DE102020108487A1

DE102020108487A1 - Fahrzeugsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020108487A1
Application number: DE102020108487.0A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Nakamura; Yosuke Hashimoto
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-10-01
Also published as: JP7188236B2; US20200307612A1; JP2020164061A; CN111824140A

Abstract

Eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (1), die ein Fahrzeug bewirkt, entlang einer Sollroute zu fahren, umfasst: eine erste Berechnungseinheit (11), die eine Gierwinkelsteuergröße berechnet, die eine Gierwinkelabweichung zwischen einem Ist-Gierwinkel des Fahrzeugs und einem Soll-Gierwinkel entsprechend der Sollroute reduziert; eine zweite Berechnungseinheit (12), die eine Lateralsteuergröße berechnet, die eine seitliche Abweichung des Fahrzeugs bezüglich der Sollroute reduziert; und eine Einstelleinheit (14), die eine erste Verstärkung der Gierwinkelsteuergröße und eine zweite Verstärkung der Lateralsteuergröße einstellt. Die Einstelleinheit reduziert die erste Verstärkung und erhöht die zweite Verstärkung an einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs, wenn eine gegenwärtige Krümmung größer wird. Die gegenwärtige Krümmung ist eine Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position oder eine Krümmung der Sollroute voraus der gegenwärtigen Position.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung.
HINTERGRUNDDISKUSSION
Es ist eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung mit einer Spurhaltetechnologie zum Steuern des Lenkens eines Fahrzeugs, so dass das Fahrzeug nicht von einer Fahrspur abweicht, bekannt. Bei der Spurhaltetechnologie wird ein Lenken derart gesteuert, dass eine seitliche Abweichung, die eine Abweichung zwischen einer Sollposition und einer Istposition (gegenwärtigen Position) eines Fahrzeugs ist, reduziert wird, beispielsweise in einer seitlichen Richtung bzw. Querrichtung senkrecht zu der Richtung, in der sich die Fahrspur erstreckt. Zum Beispiel werden in einer Spurhalteassistenzvorrichtung, die in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2009-234560 beschrieben ist, seitliche Versatzreferenzpositionen an beiden Seiten in der Breiterichtung einer Fahrspur bereitgestellt, so dass eine Steuerung gemäß einer Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug und den seitlichen Versatzreferenzpositionen geändert wird. Insbesondere gilt gemäß der Spurhalteassistenzvorrichtung, dass wenn das Fahrzeug innerhalb der seitlichen Versatzreferenzpositionen fährt, eine Steuerung ausgeführt wird, bei der einer Reduktion einer Gierwinkelabweichung eine Priorität eingeräumt wird. Wenn indessen das Fahrzeug außerhalb von den seitlichen Versatzreferenzpositionen fährt, wird eine Steuerung ausgeführt, bei der einer Reduktion der seitlichen Abweichung eine Priorität eingeräumt wird.
Jedoch gilt gemäß der vorstehend beschriebenen Spurhalteassistenzvorrichtung, dass wenn die Fahrspur eine gerade Form bzw. einen geraden Verlauf aufweist und das Fahrzeug außerhalb von den seitlichen Versatzreferenzpositionen fährt, eine Rückkopplungssteuerung bzw. -regelung derart durchgeführt wird, dass bevorzugt die seitliche Abweichung reduziert wird. In diesem Fall wird trotz der geraden Form der Fahrspur eine Beschleunigung in der Querrichtung an einen Insassen angelegt, so dass Raum für eine Verbesserung bezüglich des Fahrkomforts vorliegt.
Wenn weiterhin andererseits die Fahrspur eine Kurvenform bzw. einen Kurvenverlauf aufweist, und das Fahrzeug innerhalb von den seitlichen Versatzreferenzpositionen fährt, wird eine Rückkopplungssteuerung bzw. - regelung durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf einem Eliminieren der Gierwinkelabweichung liegt, beispielsweise auch wenn das Fahrzeug an einer Position nahe an einer seitlichen Versatzreferenzposition fährt. In diesem Fall, weil die seitliche Abweichung weniger gewichtet wird, besteht die Möglichkeit, dass das Fahrzeug nicht auf eine Sollroute (z.B. die Mitte der Fahrspur) zurückkehrt, und es besteht die Möglichkeit, dass eine Beunruhigung des Insassen verursacht wird. Das heißt, dass dies ebenfalls den Fahrkomfort des Insassen beeinträchtigt.
Daher besteht eine Notwendigkeit für eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die den Fahrkomfort eines Insassen verbessern kann, während ein Fahrzeug bewirkt wird, entlang einer Sollroute zu fahren.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung ist eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Fahrzeug zu bewirken, entlang einer Sollroute zu fahren, wobei die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung eine erste Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Gierwinkelsteuergröße zu berechnen, die eine Gierwinkelabweichung reduziert, die eine Abweichung zwischen einem Ist-Gierwinkel des Fahrzeugs und einem Soll-Gierwinkel entsprechend der Sollroute ist, eine zweite Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Lateralsteuergröße zu berechnen, die eine seitliche bzw. laterale Abweichung des Fahrzeugs bezüglich der Sollroute reduziert, und eine Einstelleinheit, die konfiguriert ist, um eine erste Verstärkung, die eine Verstärkung der Gierwinkelsteuergröße ist, und eine zweite Verstärkung, die eine Verstärkung der Lateralsteuergröße ist, einzustellen, umfasst, wobei die Einstelleinheit an einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs die erste Verstärkung reduziert und die zweite Verstärkung erhöht, wenn eine gegenwärtige Krümmung größer wird, wobei die gegenwärtige Krümmung eine Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position oder eine Krümmung der Sollroute voraus der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs ist.
Gemäß dem Aspekt dieser Offenbarung wird jede Verstärkung gemäß der gegenwärtigen Krümmung geändert. Insbesondere gilt, dass wenn die gegenwärtige Krümmung größer wird, die zweite Verstärkung erhöht wird und die Eliminierung der seitlichen Abweichung in den Vordergrund gestellt (priorisiert) wird, und die erste Verstärkung reduziert wird und die Priorität der Eliminierung der Gierwinkelabweichung herabgesetzt wird. Mit anderen Worten gilt, dass wenn die gegenwärtige Krümmung kleiner wird, die erste Verstärkung erhöht wird und die Eliminierung der Gierwinkelabweichung in den Vordergrund gestellt (priorisiert) wird, und die zweite Verstärkung reduziert wird und die Priorität der Eliminierung der seitlichen Abweichung herabgesetzt wird.
Wenn beispielsweise die Fahrspur eine gerade Form aufweist, d.h., wenn die gegenwärtige Krümmung klein ist, wird die zweite Verstärkung reduziert und die Lateralsteuergröße wird reduziert. Daher wird eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unterbunden. Weil die Notwendigkeit zum Fahren direkt auf der Sollroute relativ niedrig ist, wenn entlang der Fahrspur mit einer geraden Form gefahren wird, wird der Fahrkomfort des Insassen durch Unterbinden einer Änderung in der Fahrzeugposition und Unterbinden einer Querbeschleunigung verbessert. Indessen wird das Fahren des Fahrzeugs entlang der Sollroute durch die Gierwinkelsteuergröße, die größer wird, und die Lateralsteuergröße, die kleiner wird, als bevor die Verstärkung geändert wird, beibehalten. Wie vorstehend beschrieben gilt, dass wenn die Fahrspur näher an einer geraden Linie liegt, die Stabilität einer Geradeausfahrt über die Eliminierung der seitlichen Abweichung priorisiert wird, und der Fahrkomfort des Insassen verbessert wird.
