DE102017129570A1

DE102017129570A1 - Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017129570A1
Application number: DE102017129570.4A
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: US20180178713A1; JP6579334B2; JP2018103768A; US10710497B2

Abstract

Eine Fahrunterstützungs-ECU bzw. Fahrunterstützungssteuereinheit erkennt, dass ein Antippüberwachungssignal des Fahrtrichtungssignalhebels ausgeschaltet ist (S14: Ja). Wenn ein Zeitgeberwert Tx, der eine EIN-Schaltdauer darstellt, in der das Antippüberwachungssignal eingeschaltet bleibt, eine Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht (S19: Ja) und nach dem Erkennen des Antippüberwachungssignals eine LCA-Startbedingung erfüllt ist (S20: Ja), startet die Fahrunterstützungssteuerungseinheit die LCA. Die Fahrunterstützungssteuerungseinheit bestimmt das Antippüberwachungssignal so lange nicht, bis die LCA abgeschlossen ist. Nach Abschluss der LCA startet die Fahrunterstützungssteuereinheit die Prozessschritte ab S11 neu. Dadurch wird die LCA nicht weiter ausgeführt, selbst wenn die Antippbetätigung weiter vorgenommen wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spurwechselassistenzvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine Spurwechselassistenzsteuerung auszuführen, die eine Steuerung zur Unterstützung eines Lenkvorgangs für einen Wechsel der Fahrspur ist.
Beschreibung der verwandten Technik
Wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 2009-274594 vorgeschlagen, ist eine Spurwechselassistenzvorrichtung bekannt, die eingerichtet ist, um eine Spurwechselassistenzsteuerung auszuführen, die eine Steuerung zur Unterstützung eines Lenkvorgangs (Lenkradbetätigung) zum Wechseln der Spur ist. Die Spurwechselassistenzvorrichtung verwendet beispielsweise ein elektrisch unterstütztes Lenksystem zum Bereitstellen/Erzeugen eines Lenkdrehmoments für einen Lenkmechanismus, um dadurch, ohne Lenkhandlung des Fahrers, die vom eigenen Fahrzeug befahrenen Spuren zu wechseln.
Die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 2009-274594 vorgeschlagene Spurwechselassistenzvorrichtung erfasst eine vom Fahrer an einem Fahrtrichtungssignalhebel vorgenommene Bedienhandlung und startet die Spurwechselassistenzsteuerung in Reaktion auf die am Fahrtrichtungssignalhebel vorgenommene Bedienhandlung.
Die Spurwechselassistenzsteuerung wird gestartet, wenn ausgehend von einem Überwachungsergebnis der die Umgebung des Eigenfahrzeugs überwachenden Umgebungssensoren festgestellt wird, dass das Eigenfahrzeug gefahrlos die Spur wechseln kann. Es kann hierbei vorkommen, dass der Fahrer die Spurwechselassistenzvorrichtung überschätzt (oder zu stark auf sie vertraut) und/oder die eigene Fahrzeugumgebung nicht mehr selbst überwacht, so dass es passieren kann, dass der Fahrer den Entscheidungsprozess über den Start der Spurwechselassistenzsteuerung voll und ganz der Spurwechselassistenzsteuerung überlässt. Wenn der Fahrer beispielsweise eine Bedienhandlung zur Anforderung einer Spurwechselunterstützung länger ausführt, wird die Spurwechselassistenzsteuerung zu einem Zeitpunkt gestartet, an dem die Spurwechselassistenzsteuerungsvorrichtung feststellt, dass das Eigenfahrzeug gefahrlos die Spur wechseln kann. Dabei kann der Fahrer gegebenenfalls die Bedienhandlung der Spurwechselassistenzanforderung verlängert ausführen, so als ob er den Spurwechselassistenten vorreserviert. Wenn jedoch die Bedienhandlung der Spurwechselassistenzanforderung über eine lange Zeit andauert, kann der Fall eintreten, dass ein vom Fahrer unbeabsichtigter Spurwechsel (beispielsweise ein weiterführender/überzähliger Spurwechsel) ausgeführt wird. Das heißt, es könnte sein, dass die Spurwechselassistenzsteuerung für den Wechsel zu einer vom Fahrer nicht beabsichtigen Nebenspur nochmals gestartet wird, nachdem das Eigenfahrzeug bereits ein Mal den Spurwechsel vollzogen hat.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung des oben genannten Problems entwickelt und ein Gegenstand der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Spurwechselassistenzvorrichtung, die den Start einer vom Fahrer nicht beabsichtigten Spurwechselassistenzsteuerung verhindert.
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die umfasst:

ein Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel (10, 40, S16-S19) zum Erkennen einer fahrerseitigen Anforderung einer Spurwechselassistenz in Reaktion auf eine an einer Bedieneinheit (41) zur Anforderung einer Spurwechselassistenz vorgenommenen Bedienhandlung;
ein Umgebungsüberwachungsmittel (10, 11) zum Überwachen einer Umgebung des Eigenfahrzeugs;
ein Spurwechselassistenz-Steuermittel (10, 20, S21) zum Annehmen der Spurwechselassistenzanforderung und Starten der Spurwechselassistenzsteuerung für einen Spurwechsel, wenn in einer Situation, in der das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die Spurwechselassistenzanforderung erkannt hat (S19: Ja), das Umgebungsüberwachungsmittel feststellt, dass das Eigenfahrzeug gefahrlos die vom Eigenfahrzeug befahrenen Spuren wechseln kann (S20: Ja); und
Nichtbedienungserkennungsmittel (S14: Ja) zum Erkennen eines bedienungsfreien Zustandes, in dem die Bedienhandlung an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselunterstützung nicht ausgeführt wird;
wobei das Spurwechselassistenz-Steuermittel ausgelegt ist zum:
- Annehmen der Spurwechselassistenzanforderung, wenn eine voraussetzende Bedingung erfüllt ist (S14: Ja, S16: Ja), wobei die voraussetzende Bedingung eine Bedingung ist, die so gesetzt ist, dass sie erfüllt ist, wenn das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel in einer Situation, in der das Nichtbedienungserkennungsmittel den bedienungsfreien Zustand erkannt hat, die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselunterstützung ausgeführte Bedienhandlung erkennt; und
- wenn das Spurwechselassistenz-Steuermittel die Spurwechselassistenzanforderung annimmt, Ausführen der Spurwechselassistenzsteuerung zum Veranlassen des Spurwechsels des Eigenfahrzeug aus einer vom Eigenfahrzeug aktuell befahrenen aktuellen Spur zu einer an die aktuelle Spur unmittelbar angrenzenden Spur (S21, S22).

In diesem Fall ist es wünschenswert, dass das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel dazu ausgelegt ist, die Spurwechselassistenzanforderung zu erkennen, wenn die an der Bedieneinheit zur Anforderung des Spurwechselassistenten vollzogene Bedienhandlung über eine vorab eingestellte Assistenzanforderungsbestätigungsdauer oder länger andauert (S19: Ja).
In der Spurwechselassistenzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erkennt das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers in Reaktion auf die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz vorgenommene Bedienhandlung. Beispielsweise erkennt das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die Spurwechselassistenzanforderung, wenn die an der Bedieneinheit zur Anforderung des Spurwechselassistenten vollzogene Bedienhandlung über eine vorab eingestellte Assistenzanforderungsbestätigungsdauer oder länger andauert. Damit kann die Fahrerabsicht zur Inanspruchnahme/Einholung der Spurwechselassistenz sachgerecht erkannt werden.
Das Umgebungsüberwachungsmittel überwacht die Umgebung des Eigenfahrzeugs. Das Umgebungsüberwachungsmittel erfasst beispielsweise relative Informationen (einen Abstand, eine relative Geschwindigkeit und eine relative Position) zwischen einem in der Umgebung des Eigenfahrzeugs vorhandenen dreidimensionalen Objekt (zum Beispiel einem anderen Fahrzeug) und dem Eigenfahrzeug. Das Spurwechselassistenz-Steuermittel nimmt die Spurwechselassistenzanforderung an, wenn in einer Situation, in der das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die Spurwechselassistenzanforderung erkannt hat, das Umgebungsüberwachungsmittel feststellt, dass das Eigenfahrzeug gefahrlos die Spur wechseln kann (zum Beispiel wenn ein Fahrzeugabstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem anderen Fahrzeug unter Berücksichtigung der zwischen beiden bestehenden relativen Geschwindigkeit ordnungsgemäß sichergestellt ist). Dann startet das Spurwechselassistenz-Steuermittel die Spurwechselassistenzsteuerung zum Wechseln der vom Eigenfahrzeug befahrenen Spur. Das Spurwechselassistenz-Steuermittel liefert/erzeugt beispielsweise ein Lenkdrehmoment für einen Lenkmechanismus zum Lenken eines Lenkrades, um dadurch eine Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs zu steuern. Dementsprechend führt der Fahrer an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz die Bedienhandlung aus, um den gefahrlosen Spurwechsel des Eigenfahrzeugs durch Inanspruchnahme der Spurwechselassistenz zu veranlassen.
Wenn der Fahrer die Spurwechselassistenzvorrichtung überschätzt (oder ihr zu viel Vertrauen entgegenbringt) und die Bedienhandlung zur Anforderung der Spurwechselassistenz (bezeichnet als „Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung“) länger ausführt, so als ob er den Spurwechselassistenten vorreserviert, dauert eine Situation, in der die Spurwechselassistenzanforderung erkannt wird, weiter an. Hier kann der Fall eintreten, dass der Spurwechsel entgegen der Fahrerabsicht erfolgt (beispielsweise als nochmaliger und überzähliger Spurwechsel). Aufgrund dieses Umstandes umfasst die Spurwechselassistenzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Nichtbedienungserkennungsmittel.
Das Nichtbedienungserkennungsmittel erkennt den bedienungsfreien Zustand, in dem die Bedienhandlung an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselunterstützung nicht ausgeführt wird. Das Spurwechselassistenz-Steuermittel nimmt die Spurwechselassistenzanforderung an, wenn eine voraussetzende Bedingung erfüllt ist, wobei die voraussetzende Bedingung eine Bedingung ist, die so gesetzt ist, dass sie erfüllt ist, wenn das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel in einer Situation, in der das Nichtbedienungserkennungsmittel den bedienungsfreien Zustand erkannt hat, die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselunterstützung ausgeführte Bedienhandlung erkennt, und führt, wenn das Spurwechselassistenz-Steuermittel die Spurwechselassistenzanforderung annimmt, die Spurwechselassistenzsteuerung (bezogen auf eine Spur) aus, um den Spurwechsel des Eigenfahrzeugs aus einer vom Eigenfahrzeug aktuell befahrenen aktuellen Spur zu einer an die aktuelle Spur unmittelbar angrenzenden Spur zu veranlassen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch im Falle, dass der Fahrer die Bedienhandlung zur Anforderung der Spurwechselassistenz an der Bedieneinheit weiter fortsetzt, der Spurwechsel nicht weiter ausgeführt, da die Spurwechselassistenzsteuerung abgeschlossen/beendet wird, wenn das Eigenfahrzeug die Spur von der aktuellen Spur zur unmittelbar an die aktuelle Spur angrenzenden Spur wechselt. Die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Ergebnis den Start des vom Fahrer nicht beabsichtigten Spurwechselassistenzsteuerablaufs verhindern.
Ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Spurwechselassistenz-Steuermittel dazu ausgelegt ist, die Spurwechselassistenzanforderung während eines Zeitraums ab dem Start der Spurwechselassistenzsteuerung bis zum Abschluss der Spurwechselassistenzsteuerung nicht anzunehmen, selbst wenn das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz vorgenommene Bedienhandlung erkennt (S20: Ja, S21, S22: Nein).
Gemäß der einen Ausführungsform der Erfindung wird, wenn der Fahrer die Bedienhandlung an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz während der Ausführung der Spurwechselassistenzsteuerung ausführt, die Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf diese Bedienhandlung nicht angenommen. Selbst wenn der Fahrer die Umgebungsüberwachung des eigenen Fahrzeugs unterlässt und die Bedienhandlung an der Bedieneinheit während der Ausführung der Spurwechselassistenzsteuerung weiterführt, so als ob er den weiteren/überzähligen/zusätzlichen Spurwechsel vorreserviert, wird dementsprechend die Spurwechselassistenzsteuerung zur nächsten angrenzenden Spur nicht gestartet. Die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dadurch verhindern, dass der Fahrer die Bedienhandlung unter Überschätzung der Spurwechselassistenzvorrichtung (durch zu viel Vertrauen in die Vorrichtung) ausführt.
Ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug ferner ein Fahrtrichtungssignal-Steuermittel (10, 30, S51-S54) zum Ansteuern einer Betätigung eines Fahrtrichtungssignals umfasst, um das intermittierende Aufleuchten (Blinken) des Fahrtrichtungssignals zu starten, wenn die Spurwechselassistenzsteuerung gestartet wird, und das Fahrtrichtungssignal auszuschalten, wenn eine Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist, die so gesetzt ist, dass sie vor Abschluss der Spurwechselassistenzsteuerung erfüllt ist,
wobei das Spurwechselassistenz-Steuermittel dazu ausgelegt ist, die Spurwechselassistenzanforderung während eines Zeitraums ab dem Start der Spurwechselassistenzsteuerung bis zur Erfüllung der Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung nicht anzunehmen, auch wenn das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz vorgenommene Bedienhandlung erkennt (S21, S31: Nein, S22: Nein).
Gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert das Fahrtrichtungssignal-Steuermittel die Betätigung des Fahrtrichtungssignals (nachfolgend als „Fahrtrichtungslampe“ oder „Fahrtrichtungssignallampe“ bezeichnet) an, um das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals zu starten, wenn die Spurwechselassistenzsteuerung gestartet wird, und das Fahrtrichtungssignal auszuschalten, wenn die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist, die so gesetzt ist, dass sie vor dem Abschluss der Spurwechselassistenzsteuerung erfüllt ist. Es ist beispielsweise wünschenswert, dass die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung so gesetzt ist, dass sie erfüllt ist, wenn das Eigenfahrzeug eine Position erreicht, die noch eine in Breitenrichtung des Eigenfahrzeugs vorherbestimmte Länge von einer Zielposition entfernt ist, um die Spurwechselassistenzsteuerung abzuschließen.
Der Fahrer erkennt gewöhnlich am Ausschalten des Fahrtrichtungssignals, dass die Spurwechselassistenzsteuerung abgeschlossen. Die Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf die nach dem Ausschalten des Fahrtrichtungssignals an der Bedieneinheit vorgenommene Bedienhandlung stellt somit eine Absicht des Fahrers zur Einholung einer neuen Spurwechselunterstützung dar. Bei der vor dem Ausschalten des Fahrtrichtungssignals ausgeführten Bedienhandlung kann es sich hingegen um einen vom Fahrer ausgeführten Bedienvorgang handeln, bei dem er mit zu viel Vertrauen in die Spurwechselassistenzvorrichtung die nochmalige Spurwechselunterstützung vorreserviert.
Aufgrund dieses Umstands wird vom Spurwechselassistenz-Steuermittel die Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf eine Bedienhandlung an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz während eines Zeitraums ab dem Start der Spurwechselassistenzsteuerung bis zur Erfüllung der Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung nicht angenommen. Diese eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dadurch verhindern, dass die Bedienhandlung des Fahrers im Zuge des übermäßigen Vertrauens in die Spurwechselassistenzvorrichtung ausgeführt wird.
Zudem ist es für den Fahrer schwierig, einen Beendigungszeitpunkt der Spurwechselassistenzsteuerung endgültig zu erkennen, während es dem Fahrer jedoch möglich ist, einen Ausschaltzeitpunkt des Fahrtrichtungssignals endgültig zu erkennen. Gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Fahrer deshalb einen Zeitpunkt angemessen erkennen, ab dem er eine nächste Spurwechselassistenzsteuerung anfordern kann.
In der obigen Beschreibung sind zum erleichterten Verständnis der Erfindung die in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendeten Bezugszeichen in Klammern hinzugesetzt und den jeweiligen Bestandteilsmerkmalen der Erfindung entsprechend den Ausführungsformen zugeordnet. Die jeweiligen Bestandteilsmerkmale der Erfindung sind jedoch nicht auf die durch die Bezugszeichen definierten Ausführungsformen beschränkt.
Figurenliste

