DE102019131288A1

DE102019131288A1 - Fahrzeugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102019131288A1
Application number: DE102019131288.4A
Authority: DE
Inventors: Masato Mizoguchi
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-06-10
Also published as: CN111284486A; JP7185511B2; US11505191B2; JP2020090215A; US20200180626A1

Abstract

Ein Lenksteuergerät berechnet einen Soll-Lenkwinkel, um zu veranlassen, dass das eigene Fahrzeug entlang einem von einem Fahrstraßeninformationserfassungsgerät erfassten Soll-Kurs fährt. Das Brems/Antriebskraftsteuergerät berechnet ein Soll-Giermoment zum Korrigieren einer Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs. Ein Steuerverhältnissetzgerät setzt ein Steuerverhältnis einer kooperativen Steuerung einer Lenksteuerung und einer Giermomentsteuerung basierend auf dem Abweichungsbetrag einer Querposition des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs. Das Steuerverhältnis wird derart gesetzt, dass dann, wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ klein ist, der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, verkleinert wird, und die Giermomentsteuerung dominant ist, und wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ groß ist, der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, vergrößert wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Der gesamte Inhalt der japanischen Prioritätsmeldung Nr. 2018-229141, eingereicht am 06. Dezember 2018, wird hiermit unter Bezugnahme aufgenommen.
HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugfahrsteuervorrichtung zum Steuern der Fahrzeugfahrt durch Lenksteuerung und Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung der Räder, so dass ein Fahrzeug entlang einem Soll-Kurs fährt.
Verwandte Technik
Es sind Techniken entwickelt und in Fahrzeugen in praktische Verwendung genommen worden, in denen in Fahrzeugen durch Lenksteuerung und Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung Giermomente erzeugt werden, um eine Fahrunterstützungssteuerung, wie etwa Fahrspureinhaltesteuerung und Fahrspurabweichungsverhinderungssteuerung, sowie eine automatische Fahrsteuerung durchzuführen.
Zum Beispiel offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2018-167731 A eine Technik, in der durch Lenksteuerung eine vorwärts koppelnde Steuerung durchgeführt wird, um zu veranlassen, dass ein Fahrzeug entlang dem Verlauf eines Soll-Kurses fährt, und durch Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung (Giermomentsteuerung) eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, um eine Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zu korrigieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Aspekt der Erfindung gibt eine Fahrzeugfahrsteuervorrichtung an, die konfiguriert ist, um ein eigenes Fahrzeug so zu steuern, dass es entlang einem Soll-Kurs fährt. Die Vorrichtung enthält ein Lenksteuergerät, ein Brems/Antriebskraftsteuergerät und ein Steuerverhältnissetzgerät. Das Lenksteuergerät berechnet einen Lenksteuerbetrag, um zu veranlassen, dass das eigene Fahrzeug entlang dem Soll-Kurs fährt, und steuert ein Lenksystem des eigenen Fahrzeugs auf Basis des berechneten Lenksteuerbetrags. Das Brems/Antriebskraftsteuergerät berechnet ein an das eigene Fahrzeug anzulegendes Giermoment auf Basis eines Abweichungsbetrags des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs und steuert eine Brems/Antriebskraftverteilung von Rädern auf Basis des berechneten Giermoments. Das Steuerverhältnissetzgerät setzt auf Basis einer Querpositionsabweichung des eigenen Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung von dem Soll-Kurs ein Steuerverhältnis der Lenksteuerung durch das Lenksteuergerät und der Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung durch das Brems/Antriebskraftsteuergerät, wenn eine Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs korrigiert wird, und veranlasst, dass die Lenksteuerung und die Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung mit dem gesetzten Steuerverhältnis durchgeführt werden, um hierdurch die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zu korrigieren.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um für ein weiteres Verständnis der Offenbarung zu sorgen, und sind in diese Beschreibung eingebaut und stellen Teil von dieser dar. Die Zeichnungen illustrieren Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.

1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines Fahrzeugs;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Steuereinheit;
3 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen Steuerbereich der Lenksteuerung und Giermomentsteuerung darstellt;
4 ist ein Erläuterungsdiagramm, das eine Änderung im Steuerverhältnis der Lenksteuerung und Giermomentsteuerung darstellt; und
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Programmprozess einer Soll-KursFolgesteuerung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden geeignete Ausführungen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Übrigens ist die folgende Beschreibung auf Ausführungsbeispiele der Erfindung gerichtet und soll die Erfindung nicht einschränken. Faktoren einschließlich, ohne Einschränkung, von numerischen Werten, Formen, Materialien, Komponenten, Positionen der Komponenten, und wie die Komponenten miteinander verbunden sind, sind nur illustrativ und sollen die Erfindung nicht einschränken. Ferner sind in den folgenden Ausführungen Elemente, die nicht im allgemeinsten unabhängigen Anspruch der Offenbarung genannt sind, optional und können nach Bedarf vorgesehen werden. Die Zeichnungen sind schematisch und brauchen nicht maßstabsgetreu zu sein.
Falls eine Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von einem Soll-Kurs aufgrund einer Störung oder dergleichen zunimmt, kann, wenn die Positionsverlagerung durch eine Giermomentsteuerung korrigiert wird, die keinerlei Bewegung eines Lenksystems beinhaltet, die Absicht der Steuerung des Systems einem Fahrer nicht vollständig kommuniziert werden, so dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl haben könnte.
Daher ist es in der Erfindung wünschenswert, eine Fahrzeugfahrsteuervorrichtung anzugeben, die eine Steuerabsicht an einer Systemseite auf einen Fahrer geeignet überträgt, wenn eine Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von einem Soll-Kurs korrigiert wird, und die die Positionsverlagerung korrigiert, ohne dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl zu geben, wodurch veranlasst werden kann, dass das Fahrzeug dem Soll-Kurs genau folgt.
Nachfolgend wird eine Ausführung der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein eigenes Fahrzeug, bezeichnet die Bezugszahl 2 ein Antriebssystem des eigenen Fahrzeugs 1, und bezeichnet die Bezugszahl 3 ein Lenksystem des eigenen Fahrzeugs 1. Das Antriebssystem 2 hat eine Vierradantriebskonfiguration, enthaltend einen Vorderradantriebskraftübertragungsweg, der durch einen ersten Motor 13, ein Getriebe 14, eine Untersetzungsvorrichtung 15 und Antriebsräder (linkes Vorderrad 16fl und rechtes Vorderrad 16fr) konfiguriert ist, sowie einen Hinterradantriebskraftübertragungsweg, der durch einen zweiten Motor 17, einen dritten Motor 18, Untersetzungsvorrichtungen (linke Untersetzungsvorrichtung 19rl und rechte Untersetzungsvorrichtung 19rr) und Antriebsräder (linkes Hinterrad 20rl und rechtes Hinterrad 20rr) konfiguriert ist.
