DE19749916A1

DE19749916A1 - Fahrzeugsteuersystem

Info

Publication number: DE19749916A1
Application number: DE19749916A
Authority: DE
Inventors: Shohei Matsuda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: DE19749916B4; JPH10141102A; US5978731A

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem zum Steuern des Fahr zeugs nach Maßgabe der Straßenform, die aus Kartendaten aus einem Satz von Koordinatenpunkten bestimmt wird, die von einem Navigations system stammen.

Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-36187 zeigt eine Technik, bei der ein Steuersystem entscheidet, ob ein Fahrzeug eine vorauslie gende Kurve in Fahrrichtung mit der gegenwärtigen Geschwindigkeit durchfahren kann, indem es den Krümmungsradius der Kurve auf Basis von Kartendaten schätzt, die von einem Navigationssystem stammen, so daß eine Warnung oder automatische Verzögerung erfolgt, wenn das System entscheidet, daß die Kurve nicht durchfahren werden kann.

Diese herkömmliche Technik entscheidet, ob das Fahrzeug eine Kurve durchfahren kann, in dem es den Krümmungsradius der Kurve als Para meter verwendet. Auch wenn Kurven den gleichen Krümmungsradius R haben, wie in den Fig. 7A bis 7C gezeigt, ist die Durchfahrt einer Kurve mit einer geringeren Länge R.Σθ (siehe Fig. 7A) leicht, jedoch schwierig für eine Kurve mit größerer Länge R.Σθ (siehe Fig. 7C). Um richtig zu entscheiden, ob eine Kurve sicher durchfahren werden kann, muß man daher nicht nur den Krümmungsradius der Kurve berücksichti gen, sondern auch die Länge der Kurve.

Wenn bei der bekannten Technik eine Kurve schwierig zu durchfahren ist, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch reduziert, um die Kurve sicher durchfahren zu können. In diesem Falle kann sich eine willkürliche Verzögerungs- oder eine Lenkbetätigung des Fahrers mit der vorgenannten automatischen Verzögerung stören, so daß der Fahrer ein ungewohntes oder unangenehmes Gefühl empfindet.

Daher hat die Erfindung zum Ziel, die Durchfahrtmöglichkeiten einer Kurve besser zu bestimmen und zu verhindern, daß die automatische Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit für eine Kurve dem Fahrer ein ungewohntes oder unangenehmes Gefühl gibt.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugsteuersystem vorgeschlagen, umfassend:
ein Kartendatenausgabemittel zur Ausgabe von Kartendaten, die Koordinatenpunkte einer vom Fahrzeug zu befahrenden Straße enthalten;
ein Momentanposition-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Mo mentanposition des Fahrzeugs auf einer Karte;
ein Fahrzeuggeschwindigkeiterfassungsmittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
ein Schätzpositionsetzmittel zum Setzen einer geschätzten Position auf einer Straße vor der momentanen Fahrzeugposition;
ein Berechnungsmittel für geschätzte Durchfahrgeschwindigkeit zum Berechnen einer geschätzten Durchfahrgeschwindigkeit an der Schätzposition auf Basis eines Abstands zwischen der momentanen Position und der Schätzposition;
ein Kurvenkrümmungsradius-Berechnungsmittel zum Berechnen des Krümmungsradius einer vor der Schätzposition liegenden Straßen kurve auf Basis der Kartendaten;
ein Kurvenlängenberechnungsmittel zum Berechnen der Länge der vor der Schätzposition liegenden Straßenkurve auf Basis der Kartendaten;
ein Berechnungsmittel für richtige Durchfahrgeschwindigkeit zum Berechnen einer richtigen Kurvendurchfahrgeschwindigkeit auf Basis des Kurvenkrümmungsradius und der Kurvenlänge;
ein Entscheidungsmittel für Durchfahrmöglichkeit zum Entscheiden der Durchfahrmöglichkeit des Fahrzeugs durch die Kurve durch Vergleich der geschätzten Durchfahrgeschwindigkeit mit der richtigen Durchfahrge schwindigkeit; und
ein Fahrzeugsteuermittel zur Steuerung des Fahrzeugs, wenn entschieden wird, daß das Fahrzeug die Kurve nicht sicher durchfahren kann.

Wenn demzufolge das Durchfahrmöglichkeit-Bestimmungsmittel auf Durchfahrmöglichkeit entscheidet, indem es die mögliche Durchfahr geschwindigkeit der Kurve mit der geschätzten Durchfahrgeschwindigkeit der Kurve vergleicht, läßt sich die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit der Kurve nicht nur auf Basis des Krümmungsradius der Kurve sondern auch auf Basis der Kurvenlänge berechnen. Infolgedessen läßt sich die Durch fahrmöglichkeit entsprechend der tatsächlichen Schwierigkeit der Kurven durchfahrt richtig feststellen.

Bevorzugt wird die Kurvenlänge auf Basis der Summe der Teilwinkel einzelner Segmente berechnet, welche benachbarte Koordinatenpunkte miteinander verbinden. Infolgedessen läßt sich die Kurvenlänge leicht und zuverlässig aus den Koordinatenpunkten der Straße berechnen.

Bevorzugt wird die Summe der Teilwinkel der einzelnen Segmente als Summe aufeinanderfolgender Teilwinkel berechnet, die jeweils unter einem vorbestimmten Winkel liegen. Infolgedessen wird die Summierung bei Abschnitten mit kleiner Krümmung unterbrochen, um hierdurch zu verhindern, daß die Kurve als länger berechnet wird als sie tatsächlich ist.