1 ist ein Ausgestaltungsbild zur schematischen Darstellung einer Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Draufsicht zur Darstellung der Anordnungspositionen von Umgebungssensoren und eines Kamerasensors.
3 ist eine Ansicht zur Darstellung von spurbezogenen Fahrzeuginformationen.
4 ist eine Ansicht zur Darstellung der Betätigung eines Fahrtrichtungssignalhebels.
5 ist eine Ansicht zur Darstellung eines Lenkhilfssteuerzustands und einer Bewegungsbahn (Trajektorie) des Eigenfahrzeugs.
6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Lenkhilfssteuerroutine der Ausführungsform.
7 ist ein Fließschema zur Darstellung einer Blinksteuerung eines Fahrtrichtungssignals der Ausführungsform.
8 ist eine Ansicht zur Darstellung eines Ausschaltgenehmigungsabstands.
9 ist ein Teil eines Flussdiagramms zur Darstellung der Lenkhilfssteuerroutine eines Abwandlungsbeispiels.
10 ist eine Ansicht zur Darstellung eines Anzeigebildschirms.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird unter Verweis auf die Begleitzeichnungen 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 (das zur Abgrenzung von anderen Fahrzeugen nachstehend auch als „Eigenfahrzeug“ bezeichnet wird) und umfasst, wie in 1 dargestellt, eine Steuereinheit zur Fahrunterstützung (Fahrunterstützungs-ECU) 10, eine Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung (Servolenk-ECU) 20, eine Instrumentensteuereinheit (Instrumenten-ECU) 30, eine Lenksteuereinheit (Lenk-ECU) 40, eine Motorsteuereinheit (Motor-ECU) 50, eine Bremssteuereinheit (Brems-ECU) 60 und eine Navigationssteuereinheit (Navigations-ECU) 70.
Diese ECUs sind elektrische Steuereinheiten, die als Hauptteil jeweils einen Mikrocomputer umfassen, und sind miteinander so verbunden, dass sie über ein Steuergerätenetzwerk (CAN) 100 Informationen senden und empfangen. Der hier genannte Mikrocomputer umfasst eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen nichtflüchtigen Speicher, eine Schnittstelle I/F und dergleichen. Die CPU führt im ROM gespeicherte Anweisungen (Programme und Routinen) aus, um verschiedene Funktionen zu realisieren. Einige oder alle der ECUs können in einer ECU integriert sein.
Weiterhin sind mehrere Typen von Fahrzeugzustandssensoren 80, die zum Erfassen eines Fahrzeugzustands ausgelegt sind, und mehrere Typen von Fahrbetriebszustandssensoren 90, die zum Erfassen eines Fahrbetriebszustands ausgelegt sind, mit dem CAN 100 verbunden. Beispiele von Fahrzeugzustandssensoren 80 sind unter anderem ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgelegt zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, ein Front-Heck-G-Sensor ausgelegt zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs, ein Seiten-G-Sensor ausgelegt zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Seitenrichtung des Fahrzeugs und ein Gierratensensor ausgelegt zum Erfassen einer Gierrate des Fahrzeugs.
Beispiele von Fahrbetriebszustandssensoren 90 sind unter anderem ein Fahrpedalbetätigungssensor, der ausgelegt ist zum Erfassen eines Betätigungsgrads eines Fahrpedals, ein Bremsbetätigungssensor, der ausgelegt ist zum Erfassen eines Betätigungsgrades eines Bremspedals, ein Bremsschalter, der ausgelegt ist zum Erfassen des Vorhandenseins oder Fehlens der Bremspedalbetätigung, ein Lenkwinkelsensor, der ausgelegt ist zum Erfassen eines Lenkwinkels, ein Lenkmomentsensor, der ausgelegt ist zum Erfassen eines Lenkdrehmoments und ein Schaltpositionssensor, der ausgelegt ist zum Erfassen einer Schaltstellung eines Getriebes.
Von den Fahrzeugzustandssensoren 80 und den Fahrbetriebszustandssensoren 90 erfasste Informationen (nachstehend als „Sensorinformationen“ bezeichnet) werden an das CAN 100 gesendet. Die an das CAN 100 gesendeten Sensorinformationen können in jeder ECU in geeigneter Weise verwendet werden. Die Sensorinformationen sind Informationen eines mit einer speziellen ECU verbundenen Sensors und können von der speziellen ECU an das CAN 100 übertragen werden. Der Fahrpedalbetätigungssensor kann beispielsweise mit der Motor-ECU 50 verbunden sein. In diesem Fall wird die den Fahrpedalbetätigungsgrad darstellende Sensorinformation von der Motor-ECU 50 zum CAN 100 gesendet. Der Lenkwinkelsensor kann zum Beispiel mit der Lenk-ECU 40 verbunden sein. In diesem Fall wird die den Lenkwinkel darstellende Sensorinformation von der Lenk-ECU 40 zum CAN 100 gesendet. Das Gleiche gilt für die anderen Sensoren. Zudem kann eine Ausgestaltung eingesetzt werden, in der die Sensorinformationen ohne Zwischenschaltung des CAN 100 in direkter Kommunikation zwischen speziellen ECUs gesendet und empfangen werden.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 ist eine Steuereinrichtung, die als Steuerzentrale zur Ausführung von Fahrhilfsfunktionen für einen Fahrer dient und eine Spurwechselassistenzsteuerung, Spurhalteassistenzsteuerung und adaptive Geschwindigkeitsregelung ausführt. Wie in 2 dargestellt, sind ein Umgebungssensor vorn Mitte 11FC, ein Umgebungssensor vorn rechts 11FR, ein Umgebungssensor vorn links 11FL, ein Umgebungssensor hinten rechts 11RR und ein Umgebungssensor hinten links 11RL mit der Fahrunterstützungs-ECU 10 verbunden. Die Umgebungssensoren 11FC, 11 FR, 11 FL, 11RR und 11RL sind Radarsensoren und sind grundsätzlich jeweils identisch ausgestaltet, außer dass die Sensoren unterschiedliche Erfassungsbereiche aufweisen. Im Folgenden werden die Umgebungssensoren 11FC, 11FR, 11FL, 11RR und 11RL als „Umgebungssensoren 11“ bezeichnet, wenn es nicht notwendig ist, sie im Einzelnen voneinander zu unterscheiden.
Jeder der Umgebungssensoren 11 umfasst einen Radar-Transceiver und einen Signalprozessor (nicht dargestellt). Der Radar-Transceiver strahlt eine Radiowelle in einem Millimeter-Wellenband (nachfolgend als „Millimeterwelle“ bezeichnet) ab und empfängt eine Millimeterwelle (d. h. eine reflektierte Welle), die von einem im Strahlungsbereich befindlichen dreidimensionalen Objekt (z. B. andere Fahrzeuge, Fußgänger, Fahrräder und Gebäude) reflektiert wird. Jedes Mal nach Ablauf einer vorherbestimmten Zeitdauer erfasst der Signalprozessor Informationen (nachfolgend als „Umgebungsinformationen“ bezeichnet), die beispielsweise einen Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt, eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Eigenfahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt und eine relative Position (Richtung) des dreidimensionalen Objekts im Verhältnis zum Eigenfahrzeug beispielsweise auf Grundlage einer Phasendifferenz zwischen der gesendeten Millimeterwelle und der empfangenen reflektierten Welle, eines Dämpfungsniveaus der reflektierten Welle und einer Zeitdauer ab dem Senden der Millimeterwelle bis zum Empfang der reflektierten Welle darstellen. Dann sendet der Signalprozessor die Umgebungsinformationen an die Fahrunterstützungs-ECU 10. Die Umgebungsinformationen können verwendet werden, um eine Front-Heck-Richtungskomponente und eine Seitenrichtungskomponente im Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt und eine Front-Heck-Richtungskomponente und eine Seitenrichtungskomponente in der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Eigenfahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt zu erfassen.
Wie in 2 dargestellt, ist der Umgebungssensor vorn Mitte 11FC in einem mittigen Frontbereich einer Fahrzeugkarosserie angeordnet und erfasst ein im Vorderbereich des Eigenfahrzeugs befindliches dreidimensionales Objekt. Der Umgebungssensor vorn rechts 11FR ist in einem vorderen rechten Eckbereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erfasst überwiegend ein im rechten vorderen Bereich des Eigenfahrzeugs befindliches dreidimensionales Objekt. Der Umgebungssensor vorn links 11FL ist in einem vorderen linken Eckbereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erfasst überwiegend ein im linken vorderen Bereich des Eigenfahrzeugs befindliches dreidimensionales Objekt. Der Umgebungssensor hinten rechts 11RR ist in einem hinteren rechten Eckbereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erfasst überwiegend ein im rechten hinteren Bereich des Eigenfahrzeugs befindliches dreidimensionales Objekt. Der Umgebungssensor hinten links 11FL ist in einem hinteren linken Eckbereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet und erfasst überwiegend ein im linken hinteren Bereich des Eigenfahrzeugs befindliches dreidimensionales Objekt. Im Folgenden wird das vom Umgebungssensor 11 erfasste dreidimensionale Objekt gelegentlich als „Objekt“ bezeichnet.
Die Umgebungssensoren 11 sind in dieser Ausführungsform Radarsensoren, aber es können stattdessen auch andere Sensoren wie Abstandssonare eingesetzt werden.
An der Fahrunterstützungs-ECU 10 ist ferner ein Kamerasensor 12 angeschlossen. Der Kamerasensor 12 umfasst eine Kameraeinheit und eine Spurerkennungseinheit, die ausgelegt ist zur Analyse von Bilddaten, die aus einer Bildaufnahme der Kameraeinheit gewonnen werden, um (eine) weiße Linie(n) einer Straße zu erkennen. Der Kamerasensor 12 (Kameraeinheit) fotografiert eine dem Eigenfahrzeug vorausliegende Landschaft. Der Kamerasensor 12 (Spurerkennungseinheit) liefert Informationen in Bezug auf die erkannte(n) weiße(n) Linie(n) an die Fahrunterstützungs-ECU 10.
Wie in 3 dargestellt, setzt/bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 eine Spurmittellinie CL, die einer in Breitenrichtung mittigen Position zwischen der rechten und linken weißen Linie WL einer vom Eigenfahrzeug befahrenen Spur entspricht, anhand der vom Kamerasensor 12 gelieferten Informationen. Die Spurmittellinie CL wird als eine Soll-Fahrlinie in der später noch beschriebenen Spurhalteassistenzsteuerung verwendet. Zudem berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Krümmung Cu einer Kurve der Spurmittellinie CL.
Ferner berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Position und die Richtung des Eigenfahrzeugs in der von der rechten und linken weißen Linie WL begrenzten Fahrspur. Wie in 3 dargestellt, berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 beispielsweise einen Abstand Dy in Fahrbahnbreitenrichtung zwischen einem Referenzpunkt P (z. B. Position des Masseschwerpunkts) eines Eigenfahrzeugs C und der Spurmittellinie CL, d. h. den Abstand Dy, um den das Eigenfahrzeug C in Fahrbahnbreitenrichtung von der Spurmittellinie CL abweicht (versetzt ist). Dieser Abstand Dy wird als „Seitenabweichung Dy“ bezeichnet. Zudem berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 einen Winkel zwischen der Richtung der Spurmittellinie CL und der Richtung, in die das Fahrzeug C weist, das heißt einen Winkel θy, um dem die Ausrichtung des Fahrzeug C in horizontaler Ebene von der Richtung der Spurmittellinie CL abweicht. Dieser Winkel θy wird als „Gierwinkel θy“ bezeichnet. Im Folgenden werden Informationen (Cu, Dy, und θy), welche die Krümmung Cu, die Seitenabweichung Dy und den Gierwinkel θy darstellen, als „spurbezogene Informationen“ bezeichnet.
Darüber hinaus liefert der Kamerasensor 12 an die Fahrunterstützungs-ECU 10 auch Informationen in Bezug auf die weiße(n) Linie(n), beispielsweise die Art der erfassten weißen Linie (durchgehende Linie oder unterbrochene Linie), einen Abstand (Spurbreite) zwischen der benachbarten rechten und linken weißen Linie und die Form der weißen Linie, nicht nur über die eigene Spur des Fahrzeugs, sondern auch über benachbarte Spuren. Bei einer durchgehenden weißen Linie wird das Fahrzeug am Überfahren der weißen Linie und damit am Spurwechsel gehindert. Ansonsten, zum Beispiel wenn die weiße Linie unterbrochen ist (in intermittierenden Intervallen ausgebildete weiße Linie), wird dem Fahrzeug das Überfahren der Linie zwecks Spurwechsel gestattet. Die spurbezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy, und θy) und die auf die weiße(n) Linie(n) bezogenen Informationen werden gemeinsam als „Spurinformationen“ bezeichnet.
In dieser Ausführungsform berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 die spurbezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy). Alternativ kann der Kamerasensor 12 dazu ausgelegt sein, die spurbezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy) zu berechnen und das Berechnungsergebnis an die Fahrunterstützungs-ECU 10 zu liefern.
Zudem kann der Kamerasensor 12 anhand der Bilddaten auch ein dem Eigenfahrzeug vorausliegendes dreidimensionales Objekt erkennen. Über die Berechnung können somit nicht nur Spurinformationen, sondern auch vorderseitige Umgebungsinformationen erfasst werden. In diesem Fall kann zum Beispiel ein Syntheseprozessor (nicht dargestellt) vorgesehen sein, der dazu ausgelegt ist, die vom Umgebungssensor vorn Mitte 11FC, vom Umgebungssensor vorn rechts 11FR und vom Umgebungssensor vorn links 11 FL erfassten Umgebungsinformationen sowie die vom Kamerasensor 12 erfassten Umgebungsinformationen zu synthetisieren, um vorderseitige Umgebungsinformationen mit hoher Erfassungsgenauigkeit zu erzeugen. Die vom Syntheseprozessor generierten Umgebungsinformationen können als eigenfahrzeugbezogene vorderseitige Umgebungsinformationen an die Fahrunterstützungs-ECU 10 geliefert werden.
Mit der Fahrunterstützungs-ECU 10 ist ein Summer (Buzzer) 13 verbunden. Der Summer 13 empfängt als Eingabe ein Summertonausgabesignal von der Fahrunterstützungs-ECU 10 und erzeugt einen Ton. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 lässt den Summer 13 zum Beispiel ertönen, wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Fahrer über eine Fahrunterstützungssituation informiert oder wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Fahrer alarmiert.
In dieser Ausführungsform ist der Summer 13 mit der Fahrunterstützungs-ECU 10 verbunden, aber der Summer 13 kann mit anderen ECUs verbunden sein, beispielsweise mit einer fest zugeordneten Benachrichtigungs-ECU (nicht dargestellt), und der Summer 13 kann durch die Benachrichtigungs-ECU ausgelöst werden. In diesem Fall sendet die Fahrunterstützungs-ECU 10 einen Summertonausgabebefehl an die Benachrichtigungs-ECU.
An Stelle oder zusätzlich zum Summer 13 kann zudem ein Vibrationsgeber zum Aussenden einer Vibration zur Benachrichtigung des Fahrers vorgesehen sein. Der Vibrationsgeber ist beispielsweise an einem Lenkrad vorgesehen, um das Lenkrad in Schwingung zu versetzen und so den Fahrer zu alarmieren.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 führt die Spurwechselassistenzsteuerung, die Spurhalteassistenzsteuerung und die adaptive Geschwindigkeitsregelung auf Grundlage der von den Umgebungssensoren 11 gelieferten Umgebungsinformationen, der durch den Kamerasensor 12 anhand der Weißlinienerkennung gewonnenen Spurinformationen, des von den Fahrzeugzustandssensoren 80 erfassten Fahrzeugzustands, des von den Fahrbetriebszustandssensoren 90 erfassten Fahrbetriebszustands und dergleichen aus.
Mit der Fahrunterstützungs-ECU 10 ist eine vom Fahrer zu bedienende Einstellbedieneinheit 14 verbunden. Die Einstellbedieneinheit 14 ist eine Bedieneinheit zum Ausführen von Einstellungen und so weiter in Bezug darauf, ob die Spurwechselassistenzsteuerung, die Spurhalteassistenzsteuerung und die adaptive Geschwindigkeitsregelung jeweils ausgeführt werden sollen. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 empfängt als Eingabe ein Einstellsignal von der Einstellbedieneinheit 14, um zu bestimmen, ob die jeweilige Steuerung auszuführen ist. Wenn die Ausführung der adaptiven Geschwindigkeitsregelung nicht ausgewählt ist, werden in diesem Fall auch die Spurwechselassistenzsteuerung und die Spurhalteassistenzsteuerung automatisch auf Nichtausführung gestellt. Zudem wird, wenn die Ausführung der Spurhalteassistenzsteuerung nicht ausgewählt ist, auch die Spurwechselassistenzsteuerung automatisch auf Nichtausführung gestellt.
Die Einstellbedieneinheit 14 verfügt zudem über eine Funktion zur Eingabe von Parametern und dergleichen, welche die Präferenz des Fahrers bei der Ausführung der oben genannten Steuerung darstellen.
Die Servolenk-ECU 20 ist eine Steuervorrichtung für eine elektrisch unterstützte Lenkeinrichtung. Im Folgenden wird die Servolenk-ECU als „EPS-ECU 20“ 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, der das Lenkrad, eine mit dem Lenkrad gekoppelte Lenkwelle, einen Lenkgetriebemechanismus und dergleichen umfasst“ (nicht dargestellt) des Fahrzeugs integriert/eingebunden. Die EPS ECU 20 erfasst das vom Fahrer in das Lenkrad (nicht dargestellt) eingegebene Lenkdrehmoment mit einem in der Lenkwelle eingebauten Lenkmomentsensor und steuert die Bestromung des Motorantriebs 21 auf Grundlage des Lenkdrehmoments, um den Lenkmotor 22 anzusteuern. Der Hilfsmotor wird wie oben beschrieben so angesteuert, dass das Lenkdrehmoment an den Lenkmechanismus angelegt und damit die Lenkhandlung des Fahrers unterstützt wird.
Wenn zudem die EPS-ECU 20 von der Fahrunterstützungs-ECU 10 über das CAN 100 einen Lenkbefehl empfängt, steuert die EPS-ECU 20 den Lenkmotor 22 zur Erzeugung eines Lenkmoments mit einem im Lenkbefehl ausgedrückten Regelbetrag an. Dieses Lenkmoment stellt ein Drehmoment dar, das an den Lenkmechanismus in Reaktion auf den Lenkbefehl der Fahrunterstützungs-ECU 10 anzulegen ist, was keine Lenkhandlung (Lenkradbetätigung) des Fahrers erfordert, anders als beim Anlegen eines Lenkhilfsmoments zur Erleichterung des Lenkvorgangs für den Fahrer, wie oben beschrieben.
Die Instrumenten-ECU 30 ist mit einer Anzeigeeinheit 31 sowie einem rechten und einem linken Fahrtrichtungssignalen 32 (meint Fahrtrichtungssignallampen, gelegentlich auch als „Fahrtrichtungslampen“ bezeichnet) verbunden. Die Anzeigeeinheit 31 ist beispielsweise eine vor einem Fahrersitz eingebaute Mehrfachinformationsanzeige und zeigt verschiedene Arten von Informationen zusätzlich zu den von den Instrumenten gemessenen Werten, beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, an. Wenn beispielsweise die Instrumenten-ECU 30 von der Fahrunterstützungs-ECU 10 einen Anzeigebefehl entsprechend dem Fahrunterstützungszustand empfängt, zeigt die Instrumenten-ECU 30 einen im Anzeigebefehl angewiesenen Darstellungsbildschirm auf der Anzeigeeinheit 31 an. Als Anzeigeeinheit 31 kann anstelle der oder zusätzlich zur Mehrfachinformationsanzeige eine Head-up-Anzeige (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Bei Verwendung der Head-up-Anzeige wird bevorzugt eine fest zugeordnete ECU zur Steuerung der Anzeige auf dem Head-up-Display bereitgestellt.
