DE112009005449B4

DE112009005449B4 - Fahrsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112009005449B4
Application number: DE112009005449.8T
Authority: DE
Inventors: Masaki MATSUNAGA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2029-12-19
Also published as: CN102639378A; DE112009005449T5; US20120203440A1; CN102639378B; JPWO2011074115A1; JP5168420B2; WO2011074115A1; US9067571B2

Abstract

Fahrsteuervorrichtung (1), die eine Fahrt eines Fahrzeugs (5) steuert, wobei die Fahrsteuervorrichtung (1) aufweist:eine Beschaffungseinheit (20), die ein Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster (P1) beschafft, das eine obere Geschwindigkeitsgrenze angibt, bis zu der das Fahrzeug (5) fahren kann, ohne von einer geplanten Fahrstraße abzuweichen;eine Fahrsteuereinstelleinheit (11), die eine Fahrsteuerung unter Verwendung eines Sollgeschwindigkeitsmusters (P2), das eine Sollgeschwindigkeit angibt, auf der Grundlage des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters (P1) und einer tatsächlichen Geschwindigkeit einstellt,wobei das Sollgeschwindigkeitsmuster (P2) unter Verwendung eines idealen Geschwindigkeitsmusters, das Fahrbedingungen, die von einem Fahrer gewünscht werden, erfüllt, erzeugt wird,eine Fahrsteuereinheit (22), dieeine von einem Fahrer angeforderte Beschleunigung empfängt,eine Differenz zwischen einer Sollbeschleunigung eines derzeitigen Zeitpunkts entsprechend einem Sollbeschleunigungsmuster (P3) und der angeforderten Beschleunigung berechnet,die Differenz mit einem vorbestimmten Wert vergleicht, undwenn der Absolutwert der Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, einen Fahrsteuerprozess durchführt, wobeidie Fahrsteuereinheit (22) in dem Fahrsteuerprozesseinen Einstellbereich auf der Grundlage eines Unterscheidungsschwellenwerts mit der angeforderten Beschleunigung als Bezug einstellt,wobei der Einstellbereich einen oberen Grenzwert, der ein Wert ist, der durch Addition des Unterscheidungsschwellenwerts zu der angeforderten Beschleunigung erhalten wird, und einen unteren Grenzwert aufweist, der ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Unterscheidungsschwellenwerts von der angeforderten Beschleunigung erhalten wird,die Beschleunigung derart steuert, dass die tatsächliche Beschleunigung (P7) der Sollbeschleunigung (P3) innerhalb des Einstellbereiches angenähert wird,wobei der Unterscheidungsschwellenwert ein minimaler Wert derart ist, dass eine Stimulation identifiziert werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrsteuervorrichtung.
In dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung, die einen Fahrsteuerplan erzeugt und eine Kooperationssteuerung durchführt, um eine Eingabe eines Fahrers auf der Grundlage des erzeugten Fahrsteuerplans zu ändern, als eine Vorrichtung bekannt, die die Fahrt eines Fahrzeugs steuert (siehe beispielsweise JP 2007 - 326 548 A ). Die Vorrichtung, die in der JP 2007 - 326 548 A beschrieben ist, stellt eine Sollgeschwindigkeit, mit der das Fahrzeug stabil passieren bzw. vorbeifahren kann, auf der Grundlage der Straßenbedingungen wie beispielsweise einer Straßenkrümmung, einer Straßenoberflächenreibung und eines Gradienten der Straße ein. Die Vorrichtung stellt automatisch eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung derart ein, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einer eingestellten Sollgeschwindigkeit wird.
Die DE 10 2008 035 115 A1 beschreibt ein Kurvengeschwindigkeits-Steuersystem, gemäß dem ein Soll-Geschwindigkeitsprofil zum Durchfahren einer Kurve vor einem Fahrzeug erzeugt wird und das Soll-Geschwindigkeitsprofil mit der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit verglichen wird, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug für eine Sollgeschwindigkeit an einem jeweiligen Profilpunkt zu schnell fährt. Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug zu schnell fährt, erstellt das System automatisch einen Bremsbefehl für die Fahrzeugbremsen. Außerdem kann ein Nutzer oder Fahrer auswählen, wie aggressiv das System die Kurvengeschwindigkeit steuern darf, wobei dann die Steuerung entsprechend dieser Präferenz des Fahrers durchgeführt wird.
Die US 2007 / 0 150 157 A1 beschreibt ein Kurvengeschwindigkeits-Steuersystem, das eine Kartendatenbank, die einen derzeitigen Pfad des Fahrzeugs repräsentiert, und eine Ortungsvorrichtung enthält, die mit der Kartendatenbank gekoppelt ist und den Ort des Fahrzeugs auf dem Pfad bestimmt. Eine Steuerung identifiziert sich nähernde Kurvenpunkte einer Kurve und bestimmt ein Sollgeschwindigkeitsprofil auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz. Es wird ein Beschleunigungsprofil auf der Grundlage der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Sollgeschwindigkeitsprofil erstellt. Ein Beschleunigungs- oder Verlangsamungsbefehl wird modifiziert, um eine optimale Kurvengeschwindigkeit zu erzielen.
Da jedoch die Fahrsteuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik die Fahrt einfach derart steuert, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich der Sollgeschwindigkeit wird, mit der das Fahrzeug stabil passieren bzw. vorbeifahren kann, ist es schwierig, Fahrbedingungen (beispielsweise Kraftstoffverbrauch, Fahrzeit, Fahrverhalten und Ähnliches), die von dem Fahrer gewünscht werden, zu erfüllen, während gleichzeitig die Fahrstabilität gewährleistet wird. Das Fahrzeug kann beispielsweise später an einem Ziel ankommen, da mehr Wert auf die Stabilität gelegt wird.
Dementsprechend entstand die Erfindung, um das oben beschriebene technische Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Fahrsteuervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, Fahrbedingungen, die von einem Nutzer gewünscht werden, zu erfüllen, während eine Fahrstabilität gewährleistet wird. Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Das heißt, die Erfindung schafft eine Fahrsteuervorrichtung, die die Fahrt eines Fahrzeugs steuert. Die Fahrsteuervorrichtung enthält eine Beschaffungseinheit, die ein Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster, das eine obere Geschwindigkeitsgrenze angibt, bis zu der der das Fahrzeug fahren kann, ohne von einer geplanten Fahrstraße abzuweichen, beschafft, und eine Fahrsteuereinstelleinheit bzw. Fahrsteueranpassungseinheit, die eine Fahrsteuerung unter Verwendung eines Sollgeschwindigkeitsmusters, das eine Sollgeschwindigkeit angibt, auf der Grundlage des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und einer tatsächlichen Geschwindigkeit einstellt bzw. anpasst.
In der Fahrsteuervorrichtung gemäß der Erfindung beschafft die Beschaffungseinheit das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster, das die obere Geschwindigkeitsgrenze angibt, bis zu der das Fahrzeug fahren kann, ohne von der geplanten Fahrstraße abzuweichen, und die Fahrsteuereinstelleinheit stellt die Fahrsteuerung unter Verwendung der oberen Geschwindigkeitsgrenze auf der Grundlage des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und der tatsächlichen Geschwindigkeit ein. Aus diesem Grund ist es beispielsweise, wenn die Fahrsteuerung derart durchgeführt wird, dass die tatsächliche Geschwindigkeit gleich der Sollgeschwindigkeit wird, die anhand des Sollgeschwindigkeitsmusters, das den Wunsch des Fahrers erfüllt, hergeleitet wird, möglich, die Fahrsteuerung bei einer Auswertung der Fahrstabilität auf der Grundlage des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und der tatsächlichen Geschwindigkeit einzustellen. Daher wird es möglich, die Fahrbedingungen, die von dem Nutzer gewünscht werden, zu erfüllen, während die Fahrstabilität gewährleistet wird.
Das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster kann auf der Grundlage mehrerer Straßenkrümmungen der geplanten Fahrstraße erzeugt werden, und das Sollgeschwindigkeitsmuster kann unter Verwendung des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und eines idealen Geschwindigkeitsmusters, das die Fahrbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht werden, erfüllt, erzeugt werden.
Die Fahrsteuereinstelleinheit kann den Grad der Intervention der Fahrsteuerung zwischen dem Fall, in dem die Differenz zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit und der oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters hergeleitet wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und dem Fall, in dem die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ändern.
Mit dieser Konfiguration ist es beispielsweise möglich, den Grad der Intervention der Fahrsteuerung entsprechend dessen bzw. in Abhängigkeit davon zu ändern, ob die Beschleunigungsanforderung des Fahrers innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs liegt, der eine Fahrstabilität erfüllt. Aus diesem Grund wird es möglich, ein unangenehmes Gefühl des Fahrers aufgrund der Interventionssteuerung von der Vorrichtung innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs, der die Stabilität erfüllt, zu verringern.