Bevorzugt wird die Anzahl der zu summierenden aufeinanderfolgenden Teilwinkel auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert oder be schränkt. Infolgedessen wird verhindert, daß die Länge der Kurve als länger berechnet wird als erforderlich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist.

Bevorzugt wird die Anzahl der zu summierenden aufeinanderfolgenden Teilwinkel auf Basis einer vorbestimmten Zeitperiode beschränkt. Infolge dessen wird zuverlässiger verhindert, daß die Länge der Kurve als länger berechnet wird als erforderlich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist.

Bevorzugt korrigiert das Fahrzeugsteuersystem die Fahrzeuggeschwindig keit in einem automatischen Fahrzeuggeschwindigkeits-Korrekturmittel automatisch entsprechend einem Abschnittsetzmittel für automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur, wenn das Fahrzeug die Kurve durchfährt. Infolgedessen wird verhindert, daß die automatische Korrek tur der Fahrzeuggeschwindigkeit übermäßig häufig erfolgt, weil sich diese mit der Fahrbedienung des Fahrers stören könnte.

Bevorzugt umfaßt das Fahrzeugsteuermittel das automatische Fahrzeug geschwindigkeitskorrekturmittel zur automatischen Korrektur der Fahr zeuggeschwindigkeit, und das automatische Fahrzeuggeschwindigkeits korrekturabschnitt-Setzmittel, welches den automatischen Fahrzeug geschwindigkeits-Korrekturabschnitt setzt, um in der Kurve die automa tische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur zu gestatten. Wenn das Fahrzeug die Kurve durchfährt, korrigiert das automatische Fahrzeug geschwindigkeitskorrekturmittel die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Abschnitt automatischer Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur automa tisch. Infolgedessen wird, wenn das Fahrzeug die Kurve durchfährt, verhindert, daß die automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur übermäßig häufig aktiviert wird, weil sich dies andernfalls mit der Fahr betätigung des Fahrers stören würde.

Bevorzugt wird der Abschnitt für automatische Fahrzeuggeschwindig keitskorrektur auf Basis einer Bezugsquerbeschleunigung in der Kurve gesetzt. Infolgedessen läßt sich verhindern, daß sich am Mittelabschnitt, der den minimalen Krümmungsradius der Kurve aufweist, die hier häufi ger willkürliche Fahrbedienung des Fahrers am Mittelabschnitt, der den minimalen Krümmungsradius der Kurve aufweist, mit der automatischen Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit stört.

Bevorzugt wird der Abschnitt für automatische Fahrzeuggeschwindig keitskorrektur auf Basis der Summe der Teilwinkel der einzelnen Segmen te gesetzt, welche benachbarte Koordinatenpunkte miteinander ver binden. Infolgedessen läßt sich der Abschnitt mit automatischer Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit aus den Koordinatenpunkten der Straße leicht und zuverlässig berechnen.

Bevorzugt umfaßt das Fahrzeugsteuermittel das automatische Fahrzeug geschwindigkeitskorrekturmittel, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auto matisch zu korrigieren. Bevorzugt vorgesehen ist entweder ein Lenkwin kelerfassungsmittel zum Erfassen des Lenkwinkels oder ein Querverhal tenerfassungsmittel zum Erfassen eines Betrags des Querverhaltens des Fahrzeugs.

Bevorzugt unterbricht oder unterdrückt das automatische Fahrzeug geschwindigkeits-Korrekturmittel die automatische Korrektur der Fahr zeuggeschwindigkeit, wenn während der automatischen Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkwinkel oder ein Betrag der Querbewegung in einen betreffenden vorbestimmten Bereich fällt. Infolgedessen läßt sich die Störung zwischen willkürlichen Fahrbedienungen des Fahrers und der automatischen Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit vermeiden.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 im Blockdiagramm die Gesamtkonstruktion eines Fahrzeug steuersystems nach einer bevorzugten Ausführung;

Fig. 2 eine ersten Abschnitt eines Flußdiagramms zum Erläutern des Systembetriebs von Fig. 1;

Fig. 3 einen zweiten Abschnitt des Flußdiagramms zum Erläutern des Systembetriebs;

Fig. 4 ein Diagramm eines Verfahrens zum Berechnen der Kurven länge;

Fig. 5 ein Diagramm eines Verfahrens zur Berechnung des Krüm mungsradius einer Kurve;

Fig. 6 eine Graphik, in der eine Beziehung zwischen der Kurven länge und einem Korrekturkoeffizienten k₃ aufgetragen ist;

Fig. 7 ein Diagramm, in der eine Beziehung zwischen der Kurven länge und dem Kurvenfahrverhalten dargestellt ist;

Fig. 8 ein Diagramm, in dem der Weg eines Fahrzeugs dargestellt ist, wenn eine kurze Kurve durchfahren wird; und

Fig. 9 eine Graphik mit Darstellung von Bereichen, in denen eine automatische Verzögerung stattfindet, bzw. nicht stattfindet, auf Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Lenkwinkels.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt das Fahrzeugsteuersystem der vorliegen den Ausführung ein Kartendaten-Ausgabemittel M1, ein Momentanposi tion-Erfassungsmittel M2, ein Fahrzeuggeschwindigkeiterfassungsmittel M3, ein Schätzposition-Setzmittel M4, ein Berechnungsmittel für ge schätzte Durchfahrgeschwindigkeit M5, ein Kurvenkrümmungsradius- Berechnungsmittel M6, ein Kurvenlängenberechnungsmittel M7, ein Berechnungsmittel für richtige Durchfahrgeschwindigkeit M8, ein Ent scheidungsmittel für Durchfahrmöglichkeit M9, ein Fahrzeugsteuermittel M10, ein Abschnittsetzmittel für automatische Korrektur der Fahrzeug geschwindigkeit M11, ein Lenkwinkelerfassungsmittel M12 und Quer verhalten-Erfassungsmittel M13.