Die Instrumenten-ECU 30 umfasst ferner eine Fahrtrichtungssignalansteuerschaltung (nicht dargestellt). Wenn die Instrumenten-ECU 30 über das CAN 100 einen Fahrtrichtungssignalblinkbefehl erhält, bewirkt die Instrumenten-ECU 30 das intermittierende Aufleuchten des vom Fahrtrichtungssignalblinkbefehl angewiesenen rechts oder links angeordneten Fahrtrichtungssignals 32. Während die Instrumenten-ECU 30 das intermittierende Blinken des Fahrtrichtungssignals 32 bewirkt, sendet zudem die Instrumenten-ECU 30 an das CAN 100 Fahrtrichtungssignal-Blinkinformationen, die anzeigen, dass das Fahrtrichtungssignal 32 sich in einem intermittierend aufleuchtenden (blinkenden) Zustand befindet. Dadurch können andere ECUs den intermittierenden 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 intermittierenden Betreiben (Blinken) des Fahrtrichtungssignals 32 und ist in einer Lenksäule montiert. Der Fahrtrichtungssignalhebel 41 ist so montiert, dass er sich sowohl in rechtsläufiger Bedienrichtung (Uhrzeigersinn) als auch in linksläufiger Bedienrichtung (gegen Uhrzeigersinn) mit einem jeweils zweistufigen Betätigungsweg schwenken lässt.
Wie in 4 dargestellt, ist der Fahrtrichtungssignalhebel 41 so ausgestaltet, dass er sowohl in der rechtsläufigen Bedienrichtung als auch in der linksläufigen Bedienrichtung jeweils selektiv zwischen einer ersten Bedienposition P1L (P1R), in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 einen ersten Stellweg aus einer neutralen Position PN heraus bewegt (einen ersten Winkel θW1 um eine Stützachse O gedreht) wird, und einer zweiten Bedienposition P2L (P2R), die eine Stellung ist, in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 einen zweiten Stellweg, der größer als der erste Stellweg ist, aus der neutralen Position PN heraus (einen zweiten Winkel θW2 (>θW1) um die Stützachse O) gedreht wird und die weiter durchgeht als die erste Bedienposition P1L (P1R), betätigt wird. Die neutrale Position PN ist eine Stellung, die in einem Zustand zustande kommt, in dem der Fahrtrichtungssignalhebel 41 nicht betätigt wird, das heißt eine Stellung, in der das Fahrtrichtungssignal 32 ausgeschaltet ist.
Wenn der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die erste Bedienposition P1L (P1R) bringt, empfindet der Fahrer dies durch ein Klicken des Fahrtrichtungssignalhebels 41. Wird die an den Fahrtrichtungssignalhebel 41 angelegte Betätigungskraft in diesem Zustand weggenommen, wird der Fahrtrichtungssignalhebel 41 über einen Rückstellmechanismus (nicht dargestellt), beispielsweise eine Feder, mechanisch in die neutrale Stellung PN zurückgeführt. Wenn der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) stellt, wird der Fahrtrichtungssignalhebel 41 ferner durch einen mechanischen Verriegelungsmechanismus (nicht dargestellt) in der zweiten Bedienposition P2L (P2R) gehalten, auch wenn die Betätigungskraft weggenommen wird.
Der Fahrtrichtungssignalhebel 41 umfasst einen ersten Schalter 411L (411R), der nur zugeschaltet wird, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die erste Bedienposition P1L (P1R) gestellt wird, und einen zweiten Schalter 412L (412R), der sich nur zuschaltet, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) gestellt wird.
Der erste Schalter 411L (411R) sendet ein ON-Signal an die Lenk-ECU 40, während sich der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der ersten Bedienposition P1L (P1R) befindet, und der zweite Schalter 412L (412R) sendet ein ON-Signal an die Lenk-ECU 40, während der Fahrtrichtungssignalhebel 41 sich in der zweiten Bedienposition P2L (P2R) befindet. Die Bedienpositionen und Schalter mit den in der obigen Beschreibung in Klammern gesetzten Bezugszeichen stehen für die auf die linksläufige Betätigungsrichtung (gegen Uhrzeigersinn) bezogenen Bedienpositionen und Schalter.
Wenn in einem Zustand, in dem der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der zweiten Bedienposition P2L (P2R) gehalten wird, das Lenkrad gegenläufig zur neutralen Position zurückgedreht wird oder der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der Richtung zur neutralen Position des Fahrtrichtungshebels 41 zurückbetätigt, wird die Verriegelung des Verriegelungsmechanismus gelöst und der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die neutrale Position PN zurückgestellt. Das heißt, wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) gestellt wird, wirkt der Fahrtrichtungssignalhebel 41 allgemein auf gleiche Weise wie eine bislang ausgeführte Fahrtrichtungssignal-Blinkvorrichtung. Im Folgenden wird die Bedienhandlung, mit welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die erste Bedienposition P1L (P1R) gestellt wird, als „Antippen“ bezeichnet, und die Bedienhandlung, mit welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) gestellt wird, als „Durchdrücken“ bezeichnet.
Ein derart ausgestalteter Fahrtrichtungssignalhebel zur Schaltung eines Schaltsignals mit zweistufigem Betätigungsweg ist beispielsweise aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-138647 bekannt. Auch diese vorbekannte Ausgestaltung kann in dieser Ausführungsform verwendet werden.
Die Lenk-ECU 40 sendet an die Fahrunterstützungs-ECU 10 ein Überwachungssignal, welches das Anstehen/Fehlen der Antippbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41, das heißt einen Ein/Aus-Zustand des ersten Schalters 411L (411R) anzeigt, und ein Überwachungssignal, welches das Anstehen/Fehlen der Durchdrückbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41, das heißt einen Ein/Aus-Zustand des zweiten Schalters 412L (412R) anzeigt. 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, als „Durchdrücküberwachungssignal“ bezeichnet. Das Antippüberwachungssignal und das Durchdrücküberwachungssignal umfassen jeweils ein Signal zur Identifizierung der Betätigungsrichtung (rechts/links) des Fahrtrichtungssignalhebels 41.
Die Lenk-ECU 40 bewirkt zudem das intermittierende Aufleuchten desjenigen Fahrtrichtungssignals 32, das sich auf einer Seite befindet, die der Richtung entspricht, in die der Fahrtrichtungssignalhebel 41 betätigt wird, während der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist. Die Lenk-ECU 40 sendet an die Instrumenten-ECU 30 einen Fahrtrichtungssignalblinkbefehl zum Bezeichnen der Betätigungsrichtung (rechts/links) des Fahrtrichtungssignalhebels 41, so dass das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals 32 zu bewirken ist, während der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist. Während die Instrumenten-ECU 30 den Fahrtrichtungssignalblinkbefehl empfängt, bewirkt die Instrumenten-ECU 30 das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals 32, das auf der Seite angeordnet ist, die der bezeichneten Richtung entspricht. Dadurch kann der Fahrer die Antippbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausführen, um das Fahrtrichtungssignal 32 intermittierend aufleuchten zu lassen.
Wenn ein Zeitraum, in dem der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist, kürzer ist als eine vorab eingestellte Mindestblinkdauer (das heißt wenn die Blinkzahl des Fahrtrichtungssignals 32 kleiner ist als die Mindestblinkzahl), kann die Lenk-ECU 40 den Fahrtrichtungssignalblinkbefehl über die Mindestblinkdauer an die Instrumenten-ECU 30 senden, um die Mindestblinkzahl zu gewährleisten. In diesem Fall kommt es nur darauf an, dass der Fahrer die Antipphandlung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 sofort ausführt, damit das Fahrtrichtungssignal 32 für eine eingestellte Anzahl von Malen (Mindestblinkzahl) intermittierend aufleuchtet. Wenn der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist, kann die Lenk-ECU 40 zudem den Fahrtrichtungssignalblinkbefehl über einen Zeitraum, der einer eingestellten Blinkzahl entspricht, an die Instrumenten-ECU 30 senden, so dass das Fahrtrichtungssignal 32 so oft blinkt wie eingestellt, unabhängig von der Zeitdauer, über die der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist.
Während der zweite Schalter 412L (412R) eingeschaltet ist, bewirkt die Lenk-ECU 40 zudem das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals 32, das sich auf einer der Betätigungsrichtung entsprechenden Seite befindet. In diesem Fall sendet die Lenk-ECU 40, während der zweite Schalter 412L (412R) eingeschaltet ist, an die Instrumenten-ECU 30 einen Fahrtrichtungssignalblinkbefehl zum Bezeichnen der Betätigungsrichtung (rechts/links). Während die Instrumenten-ECU 30 den Fahrtrichtungssignalblinkbefehl empfängt, bewirkt die Instrumenten-ECU 30 das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals 32, das auf der Seite angeordnet ist, die der bezeichneten Richtung entspricht. Bei Ausführung der Durchdrückbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 dauert deshalb das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals 32 ab dem Beginn der Durchdrückbetätigung bis zum Ausführen des Rückstellvorgangs am Fahrtrichtungssignalhebel 41 oder am Lenkrad an.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 empfängt das Antippüberwachungssignal und das Durchdrücküberwachungssignal. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 misst eine EIN-Dauer des Antippüberwachungssignals (Dauer der Zeitspanne, über die der erste Schalter 411L (411R) eingeschaltet ist, das heißt Dauer der Zeitspanne, während wr der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der ersten Bedienposition P1L (P1R) gehalten wird) und bestimmt, ob die EIN-Dauer so lang wie oder länger als eine vorab eingestellte Assistenzanforderungsbestätigungsdauer (z. B. eine Sekunde) ist. Wenn die EIN-Dauer des Antippüberwachungssignals gleich lang wie oder länger als die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer ist, stellt die Fahrunterstützungs-ECU 10 fest, dass der Fahrer gerade eine Anforderung der Spurwechselassistenz vornimmt.
Die Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 ist also eine Bedienhandlung zur Anforderung des Spurwechselassistenzanforderungsbetriebs, mit welcher der Fahrer den Spurwechselassistenten anfordert. Wenn die Antippbetätigung über die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer oder länger andauert, wird die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers bestätigt. Das heißt, wenn die Antippbetätigung über die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer oder länger andauert, erkennt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers. Die später noch beschriebene Spurwechselassistenzsteuerung wird auf Grundlage der Erkennung der Spurwechselassistenzanforderung gestartet.
Wenn das Durchdrücküberwachungssignal eingeschaltet ist (wenn der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in die zweite Bedienposition P2L (P2R) gestellt wird), führt zudem die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Lenkhilfssteuerung (LTA und LCA wie später noch beschrieben) nicht aus. Das heißt, wenn das Durchdrücküberwachungssignal während der Ausführung der Lenkhilfssteuerung eingeschaltet wird, schaltet die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Lenkhilfssteuerung ab und schaltet in einer Situation, in der das Durchdrücküberwachungssignal eingeschaltet ist, die Lenkhilfssteuerung nicht ein.
Wenn in dieser Ausführungsform die Durchdrückbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausgeführt wird, wird der Fahrtrichtungssignalhebel 41 in dieser Position arretiert, auch wenn der Fahrer die Betätigungskraft wegnimmt. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass auch bei Ausführung der Durchdrückbetätigung, ähnlich wie bei der Antippbetätigung, der Fahrtrichtungssignalhebel 41 durch einen mechanischen Rückstellmechanismus (nicht dargestellt) bei Wegnahme der Betätigungskraft des Fahrers automatisch in die neutrale Position zurückgesetzt wird. In diesem Fall der Ausgestaltung sendet die Lenk-ECU 40, selbst wenn der zweite Schalter 412L (412R) vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand geschaltet wird, den Fahrtrichtungssignalblinkbefehl für das Fahrtrichtungssignal 32 auf der der Betätigungsrichtung entsprechenden Seite so lange weiter, bis anhand des Lenkwinkels festgestellt wird, dass das Lenkrad in die Nähe der Neutralposition zurückkehrt.
Der Hands-Off-Sensor 42 ist ein entsprechend ausgelegter Sensor zur Erkennung, dass der Fahrer die Hände nicht am Lenkrad hat. Der Hands-Off-Sensor 42 sendet über das CAN 100 an die Fahrunterstützungs-ECU 10 ein Hands-Off-Erfassungssignal, das anzeigt, ob der Fahrer das Lenkrad hält. Wenn während der Ausführung der Spurwechselassistenzsteuerung und der Spurhalteassistenzsteuerung ein Zustand, in dem der Fahrer die Hände nicht am Lenkrad hat, über eine vorab eingestellte Hands-Off-Bestimmungsdauer oder länger andauert, kommt die Fahrunterstützungs-ECU 10 zu dem Schluss, dass ein „Hands-Off-Zustand“ tatsächlich vorliegt. Wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 also feststellt, dass der Hands-Off-Zustand wahr ist, steuert die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Summer 13 an, um den Fahrer zu warnen. Dieser Alarm wird als „Hands-Off-Warnung“ bezeichnet.
Die Motor-ECU 50 ist mit einem Motorstellglied 51 verbunden. Das Motorstellglied 51 ist ein Stellglied (Aktor) zur Änderung eines Betriebszustands eines Verbrennungsmotors 52. In dieser Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 52 ein fremdgezündeter Mehrzylindermotor mit Benzineinspritzung und umfasst ein Drosselventil für die Verstellung einer Ansaugluftmenge. Das Motorstellglied 51 umfasst mindestens ein Drosselventilstellglied zum Ändern eines Öffnungsgrades des Drosselventils. Die Motor-ECU 50 kann das Motorstellglied 51 ansteuern und dadurch ein vom Verbrennungsmotor 52 erzeugtes Drehmoment ändern. Das vom Verbrennungsmotor 52 erzeugte Drehmoment wird über ein Getriebe (nicht dargestellt) an die Antriebsräder (nicht dargestellt) übertragen. Die Motor-ECU 50 kann somit das Motorstellglied 51 steuern, um eine Antriebskraft des Eigenfahrzeugs zu regeln und dadurch einen Beschleunigungszustand (Beschleunigung) zu ändern.
Die Brems-ECU 60 ist mit einem Bremsstellglied 61 verbunden. Das Bremsstellglied 61 ist in einem Hydraulikkreis zwischen einem „Hauptzylinder (nicht dargestellt) ausgelegt zur Druckbeaufschlagung eines Arbeitsfluids in Reaktion auf eine an einem Bremspedal anliegende Trittkraft“ und „am linken/rechten Vorderrad/Hinterrad vorgesehenen Reibbremsmechanismen 62“ vorgesehen. Der Reibbremsmechanismus 62 umfasst eine am Rad befestigte Bremsscheibe 62a und einen an einer Fahrzeugkarosserie befestigten Bremssattel 62b. Das Bremsstellglied 61 ist dazu ausgelegt, einen hydraulischen Druck, der an einen im Bremssattel 62b enthaltenen Radzylinder angelegt wird, entsprechend einer Anweisung der Brems-ECU 60 zu verstellen, um mit dem hydraulischen Druck den Radzylinder zu betätigen und dadurch einen Bremsklotz an die Bremsscheibe 62a anzudrücken und eine Reibbremskraft zu erzeugen. Die Brems-ECU 60 kann so das Bremsstellglied 61 ansteuern und dadurch die Bremskraft des Eigenfahrzeugs regeln.
Die Navigations-ECU 70 umfasst einen GPS-Empfänger 71, der zum Empfang eines GPS-Signals zur Erfassung einer aktuellen Position des Eigenfahrzeugs ausgelegt ist, eine Kartendatenbank 72 mit in ihr gespeicherten Karteninformationen und dergleichen und einen Tastbildschirm (Touchpanel-Display) 73. Die Navigations-ECU 70 identifiziert die Position des Eigenfahrzeugs zum aktuellen Zeitpunkt anhand des GPS-Signals und führt verschiedenartige Rechenprozesse ausgehend von der Position des Eigenfahrzeugs und den in der Kartendatenbank 72 abgelegten Karteninformationen und dergleichen durch, um dadurch mit Hilfe des Touchpanels 73 eine Routenführung durchzuführen.
Die in der Kartendatenbank 72 gespeicherten Karteninformationen umfassen Straßeninformationen. Die Straßeninformationen umfassen Parameter (z. B. Straßenkrümmungsradius oder Krümmung als Kurvengrad der Straße, und Fahrbahnbreite), welche die Form der Straße für jeden Streckenabschnitt darstellen. Weiterhin umfassen die Straßeninformationen Informationen über den Straßentyp zur Unterscheidung, ob eine Straße ausschließlich für den Kraftverkehr genutzt wird, und Informationen über die Anzahl von Fahrspuren.
<Steuer- und Regelvorgänge der Fahrunterstützungs-ECU 10>
Als nächstes werden die von der Fahrunterstützungs-ECU 10 ausgeführten Steuer- und Regelprozesse beschrieben. In einer Situation, in der sowohl die Spurhalteassistenzsteuerung als auch die adaptive Geschwindigkeitsregelung ausgeführt werden, führt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Spurwechselassistenzsteuerung aus, wenn die Spurwechselassistenzanforderung bestätigt wird. Vor diesem Hintergrund werden zunächst die Spurhalteassistenzsteuerung und die adaptive Geschwindigkeitsregelung beschrieben.
<Spurhalteassistenzsteuerung (LTA)>
Die Spurhalteassistenzsteuerung liefert/erzeugt das Lenkdrehmoment für den Lenkmechanismus, so dass die Position des Eigenfahrzeugs im Bereich der Soll-Fahrlinie innerhalb einer „vom Eigenfahrzeug befahrenen Fahrspur“ gehalten wird und dadurch die Lenkhandlung des Fahrers unterstützt wird. In dieser Ausführungsform ist die Soll-Fahrlinie die Spurmittellinie CL, aber als Soll-Fahrlinie kann auch eine Linie verwendet werden, die in Straßenbreitenrichtung um einen vorherbestimmten Abstand zur Spurmittellinie CL versetzt ist.
Im Folgenden wird die Spurhalteassistenzsteuerung als „LTA“ (Lane Trace Assist) bezeichnet. Die LTA ist umfassend bekannt (siehe zum Beispiel die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2008-195402 , die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2009-190464 , die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2010-6279 und die japanische Patentschrift Nr. 4349210 ), wobei jedoch die eigentliche LTA mit unterschiedlichen Namen bezeichnet ist. Es folgt eine Kurzbeschreibung der LTA.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 ist so ausgelegt, dass sie die LTA ausführt, wenn die LTA durch eine Bedienhandlung an der Einstellbedieneinheit 14 angefordert wird. Bei Anforderung der LTA berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 jedes Mal nach Ablauf einer vorherbestimmten Zeit (Berechnungszeitraum) einen Soll-Lenkwinkel θlta* gemäß Formelausdruck (1) ausgehend von den oben erwähnten spurbezogenen Fahrzeuginformationen (Cu, Dy und θy). $θ lta* = Klta1 \cdot Cu + Klta2 \cdot θ y + Klta3 \cdot Dy + Klta4 \cdot \sum D y$
