DE19815854A1

DE19815854A1 - System zur Bestimmung, ob ein Fahrzeug passieren kann

Info

Publication number: DE19815854A1
Application number: DE19815854A
Authority: DE
Inventors: Shohei Matsuda; Makoto Otabe; Yuji Sakaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 1998-10-22
Also published as: US6169952B1

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Bestimmen der Durchfahrmöglich keit eines Fahrzeugs, welches die Erkennung einer Straßenform auf Basis von Kartendaten beinhaltet, die aus einer Ansammlung einer Mehrzahl von Knoten gebildet ist, und zum Bestimmen, ob das Fahrzeug durch diese Knoten hindurchfahren bzw. diese passieren kann.

Ein System zur Bestimmung der Durchfahrmöglichkeit des Fahrzeugs ist aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 5-141979 bekannt. Dort wird ein Krümmungsradius einer Straßenkurve geschätzt, indem ein Radius eines durch drei Knoten verlaufenden Bogens berechnet wird. Eine auf Basis des Krümmungsradius dieser Kurve berechnete mögliche Durchfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird mit einer vorhergesagten Durchfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verglichen, die auf Basis einer gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit berechnet ist. Wenn die vorherge sagte Durchfahrgeschwindigkeit gleich oder niedriger als die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit ist, wird bestimmt, daß das Fahrzeug die Kurve durchfahren kann.

Wenn bei diesem herkömmlichen System drei Knoten N₁, N₂ und N₃ auf der gleichen Kurve liegen, wie in Fig. 12A gezeigt, läßt sich ein Krüm mungsradius R der Kurve korrekt schätzen. Jedoch besteht bei dem herkömmlichen System folgendes Problem. Wenn ein mittlerer der drei Knoten N₁, N₂ und N₃ auf einer Kurve liegt und die Knoten N₁ und N₃ vor und hinter dem mittleren Knoten außerhalb der Kurve liegen, wie in Fig. 12B gezeigt, ist ein Krümmungsradius R' der aus den drei Knoten N₁, N₂ und N₃ geschätzten Kurve größer ist als ein tatsächlicher Krümmungs radius R der Kurve. Daher kann die Form der Kurve nicht korrekt erkannt werden.

Demzufolge ist ein Ziel der Erfindung, sicherzustellen, daß auch dann, wenn drei oder mehr Knoten nicht auf derselben Kurve liegen, korrekt bestimmt werden kann, ob das Fahrzeug durch die Knoten hindurch fahren kann.

Um das obige Ziel zu erreichen, wird ein System zum Bestimmen der Durchfahrmöglichkeit eines Fahrzeugs vorgeschlagen, umfassend:
ein Karteninformationsausgabemittel zur Ausgabe von Karteninformation als Ansammlung mehrerer einen Straßenabschnitt bildender Knoten;
ein Fahrzeugposition-Erfassungsmittel zur Erfassung einer Position des Fahrzeugs auf einer Karte;
ein Kurvenabschnittsbestimmungsmittel zur Bestimmung, ob ein vor der Fahrzeugposition liegender Knoten auf einem Kurvenabschnitt liegt;
ein Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrags eines auf dem Kurvenabschnitt liegenden Knotens als einen Wert, der sich aus Teilung eines Seitenwinkel-Änderungsbetrags des Fahrzeugs durch eine Fahr strecke des Fahrzeugs ergibt; und
ein Durchfahrmöglichkeit-Bestimmungsmittel zur Bestimmung, ob das Fahrzeug dem auf dem Kurvenabschnitt liegenden Knoten durch fahren kann, auf Basis des Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrags.

Wenn mit der obigen Anordnung bestimmt wird, ob der Knoten vor der eigenen Fahrzeugposition auf dem Kurvenabschnitt liegt, bestimmt das System, ob das Fahrzeug den auf den Kurvenabschnitt liegenden Knoten durchfahren kann. Hierdurch braucht man nicht bestimmen, ob das Fahrzeug einen auf einen geraden Straßenabschnitt liegenden Knoten durchfahren kann, wodurch man mit weniger Rechenvorgängen aus kommt. Darüber hinaus wird der Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag berechnet aus der Teilung des Seitenwinkel-Änderungsbetrages des Fahrzeugs durch die Fahrstrecke des Fahrzeugs. Der Durchfahrzustand- Bestimmungsbetrag dient somit zur genauen Darstellung des Schwierig keitsgrades bei der Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten. Auch wenn nur einer oder zwei Knoten auf einer Kurve vorhanden sind, läßt sich genau bestimmen, ob das Fahrzeug die Kurve durchfahren kann.

Bevorzugt wird der Seitenwinkel-Änderungsbetrag des Fahrzeugs als ein Winkel berechnet, der durch benachbarten Knoten verbindende Linien segmente gebildet ist. Die Fahrstrecke des Fahrzeugs wird auf Basis eines Wegs zwischen den benachbarten Knoten berechnet. Hierdurch lassen sich der Seitenwinkel-Änderungsbetrag und die Fahrstrecke leicht und genau berechnen.

