DE19543551A1

DE19543551A1 - Fahrzeugsteuersystem

Info

Publication number: DE19543551A1
Application number: DE19543551A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Sekine; Kazuya Tamura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2015-11-23
Also published as: JP3305518B2; JPH08147598A; DE19543551B4; US5748476A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugsteuer system, das ein Fahrzeug gemäß dem auf der Grundlage von Kar teninformation bestimmten Verlauf oder auf der Grundlage der Karteninformation bestimmten Krümmung einer Straße steuert, welche Karteninformation einen die Straße repräsentierenden Satz von Koordinatenpunkten umfaßt.

Eine bekannte, in der japanischen Patentanmeldungsoffenle gungsschrift Nr. 89298/85 offenbarte Technik umfaßt die Ermitt lung des Krümmungsradius einer Kurve vor einem Fahrzeug in der Fahrtrichtung auf Grundlage von durch ein Navigationssystem gelieferten Kartendaten. Das System bestimmt, ob das Fahrzeug die Kurve mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit durchfahren kann, und warnt den Fahrer, falls festgestellt wird, daß das Fahrzeug die Kurve mit der aktuellen Geschwindigkeit nicht sicher durchfahren kann.

Es ist häufig der Fall, daß der Fahrer eine vor dem Fahrzeug in der Fahrtrichtung auftretende Kurve durch visuelle Bestimmung oder durch frühere Erfahrung einschätzt. Normalerweise redu ziert der Fahrer freiwillig die Geschwindigkeit so wie es erforderlich ist, damit das Fahrzeug sicher eine Kurve durch fährt.

Ob es ratsam ist, die Kurve zu durchfahren, bestimmt die be kannte Technik auf Grundlage der Annahme, daß der Fahrer die Geschwindigkeit nicht freiwillig reduziert, bis das Fahrzeug in eine Kurve einfährt. Deshalb tritt häufig der Fall auf, daß eine Warnung und eine automatische Geschwindigkeitsreduktion früher als erforderlich erfolgen bzw. durchgeführt werden. Dies ergibt ein Problem dahingehend, daß es zu einer für den Fahrer störenden Wechselwirkung mit dem Fahrmanöver bzw. den Fahrmanö vern des Fahrers kommt.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Warnung und eine automatische Geschwindigkeitsreduktion mit angemessener zeitlicher Abstimmung vorzusehen, wobei eine störende Wechselwirkung mit der freiwilligen Geschwindigkeits reduktion des Fahrers an einer Stelle kurz vor der Kurve ver mieden wird.

Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugsteuersystem bereitgestellt, umfassend: ein Karteninformationsausgabemittel zum Ausgeben von Karten information, die eine Mehrzahl von eine Straße repräsentieren den Koordinatenpunkten umfaßt; ein Fahrzeugpositionserfassungs mittel zum Erfassen einer Position eines Fahrzeugs auf der Karte; ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel zum Erfas sen einer Fahrzeuggeschwindigkeit; ein Arbeitsbereichberech nungsmittel zum Berechnen eines Arbeitsbereichs, in dem beru hend auf einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit festgestellt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit angemessen ist; ein Zuläs sige-Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungsmittel zum Berechnen einer zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit an einer in dem Ar beitsbereich festgelegten virtuellen Fahrzeugposition beruhend auf der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Abstand von der Fahrzeugposition zu der virtuellen Fahrzeugposition; ein Zonenfestlegungsmittel zum Festlegen einer Durchfahrtbestim mungszone mit der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit als ein Kriterium beruhend auf der virtuellen Fahrzeugposition; ein Durchfahrzustandbestimmungsmittel zum Bestimmen eines Durch fahrzustands durch Vergleichen der Durchfahrtbestimmungszone mit einem in dem Arbeitsbereich vor der virtuellen Fahrzeug position liegenden Koordinatenpunkt; und ein Fahrzeugsteuer mittel zum Steuern des Fahrzeugs beruhend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das Durchfahrzustandbestimmungsmittel.

Mit der obigen Ausbildung wird die auf Grundlage der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelte Durchfahrtbestimmungszone mit den vor der virtuellen Fahrzeugposition liegenden Koor dinatenpunkten der Straße verglichen, und der Durchfahrzustand des Fahrzeugs wird deshalb genau bestimmt, um eine Steuerung, wie etwa eine Warnung und automatische Geschwindigkeitsreduk tion vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Berechnung der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit nicht nur auf Grundlage der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit sondern auch auf Grundlage des Abstands zwischen der Fahrzeugposition und der virtuellen Fahrzeugposition durchgeführt. Hinsichtlich einer durch den Fahrer vor Erreichen der virtuellen Fahrzeugposition durch geführten freiwilligen Fahrzeuggeschwindigkeitsreduktion ist es dementsprechend möglich, die Unannehmlichkeit einer unnötigen Warnung und einer unnötigen automatischen Geschwindigkeits reduktion zu vermeiden.

Falls das zulässige-Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungsmittels die im Arbeitsbereich enthaltene Mehrzahl von Koordinatenpunk ten aufeinanderfolgend als die (virtuellen Fahrzeugpositionen festlegt und den Durchfahrzustand durch die Koordinatenpunkte vor der virtuellen Fahrzeugposition genau bestimmt, kann zuver lässig bestimmt werden, ob das Fahrzeug durch die in dem Ar beitsbereich enthaltenen Koordinatenpunkte fahren kann.