Das Kartendatenausgabemittel M1 und das Momentanposition-Erfas sungsmittel M2 sind bevorzugt in einem an sich bekannten Navigations system angebracht. Das Kartendatenausgabemittel M1 liest Straßendaten aus und gibt diese aus, welche einen vorbestimmten Bereich abdecken und die zuvor in einer IC-Karte oder einem CD-ROM gespeichert sind. Das Momentanposition-Erfassungsmittel M2 erfaßt die Momentanposition P₀ auf der Karte durch Überlappen der Straßendaten und der momentanen Positionsdaten, die beispielsweise von einer GPS-Antenne empfangen sind. Das Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel M3 erfaßt die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ des Fahrzeugs auf Basis der Ausgaben von Radgeschwindigkeitssensoren, die an den einzelnen Rädern angebracht sind.

Das Schätzpositionssetzmittel M4 setzt vor die momentane Position P₀ eine geschätzte Position P₁, die zur Entscheidung der Durchfahrtmöglich keit der Straße verwendet wird. Das Berechnungsmittel geschätzter Durchfahrgeschwindigkeit M5 berechnet eine geschätzte Durchfahr geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs an der Schätzposition P₁, wenn die Geschwindigkeit mit einer vorbestimmten Rate von der momentanen Position P₀ verzögert wird. Das Kurvenkrümmungsradiusberechnungs mittel M6 und das Kurvenlängenberechnungsmittel M7 berechnet den Krümmungsradius der Kurve an der Schätzposition P₁ und die Kurvenlän ge, die sich von der Schätzposition P₁ voraus erstreckt, auf Basis der Straßendaten des Kartendatenausgabemittels M1.

Das Berechnungsmittel für richtige Durchfahrtsgeschwindigkeit M8 berechnet eine richtige Durchfahrtsgeschwindigkeit V_R zum Durchfahren der Kurve mit einer Querbeschleunigung, die nicht über einen vorbe stimmten Wert liegt. Das Entscheidungsmittel für Durchfahrmöglichkeit M9 entscheidet die Durchfahrmöglichkeit der Kurve durch Vergleich der geschätzten Durchfahrgeschwindigkeit V₁ mit der richtigen Durchfahr geschwindigkeit V_R. Das Fahrzeugsteuermittel M10 verzögert das Fahr zeug durch automatische Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß es die Kurve sicher durchfahren kann, wenn entschieden wird, daß die Kurve ansonsten nicht sicher durchfahren werden kann.

Um zu verhindern, daß sich die automatische Korrektur der Fahrzeug geschwindigkeit mit der Fahrbedienung des Fahrers stört, während das Fahrzeug der Kurve folgt, setzt das Abschnittssetzmittel für automatische Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit M11 den Abschnitt für automa tische Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit, um die Wirkung des Fahrzeugsteuermittels M1 freizugeben, auf Basis des Lenkwinkels, wie er durch das Lenkwinkelerfassungsmittel M12 erfaßt wird, oder das Betrags des Querverhaltens (z. B. der Querbeschleunigung oder der Gierrate), der von dem Querverhalten-Erfassungsmittel M13 erfaßt wird.

Der obige Betrieb wird im Detail anhand der Flußdiagramme der Fig. 2 und 3 erläutert.

Zuerst wird in Schritt S1 die gegenwärtige momentane Position P₀ durch das Momentanposition-Erfassungsmittel M2 erfaßt, und in Schritt S2 wird die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ von dem Fahrzeug geschwindigkeits-Erfassungsmittel M3 erfaßt. Anschließend wird in Schritt S3 eine voraussichtliche Länge L auf Basis der Fahrzeuggeschwin digkeit V₀ berechnet. Die voraussichtliche Länge L wird berechnet durch Multiplikation der Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ mit einer vorbestimmten voraussichtlichen Zeitperiode T, beispielsweise:

L = V₀ × T (1)

Anschließend wird in Schritt S4 die Schätzposition P₁ vor der momenta nen Position P₀ gemäß der voraussichtlichen Länge L durch das Schätzposition-Setzmittel M4 gesetzt. In Schritt S5 wird die geschätzte Durchfahrgeschwindigkeit V₁ oder die Fahrzeuggeschwindigkeit an der Schätzposition P₁ durch das Berechnungsmittel geschätzter Durchfahr geschwindigkeit M5 berechnet. Die geschätzte Durchfahrgeschwindigkeit V₁ wird auf Basis der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V₀, der voraussichtlichen Zeitperiode T, einer Beschleunigung dV₀/dt oder dem differenzierten Wert der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ gegen die Zeit berechnet wie folgt

V₁ = V₀ + T × (dV₀/dt) (2)

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Daten der Straße, wie sie von dem Kartendatenausgabemittel M1 zur Verfügung gestellt werden, vor dem eigenen Fahrzeug aus einem Satz verschiedener Knoten N mit Koor dinaten X, Y einzeln zusammengesetzt. Der der Schätzposition P₁ näch ste Knoten wird als erster Knoten N₁ gewählt, und die vorausliegenden Knoten werden nacheinander als zweiter Knoten N₂, dritter Knoten N₃, vierter Knoten N₄ usw. gewählt. Wenn die Straße durch die polygonalen Linien angenähert wird, welche die einzelnen Knoten N₁, N₂, N₃ usw. verbinden, werden die Winkel, die durch die einzelnen Segmente der Polygonlinien an den einzelnen Knoten N₁, N₂, N₃ usw. gebildet sind, als Teilwinkel θ₁, θ₂, θ₃ usw. definiert.