Weiterhin, wenn beispielsweise die Krümmung der Fahrspur steil ist, d.h., wenn die gegenwärtige Krümmung groß ist, wird die zweite Verstärkung erhöht und die Lateralsteuergröße erhöht. Daher wird einer Annäherung zur Sollroute Priorität eingeräumt, und das Auftreten einer Beunruhigung des Insassen während einer Kurvenfahrt wird unterbunden. Wie vorstehend beschrieben, wenn die gegenwärtige Krümmung groß ist, wird eine Steuerung zum zuverlässigeren Unterbinden des Abweichens des Fahrzeugs von der Spur ausgeführt. Gemäß dieser Offenbarung ist es möglich, den Fahrkomfort des Insassen zu verbessern, während das Fahrzeug bewirkt wird, entlang der Sollroute zu fahren.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung kann weiterhin eine Bezugseinheit umfassen, die konfiguriert ist, eine Frontkrümmung, die eine Krümmung der Sollroute voraus der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung ist, zu beziehen, und die Einstelleinheit kann die erste Verstärkung reduzieren und die zweite Verstärkung erhöhen, wenn eine Differenz zwischen der Frontkrümmung und der gegenwärtigen Krümmung größer wird, bis das Fahrzeug die Sollroute entsprechend der Frontkrümmung erreicht, wenn die durch die Bezugseinheit bezogene Frontkrümmung größer ist als die gegenwärtige Krümmung.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung kann weiterhin eine Bezugseinheit umfassen, die konfiguriert ist, um eine Frontrichtung, die eine Richtung der Sollroute voraus der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung ist, zu beziehen, und die Einstelleinheit kann die erste Verstärkung reduzieren und die zweite Verstärkung erhöhen, bis das Fahrzeug die Sollroute entsprechend der Frontrichtung erreicht, wenn die durch die Bezugseinheit bezogene Frontrichtung entgegengesetzt einer Richtung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position ist.
Figurenliste
Die vorstehenden und zusätzlichen Merkmale und Eigenschaften dieser Offenbarung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Berücksichtigung der Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen besser ersichtlich, wobei gilt:

1 ist eine Konfigurationsdarstellung einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 ist eine Darstellung, die ein erstes Kennfeld und ein zweites Kennfeld des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
3 ist eine konzeptuelle Darstellung zum Erläutern einer Verstärkungsänderungssteuerung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels;
4 ist eine konzeptuelle Darstellung zum Erläutern einer ersten spezifischen Steuerung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels;
5 ist eine konzeptuelle Darstellung zum Erläutern einer zweiten spezifischen Steuerung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels; und
6 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Ablaufs der gesamten Steuerung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend wird ein hierin offenbartes Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Jede in der Beschreibung verwendete Zeichnung ist eine konzeptuelle Darstellung. Weiterhin, wenn dies in dieser Spezifikation nicht anderweitig spezifiziert ist, bedeutet ein „Fahrzeug“ ein eigenes Fahrzeug bzw. Gegenstandsfahrzeug.
(Gesamtkonfiguration des Fahrzeugs)
Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst das Fahrzeug eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, eine Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2, einen Radgeschwindigkeitssensor 31, Beschleunigungssensoren 32 und 33, einen Gierratensensor 34, eine Bremssteuerungsvorrichtung 4, eine Vorderradlenkwinkelsteuerungsvorrichtung 5, eine Hinterradlenkwinkelsteuerungsvorrichtung 6, eine EPS-Steuerungsvorrichtung 7 und eine Navigationsvorrichtung 8.
Die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 umfasst eine Kamera 21, die ein Bild eines Bereichs voraus des Fahrzeugs aufnimmt. Die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 sendet Informationen bezüglich einer Spur und einer Position des Fahrzeugs an die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 basierend auf Bilddaten der Kamera 21. Eine Fahrspur kann aus den Bilddaten der Kamera 21 durch ein bekanntes Verfahren spezifiziert werden. Die Fahrspur wird innerhalb eines abgebildeten Bereichs beispielsweise durch Erfassen von Daten, die eine weiße Linie auf einer Straße angeben, die in den Bilddaten enthalten ist, spezifiziert. Weiterhin berechnet die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 die Krümmung der Fahrspur jedes Mal, wenn die Fahrspur erfasst wird. Die Krümmung wird in jedem vorbestimmten Intervall entlang der Mitte der Fahrspur berechnet. Die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 kann beispielsweise eine Stereokamera oder ein „Light Detection and Ranging (LIDAR)“ zusätzlich zur Kamera 21 umfassen.
Der Radgeschwindigkeitssensor 31 ist ein Sensor, der an jedem Rad bereitgestellt ist, um eine Radgeschwindigkeit bzw. Drehzahl zu erfassen. Zum Beispiel kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf jeder Radgeschwindigkeit berechnet werden. Der Beschleunigungssensor 32 ist ein Sensor, der eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs erfasst. Der Beschleunigungssensor 33 ist ein Sensor, der eine Querbeschleunigung (seitliche Beschleunigung) des Fahrzeugs erfasst. Der Gierratensensor 34 ist ein Sensor, der eine Gierrate (Ist-Gierrate) des Fahrzeugs erfasst. Die durch die verschiedenen Sensoren 31 bis 34 erfassten Informationen werden an die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 gesendet.
Die Bremssteuerungsvorrichtung 4 ist eine Vorrichtung, die eine an jedem Rad erzeugte Bremskraft steuert. Die Bremssteuerungsvorrichtung 4 kann beispielsweise den Hydraulikdruck eines Radzylinders, der für jedes Rad bereitgestellt ist, anpassen, um eine unterschiedliche Bremskraft für jedes Rad zu erzeugen. Die Vorderradlenkwinkelsteuerungsvorrichtung 5 ist eine Vorrichtung, die einen Lenkwinkel von Vorderrädern steuert. Die Hinterradlenkwinkelsteuerungsvorrichtung 6 ist eine Vorrichtung, die einen Lenkwinkel von Hinterrädern steuert. Das heißt, dass das Fahrzeug des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels eine Vierradlenkkonfiguration aufweist, bei der die Lenkwinkel von allen vier Rädern gesteuert werden können. Die EPS-Steuerungsvorrichtung 7 ist eine Servolenkungssteuerungsvorrichtung, und steuert eine Unterstützungskraft (Lenkbelastung) für eine Lenkoperation des Fahrers. Die Navigationsvorrichtung 8 weist eine GPS-Funktion, die dazu fähig ist, eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs zu erfassen, und Karteninformationen auf.
(Fahrzeugsteuerungsvorrichtung)
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 ist eine Steuerungsvorrichtung zum Bewirken des Fahrzeugs, um entlang einer Sollroute zu fahren. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist durch eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) mit einer CPU oder einem Speicher konfiguriert. Insbesondere umfasst die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 einen oder mehrere Prozessoren, und führt verschiedene Steuerungen, die später beschrieben werden, durch eine Operation des/der Prozessors/Prozessoren aus. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Sollrouteneinstelleinheit 10, eine erste Berechnungseinheit 11, eine zweite Berechnungseinheit 12, eine Krümmungsbezugseinheit (entsprechend einer „Bezugseinheit“) 13, eine Einstelleinheit 14 und eine Sollwertberechnungseinheit 15.