Klta1, Klta2, Klta3 und Klta4 in Formel (1) sind Regelverstärkungen. Der erste Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die entsprechend der Straßenkrümmung Cu bestimmt wird und vorwärtskoppelnd wirkt. Der zweite Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die rückkoppelnd wirkt, so dass der Gierwinkel θy vermindert wird (damit die Richtungsdifferenz des Eigenfahrzeugs zur Spurmittellinie CL kleiner wird). Das heißt, der zweite Term auf der rechten Seite ist eine von der Rückführungsregelung berechnete Lenkwinkelkomponente, bei welcher der Sollwert des Gierwinkels θy auf null gesetzt ist. Der dritte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die rückkoppelnd wirkt, so dass die Seitenabweichung Dy, die ein Positionsversatz (Positionsdifferenz) in Straßenbreitenrichtung zwischen dem Eigenfahrzeug und der Spurmittellinie CL ist, verringert wird. Das heißt, der dritte Term auf der rechten Seite ist eine von der Rückführungsregelung berechnete Lenkwinkelkomponente, bei welcher der Sollwert der Seitendifferenz Dy auf null gesetzt ist. Der vierte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die rückkoppelnd wirkt, so dass ein Integralwert ΣDy der Seitenabweichung Dy verringert wird. Das heißt, der vierte Term auf der rechten Seite ist eine von der Rückführungsregelung berechnete Lenkwinkelkomponente, bei welcher der Sollwert des Integralwertes ΣDy auf null gesetzt ist.
Ein Soll-Lenkwinkel θlta* wird zu einem Winkel, auf den das Eigenfahrzeug beispielsweise nach links zusteuern muss, wenn die Spurmittellinie CL eine Linkskurve beschreibt (gekrümmt nach links verläuft), das Eigenfahrzeug gegenüber der Spurmittellinie CL seitlich nach rechts abweicht/versetzt ist und in eine rechts von der Spurmittellinie CL liegende Richtung weist. Ein Soll-Lenkwinkel θlta* wird ferner zu einem Winkel, auf den das Eigenfahrzeug nach rechts zusteuern muss, wenn die Spurmittellinie CL eine Rechtskurve beschreibt (gekrümmt nach rechts verläuft), das Eigenfahrzeug gegenüber der Spurmittellinie CL seitlich nach links abweicht/versetzt ist und in eine links von der Spurmittellinie CL liegende Richtung weist. Bei Verwendung der Formel (1) muss deshalb die Berechnung nur mit den Symbolen durchgeführt werden, die der Rechts/Links-Richtung entsprechen.
Von der Fahrunterstützungs-ECU 10 wird an die EPS-ECU 20 ein Befehlssignal ausgegeben/gesendet, das den sich aus der Berechnung ergebenden Soll-Lenkwinkel θlta* darstellt. Die EPS-ECU 20 regelt den Antrieb des Lenkmotors 22 so, dass der Lenkwinkel dem Soll-Lenkwinkel θlta* folgt (dessen Wert annimmt). In dieser Ausführungsform gibt die Fahrunterstützungs-ECU 10 an die EPS-ECU 20 das den Soll-Lenkwinkel θlta* darstellende Befehlssignal aus, aber die Fahrunterstützungs-ECU 10 kann zur Herstellung des Soll-Lenkwinkels θlta* ein Soll-Drehmoment berechnen und an die EPS-ECU 20 ein Befehlssignal ausgeben, welches das aus der Berechnung resultierende Soll-Drehmoment darstellt.
Die LTA wird nur verwendet, um die Fahrhandlung des Fahrers dahingehend zu unterstützen, dass die Fahrposition des Eigenfahrzeugs der Spurmittellinie CL folgt. Deshalb ist auch bei Ausführung der LTA ein „freihändiges“ Fahren (Hands-Off-Betrieb) nicht gestattet, und der Fahrer muss das Lenkrad halten (ein Bedienen des Lenkrads ist nicht notwendig).
Obiges ist eine Kurzbeschreibung des Spurhalteassistenten (LTA).
<Adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC)>
Wenn dem Eigenfahrzeug ein Fahrzeug unmittelbar vorausfährt, sorgt die adaptive Geschwindigkeitsregelung (Abstandstempomat) auf Grundlage der Umgebungsinformationen dafür, dass das Eigenfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt und dabei ein vorherbestimmter Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug eingehalten bleibt. Ohne Vorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs bewirkt die adaptive Geschwindigkeitsregelung das Fahren des Eigenfahrzeugs mit einer konstant eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit. Im Folgenden wird die adaptive Geschwindigkeitsregelung als „ACC“ (Adaptive Cruise Control) bezeichnet. Die ACC selbst ist umfassend bekannt (siehe zum Beispiel die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2014-148293 , die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2006-315491 , die japanische Patentschrift Nr. 4172434 und die japanische Patentschrift Nr. 4929777 ). Es folgt eine Kurzbeschreibung der ACC.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 ist so ausgelegt, dass sie die ACC ausführt, wenn diese durch eine Bedienhandlung an der Einstellbedieneinheit 14 angefordert wird. Das heißt, die Fahrunterstützungs-ECU 10 ist so ausgelegt, dass sie bei Anforderung der ACC anhand der von den Umgebungssensoren 11 erfassten Umgebungsinformationen ein Fahrzeug als Folgeziel auswählt. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 bestimmt beispielsweise, ob eine durch einen Seitenabstand Daccy(n) und einen Fahrzeugabstand Daccx(n) des Objekts (n) identifizierte relative Position des erfassten Objekts (n) in einem vorab festgelegten Folgezielfahrzeugbereich liegt. Der Folgezielfahrzeugbereich ist so definiert, dass der seitliche Abstand abnimmt, wenn der Abstand zwischen den Fahrzeugen (Fahrzeugabstand) zunimmt. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 wählt daraufhin das Objekt (n) als Folgezielfahrzeug aus, wenn die relative Position des Objekts anzeigt, dass sich das Objekt über einen Zeitraum, der gleich oder größer als ein vorherbestimmter Zeitraum ist, im Folgezielfahrzeugbereich befindet.
Ferner berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 eine Sollbeschleunigung Gacc* nach einer der Formeln (2) und (3). In Formel (2) und Formel (3) gilt: Vaccx(a) ist eine Relativgeschwindigkeit eines Folgezielfahrzeugs (a), Kaccl und Kacc2 sind vorherbestimmte positive Verstärkungen (Koeffizienten) und ΔDacc ist eine Fahrzeugabstandsdifferenz (=Daccx(a)-Dacc*), zu deren Erfassung der „Sollfahrzeugabstand Dacc* von einem Fahrzeugabstand Daccx(a) des Folgezielfahrzeugs (a)“ subtrahiert wird. Zur Berechnung des Sollfahrzeugabstands Dacc* wird ein vom Fahrer mit Hilfe der Einstellbedieneinheit 14 eingestellter Sollfahrzeugabstand Tacc* mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Eigenfahrzeugs multipliziert (das heißt Dacc*=Tacc*·V).
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 verwendet Formel (2) zur Bestimmung der Sollbeschleunigung Gacc*, wenn der Wert (Kacc1·ADacc+Kacc2·Vaccx(a)) positiv oder „0“ ist. Kaccal ist eine positive Verstärkung (Koeffizient) für die Beschleunigung und ist auf einen Wert gleich oder kleiner als „1“ eingestellt.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 verwendet Formel (3) zur Bestimmung der Sollbeschleunigung Gacc*, wenn der Wert (Kacc1·ΔDacc+Kacc2·Vaccx(a)) negativ ist. Kaccdl ist eine Verstärkung (Koeffizient) für die Verlangsamung und ist in diesem Beispiel auf „1“ eingestellt. $\begin{array}{l} \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{array}{l} Gacc* & (für & \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \end{matrix} \end{matrix} \end{array} & Beschleunigung) \end{matrix} & = \end{matrix} \end{matrix} \\ Kacca1 \cdot (Kacc1 \cdot Δ Dacc + Kacc2 \cdot Vaccx (a)) \end{array}$
$\begin{array}{l} \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{array}{l} Gacc* & \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \end{matrix} \end{matrix} \end{matrix} & (für & \begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} & \begin{matrix} \end{matrix} \end{matrix} \end{array} & Verlangsamung) \end{matrix} & = \end{matrix} \end{matrix} \\ Kaccd1 \cdot (Kacc1 \cdot Δ Dacc + Kacc2 \cdot Vaccx (a)) \end{array}$
Wenn im Folgezielfahrzeugbereich kein Objekt vorhanden ist, bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Sollbeschleunigung Gacc* auf Grundlage einer „entsprechend dem Soll-Fahrzeugabstand eingestellten Sollgeschwindigkeit Tacc*“ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V der eingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 verwendet die Motor-ECU 50 zur Ansteuerung des Motorstellglieds 51 und verwendet je nach Bedarf die Brems-ECU 60 zur Ansteuerung des Bremsstellgliedes 61 dergestalt, dass die Beschleunigung des Eigenfahrzeugs der Sollbeschleunigung Gacc* entspricht (d. h. deren Wert annimmt).
Während der ACC liest die Fahrunterstützungs-ECU 10 zudem aus der Navigations-ECU 70 Informationen aus, welche die Krümmung der Straße als vorherbestimmten Vorausabstand zur Position des Eigenfahrzeugs darstellen (Vorerfassung der Straßenkrümmung), und stellt für das Eigenfahrzeug eine obere Geschwindigkeitsgrenze ein, die sich mit Erhöhung der Krümmung (Verengung der Kurve) vermindert, um dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit so zu begrenzen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs die obere Geschwindigkeitsgrenze nicht übersteigt. Im Folgenden wird diese Regelung als „Geschwindigkeitsmanagement“ bezeichnet.
Obiges ist eine Kurzbeschreibung der adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ACC).
<Spurwechselassistenzsteuerung (LCA)>
Die Spurwechselassistenzsteuerung bezieht sich auf folgende Regelung. Nach Überwachung der Umgebung des Eigenfahrzeugs und Feststellung, dass das Eigenfahrzeug die Spur gefahrlos wechseln kann, liefert/erzeugt die Spurwechselassistenzsteuerung ein Lenkdrehmoment zum Lenkmechanismus, so dass die Spurwechselassistenzsteuerung bewirkt, dass das Eigenfahrzeug von der Spur, in der es sich aktuell fortbewegt, unter gleichzeitiger Überwachung der Umgebung des Eigenfahrzeugs zur benachbarten Spur wechselt. Damit wird die Lenkhandlung des Fahrers (Spurwechselvorgang) unterstützt. Die Spurwechselassistenzsteuerung kann somit bewirken, dass das Eigenfahrzeug die von ihm befahrene Spur ohne Lenkhandlung (Lenkradbetätigung) des Fahrers wechselt. Im Folgenden wird die Spurwechselassistenzsteuerung als „LCA“ (Lane Change Assist) bezeichnet.
Ähnlich wie bei der LTA handelt es sich bei der LCA um die Regelung einer Seitenposition in Bezug auf die Fahrspur des Eigenfahrzeugs, die an Stelle der LTA ausgeführt wird, wenn die Spurwechselassistenzanforderung angenommen wird, während gerade die LTA und die ACC ausgeführt werden. Im Folgenden werden die LTA und die LCA gemeinsam als „Lenkhilfssteuerung“ bezeichnet, und der Zustand der Lenkhilfssteuerung wird als „Lenkhilfssteuerzustand“ bezeichnet.
<Berechnung der Soll-Trajektorie>
Wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LCA ausführt, berechnet die Fahrunterstützungs-ECU 10 eine Soll-Trajektorie des Eigenfahrzeugs anhand der zum aktuellen Zeitpunkt vom Kamerasensor 12 gelieferten Spurinformationen und anhand des Fahrzeugzustands des Eigenfahrzeugs. Die Soll-Trajektorie ist eine Bewegungsbahn, entlang der das Eigenfahrzeug über die Soll-Spurwechselzeitdauer hinweg aus der vom Eigenfahrzeug aktuell befahrenen Spur (bezeichnet als „Ausgangsspur“) bis zu einer in Breitenrichtung mittigen Position (bezeichnet als „finale Seitenzielposition“) der von der Richtung der Spurwechselassistenzanforderung vorgegebenen, an die Ausgangsspur angrenzenden Fahrspur (bezeichnet als „Zielspur“) hinzubewegen ist. Die Soll-Trajektorie hat beispielsweise eine Form wie in 5 veranschaulicht. Die Soll-Trajektorie wird mit Hilfe einer Seitenzielposition y(t) des Eigenfahrzeugs bezogen auf die Spurmittellinie CL der Ausgangsspur dargestellt (siehe 3), wobei „t“ eine verstrichene Zeit (Dauer) ab dem Startzeitpunkt (Anfangszeitpunkt der Betätigung) der LCA ist.
In dieser Ausführungsform wird die Soll-Spurwechselzeitdauer so eingestellt, dass sie im Verhältnis zum seitlichen Bewegungsabstand des Eigenfahrzeugs zur finalen Seitenzielposition (nachfolgend bezeichnet als „notwendiger Seitenabstand“ variabel ist. Wenn die Spurbreite wie im Falle allgemeiner Verkehrsstraßen 3,5 m beträgt, wird die Soll-Spurwechselzeitdauer auf beispielsweise 8,0 Sekunden eingestellt. Dieses Beispiel entspricht dem Fall, dass das Eigenfahrzeug zum Startzeitpunkt der LCA auf der Spurmittellinie CL der Ausgangsspur positioniert ist. Bei einer Spurbreite von beispielsweise 4,0 m wird die Soll-Spurwechselzeitdauer auf einen der Spurbreite entsprechenden Wert eingestellt, in diesem Beispiel auf 9,1 Sekunden (=8,0x4,0/3,5).
Wenn zudem beim Start der LCA die seitliche Position des Eigenfahrzeugs in Bezug auf die Spurmittellinie CL der Ausgangsspur zur Spurwechselseite hin versetzt ist, wird die Soll-Spurwechselzeitdauer so eingestellt, dass sie sich mit zunehmendem Seitenversatz (Seitenabweichung Dy) entsprechend verringert. Wenn hingegen beim Start der LCA die seitliche Position des Eigenfahrzeugs in Bezug auf die Spurmittellinie CL der Ausgangsspur einen Versatz weg von der Spurwechselseite aufweist, wird die Soll-Spurwechselzeitdauer so eingestellt, dass sie sich mit zunehmendem Seitenversatz (Seitenabweichung Dy) entsprechend erhöht. Beträgt die Seitenabweichung beispielsweise 0,5 m, kann der erhöhende/verringernde Korrekturbetrag der Soll-Spurwechselzeitdauer 1,14 Sekunden sein (=8,0×0,5/3,5).
In dieser Ausführungsform wird eine seitliche Zielposition y nach einer in Formel (4) ausgedrückten Seitenzielpositionsfunktion y(t) berechnet. Die Seitenpositionsfunktion y(t) ist eine Funktion fünfter Ordnung unter Verwendung der verstrichenen Zeitdauer t. $y (t) = a \cdot t^{5} + b \cdot t^{4} + c \cdot t^{3} + d \cdot t^{2} + e \cdot t + f$
Die Berechnung der Konstanten a, b, c, d, e und f in Formel (4) erfolgt basierend auf dem Fahrzustand des Eigenfahrzeugs, den Spurinformationen, der Soll-Spurwechselzeitdauer und so weiter zum Zeitpunkt der Berechnung. In dieser Ausführungsform wird ein vorab eingespeichertes Fahrzeugmodell verwendet, und der Fahrzustand des Eigenfahrzeugs, die Spurinformationen und die Soll-Spurwechselzeitdauer werden in das Fahrzeugmodell eingegeben. Die oben genannten Konstanten a, b, c, d, e und f werden also so berechnet, dass eine weiche Soll-Trajektorie erhalten werden kann. Die berechneten Konstanten a, b, c, d, e und f werden in die Formel (4) eingesetzt, um die Seitenzielpositionsfunktion y(t) zu erhalten. Die ab dem Startzeitpunkt der LCA verstrichene Zeitdauer t wird in die Seitenzielpositionsfunktion y(t) eingesetzt, wodurch sich die Seitenzielposition zum entsprechenden Zeitpunkt ermitteln lässt. In diesem Fall stellt f eine anfängliche Seitenposition des Eigenfahrzeugs dar, wenn t=0 erfüllt ist, das heißt, wenn die LCA gestartet wird, und damit wird f auf einen Wert in Höhe der Seitenabweichung Dy eingestellt.
Die Seitenzielposition y kann durch ein beliebiges Verfahren eingestellt werden. Abgesehen von der oben genannten Berechnungsmethode kann beispielsweise die Fahrunterstützungs-ECU 10 mehrere Seitenpositionsfunktionen y(t) vorab abspeichern, bei denen jeweils die Konstanten a bis f für jeden notwendigen Seitenabstand so eingestellt sind, wie es erforderlich ist, um das Eigenfahrzeug seitlich zur finalen Seitenzielposition zu bewegen, und die Fahrunterstützungs-ECU 10 kann beim Start der LCA aus den mehreren Seitenpositionsfunktionen y(t) eine Seitenpositionsfunktion y(t) auswählen, die dem notwendigen Seitenabstand (seitlichen Weg) und der verwendeten Soll-Spurwechselzeitdauer entspricht.
Zudem muss die Zielseitenposition y nicht mit Hilfe der Funktion fünfter Ordnung berechnet werden und kann mit Hilfe einer zweckentsprechend eingestellten Funktion ermittelt werden.
<Berechnung des Soll-Lenkwinkels>
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 führt die LTA aus, bevor die LCA gestartet wird. In der LTA wird der Soll-Lenkwinkel gemäß obiger Beschreibung berechnet, und das Lenkdrehmoment wird so erzeugt, dass der Ist-Lenkwinkel mit dem Soll-Lenkwinkel zusammenfällt (übereinstimmt). Auch in der LCA wird ähnlich wie in der LTA der Soll-Lenkwinkel von der Fahrunterstützungs-ECU 10 berechnet und das Lenkdrehmoment so erzeugt, dass der Ist-Lenkwinkel mit dem Soll-Lenkwinkel zusammenfällt (übereinstimmt).
Bei der Berechnung des Soll-Lenkwinkels für die LCA müssen in der Berechnungsformel des Soll-Lenkwinkels der LTA nur die Sollwerte der Krümmung, des Gierwinkels und der Seitenabweichung verändert werden. Das heißt, in der LTA wird der Sollwert der Krümmung auf die Krümmung der vom Eigenfahrzeug befahrenen Spur eingestellt, und die Sollwerte von Gierwinkel und Seitenabweichung werden auf null gesetzt. In der LCA hingegen werden eine Sollkrümmung Cu*, ein Soll-Gierwinkel θy* und eine Soll-Seitenabweichung Dy* basierend auf der Form der von Formel (4) ausgedrückten Soll-Trajektorie bestimmt.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 berechnet jedes Mal bei Ablauf einer vorherbestimmten Zeitdauer (Berechnungszeit) einen Soll-Lenkwinkel θlca* als einen Regelbetrag der LCA auf Grundlage der Formel (5). $θ lca * = Klca1 \cdot Cu * + Klca2 \cdot (θ y * - θ y) + Klca3 \cdot (Dy * - Dy) + Klca 4 \cdot \sum (Dy * - Dy)$
In Formel (5) werden für θy und Dy die zum aktuellen Zeitpunkt (zum Berechnungszeitpunkt) in den spurbezogenen Informationen enthaltenen Werte (Cu, Dy und θy) verwendet. Klca1, Klca2, Klca3 und Klca4 sind Regelverstärkungen.
Der erste Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die vorwärtskoppelnd wirkt und entsprechend der anhand der Form der Soll-Trajektorie bestimmten Straßenkrümmung Cu* bestimmt wird. Der zweite Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die rückkoppelnd wirkt, so dass sich die Differenz zwischen dem anhand der Form der Soll-Trajektorie bestimmten Soll-Gierwinkel θy* und dem Ist-Gierwinkel θy verringert. Der dritte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die rückkoppelnd wirkt, so dass sich die Differenz zwischen der anhand der Form der Soll-Trajektorie bestimmten Soll-Seitenabweichung Dy* und der Ist-Seitenabweichung Dy verringert. Der vierte Term auf der rechten Seite ist eine Lenkwinkelkomponente, die rückkoppelnd wirkt, so dass ein Integralwert Σ(Dy*-Dy) der Differenz aus der Soll-Seitenabweichung Dy* und der Ist-Seitenabweichung Dy verringert wird. Auf diese Weise wird der Soll-Lenkwinkel θlca* als ein Regelbetrag der LCA berechnet, und dadurch lässt sich ein reibungsloser Übergang von der LTA zur LCA erreichen.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 sendet jedes Mal, wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Soll-Lenkwinkel θlca* berechnet, einen den Soll-Lenkwinkel θlca* darstellenden Lenkbefehl an die EPS-ECU 20. Auf diese Weise bewegt sich das Eigenfahrzeug beim Spurwechsel entlang der Soll-Trajektorie.
<Lenkhilfssteuerroutine>
Es folgt nun die Beschreibung der Lenkhilfssteuerung zum Ändern von Steuerzuständen von LTA und LCA. 6 zeigt eine von der Fahrunterstützungs-ECU 10 auszuführende Lenkhilfssteuerroutine. Beim Einschalten eines Zündschalters führt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Lenkhilfssteuerroutine wiederholt aus.
Mit Aktivierung der Lenkhilfssteuerroutine bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S11, ob die vorab eingestellte LTA-Startbedingung erfüllt ist.
Die LTA-Startbedingung ist beispielsweise erfüllt, wenn die folgenden Bedingungen sämtlich erfüllt sind.