In Schritt S6 werden die Krümmungsradi R der Straße der vorgenannten einzelnen Knoten N₁, N₂, N₃ usw. durch das Kurvenkrümmungsradius- Berechnungsmittel M6 berechnet. Fig. 5 zeigt ein Verfahren zur Berech nung des Krümmungsradius R der Straße beispielsweise am zweiten Knoten N₂. Insbesondere befindet sich die Mitte O eines durch den ersten Knoten N₁, den zweiten Knoten N₂ und den dritten Knoten N₃ verlaufen den Bogens an einem Schnittpunkt einer Trennlinie A, welche orthogonal durch einen Mittelpunkt des Segments N₁N₂ verläuft, das den ersten Knoten N₁ mit dem zweiten Knoten N₂ verbindet, und einer Trennlinie B, welche orthogonal durch einen Mittelpunkt b des Segments N₂N₃ ver läuft, das den zweiten Knoten N₂ mit dem dritten Knoten N₃ verbindet. Der Teilwinkel θ₂ am zweiten Knoten N₂ ist gleich einem Winkel aOb zwischen den zwei orthogonalen Trennlinien A und B. Andererseits ist ein Winkel N₁ON₃ gleich 2θ₂ oder zweimal so groß wie der vorgenannte Winkel aOb. Der Krümmungsradius R der vorgenannten Bogens (d. h. der Krümmungsradius R der Straße am zweiten Knoten N₂) ergibt sich durch folgende Formel, wenn der Abstand zwischen dem ersten Knoten N₁ und dem dritten Knoten N₃ mit D bezeichnet ist:

R = D/2sinθ₂ (3)

Wenn somit der Krümmungsradius R der Straße entsprechend der Schätzposition P₁ berechnet ist, wird in Schritt S7 die Länge der Kurve durch das Kurvenlängenberechnungsmittel M7 berechnet. Wenn man in Fig. 5 die Schnittpunkte der vorgenannten orthogonalen Trennlinien A und B mit dem Bogen mit a' und b' bezeichnet, erhält man die Länge d₂ des Bogens a'b' durch d₂ = R × θ2. Wenn man annimmt, daß der Krüm mungsradius R im wesentlichen über die Gesamtlänge der Kurve konstant ist, läßt sich daher die Gesamtlänge d der Kurve durch folgende Formel annähern:

d = d₁ + d₂ + d₃ +---
= R(θ₁ + θ₂ + θ₃ + ---) (4)

Anders gesagt, die Gesamtlänge d der Kurve erhält man im wesentlichen durch Σθ oder die Summe der Teilwinkel θ₁, θ₂, θ₃ usw. multipliziert mit dem Krümmungsradius R.

Weil die Messung der Gesamtlänge R.Σθ der Kurve bis zu einem Punkt weit vor der Schätzposition P₁ derzeit ohne Bedeutung ist, wird der fernste Zielknoten N entsprechend der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwin digkeit V₀ bestimmt. Nach einem anderen Plan wird die Distanz, über die das Fahrzeug mit der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ über eine vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 10 Sekunden) fährt, bestimmt, und der innerhalb der Distanz existierende fernste Knoten N kann in dem Ziel enthalten sein. Da ferner die Summation der die Kurve bezeichnenden Winkel Σθ gegenwärtig keine Bedeutung hat, wenn die Kurve nicht signifikant groß ist wird die Summierung der Teilwinkel θ₁, θ₂, θ₃ usw. unterbrochen, wenn ein Knoten N an dieser Seite des fernsten Knotens N einen Teilwinkel θ aufweist, der nicht größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (z. B. 5 Grad), oder wenn der Teilwinkel θ an dem Knoten umgekehrt ist (θ ein umgekehrtes Vorzeichen hat).

Dies wird im einzelnen an einem Beispiel erläutert, in dem der vorbe stimmte Schwellenwert auf 5 Grad gesetzt ist. Wenn die Teilwinkel θ₁, θ₂ und θ₃ des ersten Knotens N₁, des zweiten Knotens N₂ und des dritten Knotens N₃ z. B. 8 Grad, 6 Grad bzw. 4 Grad betragen, beträgt der Teilwinkel θ₃ des dritten Knotens N₃ nicht mehr als 5 Grad. Daher wird die Summierung der Teilwinkel θ₁ und θ₂ des ersten Knotens N₁ und des zweiten Knotens N₂ unterbrochen, und es wird entschieden, daß die Gesamtlänge R.Σθ der Kurve 8 Grad + 6 Grad = 14 Grad multipliziert mit dem Radius R beträgt. Natürlich ist die Gesamtlänge R.Σθ der Kurve null, wenn der Teilwinkel θ₁ des ersten Knotens N1 nicht mehr als 5 Grad beträgt.