Die Sollrouteneinstelleinheit 10 stellt eine Sollroute bezüglich einer Fahrspur basierend auf Spurinformationen und Fahrzeugpositionsinformationen, die von der Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 gesendet werden, ein. Die Sollrouteneinstelleinheit 10 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels stellt die Mitte der Fahrspur als die Sollroute ein. Die Sollrouteneinstelleinheit 10 speichert die in jedem vorbestimmten Intervall durch die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 berechnete Krümmung. Die Krümmung kann auch nicht durch die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 berechnet werden, sondern kann durch die Sollrouteneinstelleinheit 10 berechnet werden.
Die erste Berechnungseinheit 11 berechnet eine Gierwinkelsteuergröße, die eine Gierwinkelabweichung reduziert, die eine Abweichung zwischen einem Ist-Gierwinkel, des Fahrzeugs und einem Soll-Gierwinkel entsprechend der Sollroute ist. Der Ist-Gierwinkel ist ein Winkel, der zwischen einer Referenzachse entsprechend der Fahrspur und der Längsachse des Fahrzeugs gebildet ist, und wird basierend auf den Informationen von der Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 berechnet. Der Soll-Gierwinkel ist ein Sollwert des Gierwinkels, der basierend auf der Sollroute berechnet wird.
Die zweite Berechnungseinheit 12 berechnet eine Lateralsteuergröße, die eine seitliche Abweichung des Fahrzeugs von der Sollroute reduziert. Die seitliche Abweichung ist eine Differenz zwischen einer Istposition (gegenwärtigen Position) des Fahrzeugs und einer Sollposition, die eine Position des Fahrzeugs auf der Sollroute in der Querrichtung senkrecht zur Sollroute ist. Die Istposition des Fahrzeugs wird basierend auf den Informationen von der Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 berechnet. Die Sollposition wird basierend auf den Informationen von der Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 und der Sollroute berechnet.
Die Krümmungsbezugseinheit 13 bezieht eine Frontkrümmung, die eine Krümmung der Sollroute ist, die in einem vorbestimmten Bereich voraus des Fahrzeugs unter den durch die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 berechneten Krümmungen enthalten ist. Der vorbestimmte Bereich ist ein voreingestellter vorgegebener Bereich auf der Fahrspur, der voraus in einer vorbestimmten Distanz von dem Fahrzeug eingestellt ist. Der vorbestimmte Bereich kann gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert werden. Zum Beispiel kann der vorbestimmte Bereich auf einen weiteren Bereich eingestellt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist. Weiterhin kann der vorbestimmte Bereich auf einen Bereich weiter voraus eingestellt sein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist. Der vorbestimmte Bereich kann innerhalb eines Abbildungsbereichs der Kamera 21 eingestellt sein. Weiterhin kann der vorbestimmte Bereich basierend auf der gegenwärtigen Position in den Karteninformationen der Navigationsvorrichtung 8, und dergleichen, eingestellt sein.
Die Krümmungsbezugseinheit 13 bezieht eine Frontkrümmung von der Sollrouteneinstelleinheit 10. Wenn das Fahrzeug eine Sollroute entsprechend der Frontkrümmung erreicht, wird ein als die Frontkrümmung durch die Krümmungsbezugseinheit 13 bezogener Wert als die Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position eingestellt. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs als „gegenwärtige Krümmung“ definiert. Die Frontkrümmung ist die Krümmung der Sollroute voraus der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung.
Insbesondere gilt im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass basierend auf der Distanz bzw. dem Abstand zwischen der Sollroute (vorbestimmter Bereich) entsprechend der Frontkrümmung und dem Fahrzeug bestimmt wird, ob das Fahrzeug die Sollroute entsprechend der Frontkrümmung erreicht hat oder nicht. Das heißt, dass nachdem die Frontkrümmung bezogen wird, wenn die Distanz zwischen der Sollroute entsprechend der bezogenen Frontkrümmung in der Sollroute enthalten ist, und die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einem Schwellenwert wird, stellt die Krümmungsbezugseinheit 13 oder die Einstelleinheit 14 einen als die Frontkrümmung bezogenen Wert als die gegenwärtige Krümmung ein. Wenn der Schwellenwert auf Null eingestellt ist, entspricht die gegenwärtige Krümmung der Sollroute der Fahrspur, auf der das Fahrzeug gegenwärtig fährt. Das heißt, dass wenn der Schwellenwert Null ist und das Fahrzeug die Sollroute entsprechend der Frontkrümmung erreicht, der als die Frontkrümmung bezogene Wert als die gegenwärtige Krümmung eingestellt wird. Wenn indessen der Schwellenwert auf einen Wert größer als Null eingestellt ist, entspricht die gegenwärtige Krümmung der Krümmung der Sollroute, auf der das Fahrzeug von nun an fahren wird. Das heißt, dass wenn der Schwellenwert größer ist als Null, die gegenwärtige Krümmung die Krümmung der Sollroute voraus des Schwellenwerts von der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs ist. Daher ist die gegenwärtige Krümmung in diesem Fall die Krümmung der Sollroute der Fahrspur zwischen der Fahrspur, die in dem vorbestimmten Bereich enthalten ist, und der Fahrspur, auf der das Fahrzeug gegenwärtig fährt. Wenn der Schwellenwert größer ist als Null, wird der Schwellenwert beispielsweise als ein Wert, der sich gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, oder als ein konstanter Wert eingestellt. Wie vorstehend beschrieben ist die gegenwärtige Krümmung die Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs oder die Krümmung der Sollroute voraus der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs gemäß der Einstellung des Schwellenwerts. Die gegenwärtige Krümmung kann auf die Krümmung der Sollroute, die in der Sollroute von der gegenwärtigen Position zu dem vorbestimmten Bereich enthalten ist, eingestellt sein. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, dass weil eine Beschreibung unter Verwendung eines Beispiels bereitgestellt wird, in dem der Schwellenwert auf Null eingestellt ist, die gegenwärtige Krümmung die Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs ist. Die Funktion der Krümmungsbezugseinheit 13 kann in der Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 integriert sein.
Die Einstelleinheit 14 stellt eine erste Verstärkung k1, die eine Verstärkung der Gierwinkelsteuergröße ist, und eine zweite Verstärkung k2, die eine Verstärkung der Lateralsteuergröße ist, ein. Details der Einstelleinheit 14 werden später beschrieben.
Die Sollwertberechnungseinheit 15 berechnet einen Steuerungssollwert zu einem vorbestimmten Abtastzyklus basierend auf verschiedenen Informationselementen. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 sendet eine Steuerungsanweisung an mindestens eine, der Bremssteuerungsvorrichtung 4, der Vorderradlenkwinkelsteuerungsvorrichtung 5, der Hinterradlenkwinkelsteuerungsvorrichtung 6 und der EPS-Steuerungsvorrichtung 7, gemäß einer Situation basierend auf dem berechneten Steuerungssollwert. Der Steuerungssollwert des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist ein Wert entsprechend einer Soll-Gierrate. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 führt eine Vorwärts- bzw. „Feed-Forward“-Steuerung abhängig von der Soll-Gierrate, oder eine Rückkopplungssteuerung bzw. -regelung zum Annähern einer Ist-Gierrate, um nahe der Soll-Gierrate zu sein, aus.