Bevorzugt umfaßt das System ein (maximal) mögliche Durchfahrge schwindigkeit-Berechnungsmittel zum Berechnen einer (maximal) mögli chen Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug den auf einem gekrümmten Straßenabschnitt liegenden Knoten durchfahren kann, auf Basis des Durchfahrzustands-Bestimmungsbetrags, sowie einer vorbestimmten Grenzquerbeschleunigung, damit das Fahrzeug den Knoten durchfahren kann. Der Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag kann gemäß folgender Gleichung definiert sein:
(maximal) mögliche Durchfahrgeschwindigkeit = (vorbe stimmte Grenzquerbeschleunigung/Durchfahrzustand-Be stimmungsbetrag)^1/2.

Hierdurch läßt sich eine mögliche Durchfahrgeschwindigkeit genau berechnen, welche die vorbestimmte Querbeschleunigungsgrenze nicht überschreitet.

Bevorzugt umfaßt das System ferner ein (maximal) mögliche Durchfahr geschwindigkeits-Berechnungsmittel zur Berechnung einer (maximal) möglichen Durchfahrgeschwindigkeit, mit der das Fahrzeug den auf einem gekrümmten Straßenabschnitt liegenden Knoten durchfahren kann, auf Basis des Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrags. Das (maximal) mögliche Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungsmittel berechnet die (maximal) mögliche Durchfahrgeschwindigkeit auf Basis einer vorbe stimmten Grenzgierrate, die für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten zulässig ist, und des Durchfahrzustands-Bestimmungsbetrags gemäß folgender Gleichung:
(maximal) mögliche Durchfahrgeschwindigkeit = vorbestimmte Grenzgierrate/Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag.

Hierdurch läßt sich eine (maximal) mögliche Durchfahrgeschwindigkeit genau berechnen, welche die vorbestimmte Gierratengrenze nicht über schreitet.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen in Verbin dung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Fig. 1 bis 12B zeigen eine Ausführung der Erfindung, wobei

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführung dieses Systems;

Fig. 2 ist eine Erläuterung der Funktion eines Straßenformbestim mungsmittels;

Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Vor-Leseabschnitts und eines Suchabschnitts zur Verwendung im vorliegenden System;

Fig. 4 ist ein erster Abschnitt eines Flußdiagramms mit Dar stellung der Betriebsschritte des Systems;

Fig. 5 ist ein zweiter Abschnitt des Flußdiagramms;

Fig. 6 ist ein dritter Abschnitt des Flußdiagramms;

Fig. 7 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Gliedlänge I_N und eines Achsenschnittwinkels θ_N;

Fig. 8A und 8B sind Darstellungen zur Erläuterung von Schritt S5 im Flußdiagramm;

Fig. 9A, 9B und 9C sind Darstellungen zur Erläuterung der Definition eines Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrags θ_N/L_N;

Fig. 10A und 10B sind Darstellungen zur Erläuterung von Schritt S13 im Flußdiagramm;

Fig. 11A und 11B sind Darstellungen von Kennfeldern zum Suchen von Korrekturfaktoren K_c und K_s;

Fig. 12A und 12B zeigen Nachteile vom Stand der Technik;

Fig. 13 bis 17 zeigen eine erste Modifikation der Erfindung, wobei Fig. 13 ist ein Blockdiagramm der Gesamtanordnung des Systems;

Fig. 14 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Vor-Leseabschnitts und eines Suchabschnitts;

Fig. 15 ist ein dritter Abschnitt eines Flußdiagramms ent sprechend Fig. 6;

Fig. 16 und 17 zeigen Nachteile vom Stand der Technik;

Fig. 18 bis 20 zeigen eine zweite Modifikation der Erfindung, wobei Fig. 18 ist ein Blockdiagramm der Gesamtanordnung des Systems;

Fig. 19 ist ein dritter Abschnitt eines Flußdiagramms entspre chend Fig. 6; und

Fig. 20 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs des vorliegenden Systems.

Zunächst wird eine erste bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems anhand der Fig. 1 bis 11B beschrieben.

Zu Fig. 1. Ein System zur Bestimmung, ob ein Fahrzeug passieren kann, umfaßt: ein Karteninformationsausgabemittel M1, ein Fahrzeugposition- Erfassungsmittel M2, ein Kurvenabschnitt-Bestimmungsmittel M3, ein Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag-Berechnungsmittel M4, ein (maxi mal) mögliche Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungsmittel M5, ein Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel M6, ein vorhergesagte Durchfahr geschwindigkeit-Berechnungsmittel M7, ein Durchmöglichkeitsbestim mungsmittel M8, ein Fahrzeugsteuerwarnmittel M9 sowie ein Fahrge schwindigkeitseinstellmittel M10. Das Kurvenabschnittsbestimmungsmittel M3 und das Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag-Berechnungsmittel M4 bilden ein Straßenform-Bestimmungsmittel M11.