Dann wird in Schritt S₈ eine Bezugsquerbeschleunigung G₀ korrigiert. Diese Bezugsquerbeschleunigung G₀ ist ein Schwellenwert zur Entschei dung, ob das Fahrzeug sicher die Kurve durchfahren kann, in Abhängig keit davon, ob die Querbeschleunigung, die während der Kurvendurch fahrt entsteht, die Bezugsquerbeschleunigung G₀ überschreitet. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit oder bei kleinem Krümmungsradius der Kurve kann die momentane Querbeschleunigung des Fahrzeugs größer sein als die Bezugsquerbeschleunigung G₀, so daß das Fahrzeug die Kurve kaum durchfahren kann. Bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit oder bei großem Krümmungsradius der Kurve liegt die momentane Querbeschleunigung des Fahrzeugs typischerweise unter der Bezugsquerbeschleunigung G₀, so daß das Fahrzeug die Kurve sicher durchfahren kann.

Bevorzugt wird die vorbestimmte Bezugsquerbeschleunigung G₀ zuerst danach korrigiert, ob ein anderes Fahrzeug voraus oder in entgegen gesetzter Richtung fährt. Dies deswegen, weil die freie Fahrt des eigenen Fahrzeugs durch das andere vorausfahrende oder in entgegengesetzter Richtung fahrende Fahrzeug gestört werden kann. Daher wird die Be zugsquerbeschleunigung nach unten korrigiert, um die automatische Verzögerung früher wirken zu lassen, so daß das eigene Fahrzeug die Kurve problemlos durchfahren kann.

Das Vorhandensein eines anderen Fahrzeugs, das voraus oder in ent gegengesetzter Richtung fährt, läßt sich entweder durch einen Radarsen sor oder eine CCD-Kamera erfassen, die an dem eigenen Fahrzeug angebracht ist, oder durch Kommunikation zwischen den Fahrzeugen oder zwischen dem Fahrzeug und der Straße. In Abhängigkeit davon, in welchem Maße das vorausfahrende oder entgegen kommende Fahrzeug das eigene Fahrzeug behindert, wird ein Korrekturkoeffizient k₁ (k₁ < 1) so gesetzt, daß eine reduzierende Korrektur erfolgt, indem die Bezugs querbeschleunigung G₀ mit dem Korrekturkoeffizienten k₁ multipliziert wird, wie folgt

G₀ ← k₁ × G₀ (5)

Bevorzugt wird ferner die Bezugsquerbeschleunigung G₀ entsprechend dem Wunsch des Fahrers nach Beschleunigung des Fahrzeugs korrigiert.

Dies dient zur Beseitigung jeglicher Möglichkeit einer Störung zwischen Beschleunigungsbetätigung des Fahrers und automatischer Verzögerung, etwa in Situationen, in denen die automatische Verzögerung frühzeitig beeinflußt würde, wenn der Fahrer durch abruptes Niederdrücken des Gaspedals das Fahrzeug beschleunigen will, um eine Gefahr zu ver meiden. Daher wird die Bezugsquerbeschleunigung G₀ zur höheren Seite hin korrigiert, um die automatische Verzögerung zu verzögern, um hierdurch eine Störung mit der Beschleunigerbetätigung des Fahrers zu vermeiden.

Der Beschleunigungswunsch des Fahrers läßt sich aufgrund der zeitwei sen Änderungsrate der Beschleunigeröffnung erfassen, wie er etwa durch einen Gaspedal-Öffnungssensor erfaßt wird. Entsprechend der Höhe der zeitlichen Änderungsrate der Beschleunigeröffnung wird ein Korrekturko effizient k₂ (k₂ < 1) gesetzt, um die Bezugsquerbeschleunigung G₀ nach oben zu korrigieren, durch Multiplikation mit dem Korrekturkoeffizienten k₂ wie folgt:

G₀ ← k₂ × G₀ (6)

Anschließend wird in Schritt S9 eine mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R, mit der das Fahrzeug die Kurve fehlerlos durchfahren kann, durch die folgende Formel auf Basis des Krümmungsradius R der Kurve, gemäß Berechnung in Schritt S6, und der in Schritt S8 korrigierten Bezugs querbeschleunigung G₀ berechnet:

V_R = (R × G₀)^1/2 (7)

Die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R nimmt einen größeren Wert ein, wenn der Krümmungsradius R der Kurve größer wird. Das heißt, je gemäßigter die Kurve ist, desto leichter kann das Fahrzeug die Kurve durchfahren, und die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R nimmt den größeren Wert für die größere Bezugsquerbeschleunigung G₀ ein. Anders gesagt, je größer die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R ist, desto weniger behindert das vorausfahrende oder entgegenkommende Fahr zeug, desto wahrscheinlicher ist der Wunsch des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen.

Anschließend wird auf Basis der in Schritt S7 berechneten Kurvenlänge R.Σθ die in Schritt S9 berechnete mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R in Schritt S10 durch folgende Formel korrigiert, um eine korrigierte mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R zu berechnen:

V_R ← k₃ × V_R (8)

Hier bezeichnet k₃ einen Korrekturkoeffizient < 1, der nach Maßgabe der Kurvenlänge R.Σθ gesetzt wird, wie in Fig. 6 aufgetragen. Der Korrek turkoeffizient k₃ wird für die kürzere Kurvenlänge R.Σθ größer, so daß die korrigierte mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R entsprechend höher wird. Für die größere Kurvenlänge R.Σθ wird der Korrekturkoeffizient k₃ kleiner, so daß die korrigierte mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R langsamer wird.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist bei verschiedenen Kurvenlängen R.Σθ die Durchfahrmöglichkeit unterschiedlich, auch wenn die Kurven gleichen Krümmungsradius R haben. Die kurze Kurve, wie in Fig. 7A gezeigt, läßt sich mit relativ hoher Geschwindigkeit sicher durchfahren, wohingegen die lange Kurve gemäß Fig. 7C nicht sicher durchfahren werden kann, solange man nicht mit relativ geringer Geschwindigkeit fährt. Die Gründe hierfür sind in den folgenden Punkten 1 und 2 angegeben.