Der Steuerungssollwert entspricht beispielsweise eine Gesamtsteuergröße, die durch Aufsummieren einer Gierwinkelsteuergröße, die durch Multiplizieren eines Funktionswerts f(Θ) bezüglich der Gierwinkelabweichung mit der ersten Verstärkung k1 erhalten wird, einer Lateralsteuergröße, die durch Multiplizieren eines Funktionswerts f(D) bezüglich der seitlichen Abweichung mit der zweiten Verstärkung k2 erhalten wird, und einer Kurvenfahrsteuergröße, die durch Multiplizieren eines Funktionswerts f(R) bezüglich des gegenwärtigen Kurvenfahrradius des Fahrzeugs mit einer dritten Verstärkung k3 erhalten wird, erhalten wird (Steuerungssollwert = k1 × f(Θ) + k2 × f(D) + k3 × f(R)). Jede der Verstärkungen k1, k2 und k3 ist ein einen Wert eingestellt, der größer oder gleich Null ist.
Der Funktionswert f(R) bezüglich des Kurvenfahrradius wird durch eine Formel berechnet, die im Allgemeinen als Kurvenfahrsteuerung durch Dividieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V durch einen Wert, der durch Multiplizieren des Kurvenfahrradius R mit einer Ganzzahl z1 erhalten wird (f(R) = V/(z1 × R)). Weiterhin wird der Funktionswert f(Θ) bezüglich der Gierwinkelabweichung durch eine Formel berechnet, die im Allgemeinen in der Spurhaltetechnologie verwendet wird, beispielsweise durch Multiplizieren der Gierwinkelabweichung Θ mit einer Ganzzahl z2 (f(Θ) = z2 × Θ). Weiterhin wird der Funktionswert f(D) bezüglich der seitlichen Abweichung ebenfalls mit einer Formel berechnet, die im Allgemeinen in der Spurhaltetechnologie verwendet wird, beispielsweise durch Dividieren eines Werts, der durch Multiplizieren der seitlichen Abweichung D mit einer Ganzzahl z3 erhalten wird, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V (f(D) = z3 × D/V). Aus dem berechneten Steuerungssollwert kann eine Lenkwinkelsteuergröße beispielsweise basierend auf dem Konzept eines allgemeinen Zweiradmodells berechnet werden.
(Verstärkungsänderungssteuerung)
Die Einstelleinheit 14 reduziert die erste Verstärkung k1 und erhöht die zweite Verstärkung k2 an der gegenwärtigen Position, wenn die gegenwärtige Krümmung, die die Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs ist, größer wird. Nachstehend wird diese Steuerung ebenfalls als „Verstärkungsänderungssteuerung“ bezeichnet. Man kann sagen, dass die Verstärkungsänderungssteuerung eine Steuerung ist, die an der gegenwärtigen Position die erste Verstärkung k1 erhöht und die zweite Verstärkung k2 reduziert, wenn die gegenwärtige Krümmung kleiner wird.
Die Einstelleinheit 14 speichert, wie beispielsweise in 2 veranschaulicht ist, ein erstes Kennfeld, das eine Beziehung zwischen der ersten Verstärkung k1 und der gegenwärtigen Krümmung angibt, und ein zweites Kennfeld, das eine Beziehung zwischen der zweiten Verstärkung k2 und der gegenwärtigen Krümmung angibt. In 2 kann die Grenze bezüglich dessen, ob die Fahrspur geradeaus verläuft oder eine Kurve aufweist, auf c0 eingestellt sein. Die gegenwärtige Krümmung entspricht dem Reziproken des „Kurvenfahrradius entlang der Sollroute“ an der gegenwärtigen Position. Mit anderen Worten hat „je größer die gegenwärtige Krümmung ist“ die gleiche Bedeutung wie „je kleiner der Kurvenfahrradius auf der gegenwärtigen Sollroute ist“.
Die Einstelleinheit 14 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels stellt die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 basierend auf der Frontkrümmung, die durch die Krümmungsbezugseinheit 13 bezogen wird, ein. Das heißt, dass die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung k1 reduziert und die zweite Verstärkung k2 erhöht, wenn das Fahrzeug in dem vorbestimmten Bereich entsprechend der Frontkrümmung fährt, wenn die Frontkrümmung größer wird. Wie vorstehend beschrieben ist, ändert die Einstelleinheit 14 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels die erste Verstärkung k1 und die zweite Verstärkung k2 an der gegenwärtigen Position unter Verwendung der zuvor bezogenen Frontkrümmung. Wenn die Frontkrümmung gleich der gegenwärtigen Krümmung ist, werden die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 beibehalten. Ein Prozess zum Beziehen der gegenwärtigen Krümmung ist nicht auf das Vorstehende beschränkt.
Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist der Zeitpunkt, zu dem die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 geändert werden, der Zeitpunkt, zu dem die Frontkrümmung als die gegenwärtige Krümmung erkannt wird. Das heißt, dass der Zeitpunkt, zu dem die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 geändert werden, der Zeitpunkt ist, zu dem das Fahrzeug in dem vorbestimmten Bereich entsprechend der Frontkrümmung fährt, nachdem die Frontkrümmung bezogen wird. Zum Beispiel gilt in einem Fall einer Fahrspur, in der die Krümmung gleichförmig ansteigt, wie eine Klothoidkurve, dass die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 kontinuierlich geändert werden. Die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 können graduell geändert werden, beispielsweise von dem Zeitpunkt, wenn die Frontkrümmung bezogen wird, zu dem Zeitpunkt, wenn die Frontkrümmung zu der gegenwärtigen Krümmung umgestellt wird. Das heißt, als Ergebnis, dass die Einstelleinheit 14 die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 derart einstellt, dass an der gegenwärtigen Position je größer die gegenwärtige Krümmung ist, desto kleiner die erste Verstärkung k1 ist und desto größer die zweite Verstärkung k2 ist.
Hierin wird die Verstärkungsänderungssteuerung unter Verwendung eines konzeptuellen Beispiels beschrieben. Zum Beispiel, wie in 3 veranschaulicht ist, wird angenommen, dass die erste Verstärkung k1 10 ist, und die zweite Verstärkung k2 10 ist, wenn das Fahrzeug entlang einer Kurve mit einer Krümmung c1 fährt. Anschließend, wenn sich das Fahrzeug vorwärtsbewegt und entlang einer Kurve mit einer Krümmung von c2 (c1 < c2) größer als c1 fährt, wird beispielsweise die erste Verstärkung k1 8, und die zweite Verstärkung k2 wird 12, durch die Verstärkungsänderungssteuerung der Einstelleinheit 14. Die numerischen Werte der Verstärkungen in den 3 bis 5 sind numerische Werte zur konzeptuellen Erläuterung.
(Erste spezifische Steuerung)
Wenn die durch die Krümmungsbezugseinheit 13 bezogene Frontkrümmung größer ist als die gegenwärtige Krümmung, reduziert die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung und erhöht die zweite Verstärkung, wenn die Differenz zwischen der Frontkrümmung und der gegenwärtigen Krümmung größer wird, bis das Fahrzeug die Sollroute (einen vorbestimmten Bereich) entsprechend der Frontkrümmung erreicht. Nachstehend wird diese Steuerung ebenfalls als „erste spezifische Steuerung“ bezeichnet, und die Differenz zwischen der Frontkrümmung und der gegenwärtigen Krümmung, wenn die Frontkrümmung größer ist als die gegenwärtige Krümmung, wird ebenfalls als „Krümmungsdifferenz“ bezeichnet.