In dem Vorderradantriebskraftübertragungsweg wird die Antriebskraft des ersten Motors 13 auf die Antriebsräder der Vorderseite (das linke Vorderrad 16fl und das rechte Vorderrad 16fr) über das Getriebe 14 und die Untersetzungsvorrichtung 15 übertragen. In dem Hinterradantriebskraftübertragungsweg wird die Antriebskraft des zweiten Motors 17 auf das rechte Hinterrad 20rr über die rechte Untersetzungsvorrichtung 19rr übertragen, und wird die Antriebskraft des dritten Motors 18 auf das linke Hinterrad 20rl über die linke Untersetzungsvorrichtung 19rl übertragen.
Der erste Motor 13 ist ein Elektromotor, der mit in einer Batterievorrichtung 21 gespeicherten elektrischen Strom anzutreiben ist, und erzeugt elektrischen Strom mittels regenerativer Energie während Verzögerung, um den erzeugten elektrischen Strom in der Batterievorrichtung 21 zu speichern.
Der zweite Motor 17 und der dritte Motor 18 sind Elektromotoren, die mit dem in der Batterievorrichtung 21 gespeicherten Strom und/oder dem von dem ersten Motor 13 erzeugten Strom anzutreiben sind.
Ein Zustand der Batterievorrichtung 21 wird durch ein Batteriesteuergerät 24 überwacht. Das Batteriesteuergerät 24 detektiert eine Spannung und einen Strom der Batterievorrichtung 21 zur Berechnung eines Ladezustands (SOC) der Batterie und steuert den Ladezustand der Batterievorrichtung 21.
Ein Getriebesteuergerät 23 steuert ein Gangverhältnis des Getriebes 14 basierend auf einem von der Steuereinheit 50 ausgegebenen Schaltbefehlswert. Übrigens sind das Getriebe 14 und das Getriebesteuergerät 23 aufgrund der Eigenschaften des ersten Motors 13 nicht wesentlich und können weggelassen werden. Wie später beschrieben, ist die Steuereinheit 50 eine Vorrichtung, die als Zentralvorrichtung der Fahrzeugfahrsteuervorrichtung dient, um das eigene Fahrzeug 1 so zu steuern, dass es entlang einem Soll-Kurs fährt.
Ein erstes Motorsteuergerät 25, ein zweites Motorsteuergerät 26 und ein drittes Motorsteuergerät 27 steuern Drehmomente des ersten Motors 13, des zweiten Motors 17 und des dritten Motors 18 basierend auf einem ersten Motordrehmomentbefehlswert, einem zweiten Motordrehmomentbefehlswert und einem dritten Motordrehmomentbefehlswert, die jeweils von der Steuereinheit 50 ausgegeben werden.
In dem Lenksystem 3 des eigenen Fahrzeugs 1 erstreckt sich eine Lenkwelle 31a von einem Lenkrad 31 und das Vorderende der Lenkwelle 31a ist mit einer von einem Lenkgetriebe 34 vorstehenden Ritzelwelle 35 über ein Gelenk 32 verbunden, das ein Universalgelenk 32a und eine Lenkwelle 32b enthält.
Eine Spurstange 36fl erstreckt sich von dem Lenkgetriebe 34 zu dem linken Vorderrad 16fl, während sich eine Spurstange 36fr zu dem rechten Vorderrad 16fr erstreckt. Spurstangenenden der Spurstangen 36fl und 36fr sind mit Achsschenkeln 38fl und 38fr, die die Räder 16fl und 16fr an den jeweiligen Seiten drehbar lagern, über Achsschenkelarme 37fl und 37fr gekoppelt.
Das Lenksystem 3 des eigenen Fahrzeugs 1 ist mit einer elektrischen Servolenk (EPS)-Vorrichtung 39 als Lenkvorrichtung versehen, die in der Lage ist, einen Lenkwinkel unabhängig von einer Lenkeingabe des Fahrers frei einzustellen. Die EPS-Vorrichtung 39 treibt einen an sich bekannten Zahnstangenservolenkmechanismus oder dergleichen durch einen Servolenkmotor an, und der Servolenkmotor wird basierend auf einem Signal von einem EPS-Steuergerät 40 gesteuert.
Die Steuereinheit 50 enthält eine Kameravorrichtung (Stereokamera, monokulare Kamera, Farbkamera oder dergleichen), eine Radarvorrichtung (Laserradar, Millimeterwellenradar oder dergleichen), ein Sonar, etc., und ist mit einer Fahrumgebungserkennungsvorrichtung 41 verbunden, um Information zu einer Fahrumgebung zu detektieren, in der das eigene Fahrzeug fährt, um hierdurch die Fahrumgebung zu erkennen, ein Navigationssystem 42 zum Detektieren von Information zu einer Position des eigenen Fahrzeugs (geografische Breite/Länge, Bewegungsrichtung, etc.), um die Position des eigenen Fahrzeugs auf Karteninformation anzuzeigen, und das eigene Fahrzeug auf einer Route zu einem Ziel zu führen, Sensoren wie etwa einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 43 zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einen Lenkwinkelsensor 44 zum Detektieren eines Lenkwinkels δ, sowie Schalter.
Wenn zum Beispiel die Fahrumgebungserkennungsvorrichtung 41 durch eine Stereokamera konfiguriert ist, enthält die Stereokamera ein Paar von Kameras, die an einer Vorderseite der Decke im Fahrzeuginnenraum mit einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind und Stereobilder eines Objekts außerhalb des Fahrzeugs aus unterschiedlichen Blickpunkten heraus aufnehmen, sowie eine Stereobildbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten der Bilddaten von den Kameras. Die Bearbeitung der Bilddaten von den Kameras in der Stereobildbearbeitungsvorrichtung geschieht zum Beispiel folgendermaßen. Zuerst wird aus einem Abweichungsbetrag zwischen entsprechenden Positionen in Bezug auf ein Paar von Stereobildern in Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs, die von den Kameras aufgenommen werden, Abstandsinformation erhalten, um ein Abstandsbild zu erzeugen.