Falls der Radius einer virtuellen Kurvenfahr-Ortskurve des Fahrzeugs auf der Grundlage der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird und die Durchfahrtbe stimmungszone auf Grundlage des Radius der virtuellen Kurven fahr-Ortskurve festgelegt wird, kann die Durchfahrtbestim mungszone mit einer einfachen Berechnung genau bestimmt werden.

Falls das zulässige Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungsmittel die zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als eine Fahrzeug geschwindigkeit berechnet, die sich aus einer mit einer vor bestimmten Bezugs-Geschwindigkeitsreduktionsrate durchgeführten Geschwindigkeitsreduktion von der Fahrzeugposition zu der virtuellen Fahrzeugposition ergibt, ist es möglich, die zuläs sige Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine einfache Berechnung zuverlässig und genau zu berechnen.

Falls das Fahrzeugsteuermittel ein Mittel zum Vorsehen einer Warnung an den Fahrer ist, so kann der Fahrer von dieser Fest stellung zuverlässig informiert werden, wenn festgestellt wird, daß es für das Fahrzeug ohne Geschwindigkeitsreduktion schwie rig ist, durch die Kurve zu fahren.

Falls das Fahrzeugsteuermittel ein Mittel zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, so kann die Fahrzeuggeschwindig keit automatisch reduziert werden, wenn festgestellt wird, daß es für das Fahrzeug ohne Geschwindigkeitsreduktion schwierig ist, durch die Kurve zu fahren.

Falls die Durchfahrtbestimmungszone eine Warnzone zum Vorsehen einer Warnung an den Fahrer und eine Automatik-Geschwindig keitsreduktionszone zum automatischen Reduzieren der Fahrzeug geschwindigkeit umfaßt, so ist es möglich, mit der Schwierig keit bzw. mit dem Schwierigkeitsgrad des Fahrens durch die Kurve fertigzuwerden.

Falls das Zonenfestlegungsmittel eine Warnzone und eine Automa tik-Geschwindigkeitsreduktionszone auf Grundlage einer vorbe stimmten Bezugsquerbeschleunigung festlegt, so ist es möglich, die Warnzone und die Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone zuverlässig und exakt festzulegen.

Falls das Zonenfestlegungsmittel eine Warnzone und eine Automa tik-Geschwindigkeitsreduktionszone auf Grundlage einer vorbe stimmten Bezugsverzögerung festlegt, so ist es möglich, die Warnzone und die Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone zuverlässig und exakt festzulegen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Fahrzeug steuerverfahren zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß dem auf der Grundlage von Karteninformation bestimmten Verlauf oder auf der Grundlage der Karteninformation bestimmten Krümmung einer Straße, welche Karteninformation einen die Straße repräsentie renden Satz von Koordinatenpunkten umfaßt.

Das erfindungsgemäße Fahrzeugsteuerverfahren umfaßt die Schrit te: Ausgeben von Karteninformation, die eine Mehrzahl von eine Straße repräsentierenden Koordinatenpunkten umfaßt; Erfassen einer Position des Fahrzeugs auf der Karte; Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit; Berechnen eines Arbeitsbereichs, in dem beruhend auf einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit festge stellt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit angemessen ist; Berechnen einer zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit an einer in dem Arbeitsbereich festgelegten virtuellen Fahrzeugposition be ruhend auf der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Abstand von der Fahrzeugposition zu der virtuellen Fahrzeug position; Festlegen einer Durchfahrt-Bestimmungszone mit der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit als ein Kriterium beruhend auf der virtuellen Fahrzeugposition; Bestimmen eines Durchfahr zustands durch Vergleichen der Durchfahrtbestimmungszone mit einem in dem Arbeitsbereich vor der virtuellen Fahrzeugposition liegenden Koordinatenpunkt; und Steuern des Fahrzeugs beruhend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das Durchfahrzustandbe stimmungsmittel.

Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Er findung sind aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den anhängenden Zeichnungen ersichtlich.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Ausbildung eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer ersten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung veranschau licht,

Fig. 2 ist ein erster Teil eines Flußdiagramms der Fig. 2,

Fig. 3 ist ein zweiter Teil des Flußdiagramms,

Fig. 4 ist ein Diagramm, das festgelegte Zonen auf der Straße veranschaulicht,

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Straße und den Zonen am Knotenpunkt N_K veranschau licht,

Fig. 6 ist ein die Wirkungsweise der Erfindung erklärendes Diagramm,

Fig. 7 ist ein die Wirkungsweise einer zweiten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung erklärendes Diagramm.