Wenn erfasst wird, dass die Krümmungsdifferenz größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, reduziert die Einstelleinheit 14 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels die erste Verstärkung und erhöht die zweite Verstärkung, bis das Fahrzeug den vorbestimmten Bereich von der Erfassungsposition erreicht. Wenn die Krümmungsdifferenz größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, ändert die Einstelleinheit 14 basierend auf einer Änderungsgröße (Korrekturgröße) von jeder Verstärkung, die gemäß der Krümmungsdifferenz eingestellt ist, die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2, die gegenwärtig eingestellt sind, gemäß der gegenwärtigen Krümmung. Die Einstelleinheit 14 ändert die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 um die vorbestimmte Änderungsgröße zu einem Zeitpunkt, bis das Fahrzeug den vorbestimmten Bereich erreicht, oder ändert die Verstärkungen graduell, bis die Verstärkungen die vorbestimmte Änderungsgröße erreichen. Der Zeitpunkt, zu dem eine Änderung in den jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 in der ersten spezifischen Steuerung initiiert wird, ist beispielsweise auf einen Zeitpunkt eingestellt, zu dem die Einstelleinheit 14 erfasst (bestimmt), dass die Krümmungsdifferenz größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.
Hierin wird die erste spezifische Steuerung unter Verwendung eines konzeptuellen Beispiels beschrieben. Zum Beispiel, wie in 4 veranschaulicht ist, stellt die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung k1 auf 10 und die zweite Verstärkung k2 auf 10, auf einer Fahrspur mit einer Krümmung c1, ein. Hierbei, wenn erfasst wird, dass die Krümmungsdifferenz (hier die Differenz zwischen c1 und c2) größer oder gleich einem Schwellenwert ist, während das Fahrzeug auf der Fahrspur mit der Krümmung c1 fährt, stellt die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung k1 auf einen Wert kleiner als 10 ein, und stellt die zweite Verstärkung k2 auf einen Wert größer als 10 ein, bevor sich die gegenwärtige Krümmung auf c2 ändert. In diesem Fall, wenn beispielsweise erfasst wird, dass die Krümmungsdifferenz größer oder gleich dem Schwellenwert ist, wird die erste Verstärkung k1 auf einen Wert kleiner als 10 eingestellt (z.B. die Änderungsgröße = 1 und k1 = 9), und die zweite Verstärkung k2 wird auf einen Wert größer als 10 geändert (z.B. die Änderungsgröße = 1 und k2 = 11). Dann ändert die Einstelleinheit 14 die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 nach der ersten spezifischen Steuerungsänderung auf die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 entsprechend der Krümmung c2, wenn die gegenwärtige Krümmung c2 wird. In diesem Beispiel wird die erste Verstärkung k1 reduziert und die zweite Verstärkung k2 erhöht, wenn die Krümmungsdifferenz einen oder mehrere eingestellte Schwellenwerte übersteigt.
(Zweite spezifische Steuerung)
Wenn die Richtung der Sollroute entsprechend der Frontkrümmung, die durch die Krümmungsbezugseinheit 13 bezogen wird, entgegengesetzt der Richtung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung ist, reduziert die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung k1 und erhöht die zweite Verstärkung k2, bis das Fahrzeug den vorbestimmten Bereich entsprechend der Frontkrümmung erreicht. Nachstehend wird diese Steuerung ebenfalls als „zweite spezifische Steuerung“ bezeichnet. Die Richtung einer Route ist eine Kurvenfahrrichtung des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug auf der Route fährt, und kann durch im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn repräsentiert werden. Ferner ist die Richtung der Route äquivalent zu der Richtung der Sollroute. Bezüglich einer arithmetischen Operation der Vorrichtung, wird ein Plus-Vorzeichen einer Krümmung gegen den Uhrzeigersinn zugewiesen, und ein Minus-Vorzeichen wird einer Krümmung im Uhrzeigersinn zugewiesen, jedoch ist der Betrag der Krümmung der Betrag des Absolutwerts der Krümmung. Die Einstelleinheit 14 bestimmt die Richtung der Route basierend darauf, ob die berechnete Krümmung ein Plus-Vorzeichen oder ein Minus-Vorzeichen aufweist. Wie vorstehend beschrieben bezieht die Krümmungsbezugseinheit 13 die „Frontrichtung“, die die Richtung der Sollroute voraus der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung ist. Mit anderen Worten bezieht die Krümmungsbezugseinheit 13 die Frontrichtung, die die Richtung der Sollroute ist, die in dem vorbestimmten Bereich voraus des Fahrzeugs enthalten ist. Dann, wenn die durch die Krümmungsbezugseinheit 13 bezogene Frontrichtung entgegengesetzt zu der Richtung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position ist, reduziert die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung und erhöht die zweite Verstärkung, bis das Fahrzeug die Sollroute entsprechend der Frontrichtung erreicht. Die Einstelleinheit 14 oder die Krümmungsbezugseinheit 13 kann Informationen bezüglich der Richtung der Route basierend auf den Bildgebungsdaten und den Karteninformationen beziehen. Nachstehend wird die Richtung der Route ebenfalls als „die Richtung der Krümmung“ bezeichnet.
Hierin wird eine zweite spezifische Steuerung unter Verwendung eines konzeptuellen Beispiels beschrieben. Zum Beispiel, wie in 5 veranschaulicht ist, wenn das Fahrzeug auf einer Spur mit der Krümmung c1 fährt, und erfasst wird, dass die Krümmung der Spur (Frontkrümmung c3), die sich in die entgegengesetzte Richtung zur Krümmung c1 krümmt, führt die Einstelleinheit 14 die zweite spezifische Steuerung aus. Das heißt, in diesem Beispiel, bevor der als die Frontkrümmung c3 eingestellte Wert als die gegenwärtige Krümmung eingestellt wird, wird zu dem Zeitpunkt, zu dem erfasst wird, dass die Richtungen der Krümmungen einander entgegengesetzt sind, die erste Verstärkung k1 auf einen Wert kleiner als 10 geändert (z.B. die Änderungsgröße = 1 und k1 = 9) und die zweite Verstärkung k2 wird auf einen Wert größer als 10 geändert (z.B. die Änderungsgröße = 1 und k1 = 11). Dann ändert die Einstelleinheit 14 die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 nach der zweiten spezifischen Steuerungsänderung auf die jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 entsprechend der Krümmung c3, wenn die gegenwärtige Krümmung c3 wird. Man kann sagen, dass die erste spezifische Steuerung und die zweite spezifische Steuerung Steuerungen zum Korrigieren der Verstärkungen in einer spezifischen Situation sind.
Zusammenfassend wird ein Ablauf der gesamten Steuerung bezüglich der Verstärkungseinstellung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf 6 beschrieben. Wenn die Frontkrümmung bezogen wird (S101), bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, ob die Richtung der gegenwärtigen Krümmung und die Richtung der Frontkrümmung gleich sind oder nicht (S102). Wenn die Richtungen gleich sind (S102: JA), bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, ob die Frontkrümmung kleiner oder gleich der gegenwärtigen Krümmung ist oder nicht (S103). Wenn die Frontkrümmung kleiner oder gleich der gegenwärtigen Krümmung ist (S103: JA), bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, ob das Fahrzeug einen vorbestimmten Bereich entsprechend der in S101 bezogenen Frontkrümmung erreicht hat oder nicht (S104). Wenn das Fahrzeug den vorbestimmten Bereich erreicht hat (S104: JA), erkennt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Frontkrümmung als die gegenwärtige Krümmung, und führt die Verstärkungsänderungssteuerung aus (S105).