Bei der Datenerkennung von Fahrspurmarkierungen, wie etwa Fahrspurlinien, werden die Positionen von linken und rechten Fahrspurmarkierungen auf der Bildebene durch Auswertung einer Helligkeitsveränderung in Breitenrichtung einer Straße basierend auf der Erkenntnis spezifiziert, dass eine Fahrspurlinie heller ist als eine Straßenoberfläche. Eine Position (x, y, z) der Fahrspurmarkierung im realen Raum wird mit einer an sich bekannten Koordinatentransformationsformel basierend auf einer Position (i, j) auf einer Bildebene und einer für die Position berechneten Parallaxe berechnet, d.h. basierend auf der Abstandsinformation. In der vorliegenden Ausführung wird das Koordinatensystem des realen Raums, dessen Basis die Position des eigenen Fahrzeugs ist, so gesetzt, dass die Straßenoberfläche direkt unter der Mitte zwischen den Kameras als Ursprung gesetzt wird, eine Fahrzeuglängsrichtung (Abstandsrichtung) als z-Achse gesetzt wird, eine Fahrzeugbreitenrichtung als x-Achse gesetzt wird und eine Fahrzeughöhenrichtung als y-Achse gesetzt wird. Hierbei stimmt die x-z-Ebene (y=0) mit der Straßenoberfläche überein, wenn die Straße flach ist.
Die Fahrumgebungserkennungsvorrichtung 41 führt einen an sich bekannten Gruppierungsprozess und einen Vergleich mit vorgespeicherten dreidimensionalen Straßenformdaten, dreidimensionalen Objektdaten und dergleichen an Abstandbilddaten durch, die eine dreidimensionale Abstandsverteilung repräsentieren, um hierdurch Seitenwanddaten zu extrahieren, wie etwa von Leitplanken, Randsteinen und Mittelstreifen, die entlang Straßen existieren, sowie dreidimensionale Objektdaten, wie etwa von Fahrzeugen. Für die dreidimensionalen Objektdaten werden Abstände zu den dreidimensionalen Objekten und seitliche Veränderungen in den Abständen (relative Geschwindigkeiten in Bezug auf das eigene Fahrzeug) bestimmt.
Das Navigationssystem 42, das ein an sich bekanntes System ist, empfängt Funksignale von mehreren Navigationssatelliten wie etwa den Global Navigation Satellite System (GNSS)-Satelliten, um Positionsinformation (geografische Breite, Länge) des Fahrzeugs zu erfassen, und erfasst Bewegungsortsinformation des Fahrzeugs basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 43 sowie Azimuth-Information von einem geomagnetischen Sensor, einem Gyrosensor oder dergleichen. Das Navigationssystem 42 enthält eine Navigations-ECU, die Routeninformation erzeugt, um eine Navigationsfunktion zu realisieren, sowie eine Kartendatenbank, die Karteninformation (Lieferantendaten und vorbestimmte aktualisierte Daten) (oben nicht dargestellt) speichert, und veranlasst, dass eine Meldevorrichtung die Information ausgibt (nicht dargestellt).
Die Navigations-ECU veranlasst, dass die Navigationsvorrichtung Routeninformation zu einem vom Benutzer spezifizierten Ziel anzeigt, während die Routeninformation auf ein Kartenbild überlagert wird, und auch die gegenwärtige Position des Fahrzeugs basierend auf Information der detektierten Fahrzeugposition, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, etc. anzeigt, während die gegenwärtige Position des Fahrzeugs auf das Kartenbild überlagert wird.
Die Kartendatenbank ist eine Datenbank, die eine hochpräzise Karte enthält, die zur Fahrtsteuerung erzeugt ist und in einem kapazitätsstarken Speichermedium gespeichert ist, wie etwa einem Festplatten-Laufwerk (HDD), einem Festzustand-Laufwerk (SSD) oder dergleichen. Die hochpräzise Karte ist zum Beispiel als mehrdimensionale Karte (dynamische Karte) konfiguriert, um statische Karteninformation wie etwa Straßenformen und Verbindungsbeziehungen zwischen Straßen sowie dynamische Information wie etwa von Infrastrukturkommunikation gesammelte Verkehrsinformation in mehreren Ebenen zu halten.
Die Straßeninformation enthält zum Beispiel Daten des Mittelpunkts in der Breitenrichtung einer Straße (Fahrspur), der Koordinaten (geografische Breite, Länge) eines Punkts (Knotenpunkts) auf einer Straße, welche Straßenverzweigungspunkte (Kreuzungen) enthält, der Richtung der den Knotenpunkt enthaltenden Straße, einer Klassifizierung der Straße (zum Beispiel Information wie etwa Schnellstraße, Landstraße oder Stadtstraße), des Typs der Straße an dem Knotenpunkt (gerader Abschnitt, Bogenabschnitt (Bogenkurvenabschnitt), Klothoid-Kurvenabschnitt (nachlassender Kurvenabschnitt)) und Kurvenkrümmung (alternativ, Radius).
Basierend auf jeweiligen Eingangssignalen von den oben beschriebenen jeweiligen Sensoren 41 bis 44 führt die Steuereinheit 50, als Fahrunterstützungssteuerung einschließlich automatischer Fahrt, eine Fahrsteuerung durch, in der ein Soll-Kurs, auf dem das eigene Fahrzeug 1 fährt, basierend auf der Fahrumgebungsinformation des eigenen Fahrzeugs 1 gesetzt wird, und das eigene Fahrzeug 1 veranlasst wird, entlang dem Verlauf des Soll-Kurses zu fahren. Realisiert wird die Fahrsteuerung zu dem Soll-Kurs durch Ausführung von sowohl der Lenksteuerung durch die EPS-Vorrichtung 39 des Lenksystems 3 als auch der Giermomentsteuerung durch den zweiten Motor 17 und den dritten Motor 18 des Antriebssystems 2, in Kombination.
Die Lenksteuerung durch die EPS-Vorrichtung 39 enthält hauptsächlich eine vorwärts koppelnde Steuerung zum Ausrichten einer Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs zu einer Richtung entlang dem Soll-Kurs durch Lenken, und enthält zusätzlich eine Rückkopplungssteuerung basierend auf einer Abweichung zwischen einem Ist-Lenkwinkel und dem Soll-Lenkwinkel. Da der Lenkwinkel zu dem Soll-Kurs gemäß der geometrischen Form des Soll-Kurses und den Charakteristiken des Fahrzeugs eindeutig bestimmt ist, kann man sagen, dass die Lenksteuerung zu dem Soll-Kurs ein Element einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) realisiert, die einem Fahrer durch eine Bewegung des Lenkrads 31 visuell und instinktiv kommuniziert, wie sich das Fahrzeug anschließend bewegen wird.