Mit Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 wird nun eine erste Aus führungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In Fig. 1 repräsentiert das Bezugszeichen NV ein Navigations system für ein Fahrzeug. Das Navigationssystem NV umfaßt eine Trägheitsnavigationsvorrichtung 3, zu der Signale von einem Gierratensensor 1 und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 (Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel) zugeführt werden. Ferner umfaßt das Navigationssystem NV ein eine Chipkarte oder ein CD-ROM verwendendes Karteninformationsausgabemittel 4 sowie ein Kartenabgleichmittel 5, das einen von der Trägheitsnaviga tionsvorrichtung 3 ausgegebenen Fahrzeugort (bzw. eine von der Trägheitsnavigationsvorrichtung 3 ausgegebene Fahrzeugortskurve) und von dem Karteninformationsausgabemittel 4 ausgegebene Karteninformation überlagert. Ferner sind eine GPS-Einheit 7, zu der ein Signal von einer GPS-Antenne 6 zugeführt wird, ein Fahrzeugpositionserfassungsmittel 8 zum Erfassen einer Fahr zeugposition auf der Grundlage der von dem Kartenabgleichsteu ermittel 5 ausgegebenen Positionskoordinaten und der von der GPS-Einheit 7 ausgegebenen Positionskoordinaten sowie ein Kurssuchmittel 10 zum Suchen des Kurses zu dem Ziel auf Grund lage eines Zielkoordinatensignals von dem Zieleingabemittel 9 und dem Fahrzeugpositionskoordinatensignal von dem Fahrzeug positionserfassungsmittel 8.

Das Bezugszeichen ZD repräsentiert einen Zonenbestimmungsab schnitt. Der Zonenbestimmungsabschnitt umfaßt Straßendatenbe rechnungsmittel 11 zum Berechnen der Daten einer Straße vor dem Fahrzeug als Koordinaten einer Mehrzahl von Knotenpunkten (die hiernach beschrieben werden) auf Grundlage einer Ausgabe von dem Kurssuchmittel 10. Der Zonenbestimmungsabschnitt ZD umfaßt ferner ein Lesevorabstand- und Anhaltabstandberechnungsmittel 12 zum Berechnen eines Lesevorabstands Sa und eines Anhalt abstands Sb (die hiernach beschrieben werden) auf Grundlage einer Ausgabe von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2. Ferner sind ein Arbeitsbereichberechnungsmittel 13 zum Berechnen eines Arbeitsbereichs A (der hiernach beschrieben wird) sowohl auf Grundlage des Kurses als auch des Lesevorabstands Sa und des Anhaltabstands Sb, ein zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit-Be rechnungsmittel 14 zum Berechnen einer zulässigen (geeigneten) Fahrzeuggeschwindigkeit V_k (die hiernach beschrieben wird) auf Grundlage einer Ausgabe von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2, ein Zonenfestlegungsmittel 15 zum Festlegen (bzw. Ermitteln) einer zulässigen Zone Z₁, einer Warnzone Z₂ und einer Automatik- Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃ (die alle hiernach beschrieben werden) auf Grundlage der Straßendaten und der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, und ein Durchfahrzustandbestimmungs mittel 16 zum Bestimmen, ob die bzw. welche der Knotenpunkte der Straße vor dem Fahrzeug in einer bzw. in welcher Zone der Zonen Z₁, Z₂ und Z₃ liegen, indem die in dem Arbeitsbereich A auftretenden Knotenpunkte mit jeder der Zonen Z₁, Z₂ und Z₃ überlagert werden. Jede der Zonen Z₁, Z₂ und Z₃ stellt eine Durchfahrbestimmungszone in der vorliegenden Erfindung dar.

Mit dem Durchfahrzustandbestimmungsmittel 16 sind Alarm- oder Warnmittel 17 (Fahrzeugsteuermittel), wie etwa ein Summer, ein Läutwerk und eine Lampe, sowie ein Automatik-Geschwindigkeits reduktionsmittel 18 umfassend ein Motorleistungsreduktionsmit tel oder ein Bremsmittel verbunden. Falls der Knotenpunkt vor dem Fahrzeug in der Warnzone Z₂ liegt, wird der Fahrer durch die Alarmmittel 17 gewarnt. Falls der Knotenpunkt vor dem Fahrzeug in der Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃ liegt, wird eine automatische Geschwindigkeitsreduktion durch die Automa tik-Geschwindigkeitsreduktionsmittel 18 durchgeführt.

Die Funktions- und Wirkungsweise der Ausführungsform der vor liegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Ausbildung wird unten mit Bezugnahme auf Fig. 1 zusammen mit dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Flußdiagramm beschrieben.

Als erstes werden (im Schritt S1) die Steuerung beeinflussende Faktoren, wie etwa ein Reibungskoeffizient der Straßenober fläche, Konditionen des Fahrers (Fahrfertigkeit und Müdigkeits kondition), ein Straßengefälle (bzw. ein Straßenanstieg), ob es Nacht oder Tag ist oder dergleichen, eingelesen. Danach werden (im Schritt S2) vorbestimmte Bezugsquerbeschleunigungen (Sei tenbeschleunigungen) α₁, α₂ und eine vorbestimmte Bezugsver zögerung (negative Beschleunigung) β auf Grundlage der ver schiedenen Faktoren festgesetzt.