Die Fahrsteuereinstelleinheit kann kontinuierlich den Grad der Intervention der Fahrsteuerung entsprechend der Differenz zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit und der oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters hergeleitet wird, ändern. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, graduell den Grad der Intervention der Fahrsteuerung entsprechend der Differenz zwischen der oberen Geschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit zu erhöhen oder zu verringern. Daher wird es möglich, ein unangenehmes Gefühl eines Fahrers aufgrund der Interventionssteuerung von der Vorrichtung innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs, der die Stabilität erfüllt, weiter zu verringern.
Die Fahrsteuervorrichtung gemäß der Erfindung kann außerdem eine Geschwindigkeitsdifferenzvorhersageeinheit enthalten, die die Differenz zwischen einer zukünftigen Geschwindigkeit, mit der ein zukünftiger Ankunftspunkt in einer geplanten Fahrortskurve der geplanten Fahrstraße passiert wird, und einer zukünftigen oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters hergeleitet wird, auf der Grundlage der tatsächlichen Geschwindigkeit vorhersagt. Die Fahrsteuereinstelleinheit kann den Grad der Intervention der Fahrsteuerung zwischen dem Fall, in dem die Differenz zwischen der zukünftigen Geschwindigkeit und der zukünftigen oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters hergeleitet wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und dem Fall, in dem die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ändern.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, unter Verwendung der Differenz zwischen der zukünftigen Geschwindigkeit und der zukünftigen oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters hergeleitet wird, zu bestimmen, ob sie innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs liegt, der die Fahrstabilität in der Zukunft erfüllt bzw. gewährleistet. Aus diesem Grund wird es möglich, die Fahrbedingungen, die von dem Nutzer gewünscht werden, zu erfüllen, während eine Fahrstabilität vorhergesagt und verifiziert wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Mit der Fahrsteuervorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich, Fahrbedingungen, die von einem Nutzer gewünscht werden, zu erfüllen, während eine Fahrstabilität gewährleistet wird.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugs, in dem eine Fahrsteuervorrichtung gemäß der Erfindung montiert ist.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb zum Erzeugen eines Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und eines Sollgeschwindigkeitsmusters zeigt.
3 zeigt ein Beispiel eines Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und eines Sollgeschwindigkeitsmusters.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Fahrsteuerbetrieb auf der Grundlage eines Sollgeschwindigkeitsmusters zeigt.
5 zeigt ein Beschleunigungsmuster, das einen Fahrsteuerbetrieb darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Fahrsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
7 ist eine Grafik, die die Geschwindigkeitsdifferenzabhängigkeit einer Zwangsführungsverstärkung zeigt.
8 ist eine Grafik, die die Wirkungen der Fahrsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Fahrsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Grafik die die Geschwindigkeitsdifferenzabhängigkeit einer Zwangsführungsverstärkung zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Fahrsteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
12 zeigt ein Geschwindigkeitsmuster, das den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden die dieselben oder äquivalente Teile mit den denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
(Erste Ausführungsform)
Eine Fahrsteuervorrichtung dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die die Fahrt eines Fahrzeugs steuert, und wird in geeigneter Weise beispielsweise in einem Fahrzeug, das eine Automatikfahrfunktion wie beispielsweise eine Folgefahrt oder eine Fahrbahnhaltefahrt aufweist, oder einem Fahrzeug, in dem ein Fahrerunterstützungssystem zur Verbesserung der Fahrstabilität montiert ist, verwendet.
Zunächst wird die Konfiguration der Fahrsteuervorrichtung dieser Ausführungsform beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Fahrzeugs 5, das eine Fahrsteuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform aufweist, zeigt. Das Fahrzeug 5, das in 1 gezeigt ist, ist ein Fahrzeug, das eine Automatikfahrfunktion aufweist und einen GPS-Empfänger 30, einen Sensor 31, eine Bedieneinheit 32, ein Navigationssystem 33, eine ECU 2, einen Drosselaktuator 40 und einen Bremsaktuator 41 enthält. Die ECU (elektronische Steuereinheit) ist ein Computer einer elektronisch gesteuerten Kraftfahrzeugvorrichtung und enthält eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen ROM (Nur-Lese-Speicher), einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle und Ähnliches.
Der GPS-Empfänger 30 weist eine Funktion zum Empfangen von beispielsweise Positionsinformationen des Fahrers auf. Das GPS (globales Positionierungssystem) ist ein Messsystem, das Satelliten verwendet, und wird in geeigneter Weise zum Erkennen der derzeitigen Position des Host-Fahrzeugs verwendet. Der GPS-Empfänger weist außerdem eine Funktion zum Ausgeben der Positionsinformationen an die ECU 2 auf.
Der Sensor 31 weist eine Funktion zum Beschaffen von Informationen der Fahrumgebung um das Fahrzeug 5 herum oder des Fahrzustands des Host-Fahrzeugs auf. Als Sensor 31 werden beispielsweise ein Geschwindigkeitssensor, ein Beschleunigungssensor, ein Gierratensensor, ein Lenkwinkelsensor, ein Weißlinienerfassungssensor, eine Bildkamera zum Überwachen der Umgebung des Fahrzeugs 5, ein Elektromagnetikwellensensor oder ein Millimeterwellensensor zum Erfassen eines Hindernisses um das Fahrzeug 5 herum oder eines nachfolgenden Fahrzeugs und Ähnliches verwendet. Der Sensor 31 weist außerdem eine Funktion zum Ausgeben der beschafften Informationen an die ECU 2 auf.
Die Bedieneinheit 32 weist eine Funktion zum Empfangen bzw. Aufnehmen der Bedingungen, die von dem Fahrer angefordert werden, auf. Als Bedieneinheit 32 werden beispielsweise eine Bedienkonsole zum Eingeben einer Sollfahrzeit, eines Sollkraftstoffverbrauchs, Fahrbedingungen (Kraftstoffverbrauchsvorzugsfahrt, Fahrzeitvorzugsfahrt, Fahrverhaltenvorzugsfahrt, Fahrt mit umgebungsregulierter Benzinverringerung), die von dem Fahrer gewünscht werden, ein Lenkrad zum Eingeben einer Lenkanforderung, ein Bremspedal zum Eingeben einer Verzögerungsanforderung, ein Gaspedal zum Eingeben einer Beschleunigungsanforderung und Ähnliches verwendet. Die Bedieneinheit 32 weist außerdem eine Funktion zum Ausgeben der eingegebenen Informationen an die ECU 2 auf.
Das Navigationssystem 33 weist eine Funktion zum Berechnen einer geplanten Fahrroute zu einem vorbestimmten Punkt (beispielsweise einem Ziel) auf. Das Navigationssystem 33 beschafft beispielsweise einen Abfahrtspunkt und ein Ziel, das durch eine Bedienung des Fahrers oder Ähnlichem bezeichnet wird, und berechnet eine Fahrroute von dem Abfahrtspunkt zu dem Ziel unter Verwendung einer Kartendatenbank. Das Navigationssystem 33 kann beispielsweise die derzeitige Position des Host-Fahrzeugs von dem GPS beschaffen und eine geplante Fahrroute zwischen der derzeitigen Position und dem Ziel berechnen. Das Navigationssystem 33 weist außerdem eine Funktion zum Lesen von Straßeninformationen der geplanten Fahrroute aus der Kartendatenbank und zum Ausgeben der Straßeninformationen an die ECU 2 auf. Es kann eine Kartendatenbank, die in dem Navigationssystem 33 vorgesehen ist, verwendet werden, oder es kann eine Kartendatenbank, die von einem externen Aufzeichnungsmedium oder mittels Kommunikation beschafft wird, verwendet werden. Die Straßeninformationen sind Informationen betreffend die Straße und beinhalten beispielsweise die Gestalt, einen Gradienten, eine Breite, einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten und Ähnliches der Straße.
Die ECU 2 ist mit dem GPS-Empfänger 30, dem Sensor 31, der Bedieneinheit 32 und dem Navigationssystem 33 verbunden und enthält eine Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20, eine Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21, eine Fahrsteuereinheit 22, eine Beschleunigungs- / Verzögerungssteuereinheit 23, eine Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit (Beschaffungseinheit, Fahrsteuereinstelleinheit) 10 und eine Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit (Fahrsteuereinstelleinheit) 11.