In einem Beispiel berechnet die Steuereinheit 50 einen Soll-Lenkwinkel δt, um zu veranlassen, dass das eigene Fahrzeug 1 entlang dem Soll-Kurs fährt, und führt eine Lenksteuerung durch die EPS-Vorrichtung 39 basierend auf dem Soll-Lenkwinkel δt aus. Die Lenksteuerung wird als kooperative Steuerung mit der Giermomentsteuerung durch den zweiten Motor 17 und den dritten Motor 18 unter einer vorbestimmten Bedingung durchgeführt. Obwohl Details später beschrieben werden, wird, wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ klein ist, ein Anteil, den die Lenksteuerung belegt, reduziert, um hauptsächlich die Giermomentsteuerung durchzuführen, und wird, wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ groß ist, der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, vergrößert, um zu veranlassen, dass die Steuerabsicht des Systems dem Fahrer geeignet kommuniziert wird.
Wenn, in Bezug auf die Giermomentsteuerung auf den zweiten Motor 17 und den dritten Motor 18, die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ klein ist, wird die Giermomentsteuerung als eine Steuerung durchgeführt, um die Positionsverlagerung durch das Giermoment zu korrigieren. Der Grund dafür, warum bei der Lenksteuerung zu dem Soll-Lenkwinkel δt die Position des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs abweicht, beruht in Unsicherheitsfaktoren wie etwa einer Störung und einer Reaktionsverzögerung des Fahrzeugs, und die Positionsverlagerung wird durch die Steuerung basierend auf dem Giermoment frühzeitig reduziert.
Es ist weniger erforderlich, dass die Giermomentsteuerung Information zu dem Fahrer kommuniziert, im Vergleich zu der Lenksteuerung mit einem HMI-artigen Element, und oft belästigt sie lediglich den Fahrer, auch wenn die Information dem Fahrer kommuniziert wird. Daher ist die Giermomentsteuerung eine in Bezug auf die Lenksteuerung im Hintergrund auszuführende Steuerung. Die Steuereinheit 50 berechnet einen Steuerbetrag, um zu veranlassen, dass das eigene Fahrzeug so fährt, dass der Abweichungsbetrag von dem Soll-Kurs des eigenen Fahrzeugs zu Null wird, und berechnet ein an das eigene Fahrzeug anzulegendes Soll-Giermoment Mz basierend auf dem Steuerbetrag. Dann wird eine Brems/Antriebskraftverteilung zwischen den linken und rechten Rädern basierend auf dem Soll-Giermoment Mz über den zweiten Motor 17 und den dritten Motor 18 gesteuert.
Nun wird eine funktionelle Konfiguration der Steuereinheit 50 beschrieben, die die obige Steuerfunktion realisiert. Wie in 2 dargestellt, enthält die Steuereinheit 50 ein Fahrstraßeninformationserfassungsgerät 50a, ein Lenksteuergerät 50b, ein Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c sowie ein Steuerverhältnissetzgerät 50d. Die Steuereinheit 50 führt die Lenksteuerung über das Lenksteuergerät 50b und die Giermomentsteuerung über das Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c durch, und führt auch die kooperative Steuerung der Lenksteuerung und der Giermomentsteuerung mit einem Steuerverhältnis durch, das gemäß dem Fahrzustand von dem Steuerverhältnissetzgerät 50d gesetzt ist.
Basierend auf den jeweiligen Eingangssignalen von den jeweiligen Sensoren 41 bis 44 erkennt das Fahrstraßeninformationserfassungsgerät 50a eine Fahrspur, auf der das eigene Fahrzeug fährt, und setzt einen Soll-Kurs. In der vorliegenden Ausführung wird die Mitte der Fahrspur als Soll-Kurs gesetzt. Das Fahrstraßeninformationserfassungsgerät 50a erfasst eine Krümmung κ des Soll-Kurses, eine Querpositionsabweichung des eigenen Fahrzeugs 1 (den Abweichungsbetrag zwischen dem Soll-Kurs und der eigenen Fahrzeugposition in der Breitenrichtung) Δx, und einen Zur-Fahrspur-Gierwinkel (Abweichungsbetrag zwischen der Fahrtrichtung des Soll-Kurses und der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs 1) θt basierend auf der Positionsinformation der Fahrspurmarkierungen und der Positionsinformation des Soll-Kurses von der Fahrumgebungserkennungsvorrichtung 41 und dem Navigationssystem 42.
Das Fahrstraßeninformationserfassungsgerät 50a gibt die erfasste Krümmung κ des Soll-Kurses an das Lenksteuergerät 50b aus und gibt den Abweichungsbetrag Δx zwischen dem Soll-Kurs und der eigenen Fahrzeugposition in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs 1 an das Lenksteuergerät 50b, das Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c und das Steuerverhältnissetzgerät 50d aus. Ferner wird der Abweichungsbetrag θt im Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Soll-Kurses und der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs 1 an das Lenksteuergerät 50b und das Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c ausgegeben.
Basierend auf der von dem Fahrstraßeninformationserfassungsgerät 50a ausgegebenen Krümmung κ des Soll-Kurses berechnet das Lenksteuergerät 50b einen Lenkwinkel basierend auf vorwärts koppelnder Steuerung für die Krümmung des Soll-Kurses (Vorwärtskopplungs-Lenkwinkel) δtff zum Beispiel mit der folgenden Gleichung (1). Hier repräsentiert Gff in der Gleichung (1) einen Vorwärtskopplungsfaktor, der durch ein Experiment, eine Simulation oder dergleichen vorab gesetzt ist. $δ tff = Gff \cdot κ$
Das Lenksteuergerät 50b berechnet einen Lenkwinkel δx zum Korrigieren des Abweichungsbetrags Δx zwischen dem Soll-Kurs und der eigenen Fahrzeugposition in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs 1 sowie einen Lenkwinkel δy zum Korrigieren des Abweichungsbetrags θt im Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Soll-Kurses und der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs 1, und summiert diese Lenkwinkel δx und δy, wie in der folgenden Gleichung (2) angegeben, um eine Korrektur des Lenkwinkel δth zu berechnen, um einen Vorwärtskopplungs-Lenkwinkel δtff zu korrigieren. Hier repräsentiert Gl in der Gleichung (2) einen Vorwärtskopplungsfaktor für die Querposition des Fahrzeugs, repräsentiert Gy einen Rückkopplungsfaktor für den Gierwinkel des Fahrzeugs, und sind Gl und Gy vorab durch ein Experiment, eine Simulation oder dergleichen gesetzt. $δ th = δ x + δ y = Gl \cdot Δ x + Gy \cdot θ t$
Das Lenksteuergerät 50b empfängt ein später beschriebenes Steuerverhältnis K1 von dem Steuerverhältnissetzgerät 50d, multipliziert den Korrekturlenkwinkel δth mit dem Steuerverhältnis K1, um den Korrekturlenkwinkel δth zu korrigieren, und addiert dann den korrigierten Korrekturlenkwinkel δth zu dem Vorwärtskopplungs-Lenkwinkel δtff, um einen Soll-Lenkwinkel δt als Lenksteuerbetrag zu berechnen, um dem Soll-Kurs zu folgen, wie mit der folgenden Gleichung (3) angegeben. Der Soll-Lenkwinkel δt wird in das EPS-Steuergerät 40 eingegeben, und es wird die Lenksteuerung zu dem Soll-Lenkwinkel δt durchgeführt. $δ t = δ tff + K1 \cdot δ th$
Das EPS-Steuergerät 40 berechnet, basierend auf dem vom Lenksteuergerät 50b berechneten Soll-Lenkwinkel δt, ein Lenkdrehmoment der EPS-Vorrichtung 39, das den Soll-Lenkwinkel δt realisiert. Dann wird das Steuerdrehmoment mit einem vorbestimmten Drehmoment-Strom-Umwandlungsfaktor oder dergleichen zur Umwandlung in einen Stromanweisungswert für den Servolenkmotor der EPS-Vorrichtung 39 multipliziert, und wird der Servolenkmotor mit dem umgewandelten Stromanweisungswert angetrieben.