Gemäß der Verwendung hier repräsentiert das Symbol α₁ eine erste Bezugsquerbeschleunigung, die zum Vorsehen des Alarms verwendet wird, wenn eine Möglichkeit besteht, daß das Fahrzeug die Querbeschleunigung beim Fahren durch eine Kurve überschreitet. Das Symbol α₂ repräsentiert eine zweite Bezugsquerbeschleuni gung, die zum Durchführen der automatischen Geschwindigkeits reduktion verwendet wird, wenn eine Möglichkeit besteht, daß das Fahrzeug die Querbeschleunigung beim Fahren durch eine Kurve überschreitet. Zum Beispiel ist die erste Bezugsquerbe schleunigung α₁ auf einen Wert im Bereich von 2-3 m/sec² und die zweite Bezugsquerbeschleunigung α₂ auf einen Wert im Bereich von 4-6 m/sec² festgesetzt (α₂ < α₁). Das Symbol β repräsentiert eine Bezugsverzögerung, mit der die aktuelle Fahrzeuggeschwin digkeit durch das freiwillige Bremsen durch den Fahrer redu ziert wird.

Die Werte von α₁, α₂ und β werden auf Grundlage der beim Schritt S1 gelesenen Faktoren, wie etwa der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche, die Konditionen des Fahrers, das Straßenge fälle, ob es Nacht oder Tag ist und dergleichen, geändert. Genauer: treten ungünstige Bedingungen auf, wie etwa wenn der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche relativ klein ist, wenn die Kondition des Fahrers schlecht ist, wenn das Straßen gefälle nach unten gerichtet ist, und/oder wenn die Sicht bei Nacht schlecht ist, werden (aus Sicherheitsgründen) α₁, α₂ und β auf kleinere Werte gesetzt, um (aus Sicherheitsgründen) den Alarm oder die automatische Geschwindigkeitsreduktion früher vorzusehen.

Hiernach wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ vom Fahrzeugge schwindigkeitssensor 2 gelesen, und es werden (in Schritt S3) die Koordinaten P₀ (X₀, Y₀) einer Fahrzeugposition P₀ von dem Fahrzeugpositionserfassungsmittel in dem Navigationssystem NV gelesen.

Als nächstes wird (in Schritt S4) der Anhaltabstand Sb durch das Lesevorabstand- und Anhaltabstandberechnungsmittel 12 berechnet. Der Anhaltabstand Sb entspricht einem zum Anhalten des Fahrzeugs benötigten Abstand, wenn das Fahrzeug aus der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ mit der Bezugsverzögerung β verlangsamt (verzögert) wird. Das heißt, der Anhaltabstand Sb wird gemäß der Gleichung (1) berechnet:

Sb = V₀²/2β (1)

Nachfolgend wird (in Schritt S5) der Lesevorabstand Sa durch das Lesevorabstand- und Anhaltabstandberechnungsmittel 12 be rechnet. Wenn das Fahrzeug für eine vorbestimmte Lesevorzeit t von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ mit der Bezugsver zögerung β verlangsamt (verzögert) wird, entspricht der Lese vorabstand Sa einem Abstand, den das Fahrzeug innerhalb der Lesevorzeit t durchfährt. Das heißt, der Lesevorabstand Sa wird gemäß der folgenden Gleichung (2) berechnet:

Sa = V₀t - (βt²/2) (2)

Als nächstes wird der Arbeitsbereich A, der durch den Lese vorabstand Sa und den Anhaltabstand Sb auf der durch das Kurs suchmittel 10 gesuchten (und gefundenen) Straße vor dem Fahr zeug bestimmt bzw. begrenzt ist, durch das Arbeitsbereichbe rechnungsmittel 13 berechnet. Zu gleicher Zeit werden (in Schritt S6) die Koordinaten N_k (X_k, Y_k) der auf der Straße in dem Arbeitsbereich A festgelegten bzw. ermittelten Knotenpunkte N_k (k = 1, 2, 3 . . . n) durch das Straßendatenberechnungsmittel 11 berechnet.

Dann werden (in Schritt S7) die Abstände S_k zwischen der Fahr zeugposition P₀ (X₀, Y₀) und den Knotenpunkten N_k (X_k, Y_k) berech net.

Dann wird (in Schritt S8), wenn die Geschwindigkeitsreduktion von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ mit der Bezugs verzögerung β in der Fahrzeugposition P₀ (X₀, Y₀) durchgeführt wird, bis das Fahrzeug an jedem Knotenpunkt N_k (X_k, Y_k) ankommt, die zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit V_k (k = 1, 2, 3 . . . n) an jedem der Knotenpunkte N_k (X_k, Y_k) berechnet. Das heißt, der Abstand S_k (k = 1, 2, 3 . . . n) ergibt sich gemäß der folgenden Gleichung (3):

S_k = (V₀² - V_k²)/²β (3)

Deshalb werden die zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeiten V_k aus der folgenden Gleichung (4) berechnet:

V_k = (V₀² - 2βS_k)^1/2 (4)

Dann wird (in Schritt S9) der Straßenkurs innerhalb des Anhalt abstands Sb auf Grundlage von Straßendaten von dem Straßen datenberechnungsmittel 11 bestimmt. Falls eine Kurve innerhalb des Anhaltabstands Sb auftritt (Schritt S10), wird (in Schritt S11) eine vorbereitende Ankündigung der Kurve durch die Alarm- oder Warnmittel 17, wie etwa eine Lampe, gegeben.

