichen Differenz Dy verkleinert wird. Der vierte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die in einer Feed-Back-Weise dergestalt wirkt, dass ein Integralwert E(Dy*-Dy) der Differenz zwischen der seitlichen Zieldifferenz Dy* und der tatsächlichen seitlichen Differenz Dy verkleinert wird. Auf diese Weise wird der Ziellenkwinkel θlca* als der Steuerungsbetrag der LCA berechnet, und somit kann ein sanfter Übergang von der LTA zur LCA erreicht werden.
Die Fahrthilfe-ECU 10 sendet einen Lenkbefehl, der den Ziellenkwinkel θlca* darstellt, jedes Mal an die EPS-ECU 20, wenn die Fahrthilfe-ECU 10 den Ziellenkwinkel θlca* berechnet. Auf diese Weise fährt das eigene Fahrzeug entlang des Ziel-Bewegungspfades, um die Fahrspur zu wechseln.
Lenkassistenzsteuerungsroutine
Als Nächstes wird die Lenkassistenzsteuerung für die LTA und die LCA, zwischen denen umgeschaltet wird, beschrieben. 6 ist eine Veranschaulichung einer Lenkassistenzsteuerungsroutine, die durch die Fahrthilfe-ECU 10 auszuführen ist. Während ein Zündschalter eingeschaltet ist, führt die Fahrthilfe-ECU 10 wiederholt die Lenkassistenzsteuerungsroutine aus.
Wenn die Lenkassistenzsteuerungsroutine aktiviert ist, so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S11, ob die im Voraus eingestellte LTA-Startbedingung erfüllt ist oder nicht.
Zum Beispiel ist die LTA-Startbedingung erfüllt, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind.

1-1. Die Ausführung der LTA wurde durch die Einstell-Bedieneinheit 14 ausgewählt.
1-2. Die ACC wird ausgeführt.
1-3. Die Fahrzeuggeschwindigkeit liegt innerhalb eines zuvor festgelegten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs.
1-4. Die weißen Linien wurden erkannt.
1-5. Die Durchdrückbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 wurde nicht erkannt.

Die LTA-Startbedingung ist nicht auf die oben angesprochene Bedingung beschränkt und kann nach Bedarf eingestellt werden.
Wenn die LTA-Startbedingung nicht erfüllt ist (S11: Nein), so schreitet die Fahrthilfe-ECU 10 im Prozess zu Schritt S12 voran und setzt den Lenkassistenzsteuerungszustand auf einen LTA-AUS-Zustand. Der LTA-AUS-Zustand repräsentiert einen Steuerungszustand, in dem die LTA nicht ausgeführt wird. Daher muss der Fahrer im LTA-AUS-Zustand einen Lenkvorgang (eine Lenkradbetätigung) manuell auszuführen.
Wenn die Fahrthilfe-ECU 10 den Lenkassistenzsteuerungszustand auf den LTA-AUS-Zustand setzt, so führt die Fahrthilfe-ECU 10 den Prozess zu Schritt S11 zurück. Die Fahrthilfe-ECU 10 wiederholt diese Prozesse (S11-S12), bis die LTA-Startbedingung erfüllt ist.
Wenn die LTA-Startbedingung erfüllt ist (S11: Ja), so setzt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S13 den Lenkassistenzsteuerungszustand auf einen LTA-EIN-Zustand. Der LTA-EIN-Zustand repräsentiert einen Steuerungszustand, in dem die LTA ausgeführt wird. Somit startet die Fahrthilfe-ECU 10 die LTA.
Anschließend bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S14, ob das Durchdrücküberwachungssignal, das durch die Lenk-ECU 40 gesendet wurde, „ein“ ist oder nicht (ob einer der zweiten Schalter 412L und 412R in einem Ein-Zustand ist). Eine Situation, in der das Durchdrücküberwachungssignal „ein“ ist, repräsentiert eine (entspricht einer) Situation, in welcher der Fahrer die Durchdrückbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausgeführt hat. Wenn das Durchdrücküberwachungssignal nicht „ein“ ist, das heißt, wenn die Durchdrückbetätigung nicht erkannt wird, so schreitet die Fahrthilfe-ECU 10 im Prozess zu Schritt S15 voran.