1-1. Ausführung der LTA wurde über die Einstellbedieneinheit 14 angewählt.
1-2. Die ACC wird gerade ausgeführt.
1-3. Die Fahrzeuggeschwindigkeit liegt innerhalb eines vorherbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiches.
1-4. Die weißen Linien wurden erkannt.
1-5. Eine Durchdrückbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 wurde nicht erkannt.

Die LTA-Startbedingung ist nicht auf die vorgenannten Bedingungen beschränkt und kann nach Bedarf eingestellt werden.
Wenn die LTA-Startbedingung nicht erfüllt ist (S11: Nein), setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 mit Prozessschritt S12 fort und stellt den Lenkhilfssteuerzustand auf LTA AUS. Der Zustand LTA AUS ist ein Steuerzustand, in dem die LTA nicht ausgeführt wird. Im Zustand LTA AUS muss der Fahrer deshalb eine Lenkhandlung (Lenkradbetätigung) manuell ausführen.
Wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Lenkhilfssteuerzustand in den Zustand LTA AUS versetzt, kehrt die Fahrunterstützungs-ECU 10 zum Schritt S11 zurück. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 wiederholt diese Vorgänge (S11 bis S12), bis die LTA-Startbedingung erfüllt ist.
Wenn die LTA-Startbedingung erfüllt ist (S11: Ja), stellt in Schritt S13 die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Lenkhilfssteuerzustand auf LTA EIN. Der Zustand LTA EIN stellt einen Steuerzustand dar, in dem die LTA ausgeführt wird. Das heißt, die Fahrunterstützungs-ECU 10 startet die LTA.
Anschließend bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10, ob das von der Lenk-ECU 40 gesendete Antippüberwachungssignal „AUS“ ist (ob beide ersten Schalter 411L und 411R im AUS-Zustand sind). Der Zustand, in dem das Antippüberwachungssignal „AUS“ ist, stellt den Zustand dar, in dem der Fahrer die Antippbetätigung nicht ausführt, das heißt den Zustand, in dem die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung nicht ausgeführt wird. In anderen Worten, dieser Zustand stellt den Zustand dar, in dem der bedienungsfreie Zustand einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erkannt wird.
Wenn das Antippüberwachssignal „AUS“ ist, setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Verarbeitung mit Schritt S15 fort. Wenn hingegen das Antippüberwachssignal nicht „AUS“ ist, wiederholt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Bestimmungsschritt von Schritt S14 mit Ausführung der LTA. Dadurch setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Verarbeitung nur dann mit Schritt S15 fort, wenn das Antippüberwachssignal „AUS“ ist.
Wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 erkennt, dass das Antippüberwachssignal „AUS“ ist (S14: Ja), versetzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S15 den Lenkhilfssteuerzustand in einen LCA-annehmbaren Zustand. Wenn der Lenkhilfssteuerzustand der LCA-annehmbare Zustand ist, dauert der Zustand LTA EIN an und die auf die Annahme der LCA gerichteten Bestimmungsprozesse (S16-S19) werden wiederholt.
Wenn der Lenkhilfssteuerzustand in den LCA-annehmbaren Zustand gesetzt ist, bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10, ob das Antippbetätigungssignal „EIN“ ist (ob die ersten Schalter 411L bzw. 411R in einem EIN-Zustand sind). Die Fahrunterstützungs-ECU 10 führt diese beiden Schritte S14 und S16 aus, damit die Fahrunterstützungs-ECU 10 in einer Situation, in welcher der Fahrtrichtungssignalhebel 41 im bedienungsfreien Zustand war, bestimmen kann, ob die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung ausgeführt wird.
Wenn das Antippüberwachungssignal nicht „EIN“ ist (S16: Nein), setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S17 einen Wert eines Zeitgebers (bezeichnet als „Zeitgeberwert Tx“) zur Zählung einer EIN-Zeitdauer, in der das Antippüberwachungssignal die ganze Zeit auf „EIN“ steht (einer EIN-Schaltdauer, während der die ersten Schalter 411L bzw. 411R im eingeschalteten Zustand bleiben) zurück (Tx = 0) und kehrt zum Schritt S15 zurück. Bei einer Erstausführung des Bestimmungsvorgangs von Schritt S16 ist das Bestimmungsergebnis von Schritt S16 unweigerlich „Nein“, da in Schritt S14 festgestellt wird, dass das Antippüberwachungssignal „AUS“ ist. Somit wird der Zeitgeberwert Tx unweigerlich zurückgesetzt.
Diese Prozesse werden wiederholt und wenn das Antippüberwachungssignal eingeschaltet ist („EIN“ ist), erhöht die Fahrunterstützungseinheit 10 in Schritt S18 den Zeitgeberwert Tx um „1“. Anschließend bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S19, ob der Zeitgeberwert Tx gleich oder größer als eine Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref ist.
Die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref ist eine Zeitspanne, mit der die fahrerseitige Anforderung des Spurwechselassistenten bestätigt wird. Die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref wird beispielsweise auf etwa eine Sekunde eingestellt.
Wenn der Zeitgeberwert Tx die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref nicht erreicht (wenn die Dauer einer Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 durch den Fahrer nicht die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht), wiederholt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Prozess mit Schritt S15. Dadurch läuft die LTA ungeändert weiter.
Wenn während der Wiederholung dieser Prozesse das Antippüberwachungssignal ausgeschaltet wird (wenn der Fahrer die Antippbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 beendet), bevor der Zeitgeberwert Tx die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht, setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Zeitgeberwert Tx zurück (S16: Nein, S17).
Wenn hingegen der Zeitgeberwert Tx die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht (S19: Ja), bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S20, ob eine LCA-Startbedingung erfüllt ist. Wenn der Zeitgeberwert Tx die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht, kommt die Fahrunterstützungs-ECU 10 zum Ergebnis, dass der Fahrer die Spurwechselassistenz angefordert hat. Mit anderen Worten, wenn der Zeitgeberwert Tx die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht, erkennt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers.
Die LCA-Startbedingung ist beispielsweise erfüllt, wenn die folgenden Bedingungen sämtlich erfüllt sind.