Als nächstes wird der nächste innerhalb des Arbeitsbereichs A auftretende Knotenpunkt N₁ durch das Zonenfestlegungsmittel 15 als die virtuelle Fahrzeugposition N₁ gewählt. Zu gleicher Zeit werden (in Schritt S12) an allen Knotenpunkten N₂, . . . , N_n die bei der virtuellen Fahrzeugposition N₁ und innerhalb des Arbeits bereichs A vor der virtuellen Fahrzeugposition N₁ existieren, jeweils der Radius R₁ einer ersten virtuellen Kurvenfahr-Orts kurve und der Radius R₂ einer zweiten virtuellen Kurvenfahr- Ortskurve auf Grundlage der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit V_k und der ersten und der zweiten Standardquerbeschleunigung α₁, α₂ an jedem Knotenpunkt N_k gemäß den folgenden Gleichungen (5) und (6) berechnet:

R₁ = V_k²/α₁ (5)

R₂ = V_k²/α₂ (6)

Der erste virtuelle Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₁ ist der Radius einer Kurvenfahr-Ortskurve, entlang der das Fahrzeug mit der ersten Bezugsquerbeschleunigung α₁ durch eine Kurve fahren kann, wenn das Fahrzeug mit der zulässigen Fahrzeuggeschwindig keit V_k in die Kurve einfährt, und der zweite virtuelle Kurven fahr-Ortskurven-Radius R₂ ist der Radius einer Kurvenfahr- Ortskurve, entlang der das Fahrzeug mit der zweiten Bezugs- Querbeschleunigung α₂ durch eine Kurve fahren kann, wenn das Fahrzeug mit der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit V_k in die Kurve einfährt.

Als nächstes werden (in Schritt S13) für jeden Knotenpunkt N_k ein Paar von Kreisbögen, ein linker und ein rechter Kreisbogen C₁, C₁, mit dem im Schritt S12 berechneten ersten virtuellen Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₁ sowie ein Paar von Kreisbögen, einem linken und einem rechten Kreisbogen C₂, C₂, mit dem eben falls im Schritt S12 berechneten zweiten virtuellen Kurvenfahr- Ortskurven-Radius R₂ derart geschlagen, daß sie zu entgegen gesetzten Seiten, das heißt zu der linken bzw. der rechten Seite der Straße am jeweiligen Knotenpunkt N_k tangential sind. Als eine Folge sind die Kreisbögen C₁, C₁ und die Kreisbögen C₂, C₂ an den entgegengesetzten Seiten, der linken bzw. der rechten Seite, an jedem Knotenpunkt N_k wie in Fig. 4 veranschaulicht geschlagen, und die Radien der Kreisbögen C₁, C₁ und C₂, C₂ (das heißt, der erste virtuelle Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₁ und der zweite virtuelle Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₂) werden kleiner, je größer der Abstand von der Fahrzeugposition P₀ nach vorne in eine Vorwärtsbewegungsrichtung ist.

Danach werden (in Schritt S14) durch das Zonenfestlegungsmittel 15 die zulässige Zone Z₁, die Warnzone Z₂ und die Automatik- Fahrzeuggeschwindigkeitsreduktionszone Z₃ festgelegt, welche Zonen durch die vier Kreisbögen C₁, C₁ und C₂, C₂ begrenzt sind. Wie in Fig. 5 veranschaulicht, wird der Bereich vor den beiden Kreisbögen C₁, C₁ als die zulässige Zone Z₁ festgelegt; wird der Bereich zwischen den beiden Kreisbögen C₁, C₁ und den beiden Kreisbögen C₂, C₂ als die Warnzone Z₂ festgelegt; und wird der Bereich hinter den beiden Kreisbögen C₂, C₂ als die Automatik- Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃ festgelegt.

Danach wird der nächste Knotenpunkt N₁ im Arbeitsbereich A als erstes als eine virtuelle Fahrzeugposition festgelegt bzw. ausgewählt, und es wird bestimmt bzw. ermittelt, ob die bzw. welcher der vor dem nächsten Knotenpunkt N₁ liegenden Knoten punkte N₂, N₃, N₄ . . . N_n in einer bzw. in welcher der Zonen Z₁, z₂ oder Z₃ liegen. Dieser Vorgang wird (in Schritt S15) an allen virtuellen Fahrzeugpositionen N₁ bis N_n durchgeführt, wobei die virtuelle Fahrzeugposition vom nächsten Knotenpunkt N₁ zum ent ferntest liegenden Knotenpunkt N_n sequentiell verlagert wird. Zum Beispiel ist in Fig. 5 der Knotenpunkt N_k als die virtuelle Fahrzeugposition festgelegt bzw. ausgewählt. Bei der durch eine durchgehende Linie gezeigten Straße liegen die vor der virtu ellen Fahrzeugposition N_k liegenden Knotenpunkte N_k+1, N_k+2 und N_k+3 in der zulässigen Zone Z₁. Bei der durch eine gestrichelte Linie gezeigten Straße liegen die vor der virtuellen Fahrzeug position N_k liegenden Knotenpunkte N_k+1, N_k+2 und N_k+3 in der Warnzone Z₂.

Allerdings, falls die Antwort im Schritt S16 "JA" lautet, das heißt, falls für alle virtuellen Fahrzeugpositionen N_k die vorne liegenden Knotenpunkte N_k+1, N_k+2 . . . N_n in der zulässigen Zone Z₁ liegen, wird (in Schritt S17) entschieden, daß das Fahrzeug mit einer angemessenen Geschwindigkeit durch eine in Schritt S9 festgestellte Kurve fahren kann, so daß der Ablauf zu Schritt S3 zurückkehrt.