Die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters auf. Das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster ist eine obere Geschwindigkeitsgrenze, bis zu der das Fahrzeug passieren bzw. vorbeifahren kann, ohne von der geplanten Fahrstraße abzuweichen (eine Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze, die eine maximale Geschwindigkeit ist, bis zu der das Fahrzeug stabil entlang der geplanten Fahrortskurve fahren kann), und hängt beispielsweise von einer Position (Fahrstrecke) oder der Zeit ab. Die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 erzeugt das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster auf der Grundlage der Straßeninformationen der geplanten Fahrstraße. Die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 erzeugt beispielsweise das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster auf der Grundlage mehrerer Straßenkrümmungen der geplanten Fahrstraße. Insbesondere berechnet die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 die obere Geschwindigkeitsgrenze, bis zu der das Fahrzeug stabil passieren kann, ohne von der geplanten Fahrstraße abzuweichen, innerhalb des Bereichs, der eine Fahrumgebungsanforderung, beispielsweise eine Straßenkrümmung und einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten, eine Verkehrsanforderung, dass das Fahrzeug auf der Straße mit gleich oder kleiner als einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu fahren hat, und eine Anforderung hinsichtlich einer Fahrzeugvermögen wie beispielsweise einer Reibungskreisgrenze, einer Beschleunigungs-/Verzögerungsgrenze oder einer Lenkgrenze, erfüllt. Die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 verwendet ein bekanntes Verfahren, beispielsweise ein Optimierungsverfahren, um das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster zu erzeugen. Die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 gibt das berechnete Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster an die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 und die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 aus.
Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Sollgeschwindigkeitsmusters auf. Das Sollgeschwindigkeitsmuster ist die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs, beispielsweise eine Geschwindigkeit, die von einer Position (Fahrstrecke) oder der Zeit abhängt. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 enthält eine Logik, die ein Sollgeschwindigkeitsmuster herleitet, das als ein Optimum bestimmt wird, wenn Fahrbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht werden, bereitgestellt werden. Insbesondere wenn der Fahrer eine Einstellung derart vornimmt, dass ein vorbestimmter gewünschter Ankunftspunkt, eine gewünschte Ankunftszeit und ein Kraftstoffverbrauch bevorzugt werden, leitet die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 ein Geschwindigkeitsmuster, das derart bestimmt wird, dass es einen guten Kraftstoffverbrauch innerhalb eines Bereichs aufweist, in dem das Fahrzeug an dem gewünschten Ankunftspunkt mit der gewünschten Ankunftszeit ankommen und stabil fahren kann, als das Sollgeschwindigkeitsmuster her. Wenn beispielsweise der Fahrer eine Einstellung derart durchführt, dass ein gewünschter Ankunftspunkt, eine gewünschte Ankunftszeit und eine Fahrqualität bevorzugt werden, leitet die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 ein Geschwindigkeitsmuster, das derart bestimmt wird, dass es die geringste Änderung einer horizontalen G (Beschleunigung) oder eine geringste Ruckbewegung innerhalb eines Bereichs, in dem das Fahrzeug an dem gewünschten Ankunftspunkt mit der gewünschten Ankunftszeit ankommen und stabil fahren kann, als das Sollgeschwindigkeitsmuster her. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 verwendet ein bekanntes Verfahren wie beispielsweise ein Optimierungsverfahren als die oben beschriebene Logik. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 erzeugt beispielsweise das Sollgeschwindigkeitsmuster unter Verwendung des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und eines idealen Geschwindigkeitsmusters, das die Fahrbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht werden, erfüllt. Das ideale Geschwindigkeitsmuster ist eine Geschwindigkeit, die am besten die Fahrbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht werden, erfüllt, und ist für jede Fahrbedingung vorhanden. Das ideale Geschwindigkeitsmuster ist beispielsweise eine Geschwindigkeit innerhalb eines Bereichs, der eine Anforderung erfüllt, die aus einem Fahrzeugvermögen resultiert, beispielsweise einer Reibungskreisgrenze, einer Beschleunigungsgrenze oder einer Lenkgrenze, die auf der Grundlage von Fahrzeugspezifikationsinformationen hergeleitet werden. Als ideales Geschwindigkeitsmuster gibt es beispielsweise ein ideales Geschwindigkeitsmuster einer Kraftstoffverbrauchsvorzugsfahrt, ein ideales Geschwindigkeitsmuster einer Fahrzeitvorzugsfahrt, ein ideales Geschwindigkeitsmuster einer Fahrvermögensvorzugsfahrt und Ähnliches. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 ändert beispielsweise das ideale Geschwindigkeitsmuster, das die gewünschten Fahrbedingungen des Fahrers erfüllt, um das Sollgeschwindigkeitsmuster derart zu erzeugen, dass die Sollgeschwindigkeit niedriger als eine Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze ist, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters erhalten wird. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 gibt das berechnete Sollgeschwindigkeitsmuster an die Fahrsteuereinheit 22 aus.
Die Fahrsteuereinheit 22 weist eine Funktion zum Steuern der Fahrt des Fahrzeugs auf. Die Fahrsteuereinheit 22 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Steuerwerts zum Steuern jedes Aktuators auf der Grundlage der geplanten Fahrroute und des Sollgeschwindigkeitsmusters, das von der Sollfahrsteuermustererzeugungseinheit ausgegeben wird, unter Berücksichtigung des Verhaltens des Fahrzeugs 5 derart auf, dass die Position und Geschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt vollständig reproduziert werden können. Die Fahrsteuereinheit 22 weist eine Funktion zum Einstellen sowohl einer Anforderung eines Fahrers, die durch die Bedieneinheit 32 eingegeben wird, als auch einer steuerseitigen Anforderung, die als das Sollgeschwindigkeitsmuster eingestellt wird, auf. Die Fahrsteuereinheit 22 vergleicht beispielsweise eine Sollgeschwindigkeit, die unter Verwendung des Sollgeschwindigkeitsmusters und der derzeitigen Position (oder derzeitigen Zeit) hergeleitet wird, mit einer angeforderten Geschwindigkeit (oder angeforderten Beschleunigung) des Fahrers und führt eine Interventionssteuerung derart durch, dass sich die Differenz zwischen der Sollgeschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit verringert. Die angeforderte Geschwindigkeit oder angeforderte Beschleunigung des Fahrers ist ein physikalischer Betrag, der anhand des derzeitigen eingegebenen Betätigungsbetrags des Gaspedals, des eingegebenen Betätigungsbetrags des Bremspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit geschätzt wird, und gibt die Geschwindigkeit oder Beschleunigung an, die derzeitig von dem Fahrer angefordert wird. Die Fahrsteuereinheit 22 interveniert derart, dass sich beispielsweise, wenn die angeforderte Geschwindigkeit größer als die Sollgeschwindigkeit wird, der ausgegebene Betrag in Bezug auf den Betätigungsbetrag verringert. Im Gegensatz dazu interveniert die Fahrsteuereinheit 22 derart, dass sich beispielsweise, wenn die angeforderte Geschwindigkeit niedriger als die Sollgeschwindigkeit wird, der ausgegebene Betrag in Bezug auf den Betätigungsbetrag erhöht. Obwohl eine Interventionssteuerung, die die Geschwindigkeit verwendet, beschrieben wurde, kann eine Interventionssteuerung, die die Beschleunigung verwendet, durchgeführt werden. Die Fahrsteuereinheit 22 führt eine Interventionssteuerung unter Verwendung beispielsweise eines Unterscheidungsschwellenwerts und eines Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwerts unter Berücksichtigung eines unangenehmen Gefühls des Fahrers aufgrund der Interventionssteuerung durch. Der Unterscheidungsschwellenwert ist ein minimaler Wert derart, dass eine Stimulation identifiziert werden kann. Der Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwert ist ein minimaler Wert derart, dass eine Änderung einer Stimulation identifiziert werden kann. Die Fahrsteuereinheit 22 führt eine Steuerung derart durch, dass sich die Fahrzeuggeschwindigkeit so weit wie möglich der Sollgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs derart annähert, dass eine Änderung der Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Ähnlichem aufgrund der Interventionssteuerung den Unterscheidungsschwellenwert nicht überschreitet und ein Differenzbetrag der Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Ähnlichem aufgrund der Interventionssteuerung den Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwert nicht überschreitet. Das heißt, die Fahrsteuereinheit 22 führt eine Interventionssteuerung mit dem Unterscheidungsschwellenwert und dem Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwert als einer Interventionsverstärkung durch. Die Fahrsteuereinheit 22 gibt Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerinformationen, die unter Verwendung des Unterscheidungsschwellenwerts und des Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwerts eingestellt werden, an die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 23 aus.
Die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit 23 weist eine Funktion zum Erzeugen von Signalen zum Steuern des Drosselaktuators 40 und des Bremsaktuators 41 auf der Grundlage der Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerinformationen, die von der Fahrsteuereinheit 22 eingegeben werden, und zum Ausgeben der erzeugten Steuersignale an den Drosselaktuator 40 und den Bremsaktuator 41 auf. Der Drosselaktuator 40 ist ein mechanisches Element, das die Fahrt des Fahrzeugs steuert, beispielsweise eine elektronische Drossel oder Ähnliches. Der Bremsaktuator 41 ist beispielsweise ein Ventil oder Ähnliches, das den Bremshydraulikdruck jedes Rads in dem Fall einer hydraulischen Bremse einstellt. Der Drosselaktuator 40 und der Bremsaktuator 41 dienen als ein By-wire-Aktuator.
Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 weist eine Funktion zum Bestimmen, ob eine Interventionsverstärkung, die von der Fahrsteuereinheit 22 verwendet wird, zu ändern ist, auf. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 vergleicht eine Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze, die unter Verwendung des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters, das von der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 ausgegeben wird, und der derzeitigen Position (oder derzeitigen Zeit) hergeleitet wird, mit der tatsächlichen Geschwindigkeit, die von dem Sensor 31 ausgegeben wird, um zu bestimmen, ob die Interventionsverstärkung zu ändern ist. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 gibt das Bestimmungsergebnis an die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 aus.
Die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 weist eine Funktion zum Ändern der Interventionsverstärkung auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 auf. Die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 ändert eine Zwangsführungsverstärkung, um die Interventionsverstärkung, das heißt, den Unterscheidungsschwellenwert und den Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwert zu ändern. Wenn die Zwangsführungsverstärkung G_K ist und ein Bezugsunterscheidungsschwellenwert B_standard ist, kann der Unterscheidungsschwellenwert B durch die Gleichung 1 ausgedrückt werden. $B = B_{standard} \cdot G_{K}$
Wenn ein Bezugszeitfolgenunterscheidungsschwellenwert Bt_standard ist, kann der Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwert Bt durch die Gleichung 2 ausgedrückt werden. $Bt = {Bt}_{standard} \cdot G_{K}$
Für den Bezugsunterscheidungsschwellenwert B_standard und den Bezugszeitfolgenunterscheidungsschwellenwert Bt_standard wird jeweils ein vorbestimmter Wert, der im Voraus mittels eines Experiments oder Ähnlichem definiert wird, verwendet. Wie es anhand der Gleichungen 1 und 2 zu sehen ist, kann, da, je größer die Zwangsführungsverstärkung ist, umso größer die Interventionsverstärkung ist, angenommen werden, dass der Grad der Interventionssteuerung zum Folgen der Sollgeschwindigkeit gestärkt bzw. erhöht wird. Die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 ändert die Zwangsführungsverstärkung G_K, um die Interventionsverstärkung zu ändern.
Die Fahrsteuervorrichtung 1 enthält die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 und die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11, wie es oben beschrieben wurde.
Im Folgenden wird eine Fahrsteuerung des Fahrzeugs 5, in dem die oben beschriebene Fahrsteuervorrichtung 1 montiert ist, beschrieben. Zunächst wird ein Betrieb zum Erzeugen eines Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters und eines Sollgeschwindigkeitsmusters, das von der Fahrsteuervorrichtung 1 aufgenommen wird, beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb für ein Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster und ein Sollgeschwindigkeitsmuster des Fahrzeugs 5, das die Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform enthält, zeigt. Der Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, wird wiederholt mit einem vorbestimmten Intervall, beispielsweise nach dem Einschalten der Zündung oder eines Fahrsteuerstartknopfs in dem Fahrzeug 5, durchgeführt.
Wie es in 2 gezeigt ist, startet die ECU 2 mit einem Straßeninformationsbeschaffungsprozess (S10). In dem Prozess des S10 beschafft die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 Straßeninformationen einer geplanten Fahrstraße von dem Navigationssystem 33 oder dem Sensor 31. Wenn der Prozess des S10 endet, wird ein Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungsprozess durchgeführt (S12).
In dem Prozess des S12 erzeugt die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 ein Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 auf der Grundlage mehrerer Straßenkrümmungen der geplanten Fahrstraße. Die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit 20 berechnet beispielsweise mittels eines Optimierungsverfahrens eine unterste Geschwindigkeit aus der oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand der Krümmung der Kurve und des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten erhalten wird, der oberen Geschwindigkeitsgrenze, die mittels Gesetzen und Regeln vorgeschrieben ist, und der oberen Geschwindigkeitsgrenze, die ein Fahrzeugvermögen betrifft, als die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze. 3 ist eine Grafik, die ein Beispiel des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 und eines Sollgeschwindigkeitsmusters P2 zeigt. Wie es in 3 gezeigt ist, wird das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 derart erzeugt, dass die Geschwindigkeit in der Nähe der Kurve abfällt und die maximale Geschwindigkeit in einem geraden Abschnitt erreicht wird. Wenn der Prozess des S12 endet, wird ein Fahreranforderungseingabeprozess durchgeführt (S14).
In dem Prozess des S14 beschafft die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 eine Anforderung eines Fahrers durch die Bedieneinheit 32. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 ermöglicht es beispielsweise dem Fahrer, die wichtigste Fahrt aus einer Kraftstoffverbrauchsvorzugsfahrt, einer Fahrzeitvorzugsfahrt, einer Fahrverhaltenvorzugsfahrt und einer Fahrt mit umgebungsbeschränkter Benzinverringerung durch die Bedieneinheit 32 auszuwählen, und beschafft die ausgewählte Fahrt als eine Anforderung des Fahrers. Wenn der Prozess des S14 endet, wird ein Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungsprozess durchgeführt (S16).
In dem Prozess des S16 erzeugt die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 ein Sollgeschwindigkeitsmuster P2. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 erzeugt das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 mittels eines Optimierungsverfahrens unter Verwendung beispielsweise des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 und des idealen Geschwindigkeitsmusters, das die Fahrbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht sind, erfüllt. Die Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit 21 ändert beispielsweise das ideale Geschwindigkeitsmuster, das die Fahrbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht werden, erfüllt, um das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 derart zu erzeugen, dass die Sollgeschwindigkeit niedriger als die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze wird, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 erhalten wird. Somit wird das Sollgeschwindigkeitsmuster P2, das in 3 gezeigt ist, erzeugt. Wenn der Prozess des S16 endet, endet der Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist. Durch den Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, werden das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 und das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 erzeugt.
Im Folgenden wird eine Fahrsteuerung, die von dem Fahrzeug 5 unter Verwendung des Sollgeschwindigkeitsmusters, das in 2 erzeugt wird, durchgeführt wird, beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Fahrsteuerbetrieb, der von dem Fahrzeug 5 durchgeführt wird, zeigt. Der Steuerprozess, der in 4 gezeigt ist, wird beispielsweise zu dem Zeitpunkt der Fahrt des Fahrzeugs durchgeführt, nachdem der Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, durchgeführt wurde. Anhand von 4 wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Fahrsteuerung auf der Grundlage einer Beschleunigung durchgeführt wird.
Wie es in 4 gezeigt ist, startet die ECU 2 mit einem Sollgeschwindigkeitsmustereingabeprozess (S20). In dem Prozess des S20 nimmt (empfängt) die Fahrsteuereinheit 22 das Sollgeschwindigkeitsmuster, das durch den Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, erzeugt wird, auf. Wenn der Prozess des S20 endet, wird ein Anforderungsgeschwindigkeitseingabeprozess durchgeführt (S22).
In dem Prozess des S22 empfängt die Fahrsteuereinheit 22 eine angeforderte Beschleunigung des Fahrers. Die angeforderte Beschleunigung wird beispielsweise auf der Grundlage des Betrags der Betätigung des Gaspedals eingegeben. Wenn der Prozess des S22 endet, wird ein Beschleunigungsbestimmungsprozess durchgeführt (S24).
In dem Prozess des S24 bestimmt die Fahrsteuereinheit 22, ob der Absolutwert der Differenz zwischen einer Sollbeschleunigung und der angeforderten Beschleunigung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Fahrsteuereinheit 22 integriert beispielsweise das Sollgeschwindigkeitsmuster, das in dem Prozess des S22 eingegeben wird, um ein Sollbeschleunigungsmuster zu erzeugen und eine Sollbeschleunigung zu einem derzeitigen Zeitpunkt zu berechnen. Die Fahrsteuereinheit 22 berechnet die Differenz zwischen der Sollbeschleunigung zu dem derzeitigen Zeitpunkt und der angeforderten Beschleunigung, die in dem Prozess des S22 eingegeben wird, und bestimmt, ob der Absolutwert der berechneten Differenz gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. In dem Prozess des S24 endet der Steuerprozess, der in 4 gezeigt ist, wenn die Fahrsteuereinheit 22 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz nicht gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Wenn die Fahrsteuereinheit 22 in dem Prozess des S24 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird ein Fahrsteuerprozess durchgeführt (S28).
In dem Prozess des S28 führt die Fahrsteuereinheit 22 eine Fahrsteuerung derart durch, dass sich die tatsächliche Beschleunigung der Sollbeschleunigung innerhalb eines Bereichs derart annähert, dass dem kein unangenehmes Gefühl Fahrer vermittelt wird. Dieser Prozess wird mit Bezug auf 5 beschreiben. 5 zeigt ein Beschleunigungsmuster zum Darstellen einer Fahrsteuerung der Fahrsteuereinheit 22. In 5 wird das Sollbeschleunigungsmuster, das in dem Prozess des S26 berechnet wird, durch P3 repräsentiert, und das angeforderte Beschleunigungsmuster des Fahrers, das in dem Prozess des S22 beschafft wird, wird durch P4 repräsentiert. Wie es in 5 gezeigt ist, stellt die Fahrsteuereinheit 22 einen Einstellbereich auf der Grundlage des Unterscheidungsschwellenwerts mit dem angeforderten Beschleunigungsmuster P4 als Bezug ein. Dieser Einstellbereich weist einen oberen Grenzwert, der ein Wert ist, der durch Addition des Unterscheidungsschwellenwerts zu dem angeforderten Beschleunigungsmuster P4 erhalten wird, und einen unteren Grenzwert auf, der ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Unterscheidungsschwellenwerts von dem angeforderten Beschleunigungsmuster P4 erhalten wird. Das heißt, das angeforderte Beschleunigungsmuster P4 wird durch den Zeitfolgenunterscheidungswert derart eingestellt, dass es innerhalb des Einstellbereichs nahe bei dem Sollbeschleunigungsmuster P3 liegt, wodurch eine Fahrsteuerung ermöglicht wird, ohne dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl zu vermitteln. In 5 wird ein zeitabhängiges oberes Grenzmuster des Einstellbereichs durch P5 repräsentiert, und ein zeitabhängiges unteres Grenzmuster des Einstellbereichs wird durch P6 repräsentiert. Von dem Zeitpunkt T1 zu dem Zeitpunkt T2 erhöht beispielsweise die Fahrsteuereinheit 22 das angeforderte Beschleunigungsmuster P4 unter Verwendung eines Gradienten in dem Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwert innerhalb eines Bereichs, ohne das obere Grenzmuster P5 zu überschreiten, und stellt ein Beschleunigungsmuster P7, das nahe bei dem Sollbeschleunigungsmuster P3 liegt, ein. Das Beschleunigungsmuster P7 repräsentiert eine tatsächliche Beschleunigung durch die Fahrsteuerung. Auf diese Weise passt die Fahrsteuereinheit 22 in dem Prozess des S28 dynamisch die Anforderung des Fahrers innerhalb eines Bereichs mit dem Unterscheidungsschwellenwert und dem Zeitfolgenunterscheidungsschwellenwert als der Interventionsverstärkung an, ohne ein unangenehmes Gefühl zu vermitteln. Wenn der Prozess des S28 endet, endet der Steuerprozess, der in 4 gezeigt ist.
Mit Obigem endet der Steuerprozess, der in 4 gezeigt ist. Durch den Steuerprozess, der in 4 gezeigt ist, wird eine Fahrsteuerung durch eine beschränkte Änderung der Eigenschaften innerhalb eines Bereichs derart durchgeführt, dass die sich tatsächliche Beschleunigung der Sollbeschleunigung annähert, ohne dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl zu vermitteln.
Im Folgenden wird ein Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1 zum Einstellen der Interventionsverstärkung, die für die Fahrsteuerung, die in 4 gezeigt ist, verwendet wird, beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Interventionsverstärkungseinstellbetrieb zeigt, der von der Fahrsteuervorrichtung 1 durchgeführt wird. Der Steuerprozess, der in 6 gezeigt ist, wird beispielsweise durchgeführt, bevor der Fahrsteuerprozess des S28 durchgeführt wird, der in 4 gezeigt ist, nachdem der Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, durchgeführt wurde. Anhand von 6 wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Fahrsteuerung auf der Grundlage einer Geschwindigkeit durchgeführt wird.
Wie es in 6 gezeigt ist, startet die ECU 2 mit einem Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustereingabeprozess (S30), In dem Prozess des S30 empfängt die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 beispielsweise das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster, das durch den Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, erzeugt wird. Wenn der Prozess des S30 endet, wird ein Eingabeprozess einer tatsächlichen Geschwindigkeit durchgeführt (S32).
In dem Prozess des S32 empfängt die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit. Es wird beispielsweise eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit zu dem derzeitigen Zeitpunkt auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Sensors 31 eingegeben. Wenn der Prozess des S32 endet, wird ein Geschwindigkeitsbestimmungsprozess durchgeführt (S34).
In dem Prozess des S32 bestimmt die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10, ob der Absolutwert der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 berechnet beispielsweise eine Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze bei einer derzeitigen Position aus dem Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster, das in dem Prozess des S32 eingegeben wird. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 berechnet die Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze an der derzeitigen Position und der tatsächlichen Geschwindigkeit, die in dem Prozess des S32 eingegeben wird, und bestimmt, ob der Absolutwert der berechneten Differenz gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 in dem Prozess des S34 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird ein Verstärkungsänderungsprozess durchgeführt (S36).
In dem Prozess des S36 ändert die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Interventionsverstärkung, die in der Fahrsteuereinheit 22 verwendet wird. Die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 ändert beispielsweise die Zwangsführungsverstärkung, um die Interventionsverstärkung zu erhöhen. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Interventionsverstärkung unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen 1 und 2 einstellt. In diesem Fall ändert die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_K unter Verwendung eines Kennlinienfelds, das in 7 gezeigt ist. 7 ist eine Grafik, die die Zwangsführungsverstärkung G_K in Abhängigkeit von dem Absolutwert der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit zeigt. Der vorbestimmte Wert, der in dem Prozess des S34 verwendet wird, wird durch X repräsentiert. Wie es in 7 gezeigt ist, stellt die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_K auf Y (Y > 1) ein, um die Interventionsverstärkung signifikant zu ändern. Wenn der Prozess des S36 endet, endet der in 6 gezeigte Steuerprozess.
Wenn die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 in dem Prozess des S34 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz nicht gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Interventionsverstärkung, die in der Fahrsteuereinheit 22 verwendet wird, nicht geändert (S38). Wenn beispielsweise die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Interventionsverstärkung unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen 1 und 2 einstellt, stellt die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_K auf 1 ein, wie es in 7 gezeigt ist. Wenn der Prozess des S38 endet, endet der in 6 gezeigte Steuerprozess.
Mit Obigem endet der Steuerprozess, der in 6 gezeigt ist. Durch den Steuerprozess, der in 6 gezeigt ist, wird die Interventionsverstärkung, die für den Fahrsteuerprozess des S28, der in 4 gezeigt ist, verwendet wird, geändert, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsfahrzeuggeschwindigkeitsgrenze liegt. Aus diesem Grund wird, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsfahrzeuggeschwindigkeitsgrenze liegt, eine Fahrsteuerung, bei der die Anforderung des Fahrers auf einfache Weise reflektiert wird, in eine Fahrsteuerung geändert, bei der die fahrzeugseitige Führung stärker ist. Es wird beispielsweise angenommen, dass das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 und das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 wie in 8 gezeigt eingestellt werden. Es wird angenommen, dass ein in Abhängigkeit von der Position des Fahrers angefordertes Geschwindigkeitsmuster durch P8 repräsentiert wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze an einer Position L1 überschreitet. Zu dem Zeitpunkt der Fahrsteuerung, bei der die Anforderung des Fahrers auf einfache Weise reflektiert wird, um ein unangenehmes Gefühl des Fahrers zu unterdrücken, das heißt, wenn eine Beschleunigungsanforderung von dem Fahrer vorhanden ist und die Geschwindigkeit als Antwort auf die Beschleunigungsanforderung, gesteuert wird, kann die tatsächliche Geschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze liegen, oder in einigen Fällen kann, wie es durch P9 repräsentiert wird, die tatsächliche Geschwindigkeit die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze an der Position L1 überschreiten. Unter Verwendung der Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist es jedoch möglich, die Interventionsverstärkung dynamisch signifikant zu ändern, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze liegt (Differenz ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert), was es möglich macht, die Verfolgung der Sollgeschwindigkeit zu stärken. Aus diesem Grund wird, wie es durch P10 repräsentiert wird, eine starke Interventionssteuerung auf der Fahrzeugseite durchgeführt, wodurch vermieden wird, dass die tatsächliche Geschwindigkeit die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze an der Position L1 überschreitet. In diesem Fall wird es, wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass das vorherige Einstellergebnis die Stabilitätsgrenze überschreitet, möglich, die Stabilität des Fahrzeugs durch eine starke Intervention zu gewährleisten.
Wie es oben beschrieben wurde, beschafft die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 gemäß der Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1, das die obere Geschwindigkeitsgrenze repräsentiert, bis zu der das Fahrzeug fahren kann, ohne von der geplanten Fahrstraße abzuweichen. Die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 passt eine Fahrsteuerung, die unter Verwendung des Sollgeschwindigkeitsmusters P2 durchgeführt wird, auf der Grundlage des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 und der tatsächlichen Geschwindigkeit an. Aus diesem Grund ist es beispielsweise, wenn eine Fahrsteuerung derart durchgeführt wird, dass die tatsächliche Geschwindigkeit geändert wird, so dass sie gleich der Sollgeschwindigkeit wird, die anhand des Sollgeschwindigkeitsmusters P2, das den Wunsch des Fahrers erfüllt, hergeleitet wird, möglich, eine Fahrsteuerung einzustellen bzw. anzupassen, während die Fahrstabilität auf der Grundlage des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 und der tatsächlichen Geschwindigkeit ausgewertet wird. Das heißt, es wird aufeinanderfolgend verifiziert, ob die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P2 hergeleitet wird, überschreitet, und wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze liegt, wird es möglich, die Fahrsteuerung anzupassen, um die Stabilität zu gewährleisten. In der Fahrsteuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik wird beispielsweise eine Fahrsteuerung während der Fahrt derart durchgeführt, dass die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner als die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze wird. Aus diesem Grund wird in der Fahrsteuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik, wenn die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze beispielsweise 60 km/h beträgt, eine Steuerung einfach derart durchgeführt, dass die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit gleich 60 km/h wird. Wenn die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze gleich oder kleiner als 60 km/h ist, kann das Steuerergebnis 50 km/h, 40 km/h oder 30 km/h sein. Aus diesem Grund ist es beispielsweise sogar dann, wenn die optimale Geschwindigkeit50 km/h beträgt, wenn ein Kraftstoffverbrauch bevorzugt ist, und die optimale Geschwindigkeit30 km/h beträgt, wenn der Fahrqualität Vorzug gegeben wird, in der Fahrsteuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik schwierig, zu bestimmen, welche Geschwindigkeit die gewünschte Geschwindigkeit des Fahrers ist, was es schwierig macht, einen optimalen Steuerwert einzustellen. Obwohl eine Kooperationssteuerung mit Bezug auf nur das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 durchgeführt werden kann, wenn dem Wunsch des Fahrers Vorzug gegeben wird oder wenn die Verringerung eines unangenehmen Gefühls aufgrund einer Interventionssteuerung wichtig ist, ist es schwierig, zu bestimmen, wie viel die Beschleunigungsanforderung des Fahrers bevorzugt oder begrenzt werden soll, so dass die Fahrstabilität nicht gewährleistet werden kann. Im Gegensatz dazu ist es in Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform möglich, eine Steuerung derart durchzuführen, dass das Sollgeschwindigkeitsmuster P2, das den Wunsch des Fahrers erfüllt, innerhalb eines stabilen Geschwindigkeitsbereichs mit Bezug auf das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 erhalten wird. Das heißt, in der Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform ist es möglich, das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 dynamisch zu verwenden ebenso wie das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 zu verwenden, wenn das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 erzeugt wird. Daher wird es möglich, die Fahrbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht werden, zu erfüllen, während die Fahrstabilität gewährleistet wird.
Gemäß der Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform ist es möglich, den Grad der Intervention der Fahrsteuerung in Abhängigkeit davon zu ändern, ob die Beschleunigungsanforderung des Fahrers innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs, der eine Fahrstabilität erfüllt, liegt. Aus diesem Grund ist es möglich, ein unangenehmes Gefühl des Fahrers aufgrund der Interventionssteuerung der Vorrichtung innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs, der eine Fahrstabilität erfüllt, zu verringern.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Fahrsteuervorrichtung 1 einer zweiten Ausführungsform weist im Wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform auf, und nur das Kennlinienfeld, das die Zwangsführungsverstärkung G_K in Abhängigkeit von dem Absolutwert der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit zeigt, unterscheidet sich von demjenigen der Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform werden die Abschnitte, die sich mit der ersten Ausführungsform überdecken, nicht wiederholt beschrieben, und die Beschreibung fokussiert sich auf den Unterschied.
Die Konfiguration des Fahrzeugs 5, das die Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform enthält, ist dieselbe wie des Fahrzeugs 5, das die Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform enthält. Die Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform weist dieselbe Konfiguration wie die Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform auf, mit der Ausnahme nur des Kennlinienfelds, auf das von der Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 Bezug genommen wird. Weitere Funktionen sind dieselben wie diejenigen der Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 der ersten Ausführungsform.
Im Folgenden wird der Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm, das einen Interventionsverstärkungseinstellbetrieb zeigt, der von der Fahrsteuervorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Der Steuerprozess, der in 9 gezeigt ist, wird beispielsweise durchgeführt,bevor der Fahrsteuerprozess des S28, der in 4 gezeigt ist, durchgeführt wird, nachdem der Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, durchgeführt wurde. Es wird angenommen, dass das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 und das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 durch den Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, erzeugt werden, und dass die Fahrsteuerung mit dem Steuerprozess, der in 4 gezeigt ist, durchgeführt wird. Anhand von 9 wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Fahrsteuerung auf der Grundlage einer Geschwindigkeit durchgeführt wird.
Wie es in 9 gezeigt ist, startet die ECU 2 mit einem Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustereingabeprozess (S40). Der Prozess des S40 ist derselbe wie der Prozess des S30. Wenn der Prozess des S40 endet, wird ein Eingabeprozess einer tatsächlichen Geschwindigkeit durchgeführt (S42).
In dem Prozess des S42 nimmt (empfängt) die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit auf. Der Prozess des S42 ist derselbe wie der Prozess des S32. Wenn der Prozess des S42 endet, wird ein Geschwindigkeitsbestimmungsprozess durchgeführt (S44).
In dem Prozess des S44 bestimmt die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10, ob der Absolutwert der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Der Prozess des S44 ist derselbe wie der Prozess des S34. Wenn die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 in dem Prozess des S44 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird ein Verstärkungsänderungsprozess durchgeführt (S46).
In dem Prozess des S46 berechnet die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_K und ändert die Interventionsverstärkung unter Verwendung der berechneten Zwangsführungsverstärkung G_K. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Interventionsverstärkung unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen 1 und 2 einstellt. In diesem Fall ändert die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_K unter Verwendung eines Kennlinienfelds, das in 10 gezeigt ist. 10 ist ein Kennlinienfeld, das die Zwangsführungsverstärkung G_K in Abhängigkeit von dem Absolutwert der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit zeigt. In 10 wird der vorbestimmte Wert, der in dem Prozess des S44 verwendet wird, durch X repräsentiert. Wie es in 10 gezeigt ist, führt die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 eine Einstellung bzw. Anpassung derart durch, dass, wenn sich der Absolutwert der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit erhöht, sich die Zwangsführungsverstärkung G_K graduell und kontinuierlich erhöht. Wenn der Prozess des S46 endet, endet der in 9 gezeigte Steuerprozess.
In dem Prozess des S44 wird die Interventionsverstärkung, die in der Fahrsteuereinheit 22 verwendet wird, nicht geändert (S48), wenn die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz nicht gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Wenn beispielsweise die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Interventionsverstärkung unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen 1 und 2 einstellt, stellt die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_K auf 1 ein, wie es in 10 gezeigt ist. Wenn der Prozess des S48 endet, endet der in 9 gezeigte Steuerprozess.
Mit Obigem endet der in 9 gezeigte Steuerprozess. Durch den Steuerprozess, der in 9 gezeigt ist, wird, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsfahrzeuggeschwindigkeitsgrenze liegt, die Interventionsverstärkung, die in dem Fahrsteuerprozess des S28, der in 4 gezeigt ist, verwendet wird, graduell entsprechend der Differenz zwischen der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze geändert. Aus diesem Grund wird, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze liegt, eine Fahrsteuerung, bei der einfach die Anforderung des Fahrers reflektiert wird, kontinuierlich in eine Fahrsteuerung geändert, bei der die fahrzeugseitige Führung stärker ist.
Wie es oben beschrieben wurde, ist es gemäß der Fahrsteuervorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform möglich, graduell den Grad der Intervention der Fahrsteuerung entsprechend der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze und der tatsächlichen Geschwindigkeit zu erhöhen oder zu verringern. Das heißt, mit der Fahrsteuervorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist es möglich, zu verhindern, dass die Interventionsverstärkung signifikant geändert wird, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit nahe bei der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze liegt. Somit wird es möglich, ein unangenehmes Gefühl aufgrund einer Interventionssteuerung der Vorrichtung weiter zu verringern, während eine stabile Fahrt gewährleistet wird. Es ist ebenfalls möglich, den vorbestimmten Wert X zum Bestimmen, ob die Interventionsverstärkung geändert wird, vergleichsweise flexibel einzustellen, was es möglich macht, zu verhindern, dass der Interventionszeitpunkt deutlich verzögert wird. Aus diesem Grund wird es einfach, eine Stabilitätsverwaltung zu realisieren, und es ist möglich, auf einfache Weise den Wunsch des Fahrers und die Fahrstabilität zu kombinieren.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Fahrsteuervorrichtung 1 einer dritten Ausführungsform weist im Wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten oder zweiten Ausführungsform auf und unterscheidet sich von der Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten oder zweiten Ausführungsform darin, dass die Zukunft vorhergesagt und eine Fahrsteuerung dementsprechend durchgeführt wird. In der dritten Ausführungsform wird die Beschreibung der Abschnitte, die sich mit den ersten und zweiten Ausführungsformen überdecken, nicht wiederholt, und die Beschreibung fokussiert sich auf den Unterschied.
Die Konfiguration des Fahrzeugs 5, das die Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform enthält, ist dieselbe wie des Fahrzeugs 5, das die Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten oder zweiten Ausführungsform enthält. Die Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform weist im Wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Fahrsteuervorrichtung 1 der ersten oder zweiten Ausführungsform auf, mit der Ausnahme einiger Funktionen der Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit (Geschwindigkeitsdifferenzvorhersageeinheit) 10 und der Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11.
Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 dieser Ausführungsform weist eine Funktion zum Vorhersagen der Differenz zwischen einer zukünftigen Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug einen zukünftigen Ankunftspunkt der geplanten Fahrstraße entsprechend der geplanten Fahrortskurve passiert, und einer zukünftigen Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 auf der Grundlage der tatsächlichen Geschwindigkeit hergeleitet wird, auf. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 stellt beispielsweise eine Vorschauzeit Tpre zum Definieren, wie viel Zukunft vorhergesagt wird, ein. Wenn beispielsweise die Vorschauzeit T_pre 5 Sekunden beträgt, wird der Fahrzeugzustand, wenn 5 Sekunden verstrichen sind, vorhergesagt. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 schätzt eine Fahrzeuggeschwindigkeit V_pre und eine Position (eine Bewegungsstrecke L_pre für die Vorschauzeit Tpre), wenn die Vorschauzeit Tpre verstrichen ist, unter der Annahme, dass eine derzeitige Geschwindigkeit V_x und eine Beschleunigung a_x bis zum Verstreichen der Vorschauzeit Tpre konstant sind. Das heißt, die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 schätzt die Fahrzeuggeschwindigkeit V_pre und die Strecke L_pre, wenn die Vorschauzeit T_pre verstrichen ist, unter der Annahme, dass sich das Fahrzeug 5 mit einer konstanten Beschleunigung bewegt. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 schätzt die Fahrzeuggeschwindigkeit V_pre und die Position L_pre unter Verwendung beispielsweise der Gleichungen 3 und 4. $V_{p r e} = V_{x} + α_{x} \cdot T_{p r e}$
$L_{p r e} = V_{x} \cdot T_{p r e} + \frac{1}{2} \cdot α_{x} \cdot T_{p r e}^{2}$
Die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 dieser Ausführungsform weist eine Funktion zum Berechnen einer Zwangsführungsverstärkung G_pre auf der Grundlage der Differenz zwischen der zukünftigen Geschwindigkeit und der zukünftigen Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze auf. Beispielweise berechnet die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 wie in der ersten und zweiten Ausführungsform die Zwangsführungsverstärkung G_pre unter Verwendung eines Kennlinienfelds. Wenn die Zwangsführungsverstärkung G_K, die in der ersten oder zweiten Ausführungsform erhalten wird, als eine Zwangsführungsverstärkung G_now eingestellt wird, weist die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 eine Funktion zum Vergleichen der Zwangsführungsverstärkung G_now mit der Zwangsführungsverstärkung G_pre und zum Verwenden der größeren Zwangsführungsverstärkung aus beiden Zwangsführungsverstärkungen derart, dass eine Fahrsteuerung, bei der der Fahrstabilität Vorzug gegeben ist, durchgeführt wird, auf. Weitere Funktionen sind dieselben wie diejenigen der Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 der ersten oder zweiten Ausführungsform.
Im Folgenden wird der Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1 der dritten Ausführungsform beschrieben. 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Interventionsverstärkungseinstellbetrieb zeigt, der von der Fahrsteuervorrichtung 1 der dritten Ausführungsform durchgeführt wird. Der Steuerprozess, der in 11 gezeigt ist, wird beispielsweise durchgeführt, bevor der Fahrsteuerprozess des S28, der in 4 gezeigt ist, nach dem Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, durchgeführt wird. Es wird angenommen, dass das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 und das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 durch den Steuerprozess, der in 2 gezeigt ist, erzeugt werden und die Fahrsteuerung mittels des Steuerprozesses, der in 4 gezeigt ist, durchgeführt wird. Es wird ebenfalls angenommen, dass die Zwangsführungsverstärkung G_now unter Verwendung der 9 erzeugt wird. Anhand von 11 wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Fahrsteuerung auf der Grundlage einer Geschwindigkeit durchgeführt wird.
Wie es in 11 gezeigt ist, startet die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 mit einem Prozess zum Einstellen der Vorschauzeit Tpre (S50). In dem Prozess des S50 stellt die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 die vorbestimmte Vorschauzeit Tpre ein. Wenn der Prozess des S50 endet, wird ein Fahrzeugzustandsschätzprozess durchgeführt (S52).
In dem Prozess des S52 schätzt die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 den Fahrzeugzustand für den Zeitpunkt, zu dem die Vorschauzeit Tpre verstrichen ist. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 empfängt die derzeitige tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V_x, die Beschleunigung a_x und die derzeitige Position L2. Die zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit V_pre und die Bewegungsstrecke L_pre werden unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen 3 und 4 berechnet. Es wird beispielsweise, wie es in 12 gezeigt ist, angenommen, dass das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 und das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 eingestellt werden und L2 die derzeitige Position kennzeichnet. In diesem Fall berechnet die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 eine zukünftige Position L3, bei der die Vorschauzeit Tpre verstrichen ist, unter Verwendung der Bewegungsstrecke L_pre. Wenn der Prozess des S52 endet, wird ein Geschwindigkeitsbestimmungsprozess durchgeführt (S54).
In dem Prozess des S54 bestimmt die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10, ob der Absolutwert der Differenz zwischen der zukünftigen Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze Vs_pre und der zukünftigen tatsächlichen Geschwindigkeit V_pre gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wie es in 12 gezeigt ist, berechnet die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze Vs_pre für den Zeitpunkt, zu dem die Vorschauzeit Tpre verstrichen ist, unter Verwendung des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 und der Position L3, die in dem Prozess des S52 berechnet wird. Die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 bestimmt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen der Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze Vs_pre und der zukünftigen Fahrzeuggeschwindigkeit V_pre, die in dem Prozess des S52 berechnet wird, gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Wenn die Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit 10 in dem Prozess des S54 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird ein Verstärkungsberechnungsprozess durchgeführt (S56).
In dem Prozess des S56 berechnet die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_pre auf der Grundlage von Vorschauinformationen. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Interventionsverstärkung unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen 1 und 2 einstellt. In diesem Fall berechnet die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_pre unter Verwendung des Kennlinienfelds, das in 10 gezeigt ist. Wenn der Prozess des S56 endet, wird ein Interventionsverstärkungsbestimmungsprozess durchgeführt (S60).
In dem Prozess des S60 vergleicht die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die derzeitige Zwangsführungsverstärkung G_now mit der Zwangsführungsverstärkung G_pre auf der Grundlage der Vorschauinformationen und stellt die größere Zwangsführungsverstärkung als die Zwangsführungsverstärkung G_K ein. Die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 vergleicht die Zwangsführungsverstärkung G_now, die von dem Steuerprozess, der in 9 gezeigt ist, erzeugt wird, mit der Zwangsführungsverstärkung G_pre, die in dem Prozess des S56 berechnet wird (S58), und stellt die größere Zwangsführungsverstärkung als die Zwangsführungsverstärkung G_K ein. Wenn der Prozess des S60 endet, endet der in 11 gezeigte Steuerprozess.
Wenn die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 in dem Prozess des S54 bestimmt, dass der Absolutwert der berechneten Differenz nicht gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Interventionsverstärkung, die in der Fahrsteuereinheit 22 verwendet wird, nicht geändert (S58). Wenn beispielsweise die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Interventionsverstärkung unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen 1 und 2 einstellt, stellt die Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit 11 die Zwangsführungsverstärkung G_K auf 1 ein, wie es in 10 gezeigt ist. Wenn der Prozess des S58 endet, wird ein Interventionsverstärkungsbestimmungsprozess durchgeführt (S60), um die Zwangsführungsverstärkung G_now mit der Zwangsführungsverstärkung G_pre zu vergleichen und die größere Zwangsführungsverstärkung als die Zwangsführungsverstärkung G_K einzustellen.
Mit Obigem endet der Steuerprozess, der in 11 gezeigt ist. Durch den Steuerprozess, der in 11 gezeigt ist, wird ein zukünftiges Ereignis unter Verwendung von Zukunftsinformationen vorhergesagt, und eine derzeitige Fahrsteuerung wird auf der Grundlage des vorhergesagten Ereignisses angepasst. Aus diesem Grund ist es, wenn sich die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit wahrscheinlich der Stabilitätsfahrzeuggeschwindigkeitsgrenze zu dem derzeitigen Zeitpunkt oder in der Zukunft annähert, möglich, eine Fahrsteuerung, bei der einfach die Anforderung des Fahrers reflektiert wird, in eine Fahrsteuerung, bei der die fahrzeugseitige Induktion stärker ist, zu ändern.
Wie es oben beschrieben wurde, ist es gemäß der Fahrsteuervorrichtung 1 der dritten Ausführungsform unter Verwendung der Differenz zwischen der zukünftigen Fahrzeuggeschwindigkeit V_pre und der zukünftigen Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze Vs_pre, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters hergeleitet wird, möglich, zu bestimmen, ob sie innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs, der eine Fahrstabilität in der Zukunft erfüllt, liegt. Wie es oben beschrieben wurde, wird der Vorteil der Bereitstellung der Vorschauinformationen wie beispielsweise des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters ausreichend derart verwendet, so dass es sogar dann, wenn sich die Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenze aufgrund einer schnellen Änderung in dem Kurvenradius oder Ähnlichem schnell ändert, möglich ist, eine Verzögerung des Interventionszeitpunkts der Fahrsteuerung zu vermeiden, und es ebenfalls einfach wird, die Stabilitätsverwaltung zu realisieren. Daher ist es möglich, die Fährbedingungen, die von dem Fahrer gewünscht werden, zu erfüllen, während die Fahrstabilität vorhergesagt und verifiziert wird.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind ein Beispiel der Fahrsteuervorrichtung gemäß der Erfindung. Die Fahrsteuervorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf die Fahrsteuervorrichtungen der Ausführungsformen beschränkt, und die Fahrsteuervorrichtung jeder Ausführungsform kann innerhalb des Bereichs modifiziert oder verwendet werden, ohne den Gegenstand, der in den zugehörigen Ansprüchen beschrieben ist, zu ändern.
Obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem eine Fahrsteuerung unter Verwendung des Geschwindigkeitsmusters oder des Beschleunigungsmusters durchgeführt wird, kann beispielsweise in der Steuerung, die das Geschwindigkeitsmuster verwendet, das Geschwindigkeitsmuster durch ein Beschleunigungsmuster oder ein Ruckelmuster ersetzt werden, und in der Steuerung, die das Beschleunigungsmuster verwendet, kann das Beschleunigungsmuster durch ein Geschwindigkeitsmuster oder ein Ruckelmuster ersetzt werden.
Obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen das Verfahren zum Berechnen des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 kann beispielsweise unter Verwendung nur einer Straßenkrümmung oder unter Verwendung nur einer Straßengestalt erzeugt werden. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform kann die Wirkungen unabhängig von dem Verfahren zum Erzeugen des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters P1 erzielen.
Obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Verfahren zum Berechnen des Sollgeschwindigkeitsmusters P2 beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 kann beispielsweise durch ein anderes Verfahren erzeugt werden, und es ist nicht notwendig, das Sollgeschwindigkeitsmuster P2 zu erzeugen, nachdem das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster P1 erzeugt wurde. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform kann die Wirkungen unabhängig von dem Verfahren zum Erzeugen des Sollgeschwindigkeitsmusters P2 erzielen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrsteuervorrichtung
2: ECU
5: Fahrzeug
10: Verstärkungsänderungsbestimmungseinheit (Beschaffungseinheit, Fahrsteuereinstelleinheit)
11: Zwangsführungsverstärkungsänderungseinheit (Fahrsteuereinstelleinheit)
20: Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmustererzeugungseinheit
21: Sollgeschwindigkeitsmustererzeugungseinheit
22: Fahrsteuereinheit
23: Beschleunigungs-/Verzögerungssteuereinheit

Claims

Fahrsteuervorrichtung (1), die eine Fahrt eines Fahrzeugs (5) steuert, wobei die Fahrsteuervorrichtung (1) aufweist: eine Beschaffungseinheit (20), die ein Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster (P1) beschafft, das eine obere Geschwindigkeitsgrenze angibt, bis zu der das Fahrzeug (5) fahren kann, ohne von einer geplanten Fahrstraße abzuweichen; eine Fahrsteuereinstelleinheit (11), die eine Fahrsteuerung unter Verwendung eines Sollgeschwindigkeitsmusters (P2), das eine Sollgeschwindigkeit angibt, auf der Grundlage des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters (P1) und einer tatsächlichen Geschwindigkeit einstellt, wobei das Sollgeschwindigkeitsmuster (P2) unter Verwendung eines idealen Geschwindigkeitsmusters, das Fahrbedingungen, die von einem Fahrer gewünscht werden, erfüllt, erzeugt wird, eine Fahrsteuereinheit (22), die eine von einem Fahrer angeforderte Beschleunigung empfängt, eine Differenz zwischen einer Sollbeschleunigung eines derzeitigen Zeitpunkts entsprechend einem Sollbeschleunigungsmuster (P3) und der angeforderten Beschleunigung berechnet, die Differenz mit einem vorbestimmten Wert vergleicht, und wenn der Absolutwert der Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, einen Fahrsteuerprozess durchführt, wobei die Fahrsteuereinheit (22) in dem Fahrsteuerprozess einen Einstellbereich auf der Grundlage eines Unterscheidungsschwellenwerts mit der angeforderten Beschleunigung als Bezug einstellt, wobei der Einstellbereich einen oberen Grenzwert, der ein Wert ist, der durch Addition des Unterscheidungsschwellenwerts zu der angeforderten Beschleunigung erhalten wird, und einen unteren Grenzwert aufweist, der ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Unterscheidungsschwellenwerts von der angeforderten Beschleunigung erhalten wird, die Beschleunigung derart steuert, dass die tatsächliche Beschleunigung (P7) der Sollbeschleunigung (P3) innerhalb des Einstellbereiches angenähert wird, wobei der Unterscheidungsschwellenwert ein minimaler Wert derart ist, dass eine Stimulation identifiziert werden kann.
Fahrsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmuster (P1) auf der Grundlage mehrerer Straßenkrümmungen der geplanten Fahrstraße erzeugt wird.
Fahrsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Fahrsteuereinstelleinheit (11) einen Grad einer Intervention der Fahrsteuerung zwischen einem Fall, in dem die Differenz zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit und der oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters (P1) hergeleitet wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und einem Fall, in dem die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ändert.
Fahrsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Fahrsteuereinstelleinheit (11) kontinuierlich den Grad der Intervention der Fahrsteuerung entsprechend der Differenz zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit und der oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters (P1) hergeleitet wird, ändert.
Fahrsteuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die außerdem aufweist: eine Geschwindigkeitsdifferenzvorhersageeinheit, die eine Differenz zwischen einer zukünftigen Geschwindigkeit (V_pre), wenn ein zukünftiger Ankunftspunkt (L3) in einer geplanten Fahrortskurve der geplanten Fahrstraße passiert wird, und einer zukünftigen oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters (P1) hergeleitet wird, auf der Grundlage der tatsächlichen Geschwindigkeit vorhersagt, wobei die Fahrsteuereinstelleinheit (11) einen Grad einer Intervention der Fahrsteuerung zwischen einem Fall, in dem eine Differenz zwischen der zukünftigen Geschwindigkeit (V_pre) und der zukünftigen oberen Geschwindigkeitsgrenze, die anhand des Stabilitätsgeschwindigkeitsgrenzmusters (P1) hergeleitet wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und einem Fall, in dem die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ändert.