2-1. Ausführung der LCA wurde über die Einstellbedieneinheit 14 angewählt.
2-2. Die weiße Linie auf einer Seite, die der Richtung der Fahrtrichtungssignalbetätigung entspricht (weiße Linie dient als Begrenzungslinie zwischen Ausgangsspur und Zielspur), ist eine unterbrochene Linie.
2-3. Die Bestimmung, ob die LCA ausgeführt werden kann, kommt auf Grundlage der Umgebungsüberwachung zum Ergebnis JA (von den Umgebungssensoren 11 wurde kein Objekt (anderes Fahrzeug oder dergleichen) als spurwechselschädliches Hindernis erkannt und es wird festgestellt, dass das Eigenfahrzeug gefahrlos die Spur wechseln kann).
2-4. Die Straße ist eine Straße zur ausschließlichen Nutzung durch Kraftverkehr (von der Navigations-ECU 70 erfasste Straßentypinformationen zeigen eine ausschließlich für den Autoverkehr vorgesehene Straße an).

Die Bedingung 2-3 ist beispielsweise erfüllt, wenn der Fahrzeugabstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem in der Zielspur fahrenden anderen Fahrzeug unter Berücksichtigung einer Relativgeschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen entsprechend gesichert ist.
Die LCA-Startbedingung ist nicht auf die vorgenannten Bedingungen beschränkt und kann nach Bedarf eingestellt werden.
Wenn die LCA-Startbedingung nicht erfüllt ist, kehrt die Fahrunterstützungs-ECU 10 zu Schritt S15 zurück, um den obigen Prozess zu wiederholen. Auf diese Weise zählt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Zeitdauer der Antippbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 und bestimmt, ob die LCA-Startbedingung erfüllt ist oder nicht.
Wenn die LCA-Startbedingung erfüllt ist (S20: Ja), setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Prozess mit Schritt S21 fort und versetzt den Lenkhilfssteuerzustand in einen Zustand LCA EIN. Auf diese Weise schließt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die bisher ausgeführte LTA ab und startet die LCA. Mit anderen Worten, wenn die LCA-Startbedingung erfüllt ist, nimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S20 die Spurwechselassistenzanforderung des Fahrers an, um die LCA zu starten.
Wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LCA startet, lässt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Summer 13 kurzzeitig ertönen, um den Fahrer über den Start der LCA zu unterrichten. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 kann beispielsweise auf dem Display der Anzeigeeinheit 31 eine Bildschirmanzeige darstellen, um den Fahrer über den Start der LCA zu informieren. In diesem Fall sendet die Fahrunterstützungs-ECU 10 einen den LCA-Start darstellenden Anzeigebefehl an die Instrumenten-ECU 30. Die Instrumenten-ECU 30 zeigt die Fahrerbenachrichtigung über den Start der LCA auf der Anzeigeeinheit 31 entsprechend dem Anzeigebefehl an.
Wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LCA startet, veranlasst die Fahrunterstützungs-ECU 10 nach Ablauf einer ab der Annahme der Spurwechselassistenzanforderung laufenden vorherbestimmten Bereithaltungsdauer (Standby-Dauer) das Wechseln des Fahrzeugs in die Zielspur. Ein Zustand, in dem das Fahrtrichtungssignal 32 ohne wesentliche Spurwechselbetätigung intermittierend aufleuchtet (blinkt), dauert auf diese Weise über eine vorherbestimmte Zeitdauer an. Die während dieser Bereithaltungszeit ausgeführte Lenksteuerung ist identisch mit der LTA.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 berecht einen Soll-Lenkwinkel θlca* und sendet einen den Soll-Lenkwinkel θlca* darstellenden Lenkbefehl an die EPS-ECU 20, während die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LCA ausführt. Auf diese Weise bewegt sich das Eigenfahrzeug beim Spurwechsel entlang der Soll-Trajektorie.
Die Fahrunterstützung bestimmt in Schritt S22 nach dem Start der LCA, ob eine LCA-Abschlussbedingung erfüllt ist.
Die LCA-Abschlussbedingung ist erfüllt, wenn eine ab dem Start der LCA abgelaufene Zeitdauer eine Soll-Spurwechselzeitdauer erreicht. Die Soll-Spurwechselzeitdauer ist eine Zeitspanne, in deren Verlauf das Eigenfahrzeug die Zielspur erreicht, mit anderen Worten: ein Zeitraum, in dem das Fahrzeug den Spurwechsel um eine einzelne Spur vollzieht. Die LCA-Abschlussbedingung impliziert demnach eine LCA-Abschlussbedingung für einen einfachen Spurwechsel von der Ausgangsspur in die unmittelbar an die Ausgangsspur angrenzende Spur (Zielspur). Die Fahrunterstützungs-ECU 10 wiederholt den Bestimmungsvorgang von Schritt S22, bis die LCA-Abschlussbedingung erfüllt ist. Wenn die LCA-Abschlussbedingung erfüllt ist (S22: Ja), schließt also die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LCA ab und beendet vorläufig die Lenkhilfssteuerroutine. Nach Ablauf einer vorherbestimmten kurzen Zeitdauer nach der vorläufigen Beendigung der Lenkhilfssteuerroutine startet die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Lenkhilfssteuerroutine neu. Dadurch wird, wenn die LTA-Startbedingung zu einem Zeitpunkt des Neustarts der Lenkhilfssteuerroutine erfüllt ist, die LTA gestartet. Mit anderen Worten, an Stelle der LCA wird die LTA ausgeführt. In diesem Fall bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in den Schritten S14 und S16, ob mit der Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung begonnen wird. Wenn nach dem Abschluss der einspurigen LCA (LCA für Wechsel um eine einzelne Spur) die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung neu ausgeführt wird (wenn die Antippbetätigung erfolgt, nachdem der Fahrtrichtungssignalrichtungshebel 41 in die neutrale Position zurückgekehrt war), kann die LCA zu einer nächsten angrenzenden Spur neu gestartet werden.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 bestimmt, ob eine vorab eingestellte LTA-Abbruchsbedingung erfüllt ist, während die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LTA ausführt (S15-S20). Wenn die LTA-Abbruchsbedingung erfüllt ist (zum Beispiel, wenn die LTA-Startbedingung nicht mehr erfüllt ist), kann die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Prozess zum Schritt S12 zurückführen. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 bestimmt, ob eine vorab eingestellte LCA-Abbruchsbedingung erfüllt ist, während die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LCA ausführt (S21-S22). Wenn die LCA-Abbruchsbedingung erfüllt ist (zum Beispiel, wenn die LCA-Startbedingung zu bestehen aufhört), kann die Fahrunterstützungs-ECU 10 im Prozess zum Schritt S11 zurückgehen.
10 zeigt als Beispiel eine Bildschirmanzeige 31a (bezeichnet als „LTA-Bildschirm 31a“), die während der Ausführung der LTA auf der Anzeigeeinheit 31 dargestellt wird, und eine Bildschirmanzeige 31b (bezeichnet als „LCA-Bildschirm 31b“), die während der Ausführung der LCA auf der Anzeigeeinheit 31 dargestellt wird. Der LTA-Bildschirm 31a und der LCA-Bildschirm 31b stellen jeweils einen Zustand dar, in dem das Eigenfahrzeug zwischen einer linken weißen Linie und einer rechten weißen Linie in einer Spur fährt. Auf dem LTA-Bildschirm 31a werden außerhalb der linken weißen Linie und der rechten weißen Linie virtuelle Wände W angezeigt. An den Wänden W kann der Fahrer erkennen, dass ein Zustand besteht, in dem das Eigenfahrzeug so gesteuert wird, dass es innerhalb der Fahrspur fährt. Die Wände W werden hingegen auf dem LCA-Bildschirm 31b nicht angezeigt und an Stelle der Wände W wird auf dem LCA-Bildschirm 31b eine Trajektorie Z dargestellt. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 wechselt zwischen dem LTA-Bildschirm 31a und dem LCA-Bildschirm 31b in Reaktion auf einen Ausführungszustand der Lenkhilfssteuerung. Auf diese Weise kann der Fahrer leicht erkennen, ob gerade die LTA oder die LCA ausgeführt wird.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 führt parallel zur Lenkhilfssteuerroutine eine Fahrtrichtungssignal-Blinksteuerroutine aus. Die von der Fahrunterstützungs-ECU 10 ausgeführte Fahrtrichtungssignal-Blinksteuerroutine ist in 7 veranschaulicht.
Mit Aktivierung der Fahrtrichtungssignal-Blinksteuerroutine bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S51, ob die LCA gestartet wurde. Bei diesem Bestimmungsvorgang muss die Fahrunterstützungs-ECU 10 nur bestimmen, ob die LCA-Startbedingung eingetreten ist oder nicht. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 wiederholt den Bestimmungsvorgang von Schritt S51, bis die LCA gestartet wird.
Mit und nach dem Start der LCA beginnt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S52 damit, den Blinkbefehl des Fahrtrichtungssignals 32 entsprechend der Fahrtrichtungssignal-Betätigungsrichtung an die Instrumenten-ECU 30 zu senden. Das intermittierende Aufleuchten (Blinken) des Fahrtrichtungssignals 32 wird in Reaktion auf einen Blinkbefehl gestartet, den die Lenk-ECU 40 sendet, wenn die Antippbetätigung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausgeführt wird, bevor die LCA gestartet wird. Selbst wenn (nachdem) die Lenk-ECU 40 mit dem Senden des Blinkbefehls aufhört, dauert das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals 32 in Reaktion auf den von der Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S52 gesendeten Blinkbefehl an.
Dann bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S53, ob eine Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist. Die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung ist erfüllt, wenn die folgenden Bedingungen 3-1 und 3-2 beide erfüllt sind.