Das Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c berechnet ein Giermoment, das die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs, der von dem Fahrstraßeninformationserfassungsgerät 50a eingegeben wird, kompensiert. Das Giermoment enthält hauptsächlich ein Giermoment Mzh, das dem Korrekturlenkwinkel δth bei der Lenksteuerung entspricht, und durch Berechnung oder Bezugnahme auf ein Kennfeld berechnet wird.
Wenn zum Beispiel eine zur Kurvenspurhaltung erforderliche Gierrate mit ym ausgedrückt wird, der Radstand des Fahrzeugs mit Lw ausgedrückt wird, ein dem Fahrzeug eigener Stabilitätsfaktor mit As ausgedrückt wird, ein Kurvenradius mit ρ ausgedrückt wird, eine Kurvensteifigkeit der Vorderräder mit Kf ausgedrückt wird, eine Kurvensteifigkeit der Hinterräder mit Kr ausgedrückt wird, und ein zur Kurvenspurhaltung erforderliches Giermoment mit Mzc ausgedrückt wird, kann eine für die Kurvenspurhaltung erforderliche Gierrate γm, aus der Bewegungsgleichung des Fahrzeugs, mit der folgenden Gleichung (4) bestimmt werden. $γ m = V / ρ = (1 / (1 + As \cdot V2)) \cdot (V / Lw) \cdot (δ + ((Kf + Kr) / (2 \cdot Lw \cdot Kf \cdot Kr)) \cdot Mzc$
Daher kann aus der Gleichung (4) das Giermoment Mzh, das für die Kurvenspurhaltung erforderlich ist, falls der Korrekturlenkwinkel δth (δ = δth) ist, mit der folgenden Gleichung (5) berechnet werden. $Mzh = ((1 + As \cdot V2) \cdot Lw / ρ - δ th) \cdot (2 \cdot Lw \cdot Kf \cdot Kr) / (Kf + Kr)$
Das auf der Gleichung (5) basierende Giermoment Mzh wird basierend auf einem von dem Steuerverhältnissetzgerät 50d eingegebenen Steuerverhältnis K2 unter der kooperativen Steuerung mit der Lenksteuerung korrigiert und als Drehmoment ausgegeben, das an das eigene Fahrzeug 1 anzulegen ist. In der vorliegenden Ausführung wird, mit dem Giermoment Mzh als Basis, wie mit der folgenden Gleichung (6) angegeben, das Giermoment Mzh zu einem auf einer Störung basierenden Giermoment Mzix addiert, und dann mit dem Steuerverhältnis K2 multipliziert, um korrigiert zu werden, um hierdurch ein Soll-Giermoment Mz zu setzen, das an das eigene Fahrzeug 1 anzulegen ist. $Mz = K2 \cdot (Mzh + Mzix)$
Das Giermoment Mzix in der Gleichung (6) ist ein Giermoment, das gemäß dem Abweichungsbetrag zwischen dem Soll-Kurs und der eigenen Fahrzeugposition in Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs, der durch auf das eigene Fahrzeug wirkende Störung verursacht wird, gesetzt wird, und das Giermoment Mzix wird durch Bezug auf ein Kennfeld gesetzt, das vorab durch ein Experiment, eine Simulation oder dergleichen gesetzt ist. In diesem Fall wird der Abweichungsbetrag zwischen dem Soll-Kurs und der eigenen Fahrzeugposition in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs, der durch auf das eigene Fahrzeug wirkende Störung hervorgerufen wird, zum Beispiel durch Verwendung eines Integralwerts von Δx als „∫(Δx)dt“ ausgedrückt. Das Giermoment Mzix ist nicht notwendigerweise erforderlich und kann auch weggelassen werden.
Das Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c berechnet ein von dem dritten Motor 18 zu erzeugendes Motordrehmoment Trl und ein von dem zweiten Motor 17 zu erzeugendes Motordrehmoment Trr basierend auf dem an das eigene Fahrzeug 1 anzulegenden Soll-Giermoment Mz („+“ für gegenuhrzeigersinnig) zum Beispiel mit den folgenden Gleichungen (7) und (8). In den Gleichungen (7) und (8) repräsentiert rt den Reifenradius und repräsentiert d die Lauffläche. $Trl = - (rt / d) \cdot Δ Mz$
$Trr = + (rt / d) \cdot Δ Mz$
Das Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c gibt das Motordrehmoment Tri an das dritte Motorsteuergerät 27 aus, und gibt auch das Motordrehmoment Trr an das zweite Motorsteuergerät 26 aus, um die Brems/Antriebskraftverteilung zwischen den rechten und linken Rädern über den zweiten Motor 17 und den dritten Motor 18 zu steuern.
Wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs 1 von dem Soll-Kurs durch die Lenksteuerung und die Giermomentsteuerung korrigiert wird, setzt das Steuerverhältnissetzgerät 50d die Steuerverhältnisse K1 und K2 für die Lenksteuerung und die Giermomentsteuerung basierend auf dem Abweichungsbetrag Δx des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs, und gibt die Steuerverhältnisse K1 und K2 an das Lenksteuergerät 50b und das Brems/Antriebskraftsteuergerät 50c aus. Insbesondere wenn die Positionsverlagerung der Querposition des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zunimmt und somit in eine Situation fällt, in der es schwierig ist, die Steuerabsicht des Systems dem Fahrer nur durch die Giermomentsteuerung zu kommunizieren, wird die kooperative Steuerung zwischen der Lenksteuerung und der Giermomentsteuerung basierend auf den Steuerverhältnissen K1 und K2 durchgeführt, und wird die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs 1 von dem Soll-Kurs korrigiert, während die Steuerabsicht des Systems dem Fahrer kommuniziert wird.