1. Weil die in Fig. 8 gezeigte Straße eine vorbestimmte Breite W hat, kann das Fahrzeug mit einem größeren Kurvenradius fahren als auf der Mittellinie der Straße (mit unterbrochenen Linien gezeigt), wenn die Kurve kurz ist, durch Wahl eines geeigneten Fahrtwegs, der mit durch gehender Linie gezeigt ist.
2. Wenn das Fahrzeug einer gegebenen Querbeschleunigung unter liegt, durchfährt das Fahrzeug eine kurze Kurve in kurzer Zeitdauer, so daß die vorgenannte Querbeschleunigung einen geringeren Einfluß auf das Fahrzeugverhalten ausübt. Wenn die Kurve jedoch lang ist, braucht das Fahrzeug für die Durchfahrt der Kurve lange, so daß die gegebene Querbeschleunigung einen größeren Einfluß auf das Fahrzeugverhalten ausübt.

Wie oben beschrieben, wird die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R, die entsprechend dem Krümmungsradius R der Kurve bestimmt ist, entsprechend der Länge R.Σθ der Kurve korrigiert, um die korrigierte mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R zu bestimmen, so daß die kor rigierte mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R im Hinblick auf die tat sächliche Schwierigkeit oder Einfachheit der Kurvendurchfahrt optimiert werden kann.

Anschließend werden in Schritt S11 die geschätzte Durchfahrgeschwin digkeit V₁ an der Schätzposition P₁ gemäß Berechnung in Schritt S5 sowie die korrigierte mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R gemäß Berechnung in Schritt S10 in dem Entscheidungsmittel für Durchfahr möglichkeit M9 verglichen. Wenn die geschätzte Durchfahrgeschwindig keit V₁ nicht größer als die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R ist, wird vom Fahrzeugsteuermittel M10 entschieden, daß die Kurve ohne automatische Verzögerung durchfahren werden kann, und die Routine kehrt zu Schritt S1 zurück. Wenn die geschätzte Durchfahrgeschwindig keit V₁ die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R in Schritt S10 über schreitet, geht andererseits die Routine zu Schritt S12 weiter, damit das Fahrzeugsteuermittel M10 die automatische Verzögerung durchführt, um die Kurve sicher durchfahren zu können.

Wenn die automatische Verzögerung erfolgt, weil die geschätzte Durch fahrgeschwindigkeit V₁ die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_R überschreitet, entsteht kein Problem, wenn die automatische Verzöge rung erfolgt, bevor das Fahrzeug in die Kurve eintritt. Wenn die automa tische Verzögerung erfolgt, während das Fahrzeug die Kurve durchfährt, könnte sich die willkürliche Lenkbetätigung oder Bremsbetätigung des Fahrers zum Durchfahren der Kurve mit der automatischen Verzögerung stören, so daß der Fahrer ein ungewohntes oder unangenehmes Gefühl empfindet. In den nachfolgenden Schritten S12 bis S17 wird daher der Abschnitt für automatische Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit durch das Abschnittsetzmittel für automatische Korrektur der Fahrzeugge schwindigkeit M11 derart festgelegt, daß die automatische Verzögerung erfolgt, wenn in dem Abschnitt für automatische Korrektur der Fahrzeug geschwindigkeit vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Zuerst wird in Schritt S12 ein automatischer Verzögerungsendpunkt zum Beenden der automatischen Verzögerung bestimmt. Nach einem ersten Verfahren zur Bestimmung des automatischen Verzögerungsendpunkts wird die in Schritt S8 korrigierte Bezugsquerbeschleunigung G₀ mit einer vorbestimmten Rate auf eine zweite Bezugsquerbeschleunigung G₀' reduziert, und die automatische Verzögerung wird beendet, wenn das Fahrzeug einen Knoten N erreicht, bei dem die Querbeschleunigung des Fahrzeugs die zweite Bezugsquerbeschleunigung G₀' überschreitet. Allgemein ist der Kurvenkrümmungsradius am Eingang groß und nimmt allmählich auf einen Minimalwert am Mittelabschnitt der Kurve ab. Wenn die zweite Bezugsquerbeschleunigung G₀' gemäß obiger Beschreibung zum Beenden der automatischen Verzögerung gesetzt wird, wird die automatische Verzögerung im Mittelabschnitt der Kurve unterbunden, der den kleinsten Krümmungsradius hat, so daß jegliche Lenkbetätigung oder Bremsbetätigung des Fahrers, die nach Erreichen des Mittelabschnitts wahrscheinlich erfolgt, sich nicht mit der automatischen Verzögerung stört.

Nach einem zweiten Verfahren wird andererseits eine Bezugslänge R.Σθ' einer Kurve vorab derart gesetzt, daß die automatische Verzögerung beim Knoten N endet, wo die Kurvenlänge θ₁ + θ₂ + θ₃ . . . die Bezugslänge R.Σθ' überschreitet.

Anschließend wird in Schritt S13 ein automatischer Verzögerungsstart punkt zum Starten der automatischen Verzögerung bestimmt. Dieser automatische Verzögerungsstartpunkt wird auf den Knoten N gesetzt, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die mögliche Fahrzeuggeschwindig keit V_R gesenkt werden kann, bis der automatische Verzögerungsend punkt erreicht ist, wenn ausgehend von der gegenwärtigen Fahrzeug geschwindigkeit die Verzögerung mit einer vorbestimmten Rate erfolgt.