3-1. Das Eigenfahrzeug hat bereits die weiße Linie überfahren.
3-2. Der seitliche Abstand zwischen der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs und der finalen Seitenzielposition ist gleich oder kleiner als ein Ausschaltgenehmigungsabstand.

Die Bedingung 3-1 ist beispielsweise erfüllt, wenn festgestellt wird, dass der Referenzpunkt P des Eigenfahrzeugs die weiße Linie (durchbrochene Linie), die als Grenze zwischen Ausgangsspur und Zielspur dient, überfahren hat. Zudem ist die Bedingung 3-2 erfüllt, wenn ein Zustand erkannt wird, in dem, wie in 6 abgebildet, ein Seitenrichtungsabstand Dyr vom Referenzpunkt P des Eigenfahrzeugs C bis zu einer Spurmittellinie CL' (Mittellinie in Breitenrichtung) der Zielspur einen Wert gleich oder kleiner als ein Ausschaltgenehmigungsabstand Doff annimmt, der größer als null ist. Der Seitenrichtungsabstand Dyr ist ein Abstand in Spurbreitenrichtung von der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs bis zur finalen Zielposition, das heißt die in Spurbreitenrichtung verbleibende erforderliche Distanzstrecke bis zum Abschluss der LCA, und somit wird dieser Seitenrichtungsabstand Dyr nachfolgend als „Restabstand Dyr“ bezeichnet. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 berechnet jedes Mal nach Ablauf einer vorherbestimmten Zeitdauer (Berechnungszeit) den Restabstand Dyr vom Referenzpunkt P des Eigenfahrzeugs bis zur Spurmittellinie CL' der Zielspur und vergleicht den Restabstand Dyr mit dem Ausschaltgenehmigungsabstand Doff, um so zu bestimmen, ob die oben genannte Bedingung 3-2 erfüllt ist. Der zur Prüfung des Vorliegens von Bedingung 3-1 verwendete Referenzpunkt P ist nicht auf die Position des Masseschwerpunkts beschränkt und hat als einziges Erfordernis, dass es sich um eine vorab eingestellte spezielle Position (einen speziellen Punkt) des Eigenfahrzeugs handelt. Bei der Bestimmung, ob der Referenzpunkt P die weiße Linie kreuzt, muss zudem nur bestimmt werden, ob der Referenzpunkt P eine vorab bestimmte Linie, zum Beispiel eine Innenlinie, eine Außenlinie oder eine Mittellinie der weißen Linie, kreuzt.
Der Ausschaltgenehmigungsabstand Doff wird auf einen Wert größer null (z. B. 50 cm) dergestalt eingestellt, dass das Fahrtrichtungssignal 32 ausgeschaltet wird, bevor die LCA abgeschlossen ist.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 wiederholt den Bestimmungsvorgang von Schritt S53, bis die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist. Wenn die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist (S53: Ja), hört die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S54 mit dem Senden des Blinkbefehls des Fahrtrichtungssignals 32 auf und beendet vorläufig die Fahrtrichtungssignal-Blinksteuerroutine. Nach Ablauf einer vorherbestimmten kurzen Zeitdauer nach der vorläufigen Beendigung der Fahrtrichtungssignal-Blinksteuerroutine startet die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Fahrtrichtungssignal-Blinksteuerroutine neu.
5 zeigt ein Beispiel der Trajektorie des Eigenfahrzeugs bei Ausführung der LCA. Zu einem Zeitpunkt tl wird das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals 32 in Reaktion auf die Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 gestartet. Zu einem Zeitpunkt t2, an dem die Zeitdauer der Antippbetätigung die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht, erkennt dann die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Spurwechselassistenzanforderung.
Wenn die LCA-Startbedingung gegeben ist, nimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 die Spurwechselassistenzanforderung an, startet die LCA und beginnt damit, den Blinkbefehl des Fahrtrichtungssignals 32 an die Instrumenten-ECU 30 zu senden. Ein Bereithaltungszustand (Standby) mit Unterbindung des Spurwechselvorgangs des Eigenfahrzeugs dauert bis zum Ablauf der ab dem Start der LCA laufenden Standby-Dauer an. Die während dieser Bereithaltungszeit ausgeführte Lenksteuerung ist identisch mit der LTA.
Zu einem Zeitpunkt t3, an dem die Standby-Dauer endet, beginnt das Eigenfahrzeug mit dem Abfahren der Soll-Trajektorie. Wenn das Eigenfahrzeug die weiße Linie gequert hat und der Restabstand Dyr einen Wert gleich oder kleiner als der Ausschaltgenehmigungsabstand Doff annimmt (Zeitpunkt t4), wird das Fahrtrichtungssignal ausgeschaltet. Anschließend, wenn das Eigenfahrzeug die finale Seitenzielposition erreicht (Zeitpunkt t5), ist die LCA abgeschlossen.
Wenn die Spurwechselassistenzanforderung erkannt wird und aufgrund einer Umgebungsbedingung des Eigenfahrzeugs festgestellt wird, dass das Eigenfahrzeug gefahrlos die Spur wechseln kann, wird die LCA ausgeführt. Dies kann dazu führen, dass der Fahrer die Spurwechselassistenzvorrichtung überschätzt (oder zu stark auf sie vertraut) und/oder die selbstständige Überwachung der eigenen Fahrzeugumgebung versäumt/unterlässt. Es kann also sein, dass der Fahrer den Entscheidungsprozess über den Start der Spurwechselassistenzsteuerung voll und ganz der Spurwechselassistenzvorrichtung überlässt. Zum Beispiel kann es sein, dass der Fahrer die Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 verlängert ausführt (das heißt, dass der Fahrer den Fahrtrichtungssignalhebel 41 in der ersten Bedienposition P1L (P1R) belässt), so als wolle er den Spurwechselassistenten vorreservieren. Wenn jedoch die Antippbetätigung über eine lange Zeit fortgesetzt wird, kann der Fall eintreten, dass ein vom Fahrer unbeabsichtigter Spurwechsel (beispielsweise ein zusätzlicher Spurwechsel) ausgeführt wird. Es kann also sein, dass die Spurwechselassistenzsteuerung zu einer angrenzenden Spur vom Fahrer unbeabsichtigt neu gestartet wird, nachdem das Eigenfahrzeug den Spurwechsel vollzogen hat.
Vor diesem Hintergrund ist die Spurwechselassistenzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgelegt zum:

Bestätigen, dass die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 nicht ausgeführt wird (S14);
Bestimmen, ob die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung (die Antippbetätigung) ausgeführt wird (S16), unter der Bedingung, dass bestätigt ist, dass die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 nicht ausgeführt wird (S14: Ja).

Wenn zudem in einer Situation, in der erkannt wurde, dass die Zeitdauer der Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung gleich oder größer als die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref ist, die LCA-Startbedingung erfüllt ist, nimmt die Spurwechselassistenzvorrichtung die Spurwechselassistenzanforderung an, um die LCA um eine einzelne Spur durchzuführen (wobei die LCA veranlasst, dass das Eigenfahrzeug von der Ausgangsspur in die unmittelbar an die Ausgangsspur angrenzende Spur wechselt). Außerdem nimmt die Spurwechselassistenzvorrichtung während der LCA die neue Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung nicht an, da die Spurwechselassistenzvorrichtung während der LCA nicht bestimmt, ob die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung ausgeführt wird (S20-S22).
Deshalb nimmt die Spurwechselassistenzvorrichtung dieser Ausführungsform die Spurwechselassistenzanforderung nur an, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind.

• Die Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 beginnt in einer Situation, in der die Antippbetätigung nicht erkannt wird, und die Zeitdauer der Antippbetätigung ist so lang wie oder länger als die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref.
• Die LCA-Startbedingung ist erfüllt.

