DE102023121561A1

DE102023121561A1 - Lenkungssteuergerät und verfahren zur lenkungssteuerung

Info

Publication number: DE102023121561A1
Application number: DE102023121561.2A
Authority: DE
Inventors: Motoya SUZUKI
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2023-08-11
Publication date: 2024-03-14
Also published as: US20240083496A1; CN117681870A; JP2024039303A; JP7315080B1

Abstract

Ein Lenkungssteuergerät umfasst: eine Erzeugungseinheit 33, die ein Fahrzeugmodell erzeugt, das eine Beziehung zwischen einer Geschwindigkeit, einem Lenkwinkel, einer Seitenabweichung, einer Azimutabweichung eines Fahrzeugs und der Krümmung angibt; eine Recheneinheit 34, die als optimalen Lenkwinkel einen Lenkwinkel berechnet, der einen Ausgabewert einer Bewertungsfunktion minimiert, die eine geschätzte Seitenabweichung und eine geschätzte Azimutabweichung enthält, die auf der Grundlage eines Fahrzeugmodells, des Lenkwinkels, eines Änderungsbetrags des Lenkwinkels, eines ersten Gewichtungskoeffizienten, eines zweiten Gewichtungskoeffizienten, eines dritten Gewichtungskoeffizienten und eines vierten Gewichtungskoeffizienten berechnet werden; eine zweite Erfassungseinheit 36, die eine erforderliche Beschleunigung erfasst; und eine Aktualisierungseinheit 37, die mindestens einen Gewichtungskoeffizienten unter dem ersten Gewichtungskoeffizienten, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten, dem dritten Gewichtungskoeffizienten und dem vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lenkungssteuergerät und ein Verfahren zur Lenkungssteuerung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein automatisches Lenksystem, bei dem ein Ziellenkwinkel ermittelt wird, um ein Fahrzeug zu veranlassen, einer Zieltrajektorie zu folgen, und bei dem das Fahrzeug gemäß dem ermittelten Ziellenkwinkel gefahren wird, ist bekannt (siehe z.B. die Druckschrift JP 2021-146920 A ).
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
PROBLEM, DAS DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
In bisherigen automatischen Lenksystemen wurde ein lineares Fahrzeugvorhersagemodell verwendet, um einen Lenkwinkel zu erhalten, der einer Zieltrajektorie folgt. Wenn sich jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund von Beschleunigung oder Abbremsung eines Fahrzeugs ändert, kann sich das Fahrzeug nichtlinear verhalten, wodurch ein Modellfehler zwischen dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs und dem Fahrzeugmodell entsteht. Dies führt zu einer Verschlechterung der Steuerungsgenauigkeit.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit diesem Punkt und zielt darauf ab, eine Verschlechterung der Folgegenauigkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung eines Fahrzeugs zu verhindern.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Lenkungssteuergerät bereit, das ein Fahrzeug veranlasst, einer Zieltrajektorie zu folgen; wobei das Lenkungssteuergerät eine erste Erfassungseinheit, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Lenkwinkel des Fahrzeugs, eine Seitenabweichung hinsichtlich der Zieltrajektorie des Fahrzeugs, eine Azimutabweichung, die eine Differenz zwischen einer Richtung des Fahrzeugs und einer Zielrichtung des Fahrzeugs ist, und eine Krümmung einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, in vorbestimmten Intervallen erfasst; eine Erzeugungseinheit, die ein Fahrzeugmodell erzeugt, das eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Seitenabweichung, der Azimutabweichung und der Krümmung angibt; eine Recheneinheit, die als einen optimalen Lenkwinkel den Lenkwinkel berechnet, der einen Ausgabewert einer Bewertungsfunktion minimiert, die eine geschätzte Seitenabweichung und eine geschätzte Azimutabweichung enthält, die auf der Grundlage des Fahrzeugmodells, des Lenkwinkels, eines Änderungsbetrags des Lenkwinkels, eines ersten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Seitenabweichung entspricht, eines zweiten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Azimutabweichung entspricht, eines dritten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der dem Lenkwinkel entspricht und eines vierten Gewichtungskoeffizienten eines Terms berechnet werden, der dem Änderungsbetrag entspricht; eine zweite Erfassungseinheit, die eine erforderliche Beschleunigung beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs erfasst; und eine Aktualisierungseinheit umfasst, die mindestens einen Gewichtungskoeffizienten unter dem ersten Gewichtungskoeffizienten, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten, dem dritten Gewichtungskoeffizienten und dem vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisiert.
Die Aktualisierungseinheit kann den zweiten Gewichtungskoeffizienten und den vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisieren. Ferner kann die Aktualisierungseinheit den zweiten Gewichtungskoeffizienten und den vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisieren, während die Werte des ersten Gewichtungskoeffizienten und des dritten Gewichtungskoeffizienten unverändert bleiben.
Darüber hinaus kann die Aktualisierungseinheit alle Werte des ersten Gewichtungskoeffizienten, des zweiten Gewichtungskoeffizienten, des dritten Gewichtungskoeffizienten und des vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisieren.