Wenn indessen die Richtung der gegenwärtigen Krümmung sich von der Richtung der Frontkrümmung unterscheidet (S102: NEIN), führt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die zweite spezifische Steuerung aus (S106). Nach Ausführung der zweiten spezifischen Steuerung bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, ob das Fahrzeug einen vorbestimmten Bereich erreicht hat oder nicht (S104). Weiterhin, wenn die Frontkrümmung größer ist als die gegenwärtige Krümmung (S103: NEIN), bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, ob die Differenz zwischen den beiden kleiner ist als ein Schwellenwert oder nicht (S107). Wenn die Differenz größer oder gleich dem Schwellenwert ist (S107: NEIN), führt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die erste spezifische Steuerung aus (S108). Wenn die Differenz kleiner ist als der Schwellenwert (S107: JA), oder nach Ausführung der ersten spezifischen Steuerung, bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, ob das Fahrzeug den vorbestimmten Bereich erreicht hat oder nicht (S104). Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 wiederholt eine solche Steuerung zu einem vorbestimmten Zyklus.
(Effekte)
Gemäß der Verstärkungsänderungssteuerung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels wird eine Spurhaltesteuerung unter Berücksichtigung des Fahrkomforts des Insassen durch Einstellen der jeweiligen Verstärkungen k1 und k2 gemäß der gegenwärtigen Krümmung ermöglicht. Insbesondere gilt, dass wenn die gegenwärtige Krümmung größer wird, die zweite Verstärkung k2 erhöht wird, und die Eliminierung der seitlichen Abweichung in den Vordergrund gesetzt wird (priorisiert wird), und die erste Verstärkung k1 wird reduziert, und die Priorität der Eliminierung der Gierwinkelabweichung wird verringert. Mit anderen Worten, wenn die gegenwärtige Krümmung kleiner wird, wird die erste Verstärkung k1 erhöht, so dass die Eliminierung der Gierwinkelabweichung in den Vordergrund gesetzt wird (priorisiert wird). Zusätzlich wird die zweite Verstärkung k2 reduziert, so dass die Priorität der Eliminierung der seitlichen Abweichung herabgesetzt wird.
Wenn zum Beispiel die Fahrspur eine gerade Form aufweist, d.h., wenn die gegenwärtige Krümmung klein ist, wird die zweite Verstärkung k2 reduziert und die Lateralsteuergröße wird reduziert. Daher wird eine seitliche Beschleunigung bzw. Querbeschleunigung des Fahrzeugs unterbunden. Weil die Notwendigkeit zum Fahren direkt oberhalb der Fahrtroute relativ niedrig ist, wenn die Fahrspur eine gerade Form aufweist, wird der Fahrkomfort des Insassen durch Unterbinden einer Änderung der Fahrzeugposition und Unterbinden einer seitlichen Beschleunigung bzw. Querbeschleunigung verbessert. Indessen wird das Fahren des Fahrzeugs entlang der Sollroute durch die Gierwinkelsteuergröße, die größer ist, und die Lateralsteuergröße, die kleiner ist, als vor der Änderung der Verstärkung, beibehalten. Wie vorstehend beschrieben, wenn die Fahrspur näher an einer geraden Linie ist, wird die Stabilität des Geradeausfahrens über die Eliminierung der zeitlichen Abweichung priorisiert, und der Fahrkomfort des Insassen wird verbessert.
Weiterhin, wenn zum Beispiel die Kurve der Fahrspur steil ist, d.h., wenn die gegenwärtige Krümmung groß ist, wird die zweite Verstärkung k2 erhöht, und die Lateralsteuergröße wird erhöht. Daher wird eine Priorität zum Annähern der Sollroute eingeräumt, und das Auftreten einer Beunruhigung des Insassen während einer Kurvenfahrt wird unterbunden. Wie vorstehend beschrieben, wenn die gegenwärtige Krümmung groß ist, wird eine Steuerung zum zuverlässigeren Unterbinden, dass das Fahrzeug von der Fahrspur abweicht, ausgeführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Fahrkomfort des Insassen zu verbessern, während das Fahrzeug bewirkt wird, entlang der Sollroute zu fahren.
Ferner, gemäß der ersten spezifischen Steuerung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels, wenn die Krümmungsdifferenz groß ist, wird die Eliminierung der seitlichen Abweichung in den Vordergrund gesetzt (priorisiert). Daher kann die Position des Fahrzeugs die Sollroute annähern, bevor die Kurve der Fahrspur steil wird. Das heißt, dass das Fahrzeug in eine Kurve mit einer relativ großen Krümmung in einem Zustand eintreten kann, in dem die Fahrzeugposition nahe an der Sollroute ist (zum Beispiel, ein Zustand, in dem sich das Fahrzeug in der Mitte der Spur befindet, oder ein Zustand, in dem sich das Fahrzeug nahe der Mitte der Spur befindet), so dass das Fahrzeug stabiler eine Kurvenfahrt durchführen kann.
Weiterhin, gemäß der zweiten spezifischen Steuerung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels, wenn sich die Frontkurve in die entgegengesetzte Richtung zu der gegenwärtigen Kurve krümmt, wird der Eliminierung der seitlichen Abweichung Priorität eingeräumt. Daher kann die Position des Fahrzeugs die Sollroute annähern, bevor das Fahrzeug in eine Kurve eintritt, die sich in die entgegengesetzte Richtung krümmt. Das heißt, dass das Fahrzeug in eine Kurve, die sich in die entgegengesetzte Richtung krümmt, in einem Zustand eintreten kann, in dem sich die Fahrzeugposition nahe an der Sollroute befindet, so dass das Fahrzeug eine Kurvenfahrt stabiler durchführen kann.
Weiterhin, im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, weil das Fahrzeug eine Vierradlenkkonfiguration aufweist, kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Fahrzeughaltung stabilisieren, während das Fahrzeug bewirkt wird, entlang der Sollroute zu fahren, durch Steuern des Lenkwinkels von vier Rädern. Ferner können beispielsweise die Vorderräder und die Hinterräder in der gleichen Phase oder in entgegengesetzten Phasen gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert werden. Wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, werden die Vorderräder und die Hinterräder in der gleichen Phase gesteuert (die Richtungen der Lenkwinkel sind die gleichen), um das Verhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren. Wenn indessen die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner wird als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, werden die Vorderräder und die Hinterräder in entgegengesetzten Phasen gesteuert (die Richtungen der Lenkwinkel sind entgegengesetzt zueinander), um effizient eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs durchzuführen. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird eine Kurvenfahrsteuerung durch die Vierradlenkung zusätzlich zu der Verstärkungsänderungssteuerung, der ersten spezifischen Steuerung oder der zweiten spezifischen Steuerung ausgeführt. Dies ermöglicht ein stabileres Fahren sowie ein Fahren entlang der Sollroute.