Die Spurwechselassistenzvorrichtung ist so ausgelegt, dass sie die Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf die Antippbetätigung, die am Fahrtrichtungssignalhebel 41 während einer Zeitdauer ab dem Start der LCA bis zum Abschluss der LCA ausgeführt (begonnen) wird, nicht annimmt.
Auf diese Weise wird die LCA nicht weiter (verlängert) ausgeführt, auch wenn die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 fortgesetzt wird (der Fahrtrichtungssignalhebel 41 so bedient wird, dass er in der ersten Bedienposition P1L (P1R) gehalten wird) Der Fahrer muss also jedes Mal, wenn er den LCA-Assistenten in Anspruch nehmen will, eine neue Bedienhandlung zur Anforderung der Spurwechselassistenz am Fahrtrichtungssignalhebel 41 ausführen.
Wenn der Fahrer die Umgebung des eigenen Fahrzeugs nicht überwacht und während der Ausführung der LCA die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienhandlung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 fortsetzt, so als ob er den weiteren Spurwechsel vorreserviert, wird die LCA zum Spurwechsel (hin) zur nächsten angrenzenden Spur nicht gestartet. Dadurch kann die Spurwechselassistenzvorrichtung verhindern, dass der Fahrer die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung im Rahmen einer Überschätzung der Spurwechselassistenzvorrichtung (oder Übervertrauen in die Spurwechselassistenzvorrichtung) ausführt.
Gemäß der Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform wird die LCA nicht weiter ausgeführt, wenn der Fahrer die Bedienhandlung zur Anforderung der Spurwechselassistenz verlängert ausführt. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Ausführung die vom Fahrer unbeabsichtigte LCA nicht gestartet, selbst wenn eine Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung des Fahrers infolge Überschätzung der Vorrichtung erfolgt. Die Spurwechselassistenzvorrichtung kann verhindern, dass der Fahrer infolge der Überschätzung der Spurwechselassistenzvorrichtung eine unsachgemäße Bedienungshandlung ausführt. Zudem kann die Spurwechselassistenzvorrichtung verhindern, dass der Fahrer die Überwachung der eigenen Fahrzeugumgebung versäumt.
Darüber hinaus kann die Spurwechselassistenzvorrichtung den Start der LCA beim Auftreten von technischen Fehlern einschließlich der folgenden Fehler verhindern. Ein solcher Fehler ist ein Fehler (Kontaktstellenfehler), bei dem eine Kontaktstelle des ersten Schalters 411L (411R) in einer Position verharrt, die in einer Situation, in der die Antippbetätigung nicht vorgenommen wird, den „EIN“-Zustand des ersten Schalters 411L (411R) bewirkt. Ein anderer Fehler ist ein Fehler (Kommunikationsfehler), bei dem das Antippüberwachungssignal infolge des Kommunikationsfehlers im „EIN“-Zustand verbleibt.
Zudem kann es vorkommen, dass der Fahrer, wenn er den Spurwechsel manuell vollziehen will, den Fahrtrichtungssignalhebel 41 entsprechend der Spurwechselrichtung ganz durchdrückt. Das heißt, das Blinken des Fahrtrichtungssignals 32 kann bewirkt werden, ohne den Spurwechselassistenten zu starten. Deshalb kann durch Auswahl des Betätigungsweges am Fahrtrichtungssignalhebel 41 der automatische Spurwechsel oder der manuelle Spurwechsel ausgewählt werden. Dadurch lässt sich eine sehr hohe Bedienerfreundlichkeit erzielen. Zudem wird zur Auslösung der Spurwechselassistenzanforderung der Fahrtrichtungssignalhebel 41 verwendet, so dass eine spezielle Bedieneinheit für die Anforderung der Spurwechselassistenz unnötig ist. Das ermöglicht eine Reduzierung der Kosten und Platzeinsparungen.
Damit die Spurwechselassistenzanforderung als solche angenommen wird, ist es zudem erforderlich, dass die Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 über die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref oder länger andauert. Dadurch kann die Fahrerabsicht zur Inanspruchnahme der Spurwechselassistenz ordnungsgemäß erkannt werden
<Abwandlungsbeispiel der Lenkhilfssteuerroutine>
In der obigen Ausführungsform ist eine „Bedingung, dass die LCA abgeschlossen wurde“ als eine voraussetzende Bedingung für den Neustart der LCA gesetzt (bezeichnet als „Neustartgenehmigungsbedingung“). Im Gegensatz dazu ist in diesem Abwandlungsbeispiel eine „Bedingung, dass das Fahrtrichtungssignal 32 „AUS“ ist (bzw. bereits ausgeschaltet wurde)“ als Neustartgenehmigungsbedingung gesetzt. Das Fahrtrichtungssignal 32 wird unmittelbar vor dem Abschluss der LCA ausgeschaltet. In diesem Abwandlungsbeispiel wird die nach dem Ausschalten des Fahrtrichtungssignals 32 ausgeführte (begonnene) Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung als eine Bedienhandlung zur Anforderung einer erneuten Spurwechselunterstützung behandelt. Die LCA wird gestartet, wenn die LCA-Startbedingung in einer Situation, in der die Dauer der nach dem Ausschalten des Fahrtrichtungssignals 32 begonnenen Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienhandlung gleich oder größer als die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref ist, erfüllt ist.
9 ist ein Teil eines Flussdiagramms zur Darstellung der Lenkhilfssteuerroutine des Abwandlungsbeispiels. Die Lenkhilfssteuerroutine des Abwandlungsbeispiels ist die gleiche Routine wie die Lenkhilfssteuerroutine der Ausführungsform (6), mit der Ausnahme, dass die Schritte S31 bis S38 hinzugefügt sind. In 9 sind nur die auf Schritt S20 folgenden Schritte (die zur Lenkhilfssteuerroutine der Ausführungsform hinzugefügten Schritte) dargestellt (unter Auslassung der in der Ausführungsform enthaltenen Schritte S11-S19). Nunmehr werden die hinzugefügten Schritte beschrieben.
Wenn die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S21 die LCA startet, bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S31, ob die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist. Das heißt, wenn der Restabstand Dyr den Ausschaltgenehmigungsabstand Doff erreicht oder unterschreitet, kommt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S31 zu einem Bestimmungsergebnis „Ja“.
In Schritt S31 kann die Fahrunterstützungs-ECU 10 bestimmen, ob das Fahrtrichtungssignal 32 ausgeschaltet ist, da das Fahrtrichtungssignal 32 ausgeschaltet wird, wenn die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 setzt den Prozess mit Schritt S22 fort und bestimmt, ob die LCA-Abschlussbedingung erfüllt ist, während die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung nicht erfüllt ist. Ist die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt, bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S32, ob das von der Lenk-ECU 40 gesendete Antippüberwachungssignal „AUS“ ist. Dieser Bestimmungsschritt ist identisch mit Schritt S14. Wenn das Antippüberwachungssignal nicht „AUS“ ist, setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Prozess mit Schritt S22 fort und bestimmt, ob die LCA-Abschlussbedingung erfüllt ist.
Die Fahrunterstützungs-ECU 10 wiederholt diese Schritte, und wenn während einer Zeitdauer vom Eintreten der Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung bis zum Eintreten der LCA-Abschlussbedingung erkannt wird, dass das Antippüberwachungssignal „AUS“ ist (S32: Ja), bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S33, ob das Antippüberwachungssignal „EIN“ ist. Die Fahrunterstützungs-ECU 10 führt diese Schritte S32 und S33 aus, damit die ECU 10 im bedienungsfreien Zustand des Fahrtrichtungssignalhebels 41 bestimmen kann, ob die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung nach dem Eintreten der Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung ausgeführt wird.
Wenn das Antippüberwachungssignal nicht „EIN“ ist (S33: Nein), setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Zeitgeberwert Tx zum Zählen der EIN-Schaltdauer des Antippüberwachungssignals zurück (Tx = 0) und den Prozess mit Schritt S22 fort.
Wenn während der Wiederholung dieser Prozesse das Antippüberwachungssignal eingeschaltet wird (S33: Ja), erhöht die Fahrunterstützungseinheit 10 in Schritt S35 den Zeitgeberwert Tx um „1“. Anschließend bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S36, ob der Zeitgeberwert Tx gleich oder größer als die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref ist.
Wenn der Zeitgeberwert Tx die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref nicht erreicht (wenn die Dauer einer Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 durch den Fahrer nicht die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref erreicht hat), setzt die Fahrunterstützungs-ECU 10 den Prozess mit Schritt S22 fort. Dadurch läuft die LTA ungeändert weiter.
Wenn während der Wiederholung dieser Schritte der Zeitgeberwert Tx die Assistenzanforderungsbestätigungsdauer Tref während der Zeit ab der Erfüllung der Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung bis zur Erfüllung der LCA-Abschlussbedingung erreicht, bestimmt die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S37, ob die LCA-Startbedingung erfüllt ist. Die Erkennung der Spurwechselassistenzanforderung erfolgt mit und nach Erreichen der Assistenzanforderungsbetätigungsdauer durch diesen Zeitgeberwert Tx.
Wenn die LCA-Startbedingung erfüllt ist (S37: Ja), ändert die Fahrunterstützungs-ECU 10 in Schritt S38 die Zielspur von der aktuellen Zielspur zu einer an die aktuelle Zielspur angrenzenden Zielspur in einer Richtung, die der Betätigungsrichtung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 entspricht. Dann startet die Fahrunterstützungs-ECU 10 die LCA zu dieser neu geänderten Zielspur erneut und kehrt mit dem Prozess zu Schritt S21 zurück. Der Lenkhilfssteuerzustand wird dementsprechend auf den Zustand LCA EIN gesetzt, in dem die Zielspur auf die neu geänderte Zielspur gesetzt wird. Das Blinken des Fahrtrichtungssignals 32 wird zu diesem Zeitpunkt gestartet. Das heißt, die LCA-Neustartbedingung ist in Schritt S37 erst dann erfüllt, wenn die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist.
Gemäß dieser Lenkhilfssteuerroutine des Abwandlungsbeispiels wird die nach dem Ausschalten des Fahrtrichtungssignals 32 ausgeführte Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung als Bedienhandlung zur Anforderung der neuen Spurwechselunterstützung behandelt. Der Fahrer denkt gewöhnlich, dass mit dem Ausschalten des Fahrtrichtungssignals die LCA abgeschlossen ist.
Die Spurwechselassistenzanforderung in Reaktion auf einen Beginn der Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 nach dem Ausschalten des Fahrtrichtungssignals 32 stellt somit eine Absicht des Fahrers zur Inanspruchnahme der erneuten Spurwechselunterstützung dar. Ein bereits vorgenommenes Ausführen der Antippbetätigung des Fahrtrichtungssignalhebels 41 vor einem Ausschaltzeitpunkt des Fahrtrichtungssignals kann hingegen eine Bedienhandlung des Fahrers sein, mit der er durch zu viel Vertrauen in die (und Überschätzung der) Spurwechselassistenzvorrichtung die nächste Spurwechselunterstützung vorreserviert.
Vor dem Hintergrund der obigen Ausführungen wird bei der Lenkhilfssteuerroutine dieses Abwandlungsbeispiels die Antippbetätigung, die während des Zeitraums ab dem Start der LCA bis zur Erfüllung der Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung am Fahrtrichtungssignalhebel 41 vorgenommen wird, nicht als Spurwechselassistenzanforderung angenommen. Die Lenkhilfssteuerroutine dieses Abwandlungsbeispiels kann deshalb verhindern, dass der Fahrer durch Überschätzung (übermäßiges Vertrauen in die Spurwechselassistenzvorrichtung) eine unsachgemäße Bedienhandlung vornimmt.
Zudem ist es für den Fahrer schwierig, einen Beendigungszeitpunkt der LCA endgültig zu erkennen, während es dem Fahrer jedoch möglich ist, einen Ausschaltzeitpunkt des Fahrtrichtungssignals endgültig zu erkennen. Dadurch kann der Fahrer einen Zeitpunkt, ab dem er eine nächste Spurwechselassistenzsteuerung anfordern kann, ordnungsgemäß erkennen.
Oben wurden die Spurwechselassistenzvorrichtungen für ein Fahrzeug gemäß Ausführungsform und Abwandlungsbeispiel beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform und das obige Abwandlungsbeispiel beschränkt, sondern es sind verschiedene Änderungen innerhalb des Schutzbereichs ohne Abweichung vom Gegenstand der Erfindung möglich.
In der Ausführungsform erfolgt die Ausführung der LCA beispielsweise unter der voraussetzenden Bedingung, dass der Lenkhilfssteuerzustand der Zustand LTA EIN ist (Zustand, in dem die LTA ausgeführt wird), aber diese Voraussetzung ist nicht zwingend.
In der Ausführungsform wird die Bedienhandlung zur Anforderung des Spurwechselassistenten mit Hilfe des Fahrtrichtungssignalhebels 41 ausgeführt, aber die Spurwechselassistenz-Anforderungsbedienung kann mit Hilfe einer zusätzlich zum Fahrtrichtungssignalhebel 41 vorgesehenen Bedieneinheit für die Spurwechselassistenzanforderung erfolgen (beispielsweise über eine Bedieneinheit, die in einer Tastfeldeinheit der Lenkeinrichtung vorgesehen ist).
In der Ausführungsform wird das Fahrtrichtungssignal 32 vor dem Abschluss der LCA ausgeschaltet, aber die Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung kann nach Bedarf eingestellt werden (beispielsweise kann das Fahrtrichtungssignal 32 zeitgleich mit dem Abschluss der LCA ausgeschaltet werden).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009274594 [0002, 0003]
JP 2005138647 [0053]
JP 2008195402 [0069]
JP 2009190464 [0069]
JP 20106279 [0069]
JP 4349210 [0069]
JP 2014148293 [0076]
JP 2006315491 [0076]
JP 4172434 [0076]
JP 4929777 [0076]

Claims

Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: ein Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel (10, 40, S16-S19) zum Erkennen einer fahrerseitigen Anforderung einer Spurwechselassistenz in Reaktion auf eine an einer Bedieneinheit (41) zur Anforderung einer Spurwechselassistenz vorgenommenen Bedienhandlung; ein Umgebungsüberwachungsmittel (10, 11) zum Überwachen einer Umgebung des Eigenfahrzeugs; ein Spurwechselassistenz-Steuermittel (10, 20, S21) zum Annehmen der Spurwechselassistenzanforderung und Starten der Spurwechselassistenzsteuerung für einen Spurwechsel, wenn in einer Situation, in der das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die Spurwechselassistenzanforderung erkannt hat (S19: Ja), das Umgebungsüberwachungsmittel feststellt, dass das Eigenfahrzeug gefahrlos die vom Eigenfahrzeug befahrenen Spuren wechseln kann (S20: Ja); und Nichtbedienungserkennungsmittel (S14: Ja) zum Erkennen eines bedienungsfreien Zustandes, in dem die Bedienhandlung an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselunterstützung nicht ausgeführt wird; wobei das Spurwechselassistenz-Steuermittel ausgelegt ist zum: Annehmen der Spurwechselassistenzanforderung, wenn eine voraussetzende Bedingung erfüllt ist, wobei die voraussetzende Bedingung eine Bedingung ist, die als erfüllt gesetzt ist, wenn das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel in einer Situation, in der das Nichtbedienungserkennungsmittel den bedienungsfreien Zustand erkannt hat, die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselunterstützung ausgeführte Bedienhandlung erkennt (S14: Ja, S16: Ja); und wenn das Spurwechselassistenz-Steuermittel die Spurwechselassistenzanforderung annimmt, Ausführen der Spurwechselassistenzsteuerung zum Veranlassen des Spurwechsels des Eigenfahrzeugs aus einer vom Eigenfahrzeug aktuell befahrenen aktuellen Spur zu einer an die aktuelle Spur unmittelbar angrenzenden Spur (S21, S22).
Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel dazu ausgelegt ist, eine Spurwechselassistenzanforderung zu erkennen, wenn die an der Bedieneinheit zur Anforderung des Spurwechselassistenten vollzogene Bedienhandlung über eine vorab eingestellte Assistenzanforderungsbestätigungsdauer oder länger andauert (S19: Ja).
Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Spurwechselassistenz-Steuermittel dazu ausgelegt ist, die Spurwechselassistenzanforderung während eines Zeitraums ab dem Start der Spurwechselassistenzsteuerung bis zum Abschluss der Spurwechselassistenzsteuerung nicht anzunehmen, auch wenn das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz vorgenommene Bedienhandlung erkennt (S20: Ja, S21, S22: Nein).
Spurwechselassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: ein Fahrtrichtungssignal-Steuermittel (10, 30, S51-S54) zum Ansteuern einer Betätigung eines Fahrtrichtungssignals (32), um das intermittierende Aufleuchten des Fahrtrichtungssignals zu starten, wenn die Spurwechselassistenzsteuerung gestartet wird, und das Fahrtrichtungssignal auszuschalten, wenn eine Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung erfüllt ist, die so gesetzt ist, dass sie vor Abschluss der Spurwechselassistenzsteuerung erfüllt ist, wobei das Spurwechselassistenz-Steuermittel dazu ausgelegt ist, die Spurwechselassistenzanforderung während eines Zeitraums ab dem Start der Spurwechselassistenzsteuerung bis zur Erfüllung der Fahrtrichtungssignal-Ausschaltbedingung nicht anzunehmen, auch wenn das Spurwechselassistenz-Anforderungserkennungsmittel die an der Bedieneinheit zur Anforderung der Spurwechselassistenz vorgenommene Bedienhandlung erkennt (S21, S31: Nein, S22: Nein).