Die Fahrthilfe-ECU 10 bestimmt, ob das Antippüberwachungssignal, das durch den Lenk-ECU 40 gesendet wurde, „ein“ ist oder nicht (ob einer der ersten Schalter 411L und 411R in einem Ein-Zustand ist). Wenn das Antippüberwachungssignal nicht „ein“ ist (S15: Nein), so setzt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S16 einen Wert eines Timers (als „Timer-Wert Tx“ bezeichnet) zum Zählen eines EIN-Dauer-Zeitraums, in dem das Antippüberwachungssignal als „ein“ fortgesetzt wird (ein EIN-Dauer-Zeitraum, in dem einer der ersten Schalter 411L und 411R im Ein-Zustand fortgesetzt wird) zurück (Tx = 0) und führt den Prozess zu Schritt S13 zurück.
Auf diese Weise werden die oben beschriebenen Schritte S13-S16 wiederholt, und die LTA wird in einer Situation fortgesetzt, in der die Durchdrückbetätigung oder die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 nicht erkannt wird.
Wenn das Durchdrücküberwachungssignal „ein“ ist (S14: Ja), das heißt, wenn die Durchdrückbetätigung erkannt wird, während die LTA ausgeführt wird, so schreitet die Fahrthilfe-ECU 10 im Prozess zu Schritt S12 voran und setzt die Lenkassistenzsteuerungszustände auf den LTA-AUS-Zustand. Daher wird die LTA, die bis zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wurde, gestoppt.
Wenn das Antippüberwachungssignal „ein“ ist, das heißt, wenn die Antippbetätigung in einer Situation erkannt wird, in der die LTA ausgeführt wird (S15: Ja), so inkrementiert die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S17 den Timer-Wert Tx um „1“. Anschließend bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S18, ob der Timer-Wert Tx mindestens so groß ist wie ein Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref oder nicht.
Der Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref ist ein Zeitraum zum Bestätigen der Anforderung der Spurwechselassistierung durch den Fahrer. Zum Beispiel wird der Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref auf etwa eine Sekunde eingestellt.
Wenn der Timer-Wert Tx nicht den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref erreicht hat (wenn ein Dauer-Zeitraum der Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 durch den Fahrer nicht den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref erreicht hat), so führt die Fahrthilfe-ECU 10 den Prozess zu Schritt S13 zurück. Daher fährt die LTA unverändert fort.
Während diese Prozesse wiederholt werden, und wenn das Antippüberwachungssignal ausgeschaltet ist (wenn der Fahrer die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 beendet), bevor der Timer-Wert Tx den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref erreicht, setzt die Fahrthilfe-ECU 10 den Timer-Wert Tx zurück (S15: Nein, S16).
Wenn andererseits der Timer-Wert Tx den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref erreicht hat (S18: Ja), so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S19, ob eine LCA-Startbedingung erfüllt ist oder nicht. Wenn der Timer-Wert Tx den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref erreicht hat, so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10, dass der Fahrer die Spurwechselassistierung anfordert. Oder anders ausgedrückt: wenn der Timer-Wert Tx den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref erreicht hat, so erkennt die Fahrthilfe-ECU 10 die Spurwechselassistenzanforderung von dem Fahrer.
Zum Beispiel ist die LCA-Startbedingung erfüllt, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind.

2-1. Die Ausführung der LCA wurde durch die Einstell-Bedieneinheit 14 ausgewählt.
2-2. Die weiße Linie auf einer Seite, die der Fahrtrichtungssignalbetätigungsrichtung entspricht (die weiße Linie, die als eine Grenze zwischen der Ausgangsspur und der Zielspur dient) ist eine durchbrochene Linie.
2-3. Das Ergebnis des Bestimmens, ob die LCA ausgeführt werden kann oder nicht, auf der Grundlage des Überwachens der Umgebung ist JA (ein Objekt (ein anderes Fahrzeug oder dergleichen), das zu einem Hindernis wird, das den Spurwechsel behindert, wurde nicht durch die Umgebungssensoren 11 erkannt, und es wird bestimmt, dass das eigene Fahrzeug gefahrlos die Fahrspur wechseln kann).