Daher werden, wie in 3 dargestellt, eine erste Steuerzone CZ1, in der die Giermomentsteuerung durchgeführt wird, und eine zweite Steuerzone CZ2, in der die kooperative Steuerung zwischen der Lenksteuerung und der Giermomentsteuerung durchgeführt wird, basierend auf einem Rechts- und Links-Schwellenwert Lm in Bezug auf einen Soll-Kurs Lo (in der vorliegenden Ausführung der Mitte der Fahrspur L) definiert. Der Schwellenwert Lm, der die erste Steuerzone CZ1 und die zweite Steuerzone CZ2 definiert, ist ein Grenzwert innerhalb eines Bereichs, in dem der Fahrer auch dann kein unangenehmes Gefühl bekommt, wenn die Giermomentsteuerung durchgeführt wird, ohne das Lenkrad 31 zu bewegen, um die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zu korrigieren, und wird vorab durch ein Experiment oder eine Simulation bestimmt, welche die Fahrzeugcharakteristiken und die Empfindlichkeit des Fahrers berücksichtigt.
In der vorliegenden Ausführung repräsentieren die Steuerverhältnisse K1 und K2 jeweils den Korrekturanteil des Korrekturlenkwinkels δth in dem Soll-Lenkwinkel δt (siehe Gleichung (3)) und den Korrekturanteil der Soll-Gierrate Mz (siehe Gleichung (6)). In der ersten Steuerzone CZ1 ist K1 = 0 gesetzt und wird hauptsächlich die Giermomentsteuerung durchgeführt. In der zweiten Steuerzone CZ2 werden die Steuerverhältnisse K1 und K2 wie folgt gesetzt. Wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs L relativ klein ist, wird der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, reduziert, und wird hauptsächlich die Giermomentsteuerung durchgeführt. Wenn andererseits die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ groß ist, wird der Anteil, den die Lenksteuerung beträgt, vergrößert.
Zum Beispiel werden die Steuerverhältnisse K1 und K2 so gesetzt, dass K1 = K und K2 = (1 - K), und werden die Steuerverhältnisse K und (1 - K) auf eine Charakteristik gesetzt, die in 4 dargestellt ist. In anderen Worten, es wird eine unten beschriebene Charakteristik gesetzt. Wenn sich das eigene Fahrzeug in der ersten Steuerzone CZ1 innerhalb der Schwellenwerte Lm befindet, wird das in 4 mit durchgehender Linie dargestellte Steuerverhältnis K auf K = 0 gesetzt. Wenn sich das eigene Fahrzeug in der zweiten Steuerzone CZ2 befindet, nimmt, gemäß einer Zunahme des Abweichungsbetrags Δx, das Steuerverhältnis K linear zu, während das Steuerverhältnis (1 - K), das in 4 mit unterbrochener Linie dargestellt ist, linear abnimmt, und schließlich K = 1 wird.
Da in der ersten Steuerzone CZ1 K = 0 ist und somit K1 = K = 0 ist, wie aus der oben beschriebenen Gleichung (2) ersichtlich, sind die Korrekturbeträge für den Abweichungsbetrag Δx der Querposition von dem Soll-Kurs des Abweichungsbetrags θt des Zur-Fahrspur-Gierwinkels durch den Korrekturlenkwinkel δth gleich Null. Da, in Bezug auf das derzeitige Soll-Giermoment Mz K = 0 und K2 = (1 - K) = 1, ist, anstelle des Korrekturlenkwinkels δth, das Giermoment Mzh dominant, wie aus der oben beschriebenen Gleichung (6) ersichtlich.
In anderen Worten wenn, wie in 3 gezeigt, das sich in der ersten Steuerzone CZ1 befindliche eigene Fahrzeug mit Cm1 angegeben wird, wird das eigene Fahrzeug Cm1 so gesteuert, dass die Abweichung von dem Soll-Kurs Lo durch die Steuerung (K = 0) allein basierend auf dem Soll-Giermoment Mz eliminiert wird. Die Giermomentsteuerung wird in diesem Fall vor dem Hintergrund in Bezug auf die Lenksteuerung durchgeführt, und es ist möglich, das eigene Fahrzeug glattgängig auf den Soll-Kurs zu bringen, ohne den Fahrer mit unnötiger Information zu belästigen.
Wenn ferner, wie in 3 dargestellt, das sich in der zweiten Steuerzone CZ2 befindliche eigene Fahrzeug mit Cm2 angegeben wird, wird das eigene Fahrzeug Cm2 derart gesteuert, dass die Abweichung von Soll-Kurs Lo durch die kooperative Steuerung basierend auf dem Korrekturlenkwinkel K · δth und dem Giermoment (1 - K) · (Mzh + Mzix) korrigiert wird. Wenn in diesem Fall der Abweichungsbetrag von dem Soll-Kurs Lo groß ist, nimmt das Steuerverhältnis K zu, um die Lenksteuerung dominanter zu machen, kann die Steuerabsicht des Systems dem Fahrer durch Bewegung des Lenkrads 31 geeignet kommuniziert werden, und bekommt der Fahrer kein unangenehmes Gefühl. Wenn der Abweichungsbetrag von dem Soll-Kurs Lo abnimmt, nimmt das Steuerverhältnis K ab, um die Giermomentsteuerung dominant zu machen, und es wird möglich, das eigene Fahrzeug mit hoher Genauigkeit auf den Soll-Kurs zu bringen, während für den Fahrer unnötige Information vermieden wird.
Übrigens zeigen die 3 und 4 ein Beispiel einer geraden Straße, und zeigen einen Fall, wo der Vorwärtskopplungs-Lenkwinkel δtff basierend auf der Krümmung κ des Soll-Kurses Null ist.
Nun wird ein Programmprozess der von der Steuereinheit 50 durchzuführenden Soll-Kursfolgesteuerung unter Bezug auf ein Flussdiagramm von 5 beschrieben.