Wenn somit der automatische Verzögerungsstartpunkt und der automa tische Verzögerungsendpunkt bestimmt sind, wird die automatische Verzögerung in Schritt S14 im Fahrzeugsteuermittel M10 gestartet, wenn der automatische Verzögerungsstartpunkt erreicht ist, und die automa tische Verzögerung wird beendet, wenn der automatische Verzögerungs endpunkt erreicht ist.

Während der automatischen Verzögerung werden die Fahrzeuggeschwin digkeit und der Lenkwinkel von dem Fahrzeuggeschwindigkeitserfas sungsmittel M3 und dem Lenkwinkelerfassungsmittel M12 überwacht. Wenn in Schritt S15 entschieden wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkwinkel in dem automatischen Verzögerungsbereich von Fig. 9 liegen, daß nämlich der Wunsch des Fahrers zur willkürlichen Steuerung des Fahrzeugs gering ist, wird gemäß Schritt S16 die automa tische Verzögerung fortgesetzt. Wenn andererseits die Fahrzeugge schwindigkeit und der Lenkwinkel im Unterbrechungs- oder Unter drückungsbereich der automatischen Verzögerung von Fig. 9 liegen, wenn nämlich der Wunsch des Fahrers zur willkürlichen Steuerung des Fahrzeugs hoch ist, wird die automatische Verzögerung in Schritt S17 unterbrochen oder unterdrückt. Infolgedessen wird verhindert, daß sich die willkürliche Bedienung des Fahrers mit der automischen Verzögerung stört, damit der Fahrer kein ungewohntes Gefühl empfindet.

Anstelle der Unterbrechung oder Unterdrückung der automatischen Verzögerung auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Lenkwin kels kann auch ein Querverhalten-Erfassungsmittel M13 vorgesehen sein, um den Betrag des Querverhaltens (etwa Querbeschleunigung oder Gierrate) des Fahrzeugs zu erfassen, so daß die automatische Verzöge rung unterbrochen oder unterdrückt werden kann, wenn die erfaßte Querbeschleunigung oder Gierrate einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.

Das Fahrzeugsteuermittel M10 ist nicht darauf beschränkt, die Fahrzeug geschwindigkeit durch automatische Bremsbetätigung zu korrigieren, sondern kann die Fahrzeuggeschwindigkeit auch durch Senken der Motorleistung reduzieren. Vor der automatischen Verzögerung kann ferner ein Warnmittel wie etwa ein Summer oder eine Lampe betätigt werden, um den Fahrer anzuregen, das Fahrzeug zu verzögern.

Das Fahrzeugsteuersystem ermöglicht die richtige Entscheidung der Durchfahrmöglichkeit einer vor dem eigenen Fahrzeug liegenden Straßen kurve, indem es vor der momentanen Position eine Schätzposition mit Hilfe des Schätzpositionssetzmittels M4 setzt, und auf Basis der Distanz zwischen der momentanen Position und der Schätzposition eine ge schätzte Durchfahrgeschwindigkeit an der Schätzposition mit Hilfe des Schätzdurchfahrgeschwindigkeitberechnungsmittels M5 berechnet. Das Kurvenkrümmungsradius-Berechnungsmittel M6 und das Kurvenlängenbe rechnungsmittel M7 berechnen den Krümmungsradius und die Kurven länge einer vor der Schätzposition liegenden Straße auf Basis von Karten daten, die von dem Kartendatenausgabemittel M1 ausgegeben sind. Das Berechnungsmittel für richtige Durchfahrgeschwindigkeit M8 berechnet die richtige Kurvendurchfahrgeschwindigkeit auf Basis des Krümmungs radius und der Kurvenlänge. Das Entscheidungsmittel für Durchfahr möglichkeit M9 entscheidet über die Durchfahrmöglichkeit des Fahr zeugs, indem es die geschätzte Durchfahrgeschwindigkeit mit der richti gen Durchfahrgeschwindigkeit vergleicht, so daß das Fahrzeugsteuer mittel M10 das Fahrzeug so steuert, daß es die Kurve sicher durchfahren kann, wenn entschieden wird, daß das Fahrzeug andernfalls die Kurve nicht sicher durchfahren könnte.

Claims

1. Fahrzeugsteuersystem, umfassend:
ein Kartendatenausgabemittel (M1) zur Ausgabe von Karten daten, die Koordinatenpunkte (N) einer vom Fahrzeug zu befahren den Straße enthalten;
ein Momentanposition-Erfassungsmittel (M2) zum Erfassen einer Momentanposition des Fahrzeugs (P₀) auf einer Karte;
ein Fahrzeuggeschwindigkeiterfassungsmittel (M3) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V₀);
ein Schätzpositionsetzmittel (M4) zum Setzen einer ge schätzten Position (P₁) auf einer Straße vor der momentanen Fahrzeugposition (P₀);
ein Berechnungsmittel geschätzter Durchfahrgeschwindig keit (M5) zum Berechnen einer geschätzten Durchfahrgeschwindig keit (V₁) an der Schätzposition (P₁) auf Basis eines Abstands zwischen der momentanen Position (P₀) und der Schätzposition (P₁);
ein Kurvenkrümmungsradius-Berechnungsmittel (M6) zum Berechnen des Krümmungsradius (R) einer vor der Schätzposition (P₁) liegenden Straßenkurve auf Basis der Kartendaten;
ein Kurvenlängenberechnungsmittel (M7) zum Berechnen der Länge der vor der Schätzposition (P₁) liegenden Straßenkurve (R.Σθ) auf Basis der Kartendaten;
ein Berechnungsmittel für richtige Durchfahrgeschwindigkeit (M8) zum Berechnen einer richtigen Kurvendurchfahrgeschwindig keit (V_R) auf Basis des Kurvenkrümmungsradius (R) und der Kur venlänge (R.Σθ);
ein Entscheidungsmittel für Durchfahrmöglichkeit (M9) zum Entscheiden der Durchfahrmöglichkeit des Fahrzeugs durch die Kurve durch Vergleich der geschätzten Durchfahrgeschwindigkeit (V₁) mit der richtigen Durchfahrgeschwindigkeit (V_R und
ein Fahrzeugsteuermittel (M10) zur Steuerung des Fahr zeugs, wenn entschieden wird, daß das Fahrzeug die Kurve nicht sicher durchfahren kann.

2. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenlänge auf Basis der Summe der Teilwinkel (θ₁, θ₂ . . .) einzelner Segmente berechnet wird, welche benachbarte Koor dinatenpunkte (N₁, N₂) miteinander verbinden.

3. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Teilwinkel (θ₁, θ₂) der einzelnen Segmente einer Summe aufeinanderfolgender Teilwinkel (θ₁, θ₂ . . .) entspricht, die unter einem vorbestimmten Winkel liegen.

4. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zu summierenden aufeinanderfolgenden Teil winkel (θ₁, θ₂) auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert wird.

5. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zu summierenden aufeinanderfolgenden Teil winkel (θ₁, θ₂ . . .) ferner auf Basis einer vorbestimmten Zeitdauer korrigiert wird.

6. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugsteuersystem ein automatisches Fahrzeugge schwindigkeits-Korrekturmittel (M10) aufweist, um die Fahrzeug geschwindigkeit automatisch zu korrigieren, und wobei das Sy stem ferner ein Setzmittel für einen automatischen Fahrzeugge schwindigkeitskorrektur-Abschnitt (M11) aufweist, um einen automatischen Fahrzeuggeschwindigkeitkorrektur-Abschnitt zu setzen, der eine automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur in der Kurve gestattet, wobei das automatische Fahrzeuggeschwin digkeitskorrekturmittel (M10) in dem automatischen Fahrzeug geschwindigkeitkorrektur-Abschnitt die Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert, wenn das Fahrzeug die Kurve durchfährt.

7. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der für automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur- Abschnitt auf Basis einer Bezugsquerbeschleunigung (G₀) in der Kurve gesetzt wird.

8. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur-Ab schnitt auf Basis der Summe der Teilwinkel (θ₁, θ₂, . . .) der ein zelnen Segmente gesetzt wird, welche benachbarte Koordinaten punkte (N₁, N₂) miteinander verbinden.

9. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugsteuermittel (M10) ein automatisches Fahrzeug geschwindigkeitkorrekturmittel umfaßt, um die Fahrzeuggeschwin digkeit automatisch zu korrigieren, und daß das System ferner ein Lenkwinkelerfassungsmittel (M12) aufweist, um einen Lenkwinkel zu erfassen, wobei das automatische Fahrzeuggeschwindigkeits korrekturmittel die automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrek tur unterbricht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder/und der Lenkwinkel jeweils in einen vorbestimmten Bereich fällt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch korrigiert wird.

10. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugsteuermittel (M10) ein automatisches Fahrzeug geschwindigkeitskorrekturmittel aufweist, um die Fahrzeugge schwindigkeit automatisch zu korrigieren, und daß das System ferner ein Lenkwinkelerfassungsmittel (M12) aufweist, um einen Lenkwinkel zu erfassen, wobei das automatische Fahrzeugge schwindigkeitskorrekturmittel einen Betrag einer automatischen Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur einschränkt, wenn die Fahr zeuggeschwindigkeit oder/und der Lenkwinkel jeweils in einen vorbestimmten Bereich fällt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch korrigiert wird.

11. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugsteuermittel (M10) ein automatisches Fahrzeug geschwindigkeitskorrekturmittel aufweist, um die Fahrzeugge schwindigkeit automatisch zu korrigieren, und daß das System ferner ein Querverhaltenerfassungsmittel (M13) aufweist, um einen Betrag eines Querverhaltens des Fahrzeugs zu erfassen, wobei das automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturmittel die automa tische Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit unterbricht, wenn der Betrag des Querverhaltens in einen vorbestimmten Bereich fällt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch korrigiert wird.

12. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugsteuermittel (M10) ein automatisches Fahrzeug geschwindigkeitskorrekturmittel aufweist, um die Fahrzeugge schwindigkeit automatisch zu korrigieren, und daß das System ferner ein Querverhalten-Erfassungsmittel (M13) aufweist, um einen Betrag des Querverhaltens des Fahrzeugs zu erfassen, wobei das automatische Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturmittel den Betrag der automatischen Fahrzeuggeschwindigkeitskorrektur beschränkt, wenn der Betrag des Querverhaltens in einen vor bestimmten Bereich fällt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch korrigiert wird.

13. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Ändern der Bezugsquerbeschleunigung (G₀) in Abhän gigkeit davon, ob ein anderes Fahrzeug vorhanden ist, welches die Durchfahrt des eigenen Fahrzeugs durch die Kurve behindern könnte.

14. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Ändern der Bezugsquerbeschleunigung (G₀) auf Basis eines Wunschs des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen.