DE112021002399T5 - Fahrzeugsteuervorrichtung undHindernisvermeidungs-Steuerverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst eine Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit, eine Hindernis-Bestimmungseinheit, eine Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit, eine Vermeidungsmittel-Auswahleinheit, eine Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit und eine Lenksteuerwert-Berechnungseinheit, die einen Lenksteuerwert berechnet und den Lenksteuerwert an eine Lenkaktor-Steuereinheit ausgibt. Die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit berechnet einen Zielpunkt zum Vermeiden des Hindernisses, teilt einen Vermeidungsabschnitt, der die Position des Fahrzeugs mit dem Zielpunkt verbindet, in mehrere Teilabschnitte ein, berechnet eine Teilvermeidungsroute in jedem der Teilabschnitte und berechnet die Vermeidungsroute, die aus den mehreren Teilvermeidungsrouten besteht.

Description

• Aufnahme durch Bezugnahme
• Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 4. September 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-148743 , deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugsteuertechnik zum Vermeiden eines Hindernisses.
• Stand der Technik
• Es wurde eine Technik vorgeschlagen, gemäß der beim automatischen Ausführen einer notfallmäßigen Vermeidung eines Hindernisses entweder eine bremsbasierte Vermeidung oder eine .lenkbasierte Vermeidung gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewählt wird und eine Zielfahrroute unter Verwendung einer Optimierungsverarbeitung berechnet wird (siehe z. B. PTL 1).
• Es wurde auch eine weitere Technik vorgeschlagen, gemäß der, um einen Fall zu verhindern, in dem eine Routenkorrektur nicht innerhalb einer Aktualisierungszeit zum Zeitpunkt des Erstellens einer Zielroute abgeschlossen werden kann und folglich ein Hindernis nicht angemessen vermieden werden kann, separat ein Teil bereitgestellt wird, das eine einzelne Vermeidungsroute berechnet, damit bei Kollisionsgefahr mit einem Hindernis vorrangig eine Vermeidungsroute ausgegeben wird (siehe z. B. PTL 2.).
• Entgegen ha Itungsliste
• Patentdokument(e)
• PTL 1: JP 2010-155545 A
• PTL 2: JP 2019-43194 A
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Wenn eine Hindernisvermeidung durch autonomes Lenken in einem System ausgeführt wird, das eine Rückkamera, ein Rückradar, ein Seitenradar und dergleichen nicht aufweist, d. h. in einem System, das eine Frontkamera und ein Frontradar aufweist, kann das System ein Fahrzeug, das sich von hinten nähert, nicht erkennen und muss daher einem Hindernis auf einer Fahrspur ausweichen, auf der das Hostfahrzeug fährt, das das System trägt. In diesem Fall muss das Hostfahrzeug in der Fahrspur bleiben, während es dem Hindernis ausweicht, und daher ist eine hochpräzise Fahrzeugposition erforderlich.
• Herkömmliche Techniken legen jedoch den Fokus auf eine zuverlässige Berechnung einer Vermeidungsroute (auf ein bestimmtes Verfahren zur Routenberechnung oder getrennten Berechnung einer Hauptzielroute und einer Vermeidungsroute). Dies führt zu einem Fall, in dem dann, wenn das Fahrzeug basierend auf einer berechneten Vermeidungsroute versucht, das Hindernis zu vermeiden, das Fahrzeug die Vermeidungsroute aufgrund einer Totzeit eines Aktors, einer Antwortverzögerung der Fahrzeugdynamikeigenschaften, nicht korrekt verfolgen kann und dergleichen, so dass das Fahrzeug in diesem Fall das Hindernis möglicherweise nicht vermeiden kann. Außerdem wird gemäß der herkömmlichen Technik zu der Zeit der Hindernisvermeidung eine von dem Fahrzeug zu nehmende Route berechnet, die den nächstgelegenen Punkt zu dem Hindernis durchläuft. Es besteht daher die Möglichkeit, dass das in einem instabilen Zustand verbleibende Fahrzeug nahe an dem Hindernis vorbeifährt, was bei dem Fahrer ernsthafte Beklemmung auslöst.
• Lösung für das Problem
• Ein typisches Beispiel der hier offenbarten vorliegenden Erfindung lautet wie folgt. Eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die ein Fahrzeug steuert, umfasst: eine Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit, die eine Position des Fahrzeugs berechnet; eine Hindernis-Bestimmungseinheit, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Hindernisses auf einer Fahrroute des Fahrzeugs bestimmt; eine Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob das Fahrzeug mit dem Hindernis kollidiert; eine Vermeidungsmittel-Auswahleinheit, die entweder Bremsen oder Lenken als Mittel zum Vermeiden des Hindernisses auswählt; eine Bremssteuerwert-Berechnungseinheit, die einen Bremssteuerwert zum Erzielen eines Bremsens zum Vermeiden des Hindernisses berechnet, wobei die Bremssteuerwert-Berechnungseinheit den Bremssteuerwert an eine Bremsaktor-Steuereinheit ausgibt, die das Bremsen des Fahrzeugs steuert; eine Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit, die eine Vermeidungsroute zum Vermeiden des Hindernisses berechnet; und eine Lenksteuerwert-Berechnungseinheit, die einen Lenksteuerwert zum Erzielen einer Lenkung, um das Hindernis zu vermeiden, basierend auf einer Position des Fahrzeugs und der Vermeidungsroute berechnet, wobei die Lenksteuerwert-Berechnungseinheit den Lenksteuerwert an eine Lenkaktor-Steuereinheit ausgibt, die das Lenken des Fahrzeugs steuert. Die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit berechnet einen Zielpunkt zum Vermeiden des Hindernisses, teilt einen Vermeidungsabschnitt, der die Position des Fahrzeugs mit dem Zielpunkt verbindet, in mehrere Teilabschnitte, berechnet eine Teilvermeidungsroute in jedem der Teilabschnitte und berechnet die Vermeidungsroute, die aus den mehreren Teilvermeidungsrouten besteht.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung schafft eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die einem Fahrer ein Sicherheitsgefühl vermittelt und die eine hochpräzise Hindernisvermeidung erzielt. Probleme, Konfigurationen und Wirkungen, die oben nicht beschrieben sind, werden durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen deutlich gemacht.
• Figurenliste
• [1] 1 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines Fahrzeugs, das mit einem Fahrassistenzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform ausgestattet ist.
• [2A] 2A zeigt ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration des Fahrassistenzsystems gemäß der ersten Ausführungsform.
• [2B] 2B zeigt ein Beispiel der funktionalen Konfiguration des Fahrassistenzsystems gemäß der ersten Ausführungsform.
• [3] 3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [4] 4 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Koordinatensystems und physikalischer Größen gemäß der ersten Ausführungsform.
• [5] 5 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Beispiels einer Vermeidungsroute, die durch einen Handlungsstrategie-Controller der ersten Ausführungsform erzeugt wird.
• [6A] 6A ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsförm ausgeführt wird.
• [6B] 6B ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [7] 7 zeigt ein Beispiel einer lenkbasierten Vermeidungshandlung, die durch das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
• [8] 8 zeigt ein Beispiel einer bremsbasierten Vermeidungshandlung, die durch das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
• [9] 9 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Steuerzustands-Bestätigungsprozesses, der von einem Fahrassistenzsystem einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [10] 10 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines ersten Fehlerbestätigungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsförm ausgeführt wird.
• [11A] 11A ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [11B] 11B ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [12] 12 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines zweiten Fehlerbestätigungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [13] 13 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [14] 14 zeigt einen Zustand des Fahrzeugs in der zweiten Ausführungsform.
• [15] 15 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [16] Fig. 16 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines dritten Fehlerbestätigungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [17] 17 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• [18] 18 zeigt einen Zustand des Fahrzeugs in der zweiten Ausführungsform.
• [19] Fig. 19 zeigt ein Beispiel einer Fahrspur und einer Vermeidungsroute des Fahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform.
• [20] 20 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen der Koordinaten des Endpunkts einer Vermeidungsroute gemäß der dritten Ausführungsform.
• [21] 21 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen eines Funktionskurven-Startpunkts A der Vermeidungsroute gemäß der dritten Ausführungsform.
• [22] 22 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen eines Funktionskurven-Endpunkts B der Vermeidungsroute gemäß der dritten Ausführungsform.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht als die Erfindung zu interpretieren ist, die auf den beschreibenden Inhalt der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Fachleute können leicht verstehen, dass spezifische Konfigurationen der Erfindung innerhalb eines Bereichs, in dem Änderungen/Abwandlungen nicht vom Konzept und Inhalt der vorliegenden Erfindung abweichen, geändert oder abgewandelt werden können. In den nachstehend beschriebenen Konfigurationen der Erfindung werden die gleichen oder ähnlichen Bestandteile oder Funktionen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine überflüssige Beschreibung wird weggelassen. In dieser Beschreibung werden Bezeichnungen wie „erste/r/s“, „zweite/r/s“ und „dritte/r/s“ Bestandteilen beigefügt, um sie zu identifizieren, und schränken nicht notwendigerweise deren Anzahl oder Reihenfolge ein. Die Positionen, Größen, Formen, Bereiche und dergleichen von Bestandteilen, die in Zeichnungen usw. gezeigt sind, repräsentieren möglicherweise nicht die tatsächlichen Positionen, Größen, Formen, Bereiche und dergleichen. Dies soll das Verständnis der Erfindung erleichtern. Die Bestandteile der vorliegenden Erfindung sind daher nicht durch die in den Zeichnungen usw. gezeigten Positionen, Größen, Formen, Bereiche und dergleichen beschränkt.
• Erste Ausführungsform
• 1 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines Fahrzeugs, das mit einem Fahrassistenzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform ausgestattet ist.
• Ein Fahrzeug 100 ist ein vierrädriges Fahrzeug mit einem linken Vorderrad 101, einem rechten Vorderrad 102, einem linken Hinterrad 103 und einem rechten Hinterrad 104. Die Räder 101, 102, 103 und 104 sind jeweils mit Radzylindern 105, 106, 107 und 108 versehen, die ein hydraulisches Bremssystem bilden.
• Das Fahrzeug 100 umfasst eine Radzylinderhydraulik-Steuervorrichtung (Bremssteuervorrichtung) 109, eine Lenkvorrichtung 110, eine Umgebungserkennungs-Steuereinheit 111, einen Handlungsstrategie-Controller 112, einen Bewegungsstrategie-Controller 113 und eine Kraftmaschine 114.
• Die Umgebungserkennungs-Steuereinheit 111, der Handlungsstrategie-Controller 112 und der Bewegungsstrategie-Controller 113 sind jeweils mit einem Mikrocomputer ausgestattet und über ein fahrzeuginternes Netz mit anderen Vorrichtungen verbunden, um mit den Vorrichtungen kommunizieren zu können.
• Die Radzylinderhydraulik-Steuervorrichtung 109 ist eine Vorrichtung, die einen Hydraulikdruck jedes der Radzylinder 105, 106, 107 und 108 anpasst, wie typischerweise ein Antiblockier-Bremssystem. Es ist zu beachten, dass die Radzylinderhydraulik-Steuervorrichtung 109 nicht auf ein hydraulisches Reibungsbremssystem beschränkt ist, sondern als ein elektronisches Reibungsbremssystem bereitgestellt sein kann.
• Die Kraftmaschine 114 ist eine Brennkraftmaschine, deren Ausgangsdrehmoment elektronisch gesteuert wird.
• Die Lenkvorrichtung 110 ist eine Vorrichtung, die mit einem Lenkunterstützungsaktor ausgestattet ist, um ein autonomes Lenken zu ermöglichen, wie typischerweise eine motorgetriebene Servolenkvorrichtung, die mit einem Motor ausgestattet ist, der eine Lenkunterstützungskraft erzeugt.
• Die Umgebungserkennungs-Steuereinheit 111 ist eine Vorrichtung, die Karteninformationen und Bildinformationen verarbeitet, die von einer Kamera erfasst werden, um Informationen über eine äußere Umgebung vor dem Fahrzeug 100 zu erfassen.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmt basierend auf Umgebungsinformationen, die von der Umgebungserkennungs-Steuereinheit 111 erfasst werden, ob die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit einem Hindernis kollidiert. Wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit einem Hindernis kollidiert, wählt der Handlungsstrategie-Cöntroller 112 als Vermeidungsmittel entweder eine lenkbasierte Vermeidung oder eine bremsbasierte Vermeidung aus. Zusätzlich berechnet der Handlungsstrategie-Controller 112 eine Vermeidungsroute, wenn eine lenkbasierte Vermeidung ausgewählt wurde.
• Der Bewegungsstrategie-Controller 113 bestimmt den Inhalt der Steuerung über die Radzylinderhydraulik-Steuervorrichtung 109 und die Lenkvorrichtung 110 basierend auf Bewegungsinformationen über das Fahrzeug 100, auf einer aus äußeren Umgebungsinformationen erhaltenen Hostfahrzeugposition und auf einer durch den Handlungsstrategie-Controller 112 berechneten Vermeidungsroute.
• 2A und 2B zeigen jeweils Beispiele einer funktionalen Konfiguration des Fahrassistenzsystems gemäß der ersten Ausführungsform. Diese zwei getrennten Figuren werden zur Vereinfachung der Beschreibung präsentiert.
• Eine Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 ist eine funktionale Einheit, die in der Umgebungserkennungs-Steuereinheit 111 enthalten ist, und verarbeitet Bildinformationen, um Informationen über eine äußere Umgebung vor dem Fahrzeug 100 zu erfassen.
• Eine Fahrzeugbewegungsinformations-Erfassungseinheit 202 erfasst Bewegungsinformationen über einen Bewegungszustand des Fahrzeugs 100.Die Bewegungsinformationen umfassen eine Gierrate, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Bremsfluiddruck und dergleichen des Fahrzeugs 100.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 umfasst eine Hostfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 211, eine Hindernis-Bestimmungseinheit 212, eine Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213, eine Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214, eine Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215, eine Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 und eine Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217. Obwohl nicht dargestellt, hält der Handlungsstrategie-Controller 112 Spezifikationswerte des Fahrzeugs 100. Die Spezifikationswerte können im Voraus in dem Handlungsstrategie-Controller 112 eingestellt oder von außen in den Handlungsstrategie-Controller 112 eingegeben werden.
• Die Hostfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 211 berechnet die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 basierend auf Umgebungsinformationen, die aus der Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 eingegeben werden, und auf Bewegungsinformationen, die aus der Fahrzeugbewegungsinformations-Erfassungseinheit 202 eingegeben werden. Die Hostfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 211 gibt Informationen (Hostfahrzeugpositionsinformationen), die die berechnete aktuelle Position des Fahrzeugs 100 angeben, an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus.
• Die Hindernis-Bestimmungseinheit 212 bestimmt basierend auf Umgebungsinformationen, die aus der Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 eingegeben werden, ob ein Hindernis vor dem Fahrzeug 100 vorhanden ist. Wenn ein Hindernis vor dem Fahrzeug 100 vorhanden ist, gibt die Hindernis-Bestimmungseinheit 212 einen Aktivierungsbefehl an die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 aus.
• Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 berechnet einen Wahrscheinlichkeitswert, der eine Möglichkeit angibt, dass das Fahrzeug 100 mit einem voraus befindlichen Hindernis kollidiert. Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 bestimmt basierend auf einem Vergleichsergebnis zwischen dem Wahrscheinlichkeitswert und einer Schwelle, ob die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit dem voraus befindlichen Hindernis kollidiert. Wenn die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit dem voraus befindlichen Hindernis kollidiert, gibt die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 einen Aktivierungsbefehl an die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214 aus.
• Die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214 bestimmt, ob ein Hindernis durch eine Lenkbetätigung vermieden werden kann. Wenn ein Hindernis durch eine Lenkbetätigung vermieden werden kann, gibt die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214 einen Aktivierungsbefehl an die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 aus. Wenn ein Hindernis durch eine Lenkbetätigung nicht vermieden werden kann, gibt die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214 einen Aktivierungsbefehl an die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 aus. Die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214 dient als eine funktionale Einheit, die eines von zwei Vermeidungsmitteln auswählt: lenkbasierte Vermeidung und bremsbasierte Vermeidung.
• Die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 berechnet Koordinaten (Zielkoordinaten) eines Zielpunkts des Fahrzeugs 100, wobei der Zielpunkt ein Punkt zum Vermeiden eines Hindernisses ist.
• Die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 berechnet eine Vermeidungsroute zum Vermeiden einer Kollision mit einem Hindernis durch eine Lenkbetätigung basierend auf Zielkoordinaten, die aus der Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 eingegeben werden. Die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 gibt einen Lenksteuerbefehl zusammen mit Informationen zu der berechneten Vermeidungsroute (Vermeidungsrouteninformationen) an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus.
• Die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 bestimmt, ob ein Hindernis durch eine Bremsbetätigung zu vermeiden ist oder nicht. Wenn das Hindernis durch die Bremsbetätigung vermieden wird, gibt die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 einen Befehl zur Bremssteuerung zum Durchführen der Vermeidung an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus.
• Der Bewegungsstrategie-Controller 113 umfasst eine Bremskraft-Berechnungseinheit 221 und eine Lenkbetrags-Berechnungseinheit 222.
• Die Bremskraft-Berechnungseinheit 221 berechnet eine Bremskraft zum Ausführen einer Bremsbetätigung und gibt die Bremskraft an die Bremsaktor-Steuereinheit 231 aus. Wenn ein Vermeidungsbefehl zum Vermeiden eines Hindernisses durch Bremssteuerung empfangen wird, berechnet die Bremskraft-Berechnungseinheit 221 eine Bremskraft zum Ausführen eines Bremsvorgangs zum Vermeiden einer Kollision mit dem Hindernis basierend auf Hostfahrzeugpositionsinformationen, die aus der Hostfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 211 eingegeben werden, und auf einem Aktivierungsbefehl, die aus der Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 eingegeben wird.
• Die Lenkbetrag-Berechnungseinheit 222 berechnet einen Lenkbetrag zum Ausführen eines Lenkvorgangs und gibt den berechneten Lenkbetrag an die Lenkaktor-Steuereinheit 232 aus. Wenn ein Vermeidungsbefehl zum Vermeiden eines Hindernisses durch Lenksteuerung empfangen wird, berechnet die Lenkbetrags-Berechnungseinheit 222 einen Lenkbetrag zum Ausführen eines Lenkvorgangs zum Vermeiden einer Kollision mit dem Hindernis basierend auf Hostfahrzeugpositionsinformationen, die aus der Hostfahrzeugpositionsberechnungseinheit 211 eingegeben werden, und auf Vermeidungsrouteninfprmationen, die aus der Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 eingegeben werden.
• Eine Bremsaktor-Steuereinheit 231 ist eine funktionale Einheit, die in der Radzylinderhydraulik-Steuervorrichtung 109 enthalten ist, und gibt einen Steuerwert an jeden der Radzylinder 105 , 106 , 107 und 108 basierend auf Informationen über eine Bremskraft,aus, wobei die Informationen aus der Bremskraft-Berechnungseinheit 221 eingegeben werden.
• Eine Lenkaktor-Steuereinheit 232 ist eine funktionale Einheit, die in der Lenkvorrichtung 110 enthalten ist, und gibt basierend auf Informationen über einen Lenkbetrag einen Steuerwert an die Lenkvorrichtung 110 aus, wobei die Informationen aus der Lenkbetrag-Berechnungseinheit 222 eingegeben werden.
• Es ist zu beachten, dass in dem Handlungsstrategie-Controller 112 und dem Bewegungsstrategie-Controller 113 enthaltene funktionale Einheiten so bereitgestellt sein können, dass mehrere funktionale Einheiten in eine funktionale Einheit integriert sind oder eine funktionale Einheit in mehrere Module, die jeweils eine bestimmte Funktion ausüben, unterteilt sein kann.
• Die Hindernisvermeidungssteuerung wird anschließend im Einzelnen beschrieben. In der ersten Ausführungsform wird eine Hindernisvermeidungssteuerung beschrieben, die ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug 100 auf einer geraden Spur fährt.
• 3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird. 4 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Koordinatensystems und physikalischer Größen gemäß der ersten Ausführungsform. 5 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Beispiels einer Vermeidungsroute, die durch den Handlungsstrategie-Controller 112 der ersten Ausführungsform erstellt wird.
• In der folgenden Beschreibung repräsentieren [m], [rad], [%] und [Nm] Einheiten.
• Ein Koordinatensystem des ersten Ausführungsbeispiels wird zunächst unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In der ersten Ausführungsform wird die Position des Fahrzeugs 100 zu Beginn eines Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses als ein Vermeidungsrouten-Startpunkt (Ursprung) definiert. Die Richtung einer weißen Linie am Vermeidungsrouten-Startpunkt ist als X-Achse definiert und ein Gierwinkel in positiver Richtung der X-Achse ist als 0 definiert. In der ersten Ausführungsform ist die linke Seite des Fahrzeugs 100 in Bezug auf seine Fahrtrichtung als die positive Richtung einer Y-Achse definiert, während die rechte Seite des Fahrzeugs 100 als die negative Richtung der Y-Achse definiert ist.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 führt periodisch den nachstehend beschriebenen Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess aus.
• Die Hindernis-Bestimmungseinheit 212 des Handlungsstrategie-Controllers 112 bestimmt basierend auf Umgebungsinformationen, die durch die Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 erfasst werden, ob ein Hindernis H vor dem Fahrzeug 100 auf dessen Fahrweg vorhanden ist (Schritt S301).
• Wenn das Hindernis H vor dem Fahrzeug 100 auf dessen Fahrweg nicht vorhanden ist, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess. Wenn entweder ein Lenksteuereingriffs-Merker oder ein Bremssteuereingriffs-Merker gesetzt ist, löscht der Handlungsstrategie-Controller 112 den Merker.
• Wenn das Hindernis H vor dem Fahrzeug 100 auf dessen Fahrweg vorhanden ist, erfasst die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 des Handlungsstrategie-Controllers 112 Informationen über das Hindernis H aus den Umgebungsinformationen (Schritt S302).
• Die Informationen über das Hindernis H umfassen die Position und Größe des Hindernisses H und den Abstand L_vh [m] zwischen dem Hindernis H und dem Fahrzeug 100. Bei der Position des Hindernisses H handelt es sich beispielsweise um die Mittelkoordinaten (x_H, y_H) des Hindernisses H und bei der Größe des Hindernisses H beispielsweise um die Breite OW [m] des Hindernisses H.
• Basierend auf den Umgebungsinformationen bestimmt die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 des Handlungsstrategie-Controllers 112, ob das Fahrassistenzsystem erfolgreich weiße Linien erkennt (Schritt S303). Mit anderen Worten wird bestimmt, ob das Fahrassistenzsystem eine Fahrspur erkennen kann, auf der das Fahrzeug 100 fährt.
• Wenn das Fahrassistenzsystem die weißen Linien nicht erkennen kann, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess. In diesem Fall führt der Fahrer selbst eine Vermeidungshandlung durch.
• Wenn das Fahrassistenzsystem die weißen Linien erfolgreich erkennt, berechnet die Hostfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 211 des Handlungsstrategie-Controllers 112 die aktuelle Position und Richtung des Fahrzeugs 100 (Schritt S304). Insbesondere berechnet die Hostfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 211 die aktuellen Mittelkoordinaten (x_v, y_v) und die Richtung θ_v des Fahrzeugs 100. Die Mittelkoordinaten (x_v, y_v) und die Richtung θ_v werden zusammengesetzt, um Hostfahrzeugkoordinaten (x_v, y_v, θ_v) zu ergeben.
• Die Hostfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 211 des Handlungsstrategie-Controller 112 berechnet den Abstand WR [m] von den Mittelkoordinaten des Fahrzeugs 100 zu einer rechten weißen Linie und den Abstand WL [m] von den Mittelkoordinaten zu einer linken weißen Linie (Schritt S305).
• Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 des Handlungsstrategie-Controllers 112 berechnet einen Wahrscheinlichkeitswert, der eine Möglichkeit angibt, dass das Fahrzeug 100 mit dem Hindernis H kollidiert, und bestimmt basierend auf dem Wahrscheinlichkeitswert, ob die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit dem Hindernis H kollidiert, (Schritt S306). Insbesondere wird der folgende Prozess ausgeführt.
• Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 erfasst eine Fahrzeugbreite VW [m] aus den Spezifikationswerten des Fahrzeugs 100. Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 berechnet den Abstand SL [m] in der y-Richtung zwischen der Mittelposition des Fahrzeugs 100 und der Mittelposition des Hindernisses H basierend auf einer y-Komponente y_v der Hostfahrzeugpositionskoordinaten und einer y-Komponente y_H der Mittelkoordinaten des Hindernisses H.
• Basierend auf WR [m], WL [m], SL [m] und OW [m] berechnet die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 den Abstand PW_R [m] zwischen einem rechten Ende des Hindernisses H und der rechten weißen Linie und den Abstand PW_L [m] zwischen einem linken Ende des Hindernisses H und der linken weißen Linie. Insbesondere ist PW_R [m] durch Gleichung (1) gegeben und PW_L [m] durch Gleichung (2) gegeben.
  [Gleichung 1] $$PW\_R=WR-\left(SL-\frac{OW}{2}\right)$$

  

  
  [Gleichung 2] $$PW\_L=WL-\left(SL+\frac{OW}{2}\right)$$

  
• Basierend auf PW_R [m], PW_L [m], WR [m], WL [m] und VW [m] berechnet die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 eine Strecke (Überlappung), auf der sich das Fahrzeug 100 und das Hindernis H gegenseitig überlappen.
• Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 dividiert dann die Überlappung durch die Breite VW [m] des Fahrzeugs 100, wodurch eine linke Überlappungsrate (Überlappungsrate) LAP_{rate_L} [%] und eine rechte Überlappungsrate LAP_{rate_R} [%] berechnet werden. Insbesondere ist die rechte Überlappungsrate LAP_{rate_R} [%] durch Gleichung (3) gegeben und die linke Überlappungsrate LAP_{rate_L} [%]durch Gleichung (4) gegeben.
  [Gleichung 3] $$LA{P}_{rate\_R}=\frac{\left\{WR+\left(\frac{VW}{2}\right)\right\}-PW\_R}{VW}\times 100$$

  

  
  [Gleichung 4] $$LA{P}_{rate\_L}=\frac{\left\{WL+\left(\frac{VW}{2}\right)\right\}-PW\_L}{VW}\times 100$$

  
• Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 definiert die Größe der Überlappungsrate als den Wahrscheinlichkeitswert, der die Möglichkeit angibt, dass das Fahrzeug 100 mit dem Hindernis H kollidiert.
• Die Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit 213 bestimmt, dass die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit dem Hindernis H kollidiert, wenn eine der Gleichungen (5) und (6) gilt.
  [Gleichung 5] $$-50\%\le LA{P}_{rate\_R}<0\%$$

  

  
  [Gleichung 6] $$0\%<LA{P}_{rate\_L}\le 50\%$$

  
• Wenn die Möglichkeit, dass das Fahrzeug 100 mit dem Hindernis H kollidiert, nicht besteht, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess.
• Wenn die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit dem Hindernis H kollidiert, bestimmt die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214 des Handlungsstrategie-Controllers 112, ob eine Hindernisvermeidung durch Lenksteuerung möglich ist (Schritt S307).
• Zum Beispiel bestimmt die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214, ob der Abstand PW_L [m] oder der Abstand PW_R [m] (linker oder rechter Durchgangsraum) größer oder gleich der Fahrzeugbreite VW [m] ist, wobei der Abstand PW_L [m] der Abstand zwischen dem Hindernis H und der linken weißen Linie und der Abstand PW_R [m] der Abstand zwischen dem Hindernis H und der rechten weißen Linie ist. Wenn PW_R [m] oder PW_L [m] größer oder gleich VW [m] ist, bestimmt die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214, dass eine Hindernisvermeidung durch Betriebssteuerung möglich ist. Wenn sowohl PW_R [m] als auch PW_L [m] kleiner als VW [m] sind, bestimmt die Bestimmungseinheit für Wirksamkeit/Wirkungslosigkeit von lenkbasierter Vermeidung 214, dass eine Hindernisvermeidung durch Betriebssteuerung unmöglich ist.
• Wenn eine Hindernisvermeidung durch Lenksteuerung (Betriebssteuerung) möglich ist, berechnet die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 des Handlungsstrategie-Controllers 112 Zielkoordinaten (x_s, y_s) einer Vermeidungsroute und einen Zielgierwinkel θ_s (Schritt S308). In diesem Fall werden die Koordinaten (x₀, y₀) und ein Gierwinkel θ₀ des Startpunkts der Vermeidungsroute und die Koordinaten (xs, ys) und der Zielgierwinkel θs des Endpunkts (Zielpunkts) der Vermeidungsroute berechnet. Insbesondere wird der folgende Prozess ausgeführt.
• Die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 legt die Startpunktkoordinaten (x₀, y₀) der Vermeidungsroute als Ursprung fest. Mit anderen Worten setzt die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 die Startpunktkoordinaten (x₀, y₀) auf (0, 0). Die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 setzt den Gierwinkel θ₀ an dem Startpunkt der Vermeidungsroute auf 0. Mit anderen Worten wird die Richtung parallel zu der weißen Linie als eine Zielrichtung definiert. Die Startpunktkoordinaten (x₀, y₀) der Vermeidungsroute sind die Koordinaten der Position des Fahrzeugs 100 zu Beginn des Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses.
• Die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 setzt den Abstand in der X-Achsen-Richtung zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Hindernis H auf x_s der Zielkoordinaten der Vermeidungsroute.
• y_s der Zietkoordinaten der Vermeidungsroute stellt einen Betrag an seitlicher Bewegung dar, der zum Vermeiden des Hindernisses H erforderlich ist. Nun muss die Vermeidungsroute innerhalb der Fahrspur liegen. Ein Punkt, der durch Bewegen von y₀ der Startpunktkoordinaten der Vermeidungsroute zu der Mitte des Durchgangsraums erreicht wird, wird daher auf y_s der Zielkoordinaten gesetzt. Die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 bestimmt somit y_s der Zielkoordinaten durch eine der Gleichungen (7) und Gleichung (8).
  [Gleichung 7] $$y_s=y_0+\frac{Pw\_R}{2}$$

  

  
  [Gleichung 8] $$y_s=y_0+\frac{PW\_L}{2}$$

  
• Schließlich berechnet die Zielkoordinaten-Berechnungseinheit 215 den Zielgierwinkel θs. an dem Endpunkt der Vermeidungsroute. Der oben beschriebene Prozess ist der in Schritt S308 ausgeführte Prozess.
• Die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 des Handlungsstrategie-Controllers 112 berechnet die Vermeidungsroute und gibt zusammen mit Informationen über die Vermeidungsroute einen Lenksteuerbefehl an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus (Schritt S309). Zu diesem Zeitpunkt setzt die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 einen Lenksteuereingriffs-Merker. Danach beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess. Insbesondere wird der folgende Prozess ausgeführt.
• Wie es in 5 gezeigt ist, teilt die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 einen Vermeidungsabschnitt [x₀, x_s], der den Startpunkt mit dem Endpunkt in der X-Achsen-Richtung verbindet, in drei Abschnitte ein: einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und einen dritten Abschnitt.
• Für den ersten Abschnitt berechnet die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 eine erste Teilvermeidungsroute mit einer Länge von L_START [m], die sich parallel zu der X-Achse in ihrer positiven Richtung erstreckt, aus den Startpunktkoordinaten (x₀, y₀).
• Der erste Abschnitt wird aus den folgenden Gründen festgelegt. Der Aktor spricht verzögert auf einen eingehenden Lenkbefehl an, wodurch eine Verzögerung bei einem tatsächlichen Lenkvorgang verursacht wird, was eine Totzeit erzeugt. Außerdem hat das Fahrzeug dynamische Eigenschaften, die seine Seitwärtsbewegung nach dem Lenken beeinflussen (im Allgemeinen beinhalten die dynamischen Eigenschaften eine Verzögerung zweiter Ordnung). Aufgrund dieser Tatsachen kann das Fahrzeug 100 der Zielroute auch dann nicht folgen, wenn dem Fahrzeug 100 eine Zielroute (Vermeidungsroute) zum Durchführen einer Seitwärtsbewegung von einem Startpunkt eines lenkbasierten Vermeidungseingriffs gegeben wird. Da eine solche Funktion zum Ausführen einer autonomen Lenkung auf der Fahrspur eine sehr feine Genauigkeit der Fahrzeugposition erfordert, ist es schwierig, eine ausreichend hohe Genauigkeit der Fahrzeugposition sicherzustellen, wenn eine Zielroute gegeben ist, die physikalisch schwer zu erreichen ist. Damit das Fahrzeug der Zielroute problemlos folgen kann, muss ein Startpunkt der Seitwärtsbewegung von einem Startpunkt des Eingriffs nach vorne (in Fahrtrichtung) verschoben werden. Aus diesen Gründen legt das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform den ersten Abschnitt fest und berechnet die oben beschriebene erste Teilvermeidungsroute für den ersten Abschnitt. Mit anderen Worten dient die erste Teilvermeidungsroute als eine Route, auf der eine Lenkung zum Vermeiden des Hindernisses nicht durchgeführt wird, so dass zumindest eine Ansprechverzögerung durch den Aktor oder eine durch die dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs 100 verursachte Verzögerung kompensiert wird.
• Es ist zu beachten, dass L_START [m] gemäß Parametern in Bezug auf den Aktor und dynamische Eigenschaften frei eingestellt werden kann, wobei die Parameter je nach Typ des Fahrzeugs 100 variieren. Zum Beispiel wird L_START [m] basierend auf dem schlechtesten Parameterwert unter den Aktorparameterwerten eingestellt.
• Für den zweiten Abschnitt berechnet die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 aus den Endpunktkoordinaten (x_s, y_s) eine zweite Teilvermeidungsroute mit einer Länge von L_END [m], die sich parallel zu der X-Achse in ihrer negativen Richtung erstreckt.
• Das Fahrzeug führt eine Vermeidungshandlung, bei der es in der Nähe des Hindernisses vorbeifährt, während es eine Kurvenbewegung ausführt, oder eine Vermeidungshandlung, bei der es eine Kurvenbewegung abschließt, bevor es das Hindernis erreicht, und dann in der Nähe des Hindernisses geradeaus durchfährt, durch. Die letztgenannte Vermeidungshandlung gibt dem Fahrer ein größeres Sicherheitsgefühl. Das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform legt den zweiten Abschnitt fest, um das Sicherheitsgefühl des Fahrers sicherzustellen, und berechnet die obige zweite Teilvermeidungsroute für den zweiten Abschnitt. Mit anderen Worten dient die zweite Teilvermeidungsroute als eine Route, auf der eine Lenkung zum Vermeiden des Hindernisses nicht durchgeführt wird, so dass die Stabilität des Verhaltens des Fahrzeugs beim Vermeiden des Hindernisses sichergestellt ist.
• Unter dem Gesichtspunkt, das Sicherheitsgefühl des Fahrers zu gewährleisten, wird L_END [m] als willkürlich ausgewählter Wert festgelegt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass L_END [m] basierend auf einem Parameter, der sich auf einen Grad des dem Fahrer gegebenen Sicherheitsgefühls bezieht, frei festgelegt werden kann.
• Für den dritten Abschnitt berechnet die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 eine dritte Teilvermeidungsroute, die eine gekrümmte Route ist, die durch eine durch Gleichung (9) ausgedrückte kubische Funktion gegeben ist. Mit anderen Worten dient die dritte Teilvermeidungsroute dient als Route, bei der das Lenken zum Vermeiden des Hindernisses ab dem Endpunkt des ersten Abschnitts beginnt und vor dem Start des zweiten Abschnitts beendet wird.
  [Gleichung 9] $$ƒ\left(x\right)=a{x}^3+b{x}^2+cx+d$$

  
• Die dritte Teilvermeidungsroute kann eine beliebige Art von Route sein, solange sie den Endpunkt der ersten Teilvermeidungsroute mit dem Startpunkt der zweiten Vermeidungsroute verbindet.
• Die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit 216 gibt Informationen über die Vermeidungsroute, die aus der ersten Teilvermeidungsroute, der zweiten Teilvermeidungsroute und der dritten Teilvermeidungsroute besteht, an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus. Der oben beschriebene Prozess ist der Prozess, der bei Schritt S309 ausgeführt wird.
• Wenn in Schritt S307 eine Hindernisvermeidung durch eine Lenksteuerung unmöglich ist, bestimmt die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 des Handlungsstrategie-Controllers 112, ob das Hindernis H durch die bremsbasierte Steuerung zu vermeiden ist oder nicht (Schritt S310).
• Insbesondere bestimmt die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217, ob der Abstand L_vh [m] zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Hindernis H kleiner als eine Eingriffsschwelle Thresh_Brake ist. Wenn L_vh [m] kleiner als die Eingriffsschwelle Thresh_Brake ist, bestimmt die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 das Vermeiden des Hindernisses H durch bremsbasierte Steuerung. Die Eingriffsschwelle Thresh_Brake ist durch Gleichung (10) gegeben.
  [Gleichung 10] $$Thresh\_Brake=\left(\frac{V_{brake}{}^2}{2S_{brake}}+Dist\_Offset\right)$$

  
• In Gleichung 10 bezeichnet V_brake eine Bremsstartbestimmungs-Fahrzeuggeschwindigkeit, S_brake bezeichnet eine eingestellte Verzögerungsrate und Dist_Offset bezeichnet eine Strecke, für die eine Ansprechverzögerung durch den Aktor und eine Freifahrstrecke berücksichtigt werden.
• Wenn das Hindernis H nicht durch bremsbasierte Steuerung vermieden wird, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess.
• Wenn das Hindernis H durch bremsbasierte Steuerung vermieden wird, gibt die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 des Handlungsstrategie-Controllers 112 einen Bremssteuerbefehl an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus (Schritt S311). Zu diesem Zeitpunkt setzt die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 einen Bremssteuereingriffs-Merker. Danach beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess.
• 6A und 6B sind Ablaufdiagramme zum Erläutern von Beispielen eines Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
• 6A zeigt einen Steuerprozess, der ausgeführt wird, wenn der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Lenksteuerbefehl zusammen mit Informationen über eine Vermeidungsroute ausgibt. Der Steuerprozess von 6A wird periodisch ausgeführt, bis das Hindernis vermieden ist.
• Die Lenkbetrags-Berechnungseinheit 222 des Bewegungsstrategie-Controller 113 erfasst Informationen über die Hostfahrzeugposition (x_v, y_v, θ_v) aus dem Handlungsstrategie-Controller 112 (Schritt S601) und berechnet einen Ziellenkwinkel, der zum Folgen der Vermeidungsroute benötigt wird (Schritt S602).
• Beispielsweise berechnet die Lenkbetrags-Berechnungseinheit 222 einen Ziellenkwinkel target_δsteer[Grad] aus der Hostfahrzeugposition (xv, yv, θv) unter Verwendung von beispielsweise einem Vorwärtsbeobachtungsmodell. Es ist vorzuziehen, dass L_START [m] gleich oder länger als ein Vorwärtsbeobachtungsabstand eingestellt ist.
• Die Lenkbetrags-Berechnungseinheit 222 des Bewegungsstrategie-Controllers 113 berechnet ein Ziellenkdrehmoment Trq_steer aus einer Rückkopplung zu einer Differenz zwischen dem Ziellenkwinkel target_δsteer [Grad] und einem aktuellen Lenkwinkel real_δsteer [Grad], der aus der Lenkvorrichtung 110 erfasst wird (Schritt S603).
• Die Lenkbetrag-Berechnungseinheit 222 des Bewegungsstrategie-Controllers 113 gibt, das Ziellenkdrehmoment Trq_steer an die Lenkaktor-Steuereinheit 232 aus (Schritt S604).
• Die Lenkaktor-Steuereinheit 232 steuert die Lenkvorrichtung 110 basierend auf dem Ziellenkdrehmoment Trq_steer, wodurch bewirkt wird, dass das Fahrzeug das Hindernis vermeidet.
• 6B zeigt einen Steuerprozess, der ausgeführt wird, wenn der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Bremssteuerbefehl ausgibt.
• Die Bremskraft-Berechnungseinheit 221 des Bewegungsstrategie-Controllers 113 berechnet eine Zielbremskraft (Schritt S611). Beispielsweise berechnet die Bremskraft-Berechnungseinheit 221 eine eingestellte Verzögerungsrate als Zielbremskraft.
• Die Bremskraft-Berechnungseinheit 221 des Bewegungsstrategie-Controllers 113 gibt die Zielbremskraft an die Bremsaktor-Steuereinheit 231 aus (Schritt S612).
• Die Bremsaktor-Steuereinheit 231 steuert die Radzylinder 10, 106, 107 und 108 basierend auf der Zielbremskraft, wodurch bewirkt wird, dass das Fahrzeug das Hindernis vermeidet.
• 7 zeigt ein Beispiel einer lenkbasierten Vermeidungshandlung, die durch das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
• Wenn bestimmt wird, dass eine Hindernisvermeidung durch Lenksteuerung möglich ist (JA in Schritt S307), setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Lenksteuereingriffs-Merker und gibt einen Lenksteuerbefehl zusammen mit einer Vermeidungsroute aus (Schritt S309).
• Wenn mit dem Lenken begonnen wird, berechnet der Bewegungsstrategie-Controllers 113 einen Ziellenkwinkel in Bezug auf einen Punkt L_START [m], der entfernt vor dem Hostfahrzeug liegt, (Schritt S602) und berechnet einen Lenkdrehmoment-Befehlswert derart, dass ein tatsächlicher Lenkwinkel mit dem Ziellenkwinkel übereinstimmt (Schritt S603). Insbesondere wird ein Lenkdrehmoment-Befehlswert berechnet, der einer Differenz (einem schraffierten Abschnitt) zwischen dem Ziellenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel entspricht. Durch diesen Prozess macht das Fahrzeug, dessen Lenkwinkel gesteuert wird, eine Seitwärtsbewegung.
• 8 zeigt ein Beispiel einer bremsbasierten Vermeidungshandlung, die durch das Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
• Wenn bestimmt wird, dass eine Hindernisvermeidung durch Lenksteuerung unmöglich ist (NEIN in Schritt S307), und bestimmt wird, dass das Hindernis H durch Bremssteuerung vermieden wird, setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Bremssteuereingriffs-Merker und gibt einen Bremssteuerbefehl aus (Schritt S311).
• Der Bewegungsstrategie-Controller 113 gibt in einem Schritt (Schritt S612) eine gegebene Zielbremskraft aus. Basierend auf einem Bremskraft-Befehlswert steuert die Bremsaktor-Steuereinheit 231 die Radzylinder 105, 106, 107 und 108, wodurch eine Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird.
• Gemäß der ersten Ausführungsform erstellt das Fahrassistenzsystem beim Erstellen einer Vermeidungsroute für eine lenkbasierte Vermeidung die Vermeidungsroute, die eine Route umfasst, für die eine Totzeit des Aktors, eine Verzögerung in der Antwort des Fahrzeugs und dergleichen berücksichtigt werden, und eine Route, für die die Stabilität des Fahrzeugs 100 berücksichtigt wird, die dem Fahrer ein Sicherheitsgefühl vermittelt. Das Ausführen einer Lenksteuerung des Fahrzeugs 100 basierend auf der Vermeidungsroute gibt dem Fahrer ein Sicherheitsgefühl und ermöglicht es dem Fahrzeug 100, das Hindernis mit hoher Genauigkeit zu vermeiden.
• Zweite Ausführungsform
• Eine zweite Ausführungsform unterscheidet sich von einer ersten Ausführungsform darin, dass in der zweiten Ausführungsform eine Steuerung, die einen Fehler des Fahrzeugs 100 berücksichtigt, ausgeführt wird. Die zweite Ausführungsform wird nachstehend beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf einem Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel liegt.
• Das Fahrzeug 100 der zweiten Ausführungsform ist in Vorrichtungskonfiguration und funktionaler Konfiguration das gleiche wie das Fahrzeug 100 der ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform führt das Fahrassistenzsystem einen Prozess aus, der sich von dem Prozess unterscheidet, der in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
• 9 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Steuerzustands-Bestätigungsprozesses, der von einem Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Der Steuerzustands-Bestätigungsprozess wird periodisch ausgeführt.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmt, ob eine lenkbasierte Vermeidung ausgeführt wird (Schritt S901). Wenn beispielsweise ein Lenksteuereingriffs-Merker gesetzt ist, bestimmt der Handlungsstrategie-Controller 112, dass eine lenkbasierte Vermeidung ausgeführt wird.
• Wenn eine lenkbasierte Vermeidung ausgeführt wird, startet der Handlungssträtegie-Controller 112 einen zweiten Fehlerbestätigungsprozess (Schritt S902). Der zweite Fehlerbestätigungsprozess wird unter Bezugnahme auf 12 im Einzelnen beschrieben.
• Wenn kein lenkungsbasiertes Vermeiden ausgeführt wird, bestimmt der Handlungsstrategie-Controller 112, ob ein bremsbasiertes Vermeiden ausgeführt wird (Schritt S903). Wenn beispielsweise ein Bremssteuereingriffs-Merker gesetzt ist, bestimmt der Handlungsstrategie-Controller 112, dass eine bremsbasierte Vermeidung ausgeführt wird.
• Wenn die bremsbasierte Vermeidung ausgeführt wird, startet der Handlungsstrategie-Controller 112 einen dritten Fehlerbestätigungsprozess (Schritt S904). Der dritte Fehlerbestätigungsprozess wird unter Bezugnahme auf 16 im Einzelnen beschrieben.
• Wenn keine bremsbasierte Vermeidung ausgeführt wird, startet der Handlungsstrategie-Controller 112 einen ersten Fehlerbestätigungsprozess (Schritt S905). Der erste Fehlerbestätigungsprozess wird unter Bezugnahme auf 10 im Einzelnen beschrieben.
• 10 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des ersten Fehlerbestätigungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmt, ob die Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 versagt hat (Schritt S1001). Zum Beispiel kann der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmen, ob ein Fehler bei der Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 aufgetreten ist, indem er eine Anfrage an die Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 111 richtet.
• Wenn die Umgebungsinformations-Erfassungseinheit201 versagt hat, setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Fehlermerker und einen Typ „0“ (Schritt S1002) und beendet den ersten Fehlerbestätigungsprozess.
• Wenn die Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 nicht versagt hat, bestimmt der Handlungsstrategie-Controller 112, ob an dem Lenkaktor ein Fehler aufgetreten ist (Schritt S1003). Beispielsweise kann der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmen, ob ein Fehler an dem Lenkaktor aufgetreten ist, indem er eine Anfrage an die Lenkaktor-Steuereinheit 232 richtet.
• Wenn an dem Lenkaktor ein Fehler aufgetreten ist, bestimmt der Handlungsstrategie-Controller 112, ob an dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist (Schritt S1004). Zum Beispiel kann der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmen, ob ein Fehler an dem Bremsaktor aufgetreten ist, indem er eine Anfrage an die Bremsaktor-Steuereinheit 231 richtet.
• Wenn an dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist, gibt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Steuerungsendebefehl an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus (Schritt S1002) und beendet den ersten Fehlerbestätigungsprozess.
• Wenn an dem Bremsaktor kein Fehler aufgetreten ist, setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Fehlermerker und einen Typ „1“ (Schritt S1005) und beendet den ersten Fehlerbestätigungsprozess.
• Wenn in Schritt S1003 bestimmt wird, dass bei dem Lenkaktor kein Fehler aufgetreten ist, bestimmt der Handlungsstrategie-Controller 112, ob bei dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist (Schritt S1006). Ein in Schritt S1006 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S1004 ausgeführter Prozess.
• Wenn an dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist, setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Fehlermerker und einen Typ „2“ (Schritt S1007) und beendet den ersten Fehlerbestätigungsprozess.
• Wenn an dem Bremsaktor kein Fehler aufgetreten ist, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den ersten Fehlerbestätigungsprozess.
• In der zweiten Ausführungsform variiert der Inhalt des Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses je nach Fehlermerker und Typ.
• Wenn der Fehlermerker nicht gesetzt ist, wird der in der ersten Ausführungsform beschriebene Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess ausgeführt. Wenn der Fehlermerker und der Typ „0“ gesetzt sind, wird der Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess nicht ausgeführt.
• 11A und 11B sind Ablaufdiagramme zum Erläutern von Beispielen des Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• 11A stellt einen Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess dar, der ausgeführt wird, wenn der Fehlermerker und der Typ „1“ gesetzt sind. Der in 11A gezeigte Prozess ist fast der gleiche wie der Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess der ersten Ausführungsform und daher wird nur der Punkt des Unterschieds beschrieben.
• Wenn in Schritt S306 bestimmt wird, dass eine Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 mit dem Hindernis H kollidiert, bestimmt die Bestimmungseinheit für bremsbasierte Vermeidung 217 des Handlungsstrategie-Controllers 112, ob das Hindernis H durch Bremssteuerung zu vermeiden ist oder nicht (Schritt S310). Andere folgende Prozesse sind die gleichen wie Prozesse in der ersten Ausführungsform.
• Da an dem Lenkaktor ein Fehler aufgetreten ist, wird der Prozess bezüglich des lenkbasierten Vermeidens (Schritte S307, S308 und S309) weggelassen.
• 11B stellt einen Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess dar, der ausgeführt wird, wenn der Fehlermerker und der Typ „2“ gesetzt sind. Der in 11A gezeigte Prozess ist fast der gleiche wie der Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess der ersten Ausführungsform und daher wird nur der Punkt des Unterschieds beschrieben.
• Wenn in Schritt S307 bestimmt wird, dass eine Hindernisvermeidung durch Lenksteuerung unmöglich ist, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess.
• Da an dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist, wird der Prozess bezüglich des bremsbasierten Vermeidens (Schritte S310 und S311) weggelassen.
• 12 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des zweiten Fehlerbestätigungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmt, ob an dem Lenkaktor ein Fehler aufgetreten ist (Schritt S1201). Ein in Schritt S1201 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S1003 ausgeführter Prozess.
• Wenn an dem Lenkaktor kein Fehler aufgetreten ist, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den zweiten Fehlerbestätigungsprozess. In diesem Fall führt der Bewegungsstrategie-Controller 113 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess von 6A aus, bis das Hindernis H vermieden ist. Es ist zu beachten, dass dann, wenn die Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 versagt hat, die Position des Fahrzeugs 100 basierend auf einer Gierrate, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen geschätzt wird.
• Wenn an dem Lenkaktor ein Fehler aufgetreten ist, bestimmt der Handlungsstrategie-Controller 112, ob an dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist (Schritt S1202). Ein in Schritt S1202 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S1004 ausgeführter Prozess.
• Wenn an dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist, setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Fehlermerker und den Typ „0“ und gibt eine Lenksteuerungs-Stoppbefehl an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus (Schritt S1203). Danach beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den zweiten Fehlerbestätigungsprozess. Der Lenksteuerungs-Stoppbefehl enthält den Typ „0“.
• Wenn an dem Bremsaktor kein Fehler aufgetreten ist, setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Fehlermerker und den Typ „1“ und gibt einen Lenksteuerungs-Stoppbefehl an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus (Schritt S1204). Der Lenksteuerungs-Stoppbefehl enthält den Typ „1“.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 berechnet die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 (Schritt S1205). Ein in Schritt S1205 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S304 ausgeführter Prozess. Es ist zu beachten, dass dann, wenn die Umgebungsinformations-Erfassungseinheit 201 versagt hat, die Position des Fahrzeugs 100 basierend auf einer Gierrate, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen geschätzt wird.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmt, ob das Hindernis H durch eine Bremssteuerung zu vermeiden ist oder nicht (Schritt S1206). Ein in Schritt S1206 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S310 ausgeführter Prozess.
• Wenn das Hindernis H durch Bremssteuerung vermieden wird, gibt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Bremssteuerbefehl an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus (Schritt S1207) und beendet den zweiten Fehlerbestätigungsprozess. Ein in Schritt S1207 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S311 ausgeführter Prozess.
• 13 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. 14 zeigt einen Zustand des Fahrzeugs 100 in der zweiten Ausführungsform.
• Der Prozess von 13 wird ausgeführt, wenn der Bewegungsstrategie-Controllers 113 einen Lenksteuerungs-Stoppbefehl empfängt, der den Typ „0“ enthält.
• Der Bewegungsstrategie-Controller 113 führt einen Prozess zum allmählichen Verringern eines Ziellenkdrehmoments aus (Schritt S1301).
• Wie es in 14 gezeigt ist, verringert der Bewegungsstrategie-Controller 113 dann, wenn der Lenkaktor während der Ausführung des lenkbasierten Vermeidens versagt, einen zum Zeitpunkt des Auftretens des Versagens ausgegebenen Lenkdrehmoment-Befehlswert mit einer Verringerungsrate eines konstanten Gradienten auf 0. Das Ausführen dieses Prozesses des allmählichen Verringerns des Ziellenkdrehmoments verringert das Unbehagen des Fahrers, das durch eine scharfe Drehmomentänderung verursacht wird.
• 15 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• 15 stellt einen Steuerprozess dar, der ausgeführt wird, wenn der Bewegungsstrategie-Controller 113 einen Lenksteuerungs-Stoppbefehl empfängt, der den Typ „1“ enthält.
• Der Bewegungsstrategie-Controllers 113 führt den Prozess des allmählichen Verringerns des Ziellenkdrehmoments aus (Schritt S1501). Ein in Schritt S1501 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S1301 ausgeführter Prozess.
• Der Bewegungsstrategie-Controller 113 bestimmt, ob er einen Bremssteuerbefehl aus dem Handlungsstrategie-Controller 112 empfangen hat (Schritt S1502).
• Nach Abschluss des Prozesses zum allmählichen Verringern des Ziellenkdrehmoments wartet der Bewegungsstrategie-Controller 113 für eine bestimmte Zeitspanne auf die Eingabe eines Bremssteuerbefehls. Wenn nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne kein Bremssteuerbefehl in den Bewegungsstrategie-Controller 113 eingegeben worden ist, bestimmt der Bewegungsstrategie-Controller 113, dass er keinen Bremssteuerbefehl aus dem Handlungsstrategie-Controller 112 empfangen hat.
• Wenn kein Bremssteuerbefehl aus dem Handlungsstrategie-Controller 112 empfangen wird, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den Steuerprozess.
• Wenn ein Bremssteuerbefehl aus dem Handlungsstrategie-Controller 112 empfangen wurde, berechnet die Bremskraft-Berechnungseinheit 221 des Bewegungsstrategie-Controllers 113 eine Zielbremskraft (Schritt S1503). Ein in Schritt S1503 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S611 ausgeführter Prozess.
• Die Bremskraft-Berechnungseinheit 221 des Bewegungsstrategie-Controllers 113 gibt die Zielbremskraft an die Bremsaktor-Steuereinheit 231 aus (Schritt S1504). Ein in Schritt S1504 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S612 ausgeführter Prozess.
• 16 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des dritten Fehlerbestätigungsprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 bestimmt, ob ein Fehler bei dem Bremsaktor aufgetreten ist (Schritt S1601). Ein in Schritt S1601 ausgeführter Prozess ist der gleiche wie ein in Schritt S1004 ausgeführter Prozess.
• Wenn an dem Bremsaktor kein Fehler aufgetreten ist, beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den dritten Fehlerbestätigungsprozess. In diesem Fall führt der Bewegungsstrategie-Controller 113 den Hindernisvermeidungs-Bestimmungsprozess von 6B aus, bis das Hindernis H vermieden ist.
• Wenn an dem Bremsaktor ein Fehler aufgetreten ist, setzt der Handlungsstrategie-Controller 112 einen Fehlermerker und den Typ „2“ und gibt einen Bremssteuerungs-Stoppbefehl an den Bewegungsstrategie-Controller 113 aus (Schritt S1602). Danach beendet der Handlungsstrategie-Controller 112 den dritten Fehlerbestätigungsprozess.
• 17 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Beispiels des Steuerprozesses, der durch das Fahrassistenzsystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. 18 zeigt einen Zustand des Fahrzeugs 100 in der zweiten Ausführungsform.
• 17, zeigt einen Steuerprozess, der ausgeführt wird, wenn der Bewegungsstrategie-Controller 113 einen Bremssteuerungs-Stoppbefehl empfängt.
• Der Bewegungsstrategie-Controller 113 führt einen Prozess zum allmählichen Verringern einer Zielbremskraft aus (Schritt S1701).
• Wie es in 18 gezeigt ist, verringert der Bewegungsstrategie-Controller 113 dann, wenn der Bremsaktor während der Ausführung des bremsbasierten Vermeidens versagt, einen Bremskraft-Befehlswert, der zu dem Zeitpunkt des Auftretens des Versagens ausgegeben wird, mit einer Verringerungsrate eines konstanten Gradienten auf 0. Das Ausführen dieses Prozesses zum allmählichen Verringern der Zielbremskraft mildert eine Gravitationsverschiebung, die durch eine scharfe Änderung des Befehlswerts verursacht wird.
• Gemäß der zweiten Ausführungsform kann die in der ersten Ausführungsform beschriebene Steuerung zur Hindernisvermeidung erzielt werden, während ein Fehler des Fahrzeugs 100 berücksichtigt wird.
• Dritte Ausführungsform
• In einer dritten Ausführungsform wird eine Steuerung beschrieben, die ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug 100 auf einer gekrümmten Spur fährt. Die dritte Ausführungsform wird nachstehend beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf einem Unterschied zu der ersten Ausführungsformliegt.
• Das Fahrzeug 100 der dritten Ausführungsform ist in der Vorrichtungskonfiguration und funktionalen Konfiguration das gleiche wie das Fahrzeug 100 der ersten Ausführungsform. Ein Prozess, der von einem Fahrassistenzsystem der dritten Ausführungsform ausgeführt wird, ist fast der gleiche wie der Prozess, der von dem Fahrassistenzsystem der ersten Ausführungsförm ausgeführt wird. Nichtsdestotrotz unterscheiden sich beide Prozesse in einem Verfahren zum Berechnen einer Vermeidungsroute voneinander.
• Die erste Ausführungsform bezieht sich auf einen angenommenen Fall, in dem das auf einer geraden Fahrspur fahrende Fahrzeug 100 eine Kollision mit dem Hindernis H vermeidet, und daher sind gemäß der ersten Ausführungsform die Teilvermeidungsrouten in dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt gerade Routen. Die dritte Ausführungsform bezieht sich auf einen Fall, in dem das Fahrzeug 100 auf einer gekrümmten Spur fährt, und daher unterscheidet sich ein Verfahren zum Berechnen der Teilvermeidungsrouten in dem ersten Abschnitt und zweiten Abschnitt in der dritten Ausführungsform von demjenigen in der ersten Ausführungsform.
• 19 zeigt ein Beispiel einer Fahrspur und einer Vermeidungsroute des Fahrzeugs 100 gemäß der dritten Ausführungsform. Wie es in 19 gezeigt ist, wird bei der dritten Ausführungsform angenommen, dass das Fahrzeug 100 auf einer gekrümmten Spur mit einer konstanten Krümmung fährt.
• 20 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen der Koordinaten des Endpunkts einer Vermeidungsroute gemäß der dritten Ausführungsform. 21 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen eines Funktionskurven-Startpunkts A der Vermeidungsroute gemäß der dritten Ausführungsform. 22 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen eines Funktionskurven-Endpunkts B der Vermeidungsroute gemäß der dritten Ausführungsform.
• Ein Verfahren zum Berechnen der Koordinaten des Endpunkts der Vermeidungsroute und eines Gierwinkels wird zuerst unter Bezugnahme auf 20 beschrieben.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 legt eine Kurveneintrittsposition an dem Vermeidungsrouten-Startpunkt (Ursprung) fest, um Vermeidungsstartpunktkoordinaten und einen Gierwinkel zu erhalten: (x₀, y₀, θ₀) = (0, 0, 0). Der Handlungsstrategie-Controller 112 empfängt die Koordinaten (x_H2, y_H2) eines Endes des Hindernisses H und berechnet einen Radius R [m], der durch ein gekrümmtes Segment definiert ist, das durch zwei Punkte gebildet ist, d. h. den Ursprung und die Koordinaten (x_H2, _YH2) des Endes des Hindernisses H. Der Handlungsstrategie-Controller 112 empfängt die Koordinaten und den Gierwinkel des Endpunkts der Vermeidungsroute, wobei die Koordinaten und der Gierwinkel durch Gleichung (11) gegeben sind, wobei LY [m] ein Ausmaß der Seitwärtsbewegung zur Hindernisvermeidung repräsentiert und θ_OS einen Mittelwinkel repräsentiert, den die Startpunktkoordinaten und die Endpunktkoordinaten bilden.
  [Gleichung 11] $$\left(x_S,y_S,{\theta }_S\right)=\left(x_{H2}+LYsin\left({\theta }_{OS}\right),y_{H2}-LYcos\left({\theta }_{OS}\right),{\theta }_{OS}\right)$$

  
• Wenn der Abstand zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt der Vermeidungsroute durch LS_0 [m] bezeichnet wird, ist θ_OS durch Gleichung (12) gegeben. LS_O [m] ist durch Gleichung (13) gegeben.
  [Gleichung 12] $${\theta }_{OS}={\text{cos}}^{-1}\left(\left(R^2+\left(R+L{Y}^2\right)-LS\_0^2\right)/\left(2R\left(R+LY\right)\right)\right)$$

  

  
  [Gleichung 13] $$LS\_0=\sqrt{x_S^2+y_S^2}$$

  
• Ein Verfahren zum Berechnen der Koordinaten und des Gierwinkels des Funktionskurven-Startpunkts A der Vermeidungsroute wird anschließend unter Bezugnahme auf 21 beschrieben.
• Unter Verwendung der Ursprungskoordinaten, der Endpunktkoordinaten und des Gierwinkels als Eingabeinformationen legt der Handlungsstrategie-Controller 112 ein gekrümmtes Segment (eine erste Teilvermeidungsroute) mit einer Länge von L_START [m] in dem ersten Abschnitt ein, wobei das gekrümmte Segment einer Fahrtkrümmung entspricht. Der Gierwinkel θ_A an dem Funktionskurven-Startpunkt A, den das Fahrzeug erreicht, nachdem es L_START [m] entlang eines Bogens mit einer Krümmung R gefahren ist, ist ein Winkel, den die X-Achse und eine Tangente zum Funktionskurven-Startpunkt A bilden, und ist gleich einem Mittelwinkel, den der Ursprung und der Funktionskurven-Startpunkt A bilden. Dies ergibt Gleichung (14).
  [Gleichung 14] $${\theta }_A=L_{START}/\text{R}$$

  
• Der Abstand LS_1 [m] zwischen dem Ursprung und dem Funktionskurven-Startpunkt A ist durch Gleichung (15) gegeben.
  [Gleichung 15] $$LS\_1=2Rsin\left({\theta }_A/2\right)$$

  
• Da ein Winkel, den die Steigung einer geraden Linie LS_1 und die X-Achse bilden, θ_A/2 ist, sind die Koordinaten (x_A, y_A) des Funktionskurven-Startpunkts A durch Gleichung (16) gegeben.
  [Gleichung 16] $$\left(x_A,y_A\right)=\left(LS\_1\text{ cos}\left(\frac{{\theta }_A}{2}\right),LS\_1\text{ sin}\left(\frac{{\theta }_A}{2}\right)\right)$$

  
• Aus dem Obigen folgt, dass die Koordinaten und der Gierwinkel des Funktionskurven-Startpunkts A als Gleichung (17) ausgedrückt sind.
  [Gleichung 17] $$\left(x_A,y_A,{\theta }_A\right)=\left(LS\_1\text{ cos}\left(\frac{{\theta }_A}{2}\right),LS\_1\text{ sin}\left(\frac{{\theta }_A}{2}\right),{\theta }_A\right)$$

  
• Ein Verfahren zum Berechnen der Koordinaten und des Gierwinkels des Funktionskürven-Endpunkts B der Vermeidungsroute wird anschließend unter Bezugnahme auf 22 beschrieben.
• Der Handlungsstrategie-Controller 112 legt in dem zweiten Abschnitt eine zweite Teilvermeidungsroute mit einer Länge von L_END [m] fest. Die zweite Teilvermeidungsroute wird als ein gekrümmtes Segment festgelegt, das durch Addieren eines Betrags einer Seitwärtsbewegung LY [m] zum Vermeiden eines Hindernisses zu einem Krümmungsradius R gegeben ist, d. h. R + LY [m].
• Ein Winkel θ_B, den der Endpunkt B der Funktionskurve und der Endpunkt der Vermeidungsroute bilden, ist durch Gleichung (18) gegeben.
  [Gleichung 18] $${\theta }_B=L_{END}/\left(\text{R}+\text{LY}\right)$$

  
• Der Gierwinkel θ_R an dem Funktionskurven-Endpunkt B ist durch Gleichung (19) gegeben.
  [Gleichung 19] $${\theta }_R={\theta }_{OS}-{\theta }_B$$

  
• Der Abstand LS_2 [m] zwischen dem Funktionskurven-Endpunkt B und dem Endpunkt der Vermeidungsroute ist durch Gleichung (20) gegeben.
  [Gleichung 201 $$LS\_2=2\left(R+LY\right)\text{sin}\left(\frac{{\theta }_B}{2}\right)$$

  
• Da ein Winkel, den die Steigung einer geraden Linie LS_2 und die X-Achse bilden, θ_R+θ_B/2 ist, sind die Koordinaten (x_R, y_R) des Funktionskurven-Endpunkts B durch Gleichung (21) gegeben.
  [Gleichung 21] $$\left(x_{R,}{y}_R\right)=\left(x_S-\left(LS\_2cos\left({\theta }_R+\frac{{\theta }_B}{2}\right)\right),y_S-\left(LS\_2sin\left({\theta }_R+\frac{{\theta }_B}{2}\right)\right)\right)$$

  
• Aus dem Obigen folgt, dass die Koordinaten und der Gierwinkel des Funktionskurven-Endpunkts B als Gleichung (22) ausgedrückt sind.
  [Gleichung 22] $$\left(x_R,y_R,{\theta }_R\right)=\left(x_S-(LS\_2cos\left({\theta }_R+\frac{{\theta }_B}{2}\right)\right),y_S-\left(LS\_2sin\left({\theta }_R+\frac{{\theta }_B}{2}\right)\right),{\theta }_R)$$

  
• Für den dritten Abschnitt, der zwei Koordinaten (x_A, y_A, θ_A) und (x_R, y_R, θ_R) verbindet, die jeweils den Funktionskurven-Startpunkt A und den Funktionskurven-Endpunkt B darstellen, wird eine dritte Teilvermeidungsroute eines gekrümmten Segments als eine durch Gleichung (23) gegebene kubische Funktion berechnet.
  [Gleichung 23] $$ƒ\left(x\right)=a{x}^3+b{x}^2+cx+d$$

  
• Gemäß der dritten Ausführungsform kann für eine gekrümmte Route eine Vermeidungsroute berechnet werden, die die gleichen Wirkungen bietet, wie sie die erste Ausführungsform bietet. Es ist zu beachten, dass die dritte Ausführungsform mit der zweiten Ausführungsform kombiniert werden kann.
• Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Abwandlungen umfasst. Beispielsweise wurden die obigen Ausführungsformen zum einfachen Verständnis der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben und sind nicht notwendigerweise auf eine Ausführungsform beschränkt, die alle oben beschriebenen Bestandteile enthält. Außerdem können einige der Bestandteile jeder Ausführungsform daraus gestrichen oder zu Bestandteilen einer anderen Ausführungsform hinzugefügt oder durch diese ersetzt werden.
• Einige oder alle der oben genannten Bestandteile, Funktionen, Verarbeitungseinheiten, Verarbeitungsmittel und dergleichen können als Hardware, wie z. B. geeignet ausgelegte integrierte Schaltungen, bereitgestellt sein. Die vorliegende Erfindung kann durch einen Software-Programmcode verkörpert sein, der die Funktionen der Ausführungsformen implementiert. In einem solchen Fall ist ein Computer mit einem Speichermedium ausgestattet, das den Programmcode aufzeichnet, und ein in den Computer integrierter Prozessor liest den Programmcode aus dem Speichermedium. In diesem Fall implementiert der Programmcode selbst, der aus dem Speichermedium gelesen wird, die obigen Funktionen der Ausführungsformen und der Programmcode und das Speichermedium, das den Programmcode speichert, bilden die vorliegende Erfindung. Speichermedien zum Bereitstellen eines solchen Programmcodes umfassen beispielsweise eine Diskette, eine CD-ROM, eine DVD-ROM, eine Festplatte, ein Festkörperlaufwerk (SSD), eine optische Platte, eine magnetooptische Platte, eine CD-R, ein Magnetband, eine nichtflüchtige Speicherkarte und einen ROM.
• Der Programmcode, der die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Funktionen implementiert, kann in einer breiten Vielfalt von Programmier- oder Skriptsprachen geschrieben werden, wie etwa Assembler, C/C++, Perl, Shell, PHP, Python und Java.
• Der Software-Programmcode, der die Funktionen der Ausführungsformen implementiert, kann über ein Netz verteilt werden, wobei in diesem Fall der Programmcode in einem Speichermittel wie einer Festplatte oder einem Ablagespeicher eines Computers oder in einem Speichermedium wie einer CD-RW oder einer CD-R gespeichert wird und ein in den Computer eingebauter Prozessor den Programmcode aus dem Speichermittel oder dem Speichermedium liest, um den Programmcode auszuführen.
• In den obigen Ausführungsformen ist eine Gruppe von Steuerleitungen/Datenleitungen dargestellt, die für die Beschreibung als notwendig erachtet werden, und es sind nicht immer alle Steuerleitungen/Informationsleitungen, aus denen das Produkt besteht, dargestellt. Alle Bestandteile können miteinander verbunden sein.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2020148743 [0001]
• JP 2010155545 A [0004]
• JP 201943194 A [0004]

Claims (13)

1. Fahrzeugsteuervorrichtung, die ein Fahrzeug steuert, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst: eine Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit, die eine Position des Fahrzeugs berechnet; eine Hindernis-Bestimmungseinheit, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Hindernisses auf einer Fahrroute des Fahrzeugs bestimmt; eine Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob das Fahrzeug mit dem Hindernis kollidiert; eine Vermeidungsmittel-Auswahleinheit, die entweder Bremsen oder Lenken als Mittel zum Vermeiden des Hindernisses auswählt; eine Bremssteuerwert-Berechnungseinheit, die einen Bremssteuerwert zum Erzielen eines Bremsens zum Vermeiden des Hindernisses berechnet, wobei die Bremssteuerwert-Berechnungseinheit den Bremssteuerwert an eine Bremsaktor-Steuereinheit ausgibt, die das Bremsen des Fahrzeugs steuert; eine Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit, die eine Vermeidungsroute zum Vermeiden des Hindernisses berechnet; und eine Lenksteuerwert-Berechnungseinheit, die einen Lenksteuerwert zum Erzielen einer Lenkung zum Vermeiden des Hindernisses basierend auf einer Position des Fahrzeugs und der Vermeidungsroute berechnet, wobei die Lenksteuerwert-Berechnungseinheit den Lenksteuerwert an eine Lenkaktor-Steuereinheit ausgibt, die die Lenkung des Fahrzeugs steuert, wobei die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit einen Zielpunkt zum Vermeiden des Hindernisses berechnet, einen Vermeidungsabschnitt, der die Position des Fahrzeugs mit dem Zielpunkt verbindet, in mehrere Teilabschnitte unterteilt, in jedem der Teilabschnitte eine Teilvermeidungsroute berechnet, und die Vermeidungsroute berechnet, die aus den mehreren Teilvermeidungsrouten besteht.
2. Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit den Vermeidungsabschnitt in einen ersten Abschnitt, der eine Position des Fahrzeugs enthält, einen zweiten Abschnitt, der den Zielpunkt enthält, und einen dritten Abschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet, unterteilt, für den ersten Abschnitt eine erste Teilvermeidungsroute zum Kompensieren zumindest einer Verzögerung in der Lenkantwort durch die Lenkaktor-Steuereinheit oder einer Verzögerung, die durch dynamische Eigenschaften des Fahrzeugs verursacht wird, berechnet, für den zweiten Abschnitt eine zweite Teilvermeidungsroute zum Sicherstellen eines stabilen Verhaltens des Fahrzeugs beim Vermeiden des Hindernisses berechnet, und für den dritten Abschnitt eine dritte Teilvermeidungsroute zum Vermeiden des Hindernisses berechnet.
3. Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Teilvermeidungsroute und die zweite Teilvermeidungsroute Routen sind, auf denen ein Lenken zum Vermeiden des Hindernisses nicht durchgeführt wird, und die dritte Teilvermeidungsroute eine Route ist, auf der ein Lenken zum Vermeiden des Hindernisses an einem Endpunkt des ersten Abschnitts beginnt und an einem Startpunkt des zweiten Abschnitts endet.
4. Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Länge des ersten Abschnitts basierend auf mindestens einem schlechtesten Wert eines Parameters, der sich auf eine Verzögerung der Lenkantwort durch die Lenkaktor-Steuereinheit bezieht, oder einem schlechtesten Wert eines Parameters, der sich auf eine durch dynamische Eigenschaften des Fahrzeugs verursachte Verzögerung bezieht, festgelegt wird.
5. Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Länge des zweiten Abschnitts basierend auf einem Parameter festgelegt wird, der sich auf einen Grad eines dem Fahrer vermittelten Sicherheitsgefühls bezieht.
6. Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vermeidungsmittel-Auswahleinheit ein Mittel zum Vermeiden des Hindernisses basierend auf einem Fehlerzustand der Bremsaktor-Steuereinheit und der Lenkaktor-Steuereinheit auswählt.
7. Hindernisvermeidungs-Steuerverfahren, das von einer Fahrzeugsteuervorrichtung ausgeführt wird, die ein Fahrzeug steuert, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung einen Controller umfasst, der eine Bremsaktor-Steuereinheit, die das Bremsen des Fahrzeugs steuert, und eine Lenkaktor-Steuereinheit, die das Lenken des Fahrzeugs steuert, steuert, wobei das Hindernisvermeidungs-Steuerverfahren Folgendes umfasst: einen ersten Schritt, bei dem der Controller das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Hindernisses auf einer Fahrroute des Fahrzeugs bestimmt; einen zweiten Schritt, bei dem der Controller eine Position des Fahrzeugs berechnet; einen dritten Schritt, bei dem der Controller bestimmt, ob eine Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug mit dem Hindernis kollidiert; einen vierten Schritt, bei dem der Controller dann, wenn bestimmt wird, dass eine Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug mit dem Hindernis kollidiert, entweder Bremsen oder Lenken als Mittel zum Vermeiden des Hindernisses auswählt; einen fünften Schritt, bei dem der Controller dann, wenn Bremsen als Mittel zum Vermeiden des Hindernisses ausgewählt wird, einen Bremssteuerwert zum Erzielen eines Bremsens zum Vermeiden des Hindernisses berechnet und den Bremssteuerwert an die Bremsaktor-Steuereinheit ausgibt; und einen sechsten Schritt, bei dem der Controller dann, wenn Lenken als Mittel zum Vermeiden des Hindernisses ausgewählt wird, eine Vermeidungsroute berechnet, einen Lenksteuerwert zum Erzielen einer Lenkung zum Vermeiden des Hindernisses basierend auf der Position des Fahrzeugs und der Vermeidungsroute berechnet und den Lenksteuerwert an das Lenkaktor-Steuereinheit ausgibt, wobei der sechste Schritt umfasst: einen siebten Schritt, bei dem der Controller einen Zielpunkt zum Vermeiden des Hindernisses berechnet; einen achten Schritt, bei dem der Controller einen Vermeidungsabschnitt, der die Position des Fahrzeugs mit dem Zielpunkt verbindet, in mehrere Teilabschnitte unterteilt; einen neunten Schritt, bei dem der Controller eine Teilvermeidungsroute in jedem der Teilabschnitte berechnet; und einen zehnten Schritt, bei dem der Controller die Vermeidungsroute berechnet, die aus den mehreren Teilvermeidungsrouten besteht.
8. Hindernisvermeidungs-Steuerverfahren nach Anspruch 7, wobei der achte Schritt einen Schritt umfasst, bei dem der Controller den Vermeidungsabschnitt in einen ersten Abschnitt, der eine Position des Fahrzeugs enthält, einen zweiten Abschnitt, der den Zielpunkt enthält, und einen dritten Abschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet, unterteilt, und der neunte Schritt umfasst: einen Schritt, bei dem der Controller für den ersten Abschnitt eine erste Teilvermeidungsroute zum Kompensieren mindestens einer Verzögerung in der Lenkantwort durch die Lenkaktor-Steuereinheit oder einer Verzögerung, die durch dynamische Eigenschaften des Fahrzeugs verursacht wird, berechnet; einen Schritt, bei dem der Controller für den zweiten Abschnitt eine zweite Teilvermeidungsroute zum Sicherstellen eines stabilen Verhaltens des Fahrzeugs beim Vermeiden des Hindernisses berechnet; und einen Schritt, bei dem der Controller für den dritten Abschnitt eine dritte Teilvermeidungsroute zum Vermeiden des Hindernisses berechnet, indem die Hindernisvermeidung ab einem Endpunkt des ersten Abschnitts gestartet wird.
9. Hindernisvermeidungs-Steuerverfahren nach Anspruch 8, wobei die erste Teilvermeidungsroute und die zweite Teilvermeidungsroute Routen sind, auf denen ein Lenken zum Vermeiden des Hindernisses nicht durchgeführt wird, und die dritte Teilvermeidungsroute eine Route ist, auf der ein Lenken zum Vermeiden des Hindernisses durchgeführt wird und an einem Startpunkt des zweiten Abschnitts beendet wird.
10. Hindernisvermeidungs-Steuerverfahren nach Anspruch 8, wobei eine Länge des ersten Abschnitts basierend auf mindestens einem schlechtesten Wert eines Parameters, der sich auf eine Verzögerung der Lenkantwort durch die Lenkaktor-Steuereinheit bezieht, oder einem schlechtesten Wert eines Parameters, der sich auf eine durch dynamische Eigenschaften des Fahrzeugs verursachte Verzögerung bezieht, festgelegt wird.
11. Hindernisvermeidungs-Steuerverfahren nach Anspruch 7, wobei eine Länge des zweiten Abschnitts basierend auf einem Parameter festgelegt wird, der sich auf einen Grad eines dem Fahrer vermittelten Sicherheitsgefühls bezieht.
12. Hindernisvermeidungs-Steuerverfahren nach Anspruch 7, wobei der vierte Schritt einen Schritt umfasst, bei dem der Controller ein Mittel zum Vermeiden des Hindernisses basierend auf einem Fehlerzustand der Bremsaktor-Steuereinheit und der Lenkaktor-Steuereinheit auswählt.
13. Fahrzeugsteuervorrichtung, die ein Fahrzeug steuert, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst: eine Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit, die eine Position des Fahrzeugs berechnet; eine Hindernis-Bestimmungseinheit, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Hindernisses auf einer Fahrroute des Fahrzeugs bestimmt; eine Kollisionswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob das Fahrzeug mit dem Hindernis kollidiert; eine Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit, die eine Vermeidungsroute zum Vermeiden des Hindernisses berechnet; und eine Lenksteuerwert-Berechnungseinheit, die einen Lenksteuerwert zum Erzielen einer Lenkung zum Vermeiden des Hindernisses basierend auf einer Position des Fahrzeugs und der Vermeidungsroute berechnet, wobei die Lenksteuerwert-Berechnungseinheit den Lenksteuerwert an eine Lenkaktor-Steuereinheit ausgibt, die die Lenkung des Fahrzeugs steuert, wobei die Vermeidungsrouten-Berechnungseinheit einen Zielpunkt zum Vermeiden des Hindernisses berechnet, einen Vermeidungsabschnitt, der die Position des Fahrzeugs mit dem Zielpunkt verbindet, in einen ersten Abschnitt, der die Position des Fahrzeugs enthält, einen zweiten Abschnitt, der den Zielpunkt enthält, und einen dritten Abschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet, unterteilt, für den ersten Abschnitt eine erste Teilvermeidungsroute zum Kompensieren zumindest einer Verzögerung in der Lenkantwort durch die Lenkaktor-Steuereinheit oder einer Verzögerung, die durch dynamische Eigenschaften des Fahrzeugs verursacht wird, berechnet, für den zweiten Abschnitt eine zweite Teilvermeidungsroute zum Sicherstellen eines stabilen Verhaltens des Fahrzeugs beim Vermeiden des Hindernisses berechnet, und für den dritten Abschnitt eine dritte Teilvermeidungsroute zum Vermeiden des Hindernisses berechnet.

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