In dem Programmprozess der Soll-Kursfolgesteuerung wird im ersten Schritt S101, als Prozess des Fahrstraßeninformationserfassungsgeräts 50a, eine Fahrspur, auf der das eigene Fahrzeug fährt, erkannt, und wird die Mitte der Fahrspur als Soll-Kurs gesetzt. Darüber hinaus erfasst das Fahrstraßeninformationserfassungsgerät 50a die Krümmung κ des Soll-Kurses, den Abweichungsbetrag Δx zwischen dem Soll-Kurs und der eigenen Fahrzeugposition in der Breitenrichtung des eigenen Fahrzeugs 1, sowie den Abweichungsbetrag θt im Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Soll-Kurses und der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs 1 basierend auf der Positionsinformation der erkannten Fahrspurmarkierungen und der Positionsinformation des Soll-Kurses.
Dann geht der Prozess zu Schritt S102 weiter, um aus dem Abweichungsbetrag Δx des eigenen Fahrzeugs 1 festzustellen, ob die Fahrposition des eigenen Fahrzeugs 1 innerhalb der ersten Steuerzone CZ1 liegt. Im Ergebnis geht, wenn sich das eigene Fahrzeug 1 innerhalb der ersten Zone CZ1 befindet, der Prozess zu Schritt S103 weiter, wird das Steuerverhältnis K zwischen der Lenksteuerung und der Giermomentsteuerung auf K = 0 gesetzt und geht der Prozess zu Schritt S104 weiter. Hierbei ist K = 0, und ist der Korrekturlenkwinkel δth der Lenkwinkelsteuerung δth = 0.
In Schritt S104 wird das an das eigene Fahrzeug 1 anzulegende Soll-Giermoment Mz berechnet. In der vorliegenden Ausführung enthält das Soll-Giermoment Mz hauptsächlich das Giermoment Mzh, das dem Korrekturlenkwinkel δth entspricht (siehe Gleichung (6)). Der Prozess geht zu Schritt S105 weiter, um das vom dritten Motor 18 zu erzeugende Motordrehmoment Tri und das vom zweiten Motor 17 zu erzeugende Motordrehmoment Trr zu berechnen, und das Motordrehmoment Trl und das Motordrehmoment Trr werden jeweils in das dritte Motorsteuergerät 27 und das zweite Motorsteuergerät 26 eingegeben, um hierdurch die Giermomentsteuerung durchzuführen.
Die Giermomentsteuerung in der ersten Steuerzone CZ1 wird in einem Zustand durchgeführt, in dem der Soll-Kurs eine gerade Straße ist, der Vorwärtskopplungs-Lenkwinkel δtff = 0 ist oder der Vorwärtskopplungs-Lenkwinkel δtff entlang dem Soll-Kurs konstant wird, so dass in kurzer Zeit keine Bewegung des Lenkrads 31 vorliegt. Dementsprechend ist es möglich, mit natürlichem Fahrzeugverhalten dem Soll-Kurs glattgängig und genau zu folgen, ohne dem Fahrer unnötige Information zu kommunizieren und ihn zu belästigen.
Wenn andererseits in Schritt S102 die Fahrposition des eigenen Fahrzeugs 1 außerhalb der ersten Steuerzone CZ1 liegt, geht der Prozess von Schritt S102 zu Schritt S106 weiter, um das Steuerverhältnis K basierend auf dem Abweichungsbetrag Δx zu setzen. Nachdem in Schritt S107 der Soll-Lenkwinkel δt und das Soll-Giermoment Mz berechnet worden sind, wird in Schritt S108 die kooperative Steuerung der Lenksteuerung zu dem Soll-Lenkwinkel δt und die Giermomentsteuerung basierend auf dem Soll-Giermoment Mz durchgeführt.
Wenn bei der kooperativen Steuerung der Lenksteuerung und der Giermomentsteuerung der Abweichungsbetrag Δx des eigenen Fahrzeugs 1 von dem Soll-Kurs groß ist, nimmt das Steuerverhältnis K zu und wird der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, insgesamt größer als jener der Giermomentsteuerung. Im Ergebnis kann die Steuerabsicht des Systems zum Korrigieren der Abweichung von dem Zielkurs durch Bewegung des Lenkrads 31 dem Fahrer klar kommuniziert werden.
Wenn danach der Abweichungsbetrag Δx des eigenen Fahrzeugs 1 von dem Soll-Kurs abnimmt, nimmt auch das Steuerverhältnis K ab, und lässt die Bewegung des Lenkrads 31 nach, so dass die Giermomentsteuerung dominant wird. Im Ergebnis ist es möglich, eine kleine Abweichung von dem Soll-Kurs zu korrigieren, ohne den Fahrer durch unnötiges Aufmerksam-Machen zu belästigen.
Wie oben beschrieben wird in der vorliegenden Ausführung die Fahrsteuerung zum Veranlassen, dass das eigene Fahrzeug entlang dem Soll-Kurs fährt, unter Verwendung der Lenksteuerung zum Steuern des Lenksystems des eigenen Fahrzeugs sowie der Giermomentsteuerung basierend auf der Brems/Antriebskraftverteilung der Räder (zwischen den linken und rechten Rädern) durchgeführt. Wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs korrigiert wird, wird das Steuerverhältnis zwischen der Lenksteuerung und der Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung basierend auf der Querpositionsabweichung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs in der Fahrzeugbreitenrichtung des eigenen Fahrzeugs gesetzt. Das Steuerverhältnis wird so gesetzt, dass der Steueranteil der Lenksteuerung zunimmt, wenn die Querpositionsabweichung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zunimmt, wohingegen der Steueranteil der Lenksteuerung abnimmt, wenn die Querpositionsabweichung abnimmt, und der Steueranteil der Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung zunimmt.
Im Ergebnis wird, wenn die Abweichung der Querposition des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs über einen voreingestellten Bereich hinaus zunimmt, die kooperative Steuerung der Lenksteuerung und der Giermomentsteuerung durchgeführt, und wird der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, vergrößert, wodurch die Steuerabsicht des Systems dem Fahrer durch die Bewegung des Lenksystems visuell und instinktiv kommuniziert werden kann, und die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs korrigiert werden kann, ohne dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl zu geben. Wenn darüber hinaus die Abweichung der Querposition des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs in den voreingestellten Bereich fällt und abnimmt, wird die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs basierend auf einer Differenz in der Brems/Antriebskraft zwischen den Rädern hauptsächlich durch Ausführung der Giermomentsteuerung korrigiert. Im Ergebnis kann die Positionsverlagerung frühzeitig korrigiert werden, ohne dem Fahrer unnötige Information zu kommunizieren.
In der vorliegenden Ausführung ist als Beispiel das Fahrzeug mit den drei Elektromotoren beschrieben worden. Jedoch ist das Fahrzeug nicht auf das obige Fahrzeug beschränkt und es kann zum Beispiel auch ein Fahrzeug sein, das an seinen vier Rädern Radnabenmotoren aufweist, oder ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor aufweist. Es braucht daher nicht gesagt zu werden, dass die Ausführung der vorliegenden Erfindung auf ein beliebiges Fahrzeugs angewendet werden kann, insofern das Fahrzeug durch die Differenz in der Brems/Antriebskraft zwischen den rechten und linken Rädern an sich ein Giermoment anlegen kann.
Wenn, gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung, die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs korrigiert wird, wird die Steuerabsicht an der System-Seite dem Fahrer geeignet kommuniziert, und wird die Positionsverlagerung korrigiert, ohne dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl zu geben, wodurch das Fahrzeug in die Lage versetzt wird, dem Soll-Kurs genau zu folgen.
Die Steuereinheit 50 (siehe 1 und 2), die die Fahrsteuerung durchführt, um zu veranlassen, dass das eigene Fahrzeug entlang dem Verlauf des Soll-Kurses fährt, kann durch eine Schaltung implementiert werden, die zumindest eine integrierte Halbleiterschaltung enthält, wie etwa zumindest einen Prozessor (zum Beispiel eine zentrale Prozessoreinheit (CPU)), zumindest eine anwenderspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder zumindest ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA). Zumindest ein Prozessor kann konfiguriert sein, um durch Lesen von Anweisungen von zumindest einem maschinenlesbaren berührbaren Medium, alle oder einen Teil der Funktionen der Steuereinheit 50 (siehe 2) durchzuführen, einschließlich des Lenksteuergeräts 50b, des Brems/Antriebskraftsteuergeräts 50c und des Steuerverhältnissetzgeräts 50d. Ein solches Medium kann zahlreiche Formen einnehmen, einschließlich ohne Einschränkung eines beliebigen Typs von magnetischem Medium wie etwa eine Festplatte, eines beliebigen Typs von optischen Medium wie etwa CD und DVD, eines beliebigen Typs von Halbleiterspeicher (zum Beispiel Halbleiterschaltung) wie etwa einen flüchtigen Speicher und einen nichtflüchtigen Speicher. Der flüchtige Speicher kann ein DRAM und ein SRAM enthalten, und der nicht-flüchtige Speicher kann ein ROM und ein NVRAM enthalten. Die ASIC ist eine integrierte Schaltung (IC), die kundenspezifiziert ist, um alle oder einen Teil der Funktionen der in den 1 und 2 dargestellten Module durchzuführen, und das FPGA ist eine integrierte Schaltung, die ausgestaltet ist, um nach der Herstellung konfiguriert zu werden, um diese Funktionen durchzuführen.
Obwohl im Vorstehenden als Beispiel unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen einige Ausführungen der Erfindung beschrieben worden sind, ist die Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt. Es sollte sich verstehen, dass von Fachkundigen Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Die Erfindung soll solche Modifikationen und Veränderungen beinhalten, insofern sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
Ein Lenksteuergerät berechnet einen Soll-Lenkwinkel, um zu veranlassen, dass das eigene Fahrzeug entlang einem von einem Fahrstraßeninformationserfassungsgerät erfassten Soll-Kurs fährt. Das Brems/Antriebskraftsteuergerät berechnet ein Soll-Giermoment zum Korrigieren einer Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs. Ein Steuerverhältnissetzgerät setzt ein Steuerverhältnis einer kooperativen Steuerung einer Lenksteuerung und einer Giermomentsteuerung basierend auf dem Abweichungsbetrag einer Querposition des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs. Das Steuerverhältnis wird derart gesetzt, dass dann, wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ klein ist, der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, verkleinert wird, und die Giermomentsteuerung dominant ist, und wenn die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs relativ groß ist, der Anteil, den die Lenksteuerung belegt, vergrößert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018167731 A [0004]

Claims

Fahrzeugfahrsteuervorrichtung, die konfiguriert ist, um ein eigenes Fahrzeug so zu steuern, dass es entlang einem Soll-Kurs fährt, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Lenksteuergerät, das konfiguriert ist, um einen Lenksteuerbetrag zu berechnen, um zu veranlassen, dass das eigene Fahrzeug entlang dem Soll-Kurs fährt, und ein Lenksystem des eigenen Fahrzeugs auf Basis des berechneten Lenksteuerbetrags zu steuern; ein Brems/Antriebskraftsteuergerät, das konfiguriert ist, um ein an das eigene Fahrzeug anzulegendes Giermoment auf Basis eines Abweichungsbetrags des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zu berechnen und eine Brems/Antriebskraftverteilung von Rädern auf Basis des berechneten Giermoments zu steuern; und ein Steuerverhältnissetzgerät, das konfiguriert ist, um, auf Basis einer Querpositionsabweichung des eigenen Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung von dem Soll-Kurs, ein Steuerverhältnis der Lenksteuerung durch das Lenksteuergerät und der Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung durch das Brems/Antriebskraftsteuergerät zu setzen, wenn eine Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs korrigiert wird, und zu veranlassen, dass die Lenksteuerung und die Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung mit dem gesetzten Steuerverhältnis durchgeführt werden, um hierdurch die Positionsverlagerung des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zu korrigieren.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuerverhältnissetzgerät konfiguriert ist, um den Steueranteil der Lenksteuerung zu vergrößern, wenn die Querpositionsabweichung zunimmt.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Steuerverhältnissetzgerät konfiguriert ist, um den Steueranteil der Lenksteuerung zu verkleinern und einen Steueranteil der Brems/Antriebskraftverteilungssteuerung zu vergrößern, wenn die Querpositionsabweichung abnimmt.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lenksteuergerät konfiguriert ist, um den Lenksteuerbetrag auf Basis eines Vorwärtskopplungs-Lenksteuerbetrags auf Basis einer Krümmung des Soll-Kurses und einen Rückkopplungs-Lenksteuerbetrag auf der Basis des Abweichungsbetrags des eigenen Fahrzeugs von dem Soll-Kurs zu berechnen, und den Rückkopplungs-Lenksteuerbetrag gemäß dem Steuerverhältnis zu korrigieren.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Brems/Antriebskraftsteuergerät konfiguriert ist, um ein Giermoment entsprechend dem Rückkopplungs-Lenksteuerbetrag zu berechnen und das berechnete Giermoment gemäß dem Steuerverhältnis zu korrigieren.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abweichungsbetrag von dem Soll-Kurs einen Zur-Fahrspur-Gierwinkel des eigenen Fahrzeugs und die Querpositionsabweichung enthält.