Andererseits, falls die Antwort in Schritt 16 "NEIN" lautet, das heißt, falls irgendeiner der Knotenpunkte N_k+1, N_k+2 . . . N_n vor der virtuellen Fahrzeugposition N_k in der Warnzone Z₂ oder in der Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃ liegt, dann wird (in Schritt S18) dem Fahrer durch Betätigung der Warn- oder Alarmmittel 17 eine Warnung oder ein Alarm gegeben.

Ferner wird (in Schritt S19) für jede der virtuellen Positionen N_k festgestellt, ob irgendeiner der Knotenpunkte N_k+1, N_k+2 . . . N_n vor der virtuellen Fahrzeugposition N_k in der Automatik-Ge schwindigkeitsreduktionszone Z₃ liegt. Falls die Antwort "NEIN" lautet, das heißt, falls keiner der Knotenpunkte N_k+1, N_k+2 . . . N_n in der Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃ liegt, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S3 zurück. Falls die Antwort in Schritt S19 "JA" lautet, das heißt, falls irgendeiner der Knotenpunkte N_k+1, N_k+2 . . . N_n in der Automatik-Geschwindigkeits reduktionszone Z₃ liegt, dann wird (in Schritt S20) das Automa tik-Geschwindigkeitsreduktionsmittel 18 betätigt, um die auto matische Geschwindigkeitsreduktion durchzuführen.

Die oben erwähnte Funktionsweise wird mit Bezugnahme auf Fig. 6 weiter beschrieben.

Der auf Grundlage der Gleichung (6) berechnete zweite virtuelle Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₂ nimmt den größten Wert an einem Eingang des Arbeitsbereichs A an, und nimmt den Wert 0 (Null) am Austrittspunkt des Arbeitsbereichs A an, an dem das Fahrzeug anhält. Dementsprechend weist die Automatik-Geschwindigkeits reduktionszone Z₃ eine sich verjüngende dreieckige Form auf.

Ferner nimmt der auf Grundlage der Gleichung (5) berechnete erste virtuelle Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₁ den größten Wert am Eingang des Arbeitsbereichs A an und nimmt den Wert 0 (Null) am Austrittspunkt des Arbeitsbereichs A an, an dem das Fahrzeug anhält, und es gilt R₁ < R₂. Deshalb weist die Alarm- oder Warnzone Z₂ eine sich verjüngende dreieckige Form auf und erstreckt sich auf entgegengesetzten Seiten der Automatik- Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃. Ein Bereich außerhalb der Alarmzone Z₂ und der Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃ ist die zulässige Zone Z₁.

Andererseits (vgl. Fig. 6): Falls angenommen wird, daß z. B. eine Kurve mit einem Krümmungsradius R innerhalb des Arbeit sbereichs A auf der Straße auftritt, dann ist ein Punkt "a" ein Warnungseinleitungspunkt. An diesem Warnungseinleitungspunkt "a" schneidet eine eine Kurve mit dem Krümmungsradius R re präsentierende gerade Linie einen äußeren Rand der Warnzone Z₂. Wenn die Kurve sich an den Warnungseinleitungspunkt annähert, erfolgt eine Warnung. Ferner ist ein Punkt "b", an dem die gerade Linie einen äußeren Rand<der Geschwindigkeitsreduktions zone Z₃ schneidet, ein Automatik-Geschwindigkeitsreduktions- Einleitungspunkt. Wenn sich die Kurve dem Automatik-Geschwin digkeitsreduktions-Einleitungspunkt nähert, wird die Geschwin digkeitsreduktion eingeleitet. Falls eine Kurve einen Krüm mungsradius R größer als der größte erste virtuelle Kurvenfahr- Ortskurven-Radius R₁ am Eingang zu dem Arbeitsbereich A auf weist, schneidet dementsprechend eine die Kurve mit dem Krüm mungsradius R repräsentierende gerade Linie weder die Warnzone Z₂ noch die Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone Z₃, und es erfolgt weder eine Warnung noch wird eine automatische Geschwindigkeitsreduktion durchgeführt.

Wie oben beschrieben, wird die zulässige Fahrzeuggeschwindig keit V_k auf Grundlage der Annahme berechnet, daß der Fahrer beruhend auf seiner Sicht (auf seiner visuellen Wahrnehmung) oder auf seiner Erfahrung vorausschauend an einem Punkt kurz vor der Kurve freiwillig bremst, und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird mit der durch das freiwillige Bremsen vorher festgesetzten Bezugsverzögerung β reduziert. Deshalb ist die zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit V_k an dem von der Fahrzeug position weiter entfernten Punkt geringer. Dementsprechend werden die auf Grundlage der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit V_k festgelegten bzw. ermittelten Zonen Z₁, Z₂ und Z₃ ebenfalls unter Berücksichtigung des freiwilligen Bremsens des Fahrers bestimmt. Dies macht es möglich, die Warnungen und die automa tische Geschwindigkeitsreduktion zu vermeiden, die andernfalls durch die Warnmittel 17 bzw. das Automatik-Geschwindigkeits reduktionsmittel 18 häufig unnötig gegeben bzw. durchgeführt werden, und dies macht es möglich, nur ein Minimum notwendiger Warnungen und automatischer Geschwindigkeitsreduktionen zu geben bzw. durchzuführen.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben.

In der zweiten Ausführungsform werden anstelle der Bezugsver zögerung β wie bei der ersten Ausführungsform eine erste Be zugsverzögerung β₁ und eine zweite Bezugsverzögerung β₂ festge legt bzw. ermittelt. Die zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit V_k an jedem Knotenpunkt N_k, die in Schritt S8 im in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm berechnet wurden, wird entsprechend der ersten Bezugsverzögerung β₁ und der zweiten Bezugsverzögerung β₂ (β₂ < β₁) auf zwei Werte festgesetzt. Genauer: Die der ersten Bezugsverzögerung β₁ entsprechende erste zulässige Fahrzeug geschwindigkeit V_k1 wird gemäß der folgenden Gleichung (7) berechnet:

V_k1 = (V₀² - 2β₁S_k)^1/2 (7)

Die der zweiten Bezugsverzögerung β₂ entsprechende zweite zu lässige Fahrzeuggeschwindigkeit V_k2 wird durch die folgende Gleichung (8) berechnet:

V_k2 = (V₀² - β₂S_k) (8)

Dann wird der erste virtuelle Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₁ zum Bestimmen des äußeren Rands der Warnzone Z₂ zum Vorsehen einer Warnung berechnet, wobei die erste Bezugsquerbeschleuni gung α₁ und die erste zulässige Geschwindigkeit V_k1 gemäß der folgenden Gleichung (9) verwendet werden:

R₁ = V_k1²/α₁ (9)

Der zweite virtuelle Kurvenfahr-Ortskurven-Radius R₂ zum Be stimmen des äußeren Rands der Automatik-Geschwindigkeitsreduk tionszone Z₃ zum Durchführen der automatischen Geschwindig keitsreduktion wird unter Verwendung der zweiten Bezugsquerbe schleunigung α₂ und der zweiten zulässigen Fahrzeuggeschwin digkeit V_k2 gemäß der folgenden Gleichung (10) berechnet:

R₂ = V_k2²/α₂ (10)

Aus einem Vergleich der Fig. 6 und 7 ist klar, daß die Warn zone Z₂ bei der zweiten Ausführungsform (siehe Fig. 7) breiter als die Warnzone bei der ersten Ausführungsform ist. Somit ist die Zeitdauer vom Abgeben der Warnung bis zum Beginn der auto matischen Geschwindigkeitsreduktion angemessen gewährleistet, und dem Fahrer ist ausreichend Zeit gegeben, selbst zu bremsen.

Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben wurden, versteht es sich, daß die vor liegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausfüh rungsformen begrenzt ist und daß verschiedenste Modifikationen in der Ausführung möglich sind, ohne vom Erfindungsgedanken und dem Erfindungsbereich abzuweichen, die in den anhängenden Ansprüchen definiert sind.

Wichtige Aspekte der Erfindung sind die folgenden:

Bei einem Fahrzeugsteuersystem, das ein Fahrzeug gemäß der Krümmung einer Straße steuert, die aus Karteninformation um fassend einen Satz von den Kurs der Straße repräsentierenden Koordinatenpunkten bestimmt ist, wird beruhend auf der Annahme, daß eine freiwillige Geschwindigkeitsreduktion durchgeführt worden ist, eine zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, die es dem Fahrzeug ermöglicht, durch eine Mehrzahl von in vorbestimmten Abständen innerhalb eines Arbeitsbereichs auf tretenden Knotenpunkten zu fahren, der auf der Straße vor einer gegebenen Fahrzeugposition festgelegt ist. Auf Grundlage der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeiten an den Knotenpunkten werden der Radius einer ersten virtuellen Kurvenfahr-Ortskurve und der Radius einer zweiten virtuellen Kurvenfahr-Ortskurve, die sich bei einer vorbestimmten Querbeschleunigung ergeben, berechnet. Auf Grundlage des ersten und des zweiten virtuellen Kurvenfahr-Ortskurven-Radius werden eine zulässige Zone, eine Warnzone und eine Automatik-Geschwindigkeitsreduktionszone ermittelt. Falls irgendeiner der Knotenpunkte vor der virtuel len Fahrzeugposition innerhalb der Warnzone liegt, wird eine Warnung an den Fahrer abgegeben. Falls irgendeiner der Knoten punkte vor der virtuellen Fahrzeugposition in der Automatik- Geschwindigkeitsreduktionszone liegt, wird eine automatische Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs durchgeführt.

Claims

1. Fahrzeugsteuersystem (NV), umfassend:
ein Karteninformationausgabemittel (4) zum Ausgeben von Karteninformation, die eine Mehrzahl von eine Straße repräsentierenden Koordinatenpunkten umfaßt;
ein Fahrzeugpositionserfassungsmittel (8) zum Erfas sen einer Position (P₀) eines Fahrzeugs auf der Karte;
ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel (2) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V₀);
ein Arbeitsbereichberechnungsmittel (13) zum Berech nen eines Arbeitsbereichs (A), in dem beruhend auf einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (V₀) festge stellt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit angemes sen ist;
ein zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungs mittel (14) zum Berechnen einer zulässigen Fahrzeug geschwindigkeit (V_k) an einer in dem Arbeitsbereich (A) festgelegten virtuellen Fahrzeugposition (N_k) beruhend auf der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (V₀) und einem Abstand (S_k) von der Fahrzeugposition zu der virtuellen Fahrzeugposition;
ein Zonenfestlegungsmittel (15) zum Festlegen einer Durchfahrtbestimmungszone (Z₁, Z₂, Z₃) mit der zuläs sigen Fahrzeuggeschwindigkeit (V_k) als ein Kriterium beruhend auf der virtuellen Fahrzeugposition (N_k);
ein Durchfahrzustandbestimmungsmittel (16) zum Be stimmen eines Durchfahrzustands durch Vergleichen der Durchfahrtbestimmungszone (Z₁, Z₂, Z₃) mit einem in dem Arbeitsbereich (A) vor der virtuellen Fahr zeugposition (N_k) liegenden Koordinatenpunkt (N_k+1, . . . , N_n); und
ein Fahrzeugsteuermittel (17, 18) zum Steuern des Fahrzeugs beruhend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das Durchfahrzustandbestimmungsmittel (16).

2. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Zulässige-Fahrzeuggeschwindig keit-Berechnungsmittel (14) nacheinander eine Mehr zahl (N₁, . . . , N_n) von den in dem Arbeitsbereich (A) enthaltenen Koordinatenpunkten als die virtuellen Fahrzeugpositionen (N_k) festlegt und beim Durchlau fen der Koordinatenpunkte (N_k+1, . . . , N_n) vor der virtuellen Fahrzeugposition (N_k) den Durchfahrzu stand bestimmt.

3. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zonenfestlegungsmittel (15) einen Radius (R₁, R₂) einer virtuellen Kurvenfahr- Ortskurve des Fahrzeugs beruhend auf der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit (V_k) berechnet und die Durchfahrbestimmungszone (Z₁, Z₂, Z₃) auf Grundlage des berechneten Radius (R₁, R₂) der virtuellen Kur venfahr-Ortskurve festlegt.

4. Fahrzeugsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuläs sige-Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungsmittel (14) die zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit (V_k) als eine Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, die auf Grundlage einer Annahme erhalten ist, daß eine Geschwindig keitsreduktion von der Fahrzeugposition (P₀) zu der virtuellen Fahrzeugposition (N_k) mit einer vorbe stimmten Bezugsgeschwindigkeitsreduktionsrate (β) durchgeführt wird.

5. Fahrzeugsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug steuermittel ein Mittel (17) zum Vorsehen einer Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs umfaßt.

6. Fahrzeugsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug steuermittel ein Mittel (18) zum Steuern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfaßt.

7. Fahrzeugsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch fahrtbestimmungszone (Z₁, Z₂, Z₃) eine Warnzone (Z₂) zum Vorsehen einer Warnung an einen Fahrer des Fahr zeugs und eine Automatik-Geschwindigkeitsreduktions zone (Z₃) zum automatischen Reduzieren der Geschwin digkeit des Fahrzeugs umfaßt.

8. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Zonenfestlegungsmittel (15) die Warnzone (Z₂) und die Automatik-Geschwindig keitsreduktionszone (Z₃) auf Grundlage einer vor bestimmten Bezugsquerbeschleunigung (α₁, α₂) fest legt.

9. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7 oder 8, da durch gekennzeichnet, daß das Zonenfestlegungsmittel (15) die Warnzone (Z₂) und die Automatik-Geschwin digkeitsreduktionszone (Z₃) auf Grundlage einer vorbestimmten Bezugsverzögerung (β; β₁, β₂) festlegt.

10. Fahrzeugsteuerverfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte:
Ausgeben von Karteninformation, die eine Mehrzahl von eine Straße repräsentierenden Koordinatenpunkten umfaßt;
Erfassen (S3) einer Position (P₀) des Fahrzeugs auf der Karte;
Erfassen (S3) einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V₀);
Berechnen (S4, S5) eines Arbeitsbereichs (A), in dem beruhend auf einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (V₀) festgestellt wird, ob die Fahrzeuggeschwindig keit angemessen ist;
Berechnen (S8) einer zulässigen Fahrzeuggeschwindig keit (V_k) an einer in dem Arbeitsbereich (A) festge legten virtuellen Fahrzeugposition (N_k) beruhend auf der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (V₀) und einem Abstand (S_k) von der Fahrzeugposition zu der virtu ellen Fahrzeugposition;

Festlegen (S14) einer Durchfahrtbestimmungszone (Z₁, Z₂, Z₃) mit der zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit (V_k) als ein Kriterium beruhend auf der virtuellen Fahrzeugposition (N_k);
Bestimmen (S15, S16, S19) eines Durchfahrzustands durch Vergleichen der Durchfahrtbestimmungszone (Z₁, Z₂, Z₃) mit einem in dem Arbeitsbereich (A) vor der virtuellen Fahrzeugposition (N_k) liegenden Koordina tenpunkt (N_k+1, . . . , N_n); und
Steuern (S18, S20) des Fahrzeugs beruhend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das Durchfahrzustand bestimmungsmittel (16).