2-4. Die Straße ist eine Straße zur ausschließlichen Nutzung durch Kraftfahrzeuge (die aus der Navigations-ECU 70 erfassten Straßentyp-Informationen repräsentieren eine Straße zur ausschließlichen Nutzung durch Kraftfahrzeuge).

Zum Beispiel ist die Bedingung 2-3 erfüllt, wenn der Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem anderes Fahrzeug, das in der Zielspur fährt, unter Berücksichtigung einer relativen Geschwindigkeit zwischen beiden hinreichend gewährleistet ist.
Die LCA-Startbedingung ist nicht auf die oben angesprochene Bedingung beschränkt und kann nach Bedarf eingestellt werden.
Wenn die LCA-Startbedingung nicht erfüllt ist (S19: Nein), so führt die Fahrthilfe-ECU 10 den Prozess zu Schritt S13 zurück, um die oben erwähnten Prozesse zu wiederholen. Auf diese Weise zählt (misst) die Fahrthilfe-ECU 10 den Dauer-Zeitraum der Antippbetätigung dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 und bestimmt, ob die LCA-Startbedingung erfüllt ist oder nicht.
Wenn die LCA-Startbedingung erfüllt ist (S19: Ja), so schreitet die Fahrthilfe-ECU 10 im Prozess zu Schritt S20 voran und setzt den Lenkassistenzsteuerungszustand auf einen LCA-EIN-Zustand. Der LCA-EIN-Zustand repräsentiert einen Zustand, in dem die LCA ausgeführt wird. Auf diese Weise beendet die Fahrthilfe-ECU 10 die LTA, die ausgeführt wurde, um die LCA zu starten. Oder anders ausgedrückt: wenn die LCA-Startbedingung erfüllt ist, so akzeptiert die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S19 die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers.
Wenn die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA startet, so aktiviert die Fahrthilfe-ECU 10 für einen kurzen Zeitraum den Summer 13, um den Fahrer über den Beginn der LCA zu benachrichtigen. Zum Beispiel kann die Fahrthilfe-ECU 10 auf der Anzeige-Einheit 31 einen Bildschirm anzeigen, um den Fahrer über den Beginn der LCA zu benachrichtigen. In diesem Fall sendet die Fahrthilfe-ECU 10 einen Anzeigebefehl, der den Beginn der LCA repräsentiert, an die Instrumenten-ECU 30. Die Instrumenten-ECU 30 zeigt den Bildschirm, um den Fahrer über den Beginn der LCA zu benachrichtigen, auf der Anzeige-Einheit 31 gemäß dem Anzeigebefehl an.
Wenn die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA startet, so lässt die Fahrthilfe-ECU 10 das eigene Fahrzeug zu der Zielspur fahren, nachdem ein zuvor festgelegter Standby-Zeitraum ab der Akzeptanz der Spurwechselassistenzanforderung verstrichen ist. Auf diese Weise wird ein Zustand, in dem das Fahrtrichtungssignal 32 aktiviert ist, ohne dass eine wesentliche Spurwechselbetätigung stattfindet, über einen zuvor festgelegten Zeitraum fortgesetzt. Die während dieses Standby-Zeitraums ausgeführte Lenksteuerung ist die gleiche Lenksteuerung wie bei der LTA.
Die Fahrthilfe-ECU 10 berechnet einen Ziellenkwinkel θlca* und sendet einen Lenkbefehl, der den berechneten Ziellenkwinkel θlca* repräsentiert, an die EPS-ECU 20, während die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA ausführt. Auf diese Weise fährt das eigene Fahrzeug entlang des Ziel-Bewegungspfades, um die Fahrspur zu wechseln, so dass der Spurwechsel ausgeführt wird.
Wenn die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA startet, so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S21, ob das Durchdrücküberwachungssignal „ein“ ist oder nicht (einer der zweiten Schalter 412L und 412R ist im Ein-Zustand). Dieser Bestimmungsprozess ist der gleiche wie der Bestimmungsprozess von Schritt S14. Wenn das Durchdrücküberwachungssignal nicht „ein“ ist (S21: Nein), das heißt, wenn die Durchdrückbetätigung nicht erkannt wird, so schreitet die Fahrthilfe-ECU 10 im Prozess zu Schritt S22 voran und bestimmt, ob die LCA-Abschlussbedingung erfüllt ist oder nicht.
Die LCA-Abschlussbedingung ist erfüllt, wenn ein verstrichener Zeitraum ab dem Beginn der LCA einen Ziel-Spurwechselzeitraum erreicht. Der Ziel-Spurwechselzeitraum ist ein Zeitraum, über den das eigene Fahrzeug die Zielspur erreicht, oder anders ausgedrückt: ein Zeitraum, über den das eigene Fahrzeug den Spurwechsel um eine einzelne Fahrspur vollendet. Daher impliziert die LCA-Abschlussbedingung eine LCA-Abschlussbedingung für einen einzelnen Spurwechsel von der Ausgangsspur zur Fahrspur (Zielspur) unmittelbar neben der Ausgangsspur. Wenn die LCA-Abschlussbedingung nicht erfüllt ist, so führt die Fahrthilfe-ECU 10 den Prozess zu Schritt S20 zurück. Daher wird die LCA fortgesetzt.
Wenn das Durchdrücküberwachungssignal „ein“ ist (S21: Ja), das heißt, wenn die Durchdrückbetätigung in einem Zustand erkannt wird, in dem die LCA ausgeführt wird, so schreitet die Fahrthilfe-ECU 10 im Prozess zu Schritt S12 voran und setzt den Lenkassistenzsteuerungszustand auf einen LTA-AUS-Zustand. Daher stoppt die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA, die ausgeführt wurde.
Wenn die LCA-Abschlussbedingung erfüllt ist (S22: Ja), bevor das Durchdrücküberwachungssignal eingeschaltet ist, das heißt, bevor die Durchdrückbetätigung erkannt wurde, so vollendet die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA und beendet vorläufig die Lenkassistenzsteuerungsroutine. Wenn ein zuvor festgelegter kurzer Zeitraum ab der vorläufigen Beendigung der Lenkassistenzsteuerungsroutine verstrichen ist, so startet die Fahrthilfe-ECU 10 die Lenkassistenzsteuerungsroutine neu. Wenn also die LTA-Startbedingung an einem Zeitpunkt des Neubeginns der Lenkassistenzsteuerungsroutine erfüllt ist, so wird die LTA neu gestartet. Oder anders ausgedrückt: anstelle der LCA wird die LTA ausgeführt.
Die Fahrthilfe-ECU 10 bestimmt, ob eine im Voraus eingestellte LTA-Abbruchbedingung erfüllt ist oder nicht, während die Fahrthilfe-ECU 10 die LTA ausführt (S13-S19). Wenn die LTA-Abbruchbedingung erfüllt ist (wenn zum Beispiel die LTA-Startbedingung nicht erfüllt ist), so kann die Fahrthilfe-ECU 10 den Prozess zu Schritt S12 zurückführen. Die Fahrthilfe-ECU 10 bestimmt, ob eine im Voraus eingestellte LCA-Abbruchbedingung erfüllt ist oder nicht, während die Fahrthilfe-ECU 10 die LCA ausführt (S20-S22). Wenn die LCA-Abbruchbedingung erfüllt ist (wenn zum Beispiel die LCA-Startbedingung nicht erfüllt ist), so kann die Fahrthilfe-ECU 10 den Prozess zu Schritt S11 zurückführen.
9 ist eine Veranschaulichung eines Beispiels eines Bildschirms 31a (als „LTA-Bildschirm 31a“ bezeichnet), der auf der Anzeige-Einheit 31 angezeigt wird, während die LTA ausgeführt wird, und eines Bildschirms 31b (als „LCA-Bildschirm 31b“ bezeichnet), der auf der Anzeige-Einheit 31 angezeigt wird, während die LCA ausgeführt wird. Sowohl der LTA-Bildschirm 31a als auch der LCA-Bildschirm 31b repräsentiert einen Zustand, in dem das eigene Fahrzeug in einer Fahrspur zwischen einer linken weißen Linie und einer rechten weißen Linie fährt. Virtuelle Wände W außerhalb der linken weißen Linie und der rechten weißen Linie werden auf dem LTA-Bildschirm 31a angezeigt. Der Fahrer kann anhand der Wände W einen Zustand erkennen, in dem das eigene Fahrzeug in einer solchen Weise gesteuert wird, dass das eigene Fahrzeug innerhalb der Fahrspur fährt. Andererseits werden die Wände W auf dem LCA-Bildschirm 31b nicht angezeigt, und ein Bewegungspfad Z der LCA anstelle der Wände W wird auf dem LCA-Bildschirm 31b angezeigt. Die Fahrthilfe-ECU 10 wechselt die Bildschirme zwischen dem LTA-Bildschirm 31a und dem LCA-Bildschirm 31b in Reaktion auf einen Ausführungszustand der Lenkassistenzsteuerung. Auf diese Weise kann der Fahrer einfach erkennen, ob die LTA oder die LCA ausgeführt wird.
Die Fahrthilfe-ECU 10 führt eine Fahrtrichtungssignal-Aktivierungssteuerungsroutine parallel zu der Lenkassistenzsteuerungsroutine aus. Die durch die Fahrthilfe-ECU 10 ausgeführte Fahrtrichtungssignal-Aktivierungssteuerungsroutine ist in 7 veranschaulicht.
Wenn die Fahrtrichtungssignal-Aktivierungssteuerungsroutine aktiviert ist, so bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S51, ob die LCA gestartet wurde oder nicht. In dieser Bestimmung braucht die Fahrthilfe-ECU 10 nur zu bestimmen, ob die LCA-Startbedingung erfüllt wurde oder nicht. Die Fahrthilfe-ECU 10 wiederholt die Bestimmung von Schritt S51, bis die LCA begonnen wird.
Wenn die LCA begonnen wird, so startet die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S52 das Senden des Blinkbefehls des Fahrtrichtungssignals entsprechend der Fahrtrichtungssignalbetätigungsrichtung an die Instrumenten-ECU 30. Das Aussenden des Fahrtrichtungssignals 32 wird in Reaktion auf einen Blinkbefehl begonnen, den die Lenk-ECU 40 sendet, wenn die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausgeführt wird, bevor die LCA begonnen wird. Selbst wenn die Lenk-ECU 40 das Senden des Blinkbefehls stoppt (oder nachdem die es gestoppt hat), wird das Aussenden des Fahrtrichtungssignals 32 in Reaktion auf den Blinkbefehl, den die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S52 sendet, fortgesetzt.
Dann bestimmt die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S53, ob eine Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist oder nicht. Die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung ist erfüllt, wenn beide der folgenden Bedingungen 3-1 und 3-2 erfüllt sind.

3-1. Das eigene Fahrzeug hat bereits die weiße Linie überquert.
3-2. Die Seitenrichtungsdistanz zwischen der momentanen Position des eigenen Fahrzeugs und der endgültigen seitlichen Zielposition ist nicht größer als eine Abschalttoleranzdistanz.

Zum Beispiel ist die Bedingung 3-1 erfüllt, wenn erkannt wird, dass der Bezugspunkt P des eigenen Fahrzeugs die weiße Linie (durchbrochene Linie), die als die Grenze zwischen der Ausgangsspur und der Zielspur dient, überquert hat. Des Weiteren ist die Bedingung 3-2 erfüllt, wenn ein Zustand erkannt wird, in dem, wie in 8 veranschaulicht, eine Seitenrichtungsdistanz Dyr von dem Bezugspunkte P des eigenen Fahrzeugs C zu einer Fahrbahnmittellinie CL' (Mittellinie in der Breitenrichtung) der Zielspur maximal so groß wird wie eine Abschalttoleranzdistanz Doff, die größer als null ist. Die Seitenrichtungsdistanz Dyr ist eine Distanz in der Fahrspurbreitenrichtung von der momentanen Position des eigenen Fahrzeugs zu der endgültigen Zielposition, das heißt, die verbliebene Distanz in der Fahrspurbreitenrichtung, die erforderlich ist, bis die LCA vollendet ist, und folglich wird diese Seitenrichtungsdistanz Dyr im Weiteren als „verbliebene Distanz Dyr“ bezeichnet. Die Fahrthilfe-ECU 10 berechnet jedes Mal, wenn eine zuvor festgelegte Zeit (ein zuvor festgelegter Berechnungszeitraum) verstrichen ist, die verbliebene Distanz Dyr von dem Bezugspunkt P des eigenen Fahrzeugs zur Fahrbahnmittellinie CL' der Zielspur und vergleicht die verbliebene Distanz Dyr mit der Abschalttoleranzdistanz Doff, um dadurch zu bestimmen, ob die oben angesprochene Bedingung 3-2 erfüllt ist oder nicht. Der Bezugspunkt P, der für die Bestimmung verwendet wird, ob die Bedingung 3-1 erfüllt ist oder nicht, ist nicht auf die Position des Masseschwerpunktes beschränkt und braucht nur eine im Voraus eingestellte spezielle Position (ein im Voraus eingestellter spezieller Punkt) des eigenen Fahrzeugs zu sein. Des Weiteren braucht beim Bestimmen, ob der Bezugspunkt P die weiße Linie kreuzt oder nicht, nur bestimmt zu werden, ob der Bezugspunkt P eine im Voraus bestimmte Linie kreuzt oder nicht, zum Beispiel eine innere Linie, eine äußere Linie oder eine Mittellinie der weißen Linie.
Die Abschalttoleranzdistanz Doff wird auf einen Wert (zum Beispiel 50 cm) größer als null in einer solchen Weise eingestellt, dass das Fahrtrichtungssignal 32 AUS geschaltet wird, bevor die LCA vollendet ist.
Die Fahrthilfe-ECU 10 wiederholt die Bestimmung von Schritt S53, bis die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist. Wenn die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist (S53: Ja), so beendet die Fahrthilfe-ECU 10 in Schritt S54 das Senden des Blinkbefehls des Fahrtrichtungssignals 32 und beendet vorläufig die Fahrtrichtungssignal-Aktivierungssteuerungsroutine. Die Fahrthilfe-ECU 10 startet sofort die Fahrtrichtungssignal-Aktivierungssteuerungsroutine neu, nachdem sie die Fahrtrichtungssignal-Aktivierungssteuerungsroutine vorläufig beendet hat.
5 ist eine Veranschaulichung eines Beispiels des Bewegungspfades des eigenen Fahrzeugs, wenn die LCA ausgeführt wird. An einem Zeitpunkt t1 wird das Aussenden des Fahrtrichtungssignals 32 in Reaktion auf die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 begonnen. Dann erkennt die Fahrthilfe-ECU 10 an einem Zeitpunkt t2, an dem der Dauer-Zeitraum der Antippbetätigung den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref erreicht, die Spurwechselassistenzanforderung. Wenn die LCA-Startbedingung erfüllt ist, so akzeptiert die Fahrthilfe-ECU 10 die Spurwechselassistenzanforderung, startet die LCA und startet das Senden des Blinkbefehls des Fahrtrichtungssignals 32 zu der Instrumenten-ECU 30. Ein Standby-Zustand, der dem eigenen Fahrzeug die Spurwechselausführung verbietet, wird fortgesetzt, bis der Standby-Zeitraum ab dem Beginn der LCA verstrichen ist. Die während dieses Standby-Zeitraums ausgeführte Lenksteuerung ist die gleiche wie bei der LTA.
Das eigene Fahrzeug beginnt an einem Zeitpunkt t3, wenn der Standby-Zeitraum verstrichen ist, entlang des Ziel-Bewegungspfades zu fahren. Wenn das eigene Fahrzeug die weiße Linie überquert hat und die verbliebene Distanz Dyr maximal so groß wird wie die Abschalttoleranzdistanz Doff (Zeitpunkt t4), so wird das Fahrtrichtungssignal ausgeschaltet. Danach wird, wenn das eigene Fahrzeug die endgültige seitliche Zielposition erreicht (Zeit t5), die LCA vollendet.
Gemäß der Spurwechselassistenzvorrichtung für das Fahrzeug dieser oben beschriebenen Ausführungsform wird, wenn die an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausgeführte Antippbetätigung mindestens den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum fortgesetzt wird, während gleichzeitig die LTA ausgeführt wird, die vom Fahrer kommende Spurwechselassistenzanforderung bestätigt oder bearbeitet (die Spurwechselassistenzanforderung wird erkannt.). Die Durchdrückbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 wird ausgeführt, während die Lenkassistenzsteuerung (die LCA und die LTA) ausgeführt wird, eine Stoppanforderung für die Lenkassistenzsteuerung wird bestätigt oder bearbeitet.
Der Fahrer setzt die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignal 41 mindestens über den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum fort, so dass der Fahrer seine Absicht, die Spurwechselassistierung zu erhalten oder zu empfangen, an die Spurwechselassistenzvorrichtung übermitteln kann. Der Fahrer führt die Durchdrückbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 aus, so dass der Fahrer seine Absicht übermitteln kann, die Fahrspur durch seinen eigenen Lenkvorgang ohne Spurwechselassistierung zu wechseln. Daher kann der Fahrer durch einfaches Schalten oder Auswählen der Bedienwege an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 die Spurwechselassistenzanforderung oder die Stoppanforderung für die Lenkassistenzsteuerung klar unterscheidbar an die Fahrthilfe-ECU 10 übermitteln.
Wenn der Fahrer die Absicht hat, den Spurwechsel manuell selbst auszuführen, so führt der Fahrer die Durchdrückbetätigung entsprechend einer Spurwechselrichtung aus. Dies erlaubt es dem Fahrer, das Fahrtrichtungssignal 32 auszusenden, ohne die Spurwechselassistierung zu starten. Daher kann der Fahrer den Lenkvorgang ausführen, um die Fahrspur manuell mit Aktivierung des Fahrtrichtungssignals 32 zu wechseln. In diesem Fall wird die Lenkassistenzsteuerung gestoppt. Somit wird der Lenkvorgang durch den Fahrer nicht durch die Lenkassistenzsteuerung gestört. Infolge dessen wird der Spurwechsel gleichmäßig ausgeführt.
Wenn der Fahrer die Absicht hat, das Fahrtrichtungssignal 32 in einem Zustand blinken zu lassen, in dem der Spurwechsel nicht ausgeführt wird und die LTA fortgesetzt wird, so führt der Fahrer nur die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 über einen kurzen Zeitraum aus (einen Zeitraum, der kürzer ist als der Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum). Infolge dessen kann der Fahrer das Fahrtrichtungssignal 32 blinken lassen, ohne die LTA zu stoppen.
Wie oben beschrieben, betätigt der Fahrer gemäß der Spurwechselassistenzvorrichtung für das Fahrzeug dieser Ausführungsform den Fahrtrichtungssignalhebel 41 so, dass auf einfache Weise ein Spurwechselmodus aus einem automatischen Modus oder einem manuellen Modus ausgewählt wird, auf einfache Weise ein Fahrtrichtungssignal-Aktivierungsmodus aus einem Blinkmodus mit der Spurwechselassistenzvorrichtung oder einem Blinkmodus ohne die Spurwechselassistenzvorrichtung ausgewählt wird, und auf einfache Weise entweder die Ausführung und das Stoppen der Lenkassistenzsteuerung ausgewählt wird. Daher kann eine sehr gute Funktionalität erreicht werden. Des Weiteren wird eine spezielle Betriebseinheit zum Auswählen der oben beschriebenen Optionen überflüssig. Somit können die Kosten gesenkt und der Platzbedarf verringert werden.
Des Weiteren muss, damit die Spurwechselassistenzanforderung akzeptiert oder bestätigt wird, die Antippbetätigung an dem Fahrtrichtungssignalhebel 41 mindestens über den Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum Tref fortgesetzt werden. Daher kann die Absicht des Fahrers, die Spurwechselassistierung zu empfangen, korrekt erkannt werden.
In den obigen Ausführungen wurde die Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben angesprochene Ausführungsform beschränkt, und es sind verschiedene Änderungen innerhalb des Geltungsbereichs möglich, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel wird in der Ausführungsform die LCA unter der Voraussetzung ausgeführt, dass der Lenkassistenzsteuerungszustand der LTA-Ein-Zustand ist (der Zustand, in dem die LTA ausgeführt wird), aber eine solche Voraussetzung ist nicht unbedingt erforderlich.