Das Lenkungssteuergerät kann ferner eine Speichereinheit umfassen, die Korrespondenzinformationen speichert, in denen (i) die Größe der erforderlichen Beschleunigung und (ii) Aktualisierungsbereiche des ersten Gewichtungskoeffizienten, des zweiten Gewichtungskoeffizienten, des dritten Gewichtungskoeffizienten und des vierten Gewichtungskoeffizienten einander zugeordnet sind, wobei die Aktualisierungseinheit die in den Korrespondenzinformationen enthaltenen Aktualisierungsbereiche referenziert und die Gewichtungskoeffizienten auf die Größe der Gewichtungskoeffizienten aktualisiert, die der von der zweiten Erfassungseinheit erfassten erforderlichen Beschleunigung entsprechen. Ferner kann die Recheneinheit den optimalen Lenkwinkel berechnen, indem sie den ersten Gewichtungskoeffizienten und den zweiten Gewichtungskoeffizienten so einstellt, dass sie größer als ein vorbestimmter Wert sind, und den dritten Gewichtungskoeffizienten und den vierten Gewichtungskoeffizienten so einstellt, dass sie kleiner als der vorbestimmte Wert in der Bewertungsfunktion sind. Ferner kann das Lenkungssteuergerät eine Fahrsteuereinheit umfassen, die das Fahren des Fahrzeugs auf der Grundlage des von der Recheneinheit berechneten optimalen Lenkwinkels steuert, indem die von der Aktualisierungseinheit aktualisierten Gewichtungskoeffizienten auf die Bewertungsfunktion angewendet werden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein von einem Computer ausgeführtes Verfahren zur Lenkungssteuerung bereit, um ein Fahrzeug zu veranlassen, einer Zieltrajektorie zu folgen, wobei das Verfahren zur Lenkungssteuerung die folgenden Schritte umfasst: Erfassen, in vorbestimmten Intervallen, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, einer Seitenabweichung des Fahrzeugs hinsichtlich der Zieltrajektorie, einer Azimutabweichung, die eine Differenz zwischen einer Richtung des Fahrzeugs und einer Zielrichtung des Fahrzeugs ist, und einer Krümmung einer Straßenoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt; Erzeugen eines Fahrzeugmodells, das eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Seitenabweichung, der Azimutabweichung und der Krümmung angibt; Berechnen eines optimalen Lenkwinkels, der einen Ausgabewert einer Bewertungsfunktion minimiert, die eine geschätzte Seitenabweichung und eine geschätzte Azimutabweichung enthält, die auf der Grundlage des Fahrzeugmodells, des Lenkwinkels und eines Änderungsbetrags des Lenkwinkels, eines ersten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Seitenabweichung entspricht, eines zweiten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Azimutabweichung entspricht, eines dritten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der dem Lenkwinkel entspricht, und eines vierten Gewichtungskoeffizienten eines Terms berechnet werden, der dem Änderungsbetrag entspricht; Erfassen einer erforderlichen Beschleunigung beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs; und Aktualisieren mindestens eines Gewichtungskoeffizienten unter dem ersten Gewichtungskoeffizienten, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten, dem dritten Gewichtungskoeffizienten und dem vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Verschlechterung der Bahnfolgegenauigkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung eines Fahrzeugs zu verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine Anordnung eines Fahrsteuerungssystems S.
2 zeigt ein schematisches Schaubild eines Fahrzeugmodells.
3A und 3B zeigen Simulationsergebnisse.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Verfahren zur Berechnung des Lenkwinkels veranschaulicht.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zur Aktualisierung eines Gewichtungskoeffizienten veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Übersicht über ein Fahrsteuerungssystem>
1 zeigt eine Anordnung eines Fahrsteuersystems S. Das Fahrsteuersystem S ist ein System, das ein Fahrzeug dazu veranlasst, entlang einer Zieltrajektorie zu fahren, indem ein Lenkwinkel des Fahrzeugs gesteuert wird. Das Fahrsteuersystem S ist an dem Fahrzeug angebracht. Die Zieltrajektorie ist eine vorbestimmte Trajektorie und umfasst mehrere Fahrpositionen, die Ziele für das Fahrzeug sind, und Richtungen, die den mehreren Fahrpositionen entsprechen, die Ziele für das Fahrzeug sind. Das Fahrsteuerungssystem S umfasst eine Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1, eine Fahrsteuervorrichtung 2 und ein Lenkungssteuergerät 10.
Die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 identifiziert einen Parameter, der in einer regelmäßigen Kontrollperiode den Zustand des Fahrzeugs angibt. Der Parameter, der den Zustand des Fahrzeugs angibt, umfasst beispielsweise eine Geschwindigkeit, einen Lenkwinkel, eine Seitenabweichung, eine Azimutabweichung und eine Krümmung einer Straßenoberfläche. Die Seitenabweichung ist eine Differenz zwischen einer Fahrposition des Fahrzeugs und einer Zielfahrposition des Fahrzeugs in einer Richtung orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Die Azimutabweichung ist eine Differenz zwischen der Richtung des Fahrzeugs an der Position, an der das Fahrzeug fährt, und der dieser Position entsprechenden Zielrichtung des Fahrzeugs.
Die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 erfasst eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die z.B. von einem Geschwindigkeitssensor gemessen wird. Ferner erfasst die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 einen Lenkwinkel des Fahrzeugs, der z.B. von einem Lenkwinkelsensor gemessen wird. Der von der Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 erfasste Lenkwinkel ist ein Drehwinkel einer Lenkradwelle oder eine Differenz zwischen der Richtung des Fahrzeugs und der Richtung eines Reifens des Fahrzeugs.
Die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 erfasst die Position und die Richtung des Fahrzeugs, indem sie z.B. ein GPS-Signal (Global Positioning System) erhält. Die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 identifiziert die Seitenabweichung des Fahrzeugs auf der Grundlage der erfassten Fahrzeugposition und der Zielfahrtposition für das Fahrzeug, die der Position des Fahrzeugs entspricht. Die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 identifiziert die Azimutabweichung des Fahrzeugs auf der Grundlage der erfassten Richtung des Fahrzeugs und der der Position des Fahrzeugs entsprechenden Zielrichtung des Fahrzeugs.