(Weiteres)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Im vorstehenden Ausführungsbeispiel, nachdem die Frontkrümmung bezogen wird, wenn die Distanz zwischen dem Fahrzeug und der Route entsprechend der bezogenen Frontkrümmung der Sollroute kleiner oder gleich einem Schwellenwert wird, ist der bezogene Wert als die Frontkrümmung gegenwärtig als die gegenwärtige Krümmung eingestellt. Jedoch kann die gegenwärtige Krümmung auf eine andere Weise eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 die jeweiligen Krümmungen einer ersten Sollroute, die in einem ersten vorbestimmten Bereich voraus des Fahrzeugs enthalten ist, und einer zweiten Sollroute, die in einem zweiten vorbestimmten Bereich voraus des ersten Bereichs enthalten ist, berechnen. Die Krümmungsbezugseinheit 13 kann die Krümmung der ersten Sollroute als die gegenwärtige Krümmung einstellen, und kann die Krümmung der zweiten Sollroute als die Frontkrümmung einstellen.
Weiterhin verwendet die Einstelleinheit 14 des vorstehenden Ausführungsbeispiels Informationen basierend auf den Bilddaten der Kamera 21 der Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2, jedoch können Informationen der Navigationsvorrichtung 8 verwendet werden (nachstehend als „Navigationsinformationen“ bezeichnet). Die Einstelleinheit 14 kann die gegenwärtige Krümmung beispielsweise basierend auf Navigationsinformationen, wie etwa Positionsinformationen oder Karteninformationen, die in der Navigationsvorrichtung 8 enthalten sind, beziehen. Das heißt, dass die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die gegenwärtige Position, die gegenwärtige Krümmung und die Frontkrümmung des Fahrzeugs basierend auf den Navigationsinformationen und/oder den Informationen der Umgebungsüberwachungsvorrichtung 2 beziehen kann. Gemäß der Navigationsvorrichtung kann beispielsweise die Einstelleinheit 14 zuvor die Sollroute zu einem Ziel und die Krümmung von jeder einer Vielzahl von Routen, die in der Sollroute enthalten sind, einstellen. Die Krümmungsbezugseinheit 13 kann beispielsweise die Krümmung einer Sollroute voraus von einer vorbestimmten Distanz von der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs (durch GPS-Funktion beziehbar), d.h., die Frontkrümmung basierend auf den Navigationsinformationen, beziehen. Ferner kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 Karteninformationen oder Konstruktionsinformationen, die von dem Server über das Internet bezogen werden, verwenden, wenn die gegenwärtige Krümmung oder die Frontkrümmung bezogen wird. Wie vorstehend beschrieben, kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die Frontkrümmung, die die Krümmung der Sollroute voraus der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung ist, durch verschiedene Verfahren beziehen.
Weiterhin kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 eingestellt sein, um nicht nur eine Lenkwinkelsteuerung auszuführen, sondern ebenso eine Bremskraftsteuerung, wenn der Steuerungssollwert größer oder gleich einem Schwellenwert ist. Wenn der Steuerungssollwert groß ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug stark von der Fahrspur abweicht, und es kann bestimmt werden, dass die Notwendigkeit hoch ist. Daher, in diesem Fall, steuert die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 nicht nur die Lenkwinkelsteuerungsvorrichtungen 5 und 6, sondern ebenso die Bremssteuerungsvorrichtung 4 basierend auf dem über die Verstärkungsänderungssteuerung berechneten Steuerungssollwert. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 steuert die Bremssteuerungsvorrichtung 4 beispielsweise derart, dass die Bremskraft des Rades an der Kurvenfahrinnenseite höher ist als die Bremskraft des Rades an der Kurvenfahraußenseite. Daher führt das Fahrzeug eine Kurvenfahrt durch, während verzögert wird, so dass das Fahrzeug die Sollroute sicherer annähern kann.
Weiterhin kann die Einstelleinheit 14 ein Kennfeld zum Bestimmen einer Verstärkung in der ersten spezifischen Steuerung speichern. Das Kennfeld kann beispielsweise ein Kennfeld sein, in dem die „gegenwärtige Krümmung“ in dem Kennfeld von 2 durch die „Krümmungsdifferenz“ ausgetauscht wird, und die „Verstärkung“ durch die „Änderungsgröße“ ausgetauscht wird. Wie vorstehend beschrieben kann die Änderungsgröße der Verstärkung letztendlich gemäß dem Betrag der Krümmungsdifferenz eingestellt werden.
Weiterhin, wenn die zweite spezifische Steuerung ausgeführt wird, kann die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung k1 reduzieren und die zweite Verstärkung k2 erhöhen, wenn die Frontkrümmung größer wird. Gemäß dieser Konfiguration gilt, dass je steiler die Frontkurve ist, desto zuverlässiger das Fahrzeug die Sollroute annähern kann, bis die Kurvenfahrrichtung geändert wird. Auch in diesem Fall kann die Einstelleinheit 14 ein Kennfeld zum Bestimmen einer Verstärkung in der zweiten spezifischen Steuerung speichern. Das Kennfeld kann beispielsweise ein Kennfeld sein, in dem die „gegenwärtige Krümmung“ in dem Kennfeld von 2 durch die „Frontkrümmung“ ausgetauscht ist, und die „Verstärkung“ durch die „Änderungsgröße“ ausgetauscht ist. Weiterhin können einer oder mehrere Schwellenwerte für die Frontkrümmung zum Bestimmen der Änderungsgröße der Verstärkung eingestellt sein.
Weiterhin können ein vorbestimmter Bereich (erster spezifischer Bereich) entsprechend der Frontkrümmung, der als ein Element zur Bestimmung der Ausführung der ersten spezifischen Steuerung dient, und ein vorbestimmter Bereich (zweiter spezifischer Bereich) entsprechend der Frontkrümmung, der als ein Element zur Bestimmung der Ausführung der zweiten spezifischen Steuerung dient, auf unterschiedliche Bereiche eingestellt sein, oder können auf den gleichen Bereich eingestellt sein. Wenn der erste spezifische Bereich weiter (weg) nach vorne eingestellt ist, ist die frühere Ausführung der ersten spezifischen Steuerung möglich. Gleichermaßen, wenn der zweite spezifische Bereich weiter (ferner) vorwärts eingestellt ist, ist die frühere Ausführung der zweiten spezifischen Steuerung möglich. Zum Beispiel kann die Frontkrümmung, die als das Element zur Bestimmung der Ausführung jeder Steuerung dient, basierend auf einer voreingestellten Regel von einer Vielzahl von Frontkrümmungen, die in Daten enthalten sind, die in einer Zeitreihe über die Kamera 21 bezogen werden, ausgewählt werden. Ferner kann beispielsweise die Krümmung der Spur voraus um die vorbestimmte Distanz von dem Fahrzeug basierend auf den Navigationsinformationen das Element zur Bestimmung der Ausführung jeder Steuerung sein. Weiterhin kann die vorbestimmte Distanz für jede Steuerung eingestellt werden.
Weiterhin, bei der Einstellung der jeweiligen Verstärkungen k1 und k2, können sowohl die erste spezifische Steuerung als auch die zweite spezifische Steuerung ausgeführt werden. In diesem Fall, beispielsweise nachdem die zweite spezifische Steuerung ausgeführt wird (S106), kann bestimmt werden, ob die Frontkrümmung kleiner oder gleich der gegenwärtigen Krümmung ist oder nicht (S103). Wenn die Frontkrümmung größer ist als die gegenwärtige Krümmung (S103: NEIN), bestimmt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1, ob die Differenz zwischen den beiden kleiner ist als ein Schwellenwert oder nicht (S107). Wenn die Differenz größer oder gleich dem Schwellenwert ist (S107: NEIN), führt die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die erste spezifische Steuerung aus (S108). In diesem Fall werden beispielsweise die erste Verstärkung und die zweite Verstärkung, die durch die zweite spezifische Steuerung korrigiert werden, jeweils durch die erste spezifische Steuerung korrigiert. Daher werden eine Steuerung gemäß sowohl der Differenz des Betrags zwischen der gegenwärtigen Krümmung und der Frontkrümmung als auch der Differenz in der Richtung zwischen der gegenwärtigen Route und der Frontroute ausgeführt. Die Reihenfolge des Schritts zur Bestimmung der Ausführung der ersten spezifischen Steuerung und des Schritts zur Bestimmung der Ausführung der zweiten spezifischen Steuerung kann geändert werden. Zum Beispiel, nach dem Schritt S103 des Bestimmens, ob die Frontkrümmung kleiner oder gleich der gegenwärtigen Krümmung ist oder nicht, und dem Schritt S108 der Ausführung der ersten spezifischen Steuerung, kann der Schritt S102 zur Bestimmung, ob die Richtung der gegenwärtigen Krümmung die gleiche ist wie die Richtung der Frontkrümmung oder nicht, durchgeführt werden.
Weiterhin, wie in 2 veranschaulicht ist, wird in dem ersten Kennfeld und dem zweiten Kennfeld des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Sektion (oder ein Punkt), wo die Verstärkung ein erster Wert wird, eine Sektion (oder ein Punkt), wo die Verstärkung ein zweiter Wert wird, und eine Sektion, so sich die Verstärkung linear zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert ändert, gemäß einer Änderung der gegenwärtigen Krümmung eingestellt, jedoch ist diese Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann sich die Verstärkung über eine Funktion ändern (z.B. in der Form einer quadratischen Kurve), oder schrittweise als Reaktion auf einen Anstieg der gegenwärtigen Krümmung. Dies gilt ebenfalls bezüglich des Kennfeldes der ersten spezifischen Steuerung oder des Kennfeldes der zweiten spezifischen Steuerung.
Weiterhin ist das Fahrzeug nicht auf die Vierradlenkkonfiguration beschränkt, und kann eine Zweiradlenkkonfiguration aufweisen. Weiterhin können verschiedene arithmetische Operationen bezüglich des Kurvenfahrradius anstatt der Krümmung verarbeitet werden. Ferner kann das Fahrzeug verschiedene Vorrichtungen 4 bis 8 und verschiedene Sensoren 31 bis 34, falls notwendig, umfassen. Die Technologie des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels berücksichtigt nicht nur die Sicherheit, sondern ebenfalls den Fahrkomfort, und ist nicht nur für eine Anwendung an einer Fahrassistenzvorrichtung des Fahrers geeignet, sondern ebenso für ein automatisch fahrendes Fahrzeug.
Weiterhin kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 auch nicht konfiguriert sein, um dazu fähig zu sein, die erste spezifische Steuerung und die zweite spezifische Steuerung auszuführen. Zum Beispiel muss die Einstelleinheit 14 nicht die erste Verstärkung und die zweite Verstärkung gemäß der Differenz zwischen der Frontkrümmung und der gegenwärtigen Krümmung einstellen. Ferner muss die Einstelleinheit 14 nicht die erste Verstärkung und die zweite Verstärkung gemäß der Richtung der Frontkrümmung und der Richtung der gegenwärtigen Krümmung einstellen. Auch wenn die erste spezifische Steuerung und die zweite spezifische Steuerung nicht ausgeführt werden, stellt die Einstelleinheit 14 die erste Verstärkung an der gegenwärtigen Position auf einen kleineren Wert ein, und stellt die zweite Verstärkung an der gegenwärtigen Position auf einen größeren Wert ein, wenn die gegenwärtige Krümmung größer wird. Weil die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 die erste Verstärkung und die zweite Verstärkung gemäß der Krümmung der Fahrspur des Fahrzeugs einstellt, kann der Fahrkomfort des Insassen verbessert werden. Ferner kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 1 konfiguriert sein, um dazu fähig zu sein, eine der ersten spezifischen Steuerung und der zweiten spezifischen Steuerung zusätzlich zu der Verstärkungsänderungssteuerung auszuführen.
Eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (1), die ein Fahrzeug bewirkt, entlang einer Sollroute zu fahren, umfasst: eine erste Berechnungseinheit (11), die eine Gierwinkelsteuergröße berechnet, die eine Gierwinkelabweichung zwischen einem Ist-Gierwinkel des Fahrzeugs und einem Soll-Gierwinkel entsprechend der Sollroute reduziert; eine zweite Berechnungseinheit (12), die eine Lateralsteuergröße berechnet, die eine seitliche Abweichung des Fahrzeugs bezüglich der Sollroute reduziert; und eine Einstelleinheit (14), die eine erste Verstärkung der Gierwinkelsteuergröße und eine zweite Verstärkung der Lateralsteuergröße einstellt. Die Einstelleinheit reduziert die erste Verstärkung und erhöht die zweite Verstärkung an einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs, wenn eine gegenwärtige Krümmung größer wird. Die gegenwärtige Krümmung ist eine Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position oder eine Krümmung der Sollroute voraus der gegenwärtigen Position.

Claims

Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (1), die konfiguriert ist, um ein Fahrzeug zu bewirken, entlang einer Sollroute zu fahren, wobei die Vorrichtung aufweist: eine erste Berechnungseinheit (11), die konfiguriert ist, um eine Gierwinkelsteuergröße zu berechnen, die eine Gierwinkelabweichung reduziert, die eine Abweichung zwischen einem Ist-Gierwinkel des Fahrzeugs und einem Soll-Gierwinkel entsprechend der Sollroute ist; eine zweite Berechnungseinheit (12), die konfiguriert ist, um eine Lateralsteuergröße zu berechnen, die eine seitliche Abweichung des Fahrzeugs bezüglich der Sollroute reduziert; und eine Einstelleinheit (14), die konfiguriert ist, um eine erste Verstärkung, die eine Verstärkung der Gierwinkelsteuergröße ist, und eine zweite Verstärkung, die eine Verstärkung der Lateralsteuergröße ist, einzustellen, wobei die Einstelleinheit an einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs die erste Verstärkung reduziert und die zweite Verstärkung erhöht, wenn eine gegenwärtige Krümmung größer wird, wobei die gegenwärtige Krümmung eine Krümmung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position oder eine Krümmung der Sollroute voraus der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs ist.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin mit: einer Bezugseinheit (13), die konfiguriert ist, um eine Frontkrümmung zu beziehen, die eine Krümmung der Sollroute voraus der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung ist, wobei die Einstelleinheit die erste Verstärkung reduziert und die zweite Verstärkung erhöht, wenn eine Differenz zwischen der Frontkrümmung und der gegenwärtigen Krümmung größer wird, bis das Fahrzeug die Sollroute entsprechend der Frontkrümmung erreicht, wenn die durch die Bezugseinheit bezogene Frontkrümmung größer ist als die gegenwärtige Krümmung.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit: einer Bezugseinheit (13), die konfiguriert ist, um eine Frontrichtung zu beziehen, die eine Richtung der Sollroute voraus der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Krümmung ist, wobei die Einstelleinheit die erste Verstärkung reduziert und die zweite Verstärkung erhöht, bis das Fahrzeug die Sollroute entsprechend der Frontrichtung erreicht, wenn die durch die Bezugseinheit bezogene Frontrichtung entgegengesetzt einer Richtung der Sollroute entsprechend der gegenwärtigen Position ist.