In der Ausführungsform wird das Fahrtrichtungssignal 32 ausgeschaltet, bevor die LCA vollendet ist, aber die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung kann je nach Bedarf eingestellt werden (zum Beispiel wird das Fahrtrichtungssignal 32 im selben Moment ausgeschaltet, in dem die LCA vollendet ist).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008195402 [0070]
JP 2009190464 [0070]
JP 20106279 [0070]
JP 4349210 [0070]
JP 2014148293 [0077]
JP 2006315491 [0077]
JP 4172434 [0077]
JP 4929777 [0077]

Claims

Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: ein Spurwechselassistenzanforderungs-Detektionsmittel (10, 40, S15-S18) zum Erkennen einer Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf eine durch einen Fahrer an einem Fahrtrichtungssignal ausgeführte Operation; ein Spurwechselassistenz-Steuerungsmittel (10, 20, S20) zum Beginnen einer Spurwechselassistenzsteuerung, um eine Fahrspur, in der das eigene Fahrzeug fährt, zu wechseln, in Reaktion auf die Detektion der Spurwechselassistenzanforderung; und ein Fahrtrichtungssignal-Ansteuerungsmittel (30) zum Aussenden eines Fahrtrichtungssignals, wobei: der Fahrtrichtungssignalhebel dafür ausgestaltet ist, wahlweise zwischen einer ersten Bedienposition (P1L, P1R), die eine Position ist, in der der Fahrtrichtungssignalhebel um einen ersten Betrag aus einer neutralen Position (PN) gedreht ist und in der das Fahrtrichtungssignal ausgesendet wird, und einer zweiten Bedienposition (P2L, P2R), die eine Position ist, in der der Fahrtrichtungssignalhebel um einen zweiten Betrag, der größer ist als die erste Bedienposition, aus der neutralen Position gedreht ist und in der das Fahrtrichtungssignal ausgesendet wird, sowohl bei einem Rechtslenkvorgang als auch bei einem Linkslenkvorgang betätigt werden zu können, und zur Neutralposition zurückzukehren, wenn eine Bedienkraft in einer Situation aufgehoben wird, in der sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition befindet, das Spurwechselassistenzanforderungs-Detektionsmittel dafür ausgestaltet ist, einen Zeitraum zu messen, den der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition gehalten wird, und die Spurwechselassistenzanforderung zu erkennen, wenn der gemessene Zeitraum mindestens so lang ist wie ein im Voraus eingestellter Assistenzanforderungs-Bestätigungszeitraum (S15-S18), und das Spurwechselassistenz-Steuerungsmittel dafür ausgestaltet ist, die Spurwechselassistenzsteuerung zu stoppen, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel in die zweite Bedienposition betätigt wird, während der Spurwechselassistenzsteuerung ausgeführt wird (S21: Ja, S12).
Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, die des Weiteren ein Fahrtrichtungssignalsteuerungsmittel (40) umfasst, um eine Betätigung des Fahrtrichtungssignal-Ansteuerungsmittels (30) zu steuern, um das Fahrtrichtungssignal während eines Zeitraums auszusenden, in dem sich der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition befindet, oder das Fahrtrichtungssignal eine im Voraus eingestellte Anzahl von Malen auszusenden, falls der Fahrtrichtungssignalhebel in der ersten Bedienposition steht, und das Fahrtrichtungssignal auszusenden, bis eine Rückführungsoperation an dem Fahrtrichtungssignalhebel ausgeführt wird oder ein Rückführungsoperation an dem Lenkrad ausgeführt wird, falls der Fahrtrichtungssignalhebel in der zweiten Bedienposition steht.
Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, die des Weiteren ein Spurwechsel-Fahrtrichtungssignalsteuerungsmittel (S51-S54) umfasst, um die Betätigung des Fahrtrichtungssignal-Ansteuerungsmittels zu steuern, um das Fahrtrichtungssignal ab dem Beginn der Spurwechselassistenzsteuerung bis zur Erfüllung einer im Voraus eingestellten Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung auszusenden.