Die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 identifiziert die Krümmung der Straßenoberfläche, die der erfassten Position des Fahrzeugs entspricht, auf der Grundlage von Karteninformationen, die z.B. in einer Speichereinheit der Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 gespeichert sind. Die Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 gibt die Geschwindigkeit, den Lenkwinkel, die Seitenabweichung, die Azimutabweichung und die Krümmung der Fahrbahnoberfläche in einer regelmäßigen Regelperiode an das Lenkungssteuergerät 10 aus.
Die Fahrsteuervorrichtung 2 steuert die Geschwindigkeit und die Richtung des Fahrzeugs. Die Fahrsteuervorrichtung 2 steuert die Richtung des Fahrzeugs gemäß einem Lenkwinkel zum Zeitpunkt der nächsten Steuerperiode. Der Lenkwinkel wird von dem Lenkungssteuergerät 10 in der regulären Steuerperiode ausgegeben.
Das Lenkungssteuergerät 10 steuert den Lenkwinkel, um das Fahrzeug zu veranlassen, der Zieltrajektorie zu folgen. Das Lenkungssteuergerät 10 erzeugt ein Fahrzeugmodell, das dem von der Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 eingegebenen Zustand des Fahrzeugs entspricht. Das Lenkungssteuergerät 10 verwendet das erzeugte Fahrzeugmodell zur Berechnung des Lenkwinkels in der regelmäßigen Steuerperiode, um das Fahrzeug in eine Zielrichtung zu bewegen. Die regelmäßige Steuerperiode ist eine Abtastperiode in der Modellvorhersageregelung. Das Lenkungssteuergerät 10 gibt den berechneten Lenkwinkel an die Fahrsteuervorrichtung 2 weiter und veranlasst so die Fahrt des Fahrzeugs in die Zielrichtung. Nachfolgend werden die Einrichtung und der Betrieb des Lenkungssteuergeräts 10 im Detail beschrieben.
<Konfiguration des Lenkungssteuergeräts>
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Lenkungssteuergerät 10 eine Speichereinheit 20 und eine Steuereinheit 30.
Die Speichereinheit 20 umfasst einen Festwertspeicher (ROM), in dem ein BIOS-System eines Computers oder dergleichen gespeichert ist, und einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der als Arbeitsbereich dient. Die Speichereinheit 20 ist eine Speichereinheit mit großer Kapazität, wie z.B. ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein Solid-State-Laufwerk (SSD) und dergleichen, die ein Betriebssystem (OS), ein Anwendungsprogramm und verschiedene Arten von Informationen speichert, auf die zum Zeitpunkt der Ausführung des Anwendungsprogramms Bezug genommen werden soll.
Die Steuereinheit 30 ist ein Prozessor, wie z. B. eine CPU (Central Processing Unit) oder eine GPU (Graphics Processing Unit). Die Steuereinheit 30 dient als erste Erfassungseinheit 32, als Erzeugungseinheit 33, als Recheneinheit 34, als Fahrsteuereinheit 35, als zweite Erfassungseinheit 36 und als Aktualisierungseinheit 37, indem sie das in der Speichereinheit 20 gespeicherte Programm ausführt.
Die erste Erfassungseinheit 32 erfasst eine Zustandsgröße der Fahrzeugausgabe von der Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 in vorbestimmten Intervallen („Steuerperiode“). Insbesondere erfasst die erste Erfassungseinheit 32 in vorbestimmten Intervallen eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Lenkwinkel des Fahrzeugs, eine Seitenabweichung hinsichtlich einer Zieltrajektorie des Fahrzeugs, eine Azimutabweichung, die eine Differenz zwischen einer Richtung des Fahrzeugs und einer Zielrichtung des Fahrzeugs ist, und eine Krümmung einer Straßenoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt. Die erste Erfassungseinheit 32 speichert die erfasste Zustandsgröße des Fahrzeugs in der Speichereinheit 20.
Die Erzeugungseinheit 33 erzeugt ein Fahrzeugmodell, das eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Seitenabweichung, der Azimutabweichung und der Krümmung angibt. Zum Beispiel erzeugt die Erzeugungseinheit 33 ein Fahrzeugmodell, das einem in 2 dargestellten Referenzpunkt entspricht. Die Erzeugungseinheit 33 speichert das erzeugte Fahrzeugmodell in der Speichereinheit 20.
2 zeigt ein schematisches Schaubild eines Fahrzeugmodells. Die Fahrzeugbewegung, die dem in 2 dargestellten Referenzpunkt entspricht, kann durch die folgende Gleichung 1 unter Verwendung einer Fahrzeuggeschwindigkeit v, einer Seitenabweichung e_z, einer Azimutabweichung es und einer Krümmung k_r ausgedrückt werden. $\frac{d}{d t} [\begin{matrix} e_{z} \\ e_{θ} \end{matrix}] = [\begin{matrix} v s i n e_{θ} \\ \frac{v t a n δ}{L} - k_{r} v c o s e_{θ} \end{matrix}]$
Unter der Annahme, dass die Azimutabweichung während der Verfolgung der Zieltrajektorie extrem klein ist, kann eine Gleichung der Fahrzeugbewegung wie in Gleichung 2 gezeigt linearisiert werden. $\frac{d}{d t} [\begin{matrix} e_{z} \\ e_{θ} \end{matrix}] = [\begin{matrix} v e_{θ} \\ \frac{v t a n δ}{L} - k_{r} v \end{matrix}]$
Der Lenkwinkel eines Fahrzeugs, das sich auf einer beliebigen Krümmungsbahn bewegt, lässt sich aus der mechanischen Beziehung des Fahrzeugs ableiten, wie in Gleichung 3 dargestellt, wobei L den Radstand des Fahrzeugs bezeichnet. $δ_{r} = arctan (L k_{r})$
Wenn der Lenkwinkel nach Gleichung 3 in das Fahrzeug eingegeben wird, wird die Annahme nach Gleichung 4 aufgestellt, wenn das Fahrzeug entlang der Zieltrniektorie fährt. $δ = δ_{r} + Δ δ$
Anschließend kann Gleichung 5 durch Tyler-Erweiterung von tan δ in der Nähe von δ_r abgeleitet werden. $\begin{array}{l} t a n δ ≅ t a n δ_{r} + \frac{d t a n δ}{d δ} Δ δ \\ = t a n δ_{r} + \frac{1}{c o s^{2} δ_{r}} Δ δ \\ = t a n δ_{r} + \frac{1}{c o s^{2} δ_{r}} (δ - δ_{r}) \\ = t a n δ_{r} - \frac{δ_{r}}{c o s^{2} δ_{r}} + \frac{δ}{c o s^{2} δ_{r}} \end{array}$
Durch Substitution von Gleichung 5 in Gleichung 2 kann die Gleichung der Fahrzeugbewegung wie in Gleichung 6 linearisiert werden. $\frac{d}{d t} [\begin{matrix} e_{z} \\ e_{θ} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 0 & v \\ 0 & 0 \end{matrix}] [\begin{matrix} e_{z} \\ e_{θ} \end{matrix}] + [\begin{matrix} 0 \\ \frac{v}{L c o s^{2} δ_{r}} \end{matrix}] δ - [\begin{matrix} 0 \\ \frac{v δ_{r}}{L c o s^{2} δ_{r}} \end{matrix}]$
Unter der Annahme, dass die Abtastzeit hinreichend klein ist und Gleichung 6 durch das Euler-Vorwärts-Verfahren diskretisiert wird, kann Gleichung 7 abgeleitet werden. Durch den Entwurf der Modellvorhersageregelung auf der Grundlage von Gleichung 7 ist es möglich, ein Lenkungssteuerungssystem zu realisieren, das in der Lage ist, Vorgänge vom Anfahren bis zum Anhalten zu behandeln. $\begin{array}{l} [\begin{matrix} e_{z} [k + 1] \\ e_{θ} [k + 1] \end{matrix}] = [\begin{matrix} d t & v [k] \\ 0 & 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} e_{z} [k] \\ e_{θ} [k] \end{matrix}] + [\begin{matrix} 0 \\ \frac{d t v [k]}{L c o s^{2} δ_{r} [k]} \end{matrix}] δ [k] \\ - [\begin{matrix} 0 \\ \frac{d t v [k] δ_{r} [k]}{L c o s^{2} δ_{r} [k]} \end{matrix}] \end{array}$
Die Recheneinheit 34 berechnet als optimalen Lenkwinkel einen Lenkwinkel, der den Ausgangswert einer Bewertungsfunktion minimiert, die dem von der Erzeugungseinheit 33 erzeugten Fahrzeugmodell entspricht. Dabei umfasst die Bewertungsfunktion eine geschätzte Seitenabweichung und eine geschätzte Azimutabweichung, die auf der Grundlage des Fahrzeugmodells, eines Lenkwinkels, eines Änderungsbetrags des Lenkwinkels, eines ersten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Seitenabweichung entspricht, eines zweiten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Azimutabweichung entspricht, eines dritten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der dem Lenkwinkel entspricht, und eines vierten Gewichtungskoeffizienten eines Terms berechnet werden, der dem Änderungsbetrag entspricht, berechnet werden.
Insbesondere gibt die Recheneinheit 34 zunächst die berechnete geschätzte Seitenabweichung und geschätzte Azimutabweichung, den Lenkwinkel und den Änderungsbetrag des Lenkwinkels in die Bewertungsfunktion ein, die dem Fahrzeugmodell auf der Grundlage der von der ersten Erfassungseinheit 32 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Die Recheneinheit 34 berechnet dann den Lenkwinkel, der den Ausgangswert der Bewertungsfunktion als den optimalen Lenkwinkel minimiert.
In diesem Fall, wenn die Zustandsvariable x der Zustandsraumgleichung durch die folgende Gleichung 8 dargestellt wird, wird eine beobachtete Ausgabe y durch Gleichung 9 dargestellt, wobei e_z die geschätzte Seitenabweichung und es die geschätzte Azimutabweichung ist. $x = [\begin{matrix} e_{z} \\ e_{θ} \end{matrix}]$
$y = [\begin{matrix} e_{z} \\ e_{θ} \end{matrix}]$
Die Recheneinheit 34 schätzt die Zustandsvariable x unter Verwendung eines stationären Kalman-Filters und berechnet das Optimierungsproblem der Modellvorhersagesteuerung unter Verwendung der in der folgenden Gleichung 10 dargestellten Bewertungsfunktion. In Gleichung 10 bezeichnet p einen Vorhersagehorizont, δ bezeichnet eine Lenkwinkeleingabe, Δδ bezeichnet eine Differenz zwischen der Lenkwinkeleingabe und der Lenkwinkeleingabe der unmittelbar vorangegangenen Steuerperiode, und „max“ und „min“, die Suffixe der Eingangs- und Ausgangsvariablen sind, bezeichnen obere und untere Grenzwerte des Signals. Q₁ ist ein erster Gewichtungskoeffizient eines Terms, der der geschätzten Seitenabweichung e_z entspricht, Q₂ ist ein zweiter Gewichtungskoeffizient eines Terms, der der geschätzten Azimutabweichung es entspricht, R₁ ist ein dritter Gewichtungskoeffizient eines Terms, der dem Lenkwinkel δ entspricht, und R₂ ist ein vierter Gewichtungskoeffizient eines Terms, der dem Änderungsbetrag Δδ des Lenkwinkels entspricht. $\begin{array}{l} J = \int_{t}^{t + t_{p}} (Q_{1} e_{z}^{2} + Q_{2} e_{θ}^{2} + R_{1} δ^{2} + R_{2} Δ δ^{2}) d τ \\ s u b j e c t t o δ_{m i n} \leq δ [k + k_{t}] \leq δ_{m a x} \\ Δ δ_{m i n} \leq Δ δ [k + k_{t}] \leq Δ δ_{m a x} \end{array}$
Die Recheneinheit 34 führt eine Optimierungsberechnung zur Minimierung des Ausgabewerts J der in Gleichung 10 dargestellten Bewertungsfunktion durch, um den Lenkwinkel in Echtzeit zu berechnen und dadurch die Verfolgung der Zieltrajektorie des Fahrzeugs zu erreichen. Durch die Berechnung des Lenkwinkels mit der Recheneinheit 34 auf diese Weise kann das Lenkungssteuergerät 10 bewirken, dass das Fahrzeug an einer Position fährt, an der der Fehler hinsichtlich der Zieltrajektorie zum Zeitpunkt jeder von mehreren Steuerperioden klein ist.
In einem Fall, in dem die Priorität gegeben ist, die Seitenabweichung und die Azimutabweichung auf 0 zu konvergieren, setzt die Recheneinheit 34 die Gewichtungskoeffizienten Q₁ und Q₂ so, dass sie größer als ein vorbestimmter Wert sind, oder setzt die Gewichtungskoeffizienten R₁ und R₂ so, dass sie kleiner als ein vorbestimmter Wert sind. Bei dem vorbestimmten Wert handelt es sich um einen Wert, der z.B. durch ein Experiment oder ähnliches im Voraus festgelegt wurde. Wenn die Priorität auf der Verringerung des Änderungsbetrags des Lenkwinkels liegt, setzt die Recheneinheit 34 R₂ auf einen kleineren Wert.
Die Fahrsteuereinheit 35 veranlasst das Fahrzeug, auf der Grundlage des von der Recheneinheit 34 berechneten Lenkwinkels zu fahren. Zum Beispiel gibt die Fahrsteuereinheit 35 den von der Recheneinheit 34 berechneten Lenkwinkel in einer regelmäßigen Steuerperiode an die Fahrsteuervorrichtung 2 aus, wodurch das Fahrzeug veranlasst wird, mit dem berechneten Lenkwinkel zu fahren.
Da die Fahrzeuggeschwindigkeit v in der Koeffizientenmatrix enthalten ist, ist die Zustandsgleichung von Gleichung 7 ein linearer Parameter, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Unter der Bedingung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist, ist die Zustandsgleichung von Gleichung 7 äquivalent zu einem linearen, zeitinvarianten System. Andererseits besteht die Sorge, dass sich die Steuergenauigkeit und die Stabilität bei der auf Gleichung 7 basierenden Modellvorhersageregelung verschlechtern, wenn man von einem Fahrbetrieb ausgeht, wie z. B. beim autonomen Fahren, bei dem sich die Fahrzeuggeschwindigkeit stark ändert. Im Gegensatz dazu aktualisiert das Lenkungssteuergerät 10 der vorliegenden Ausführungsform die Gewichtungskoeffizienten der Bewertungsfunktion in Echtzeit gemäß einer erforderlichen Beschleunigung zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs, wie im Folgenden beschrieben wird, um eine Verschlechterung der Spurfolgeregelung zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung eines Fahrzeugs zu verhindern. Das Lenkungssteuergerät 10 umfasst eine zweite Erfassungseinheit 36 und eine Aktualisierungseinheit 37, um die Gewichtungskoeffizienten zu aktualisieren.
Die zweite Erfassungseinheit 36 erfasst eine erforderliche Beschleunigung beim Beschleunigen oder Abbremsen eines Fahrzeugs. Bei der erforderlichen Beschleunigung handelt es sich um eine Beschleunigung, die beispielsweise den Betätigungen des Gaspedals und der Bremsen entspricht, mit denen ein Fahrer das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst. Die zweite Erfassungseinheit 36 kann die erforderliche Beschleunigung aus den von der Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 erfassten Betätigungen des Fahrers des Gaspedals und der Bremsen identifizieren.
Gemäß der von der zweiten Erfassungseinheit 36 erfassten erforderlichen Beschleunigung aktualisiert die Aktualisierungseinheit 37 die Gewichtungskoeffizienten der von der Recheneinheit 34 berechneten Bewertungsfunktion als den optimalen Lenkwinkel. In der vorliegenden Ausführungsform aktualisiert die Aktualisierungseinheit 37 mindestens einen Gewichtungskoeffizienten unter dem ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂, dem dritten Gewichtungskoeffizienten R₁ und dem vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ gemäß der erforderlichen Beschleunigung.
Die Aktualisierungseinheit 37 aktualisiert den Gewichtungskoeffizienten in Echtzeit gemäß der erforderlichen Beschleunigung während der Fahrt des Fahrzeugs (insbesondere während der automatischen Lenkung). Durch Anwendung des von der Aktualisierungseinheit 37 aktualisierten Gewichtungskoeffizienten auf die Bewertungsfunktion berechnet die Recheneinheit 34 den optimalen Lenkwinkel, in den der aktualisierte Gewichtungskoeffizient einbezogen wurde. Die Fahrsteuereinheit 35 veranlasst die Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage des optimalen Lenkwinkels, in den der aktualisierte Gewichtungskoeffizient einbezogen wurde. Der Gewichtungskoeffizient wird unmittelbar zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs aktualisiert, und daher wird das Fahrzeug auf der Grundlage des optimalen Lenkwinkels gelenkt, in den der aktualisierte Gewichtungskoeffizient einbezogen wurde. Dadurch ist es möglich, eine Verschlechterung der Spurfolgeregelung zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs zu verhindern.
Die Aktualisierungseinheit 37 kann den zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂ und den vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisieren. Insbesondere aktualisiert die Aktualisierungseinheit 37 den zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂ und den vierten Gewichtungskoeffizienten R₂, während die Werte des ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁ und des dritten Gewichtungskoeffizienten R₁ unverändert bleiben. Die Vorteile der Aktualisierung nur des zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂ und des vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ sind folgende. Als eine Form eines Spurfolgefehlers tritt zwischen dem Fahrzeug und der Zieltrajektorie in Fahrtrichtung eine Abweichung (Azimutabweichung) auf, die zu einer seitlichen Verschiebung (Seitenabweichung) von der Zieltrajektorie führt, wenn das Fahrzeug fährt, ohne die Abweichung in Fahrtrichtung zu korrigieren. Daraus lässt sich ableiten, dass, wenn die Azimutabweichung reduziert werden kann, auch die Seitenabweichung reduziert werden kann. Daher priorisiert die Aktualisierungseinheit 37 die Aktualisierung des zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂ gegenüber dem ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁ und dem zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂. Andererseits kann sich der Lenkwinkel stark ändern, wenn der zweite Gewichtungskoeffizient Q₂ aktualisiert wird. Daher verhindert die Aktualisierungseinheit 37 eine starke Änderung des Lenkwinkels durch Aktualisierung des vierten Gewichtungskoeffizienten R₂.
Die Aktualisierungseinheit 37 kann beim Aktualisieren des ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁, des zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂, des dritten Gewichtungskoeffizienten R₁ und des vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ auf eine in der Speichereinheit 20 gespeicherte Lookup-Tabelle zugreifen. Die Speichereinheit 20 speichert die Lookup-Tabelle, die Korrespondenzinformationen angibt, in denen (i) die Größe der erforderlichen Beschleunigung und (ii) Aktualisierungsbereiche des ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁, des zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂, des dritten Gewichtungskoeffizienten R₁ und des vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ einander zugeordnet sind. Die Aktualisierungseinheit 37 aktualisiert die Gewichtungskoeffizienten auf die Größe der Gewichtungskoeffizienten, die der von der zweiten Erfassungseinheit 36 erfassten erforderlichen Beschleunigung entsprechen, indem sie auf die in den Korrespondenzinformationen enthaltenen Aktualisierungsbereiche Bezug nimmt. Durch die Bezugnahme auf die Lookup-Tabelle auf diese Weise können der erste Gewichtungskoeffizient Q₁, der zweite Gewichtungskoeffizient Q₂, der dritte Gewichtungskoeffizient R₁ und der vierte Gewichtungskoeffizient R₂ einfach in Echtzeit aktualisiert werden.
Die Aktualisierungseinheit 37 kann jeden des ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁, des zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂, des dritten Gewichtungskoeffizienten R₁ und des vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisieren. Das heißt, die Aktualisierungseinheit 37 aktualisiert alle vier Gewichtungskoeffizienten gemäß einer Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Indem alle Gewichtungskoeffizienten auf diese Weise aktualisiert werden, ist es möglich, eine Verschlechterung der Spurfolgesteuerung zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs wirksam zu verhindern.
In der vorstehenden Beschreibung aktualisiert die Aktualisierungseinheit 37 zwei Gewichtungskoeffizienten oder vier Gewichtungskoeffizienten, aber die vorliegende Ausführungsform ist hierauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die Aktualisierungseinheit 37 einen der vier Gewichtungskoeffizienten oder drei Gewichtungskoeffizienten aktualisieren.
3A und 3B zeigen Simulationsergebnisse. In 3A stellt die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die Seitenabweichung dar. In 3B steht die horizontale Achse für die Zeit und die vertikale Achse für die Azimutabweichung. In 3A und 3B zeigt eine gestrichelte Linie ein Steuerungsverhalten in einem Vergleichsbeispiel, in dem ein Gewichtungskoeffizient nicht aktualisiert wird, und eine durchgezogene Linie zeigt ein Steuerungsverhalten in einem Fall, in dem der Gewichtungskoeffizient wie bei der vorliegenden Ausführungsform aktualisiert wird. Im Vergleichsbeispiel verschlechtert sich die Steuerungsgenauigkeit beim Anfahren eines Fahrzeugs (wenn die Zeit 0 ist) oder zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs (wenn die Zeit etwa 70 (s) beträgt). Wird hingegen der Gewichtungskoeffizient wie in der vorliegenden Ausführungsform aktualisiert, verbessert sich die Genauigkeit der Seitenabweichung und der Azimutabweichung sogar beim Anfahren eines Fahrzeugs oder zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs. Das heißt, durch die Aktualisierung des Gewichtungskoeffizienten gemäß der Beschleunigung und Abbremsung des Fahrzeugs kann ein gutes Steuerungsverhalten realisiert werden.
<Betriebsbeispiel für das Lenkungssteuergerät>
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen von dem Lenkungssteuergerät 10 durchgeführten Verfahren zur Berechnung des Lenkwinkels zeigt. Das in 4 dargestellte Verfahren wird während der Fahrt des Fahrzeugs durchgeführt.
Zunächst erfasst die erste Erfassungseinheit 32 von der Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 eine Zustandsgröße eines Fahrzeugs wie eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Lenkwinkel des Fahrzeugs, eine Seitenabweichung des Fahrzeugs, eine Azimutabweichung des Fahrzeugs und eine Krümmung einer Straßenoberfläche (Schritt S102). Als nächstes erzeugt die Erzeugungseinheit 33 ein Fahrzeugmodell, das der Zustandsgröße des Fahrzeugs entspricht, die von der ersten Erfassungseinheit 32 erfasst wurde (Schritt S104).
Als nächstes berechnet die Recheneinheit 34 eine geschätzte Seitenabweichung und eine geschätzte Azimutabweichung, indem sie die Geschwindigkeit, den Lenkwinkel, die Seitenabweichung, die Azimutabweichung und die Krümmung in ein Zustandsraummodell eingibt, das dem von der Erzeugungseinheit 33 erzeugten Fahrzeugmodell entspricht (Schritt S106).
Als nächstes gibt die Recheneinheit 34 die geschätzte Seitenabweichung und die geschätzte Azimutabweichung, die von der Recheneinheit 34 berechnet wurden, in eine Bewertungsfunktion ein, die dem Fahrzeugmodell entspricht, das von der Erzeugungseinheit 33 erzeugt wurde, und berechnet einen Lenkwinkel, der einen Ausgangswert der Bewertungsfunktion minimiert (Schritt S108). Das Lenkungssteuergerät 10 wiederholt die oben beschriebenen Vorgänge der Schritte S102 bis S108 bis zum Anhalten des Fahrzeugs. Auf diese Weise wird der Lenkwinkel während der Fahrt des Fahrzeugs optimiert.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein durch das Lenkungssteuergerät 10 durchgeführtes Verfahren zum Aktualisieren eines Gewichtungskoeffizienten darstellt. Auch das Verfahren in 5 wird während der Fahrt des Fahrzeugs durchgeführt. Zunächst erfasst die zweite Erfassungseinheit 36 eine erforderliche Beschleunigung eines fahrenden Fahrzeugs (Schritt S122). Zum Beispiel erfasst die zweite Erfassungseinheit 36 von der Zustandsidentifizierungsvorrichtung 1 eine erforderliche Beschleunigung zum Zeitpunkt des Beschleunigens oder Abbremsens des Fahrzeugs.
Als nächstes bestimmt die Aktualisierungseinheit 37, ob sich die von der zweiten Erfassungseinheit 36 erfasste erforderliche Beschleunigung geändert hat oder nicht (Schritt S124). Wenn sich die erforderliche Beschleunigung im Schritt S124 (Ja) geändert hat, aktualisiert die Aktualisierungseinheit 37 mindestens einen Gewichtungskoeffizienten unter dem ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂, dem dritten Gewichtungskoeffizienten R₁ und dem vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ der Bewertungsfunktion, die einem Fahrzeugmodell entspricht, das von der Erzeugungseinheit 33 gemäß der erforderlichen Beschleunigung erzeugt wurde (Schritt S126).
Als nächstes wendet die Recheneinheit 34 den aktualisierten Gewichtungskoeffizienten auf die Bewertungsfunktion an (Schritt S128). Im Schritt S108 berechnet die Recheneinheit 34 einen Lenkwinkel unter Verwendung der Auswertefunktion, in die der aktualisierte Gewichtungskoeffizient eingeflossen ist. Auf diese Weise berechnet die Recheneinheit 34 einen optimalen Lenkwinkel, während der Gewichtungskoeffizient aktualisiert wird. Das Lenkungssteuergerät 10 wiederholt die oben beschriebenen Schritte S122 bis S128, bis das Fahrzeug anhält.
<Effekte der vorliegenden Ausführungsform>
Das Lenkungssteuergerät 10 der vorliegenden Ausführungsform berechnet als optimalen Lenkwinkel denjenigen Lenkwinkel, der den Ausgangswert der dem Fahrzeugmodell entsprechenden Bewertungsfunktion minimiert. Darüber hinaus erfasst das Lenkungssteuergerät 10 die erforderliche Beschleunigung beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs und aktualisiert gemäß der erfassten erforderlichen Beschleunigung mindestens einen Gewichtungskoeffizienten aus dem ersten Gewichtungskoeffizienten Q₁, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten Q₂, dem dritten Gewichtungskoeffizienten R₁ und dem vierten Gewichtungskoeffizienten R₂ der Bewertungsfunktion. Auf diese Weise berechnet das Lenkungssteuergerät 10 den optimalen Lenkwinkel, indem es den gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisierten Gewichtungskoeffizienten auf die Bewertungsfunktion anwendet, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst. Dadurch ist es möglich, eine Verschlechterung der Spurfolgegenauigkeit zum Zeitpunkt der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs zu verhindern, verglichen mit dem Fall, dass der Gewichtungskoeffizient nicht aktualisiert wird.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beispielhaften Ausführungsformen erläutert. Der technische Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den in den vorstehenden Ausführungsformen erläuterten Geltungsbereich beschränkt, und es ist möglich, verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung vorzunehmen. Zum Beispiel kann die gesamte Vorrichtung oder ein Teil davon mit einer beliebigen Einheit ausgestattet werden, die funktionell oder physisch getrennt oder integriert ist. Ferner sind neue beispielhafte Ausführungsformen, die durch beliebige Kombinationen geschaffen werden, in den beispielhaften Ausführungsformen enthalten. Ferner haben die Effekte der neuen beispielhaften Ausführungsformen, die durch die Kombinationen geschaffen werden, auch die Effekte der ursprünglichen beispielhaften Ausführungsformen.
[Beschreibung der Bezugszeichen]

10: Lenkungssteuergerät
20: Speichereinheit
32: Erste Erfassungseinheit
33: Erzeugungseinheit
34: Recheneinheit
35: Fahrsteuereinheit
36: Zweite Erfassungseinheit
37: Aktualisierungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2021146920 A [0002]

Claims

Lenkungssteuergerät (10), das ein Fahrzeug veranlasst, einer Zieltrajektorie zu folgen; wobei das Lenkungssteuergerät umfasst: eine erste Erfassungseinheit (32), die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Lenkwinkel des Fahrzeugs, eine Seitenabweichung hinsichtlich der Zieltrajektorie des Fahrzeugs, eine Azimutabweichung, die eine Differenz zwischen einer Richtung des Fahrzeugs und einer Zielrichtung des Fahrzeugs ist, und eine Krümmung einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, in vorbestimmten Intervallen erfasst; eine Erzeugungseinheit (33), die ein Fahrzeugmodell erzeugt, das eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Seitenabweichung, der Azimutabweichung und der Krümmung angibt; eine Recheneinheit (34), die als einen optimalen Lenkwinkel den Lenkwinkel berechnet, der einen Ausgabewert einer Bewertungsfunktion minimiert, die eine geschätzte Seitenabweichung und eine geschätzte Azimutabweichung enthält, die auf der Grundlage des Fahrzeugmodells, des Lenkwinkels, eines Änderungsbetrags des Lenkwinkels, eines ersten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Seitenabweichung entspricht, eines zweiten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Azimutabweichung entspricht, eines dritten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der dem Lenkwinkel entspricht und eines vierten Gewichtungskoeffizienten eines Terms berechnet werden, der dem Änderungsbetrag entspricht; eine zweite Erfassungseinheit (36), die eine erforderliche Beschleunigung beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs erfasst; und eine Aktualisierungseinheit (37), die mindestens einen Gewichtungskoeffizienten unter dem ersten Gewichtungskoeffizienten, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten, dem dritten Gewichtungskoeffizienten und dem vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisiert.
Lenkungssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Aktualisierungseinheit (37) den zweiten Gewichtungskoeffizienten und den vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisiert.
Lenkungssteuergerät gemäß Anspruch 2, wobei die Aktualisierungseinheit (37) den zweiten Gewichtungskoeffizienten und den vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisiert, während die Werte des ersten Gewichtungskoeffizienten und des dritten Gewichtungskoeffizienten unverändert bleiben.
Lenkungssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Aktualisierungseinheit (37) alle Werte des ersten Gewichtungskoeffizienten, des zweiten Gewichtungskoeffizienten, des dritten Gewichtungskoeffizienten und des vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung aktualisiert.
Lenkungssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Speichereinheit (20), die Korrespondenzinformationen speichert, in denen (i) die Größe der erforderlichen Beschleunigung und (ii) Aktualisierungsbereiche des ersten Gewichtungskoeffizienten, des zweiten Gewichtungskoeffizienten, des dritten Gewichtungskoeffizienten und des vierten Gewichtungskoeffizienten einander zugeordnet sind, wobei die Aktualisierungseinheit (37) die in den Korrespondenzinformationen enthaltenen Aktualisierungsbereiche referenziert und die Gewichtungskoeffizienten auf die Größe der Gewichtungskoeffizienten aktualisiert, die der von der zweiten Erfassungseinheit erfassten erforderlichen Beschleunigung entsprechen.
Lenkungssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Recheneinheit (34) den optimalen Lenkwinkel berechnet, indem sie den ersten Gewichtungskoeffizienten und den zweiten Gewichtungskoeffizienten so einstellt, dass sie größer als ein vorbestimmter Wert sind, und den dritten Gewichtungskoeffizienten und den vierten Gewichtungskoeffizienten so einstellt, dass sie kleiner als der vorbestimmte Wert in der Bewertungsfunktion sind.
Lenkungssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: eine Fahrsteuereinheit (35), die das Fahren des Fahrzeugs auf der Grundlage des von der Recheneinheit berechneten optimalen Lenkwinkels steuert, indem die von der Aktualisierungseinheit aktualisierten Gewichtungskoeffizienten auf die Bewertungsfunktion angewendet werden.
Verfahren zur Lenkungssteuerung, das von einem Computer ausgeführt wird, um ein Fahrzeug zu veranlassen, einer Zieltrajektorie zu folgen, wobei das Verfahren zur Lenkungssteuerung die folgenden Schritte umfasst: Erfassen (S102), in vorbestimmten Intervallen, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, einer Seitenabweichung des Fahrzeugs hinsichtlich der Zieltrajektorie, einer Azimutabweichung, die eine Differenz zwischen einer Richtung des Fahrzeugs und einer Zielrichtung des Fahrzeugs ist, und einer Krümmung einer Straßenoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt; Erzeugen (S104) eines Fahrzeugmodells, das eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Seitenabweichung, der Azimutabweichung und der Krümmung angibt; Berechnen (S108) eines optimalen Lenkwinkels, der einen Ausgabewert einer Bewertungsfunktion minimiert, die eine geschätzte Seitenabweichung und eine geschätzte Azimutabweichung enthält, die auf der Grundlage des Fahrzeugmodells, des Lenkwinkels und eines Änderungsbetrags des Lenkwinkels, eines ersten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Seitenabweichung entspricht, eines zweiten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der der geschätzten Azimutabweichung entspricht, eines dritten Gewichtungskoeffizienten eines Terms, der dem Lenkwinkel entspricht, und eines vierten Gewichtungskoeffizienten eines Terms berechnet werden, der dem Änderungsbetrag entspricht; Erfassen (S122) einer erforderlichen Beschleunigung beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs; und Aktualisieren (S126) mindestens eines Gewichtungskoeffizienten unter dem ersten Gewichtungskoeffizienten, dem zweiten Gewichtungskoeffizienten, dem dritten Gewichtungskoeffizienten und dem vierten Gewichtungskoeffizienten gemäß der erforderlichen Beschleunigung.