Das Karteninformationsausgabemittel M1 und das Fahrzeugposition- Erfassungsmittel M2 sind in einem bekannten Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug angebracht. Das Karteninformationsausgabemittel M1 liest und gibt Straßendaten aus in einem vorbestimmten Bereich, der zuvor in einer IC-Karte, einem CD-ROM, einer photomagnetischen Scheibe oder einer anderen Vorrichtung gespeichert ist, auf der Daten überschrieben werden können. Das Fahrzeugposition-Erfassungsmittel M2 erfaßt die Position des Fahrzeugs auf einer Karte durch Überlagerung von Fahrzeug daten, die von einem GPS-Sender empfangen werden. Die Straßendaten enthalten eine große Anzahl von Knoten N_N, die mit vorbestimmten Abständen entlang einer Straße eingerichtet sind.

Wie aus Fig. 1 in Kombination mit Fig. 2 ersichtlich, umfaßt das Kurvenabschnitt-Bestimmungsmittel M3 ein erstes Bestimmungsmittel zur Bestimmung, ob ein Knoten N_N vor der Position P des Fahrzeugs auf einer Kurve liegt oder auf einem geraden Straßenabschnitt, auf Basis der Straßendaten und der Position P des Fahrzeugs. Das Durchfahrzustand- Bestimmungsbetrag-Berechnungsmittel M4 umfaßt ein zweites Bestim mungsmittel M4₁, dessen Inhalt nachfolgend beschrieben wird, ein drittes Bestimmungsmittel M4₂, ein viertes Bestimmungsmittel M4₃, ein erstes Korrekturmittel M4₄ sowie ein zweites Korrekturmittel M4₅. Das Durch fahrzustand-Bestimmungsbetrag-Berechnungsmittel M4 berechnet einen Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag θ_N/L_N, der zur Bestimmung dient, ob das Fahrzeug eine Kurve durchfahren kann.

Das mögliche Durchfahrgeschwindigkeits-Bestimmungsmittel M5 be rechnet eine mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN, welche die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ist, mit der das Fahrzeug den Knoten N_N sicher durchfahren kann, auf Basis des Durchfahrzustand-Bestim mungsbetrags θ_N/L_N sowie einer zuvor gesetzten Grenzquerbe schleunigung G (oder zuvor gesetzten Grenzgierrate YR), die zuvor auf einen Wert gesetzt wurde, mit der ein Fahrer das Fahrzeug sicher durch eine Kurve fahren kann.

Das Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel M6 erfaßt die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs auf Basis einer Ausgabe, die von an den Fahrzeugrädern angebrachten Radgeschwindigkeitssensoren erzeugt wird. Das vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungs mittel M7 berechnet eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N, mit der das Fahrzeug den Knoten N_N durchfahren wird, auf Basis der Fahrgeschwindigkeit V, der Position P des Fahrzeugs sowie einer Bezugs verzögerungsrate oder einem Bezugsverzögerungswert β, der zuvor für das Fahrzeug gesetzt worden ist. Das Durchfahrmöglichkeitsbestim mungsmittel M8 vergleicht die vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN. Wenn V_N ≦ V_maxN, dann wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N durchfahren kann, und wenn V_N < V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N nur schwer durchfahren kann, wobei an dieser Stelle das Warnmittel M9, das einen Summer oder einen Lampe aufweist, aktiviert wird, um den Fahrer zum Verzögern des Fahrzeugs aufzufordern. Das Fahrgeschwindig keits-Einstellmittel M10 umfaßt ein automatisches Bremsmittel oder ein Motorleistungsreduziermittel und wird betätigt, um das Fahrzeug automa tisch zu verzögern.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind ein Vor-Leseabschnitt und ein Suchabschnitt auf einer Straße vor der Position P des Fahrzeugs eingerichtet. Der Vor-Leseabschnitt liegt zwischen der Position P des Fahrzeugs und dem Knoten N_N, von dem bestimmt wurde, daß das Fahrzeug hindurchfahren kann, um sicherzustellen, daß eine vorbestimmte Zeit t vorhanden ist, bis das Fahrzeug den Vor-Leseabschnitt durchfährt und den Knoten N_N erreicht. Der Vor-Leseabschnitt sorgt hierdurch für eine ausreichende Zeit zur Bestimmung der Durchfahrmöglichkeit des Fahrzeugs und zur Betäti gung des Warnmittels M9 und des Fahrgeschwindigkeits-Einstellmittels M10. Der Suchabschnitt dient zur Bestimmung, ob das Fahrzeug den innerhalb des Suchabschnitts vorhandenen Knoten N_N durchfahren kann. Somit werden Bestimmungen der Durchfahrmöglichkeit des Fahrzeugs durch entfernte Knoten N_N vermieden, die weit vor dem Suchabschnitt liegen.

Der Vor-Leseabschnitt wird durch einen Weg Vt-(βt²/2) bestimmt, den das Fahrzeug innerhalb der vorbestimmten Zeit t durchfährt, wobei β eine zuvor gesetzte Bezugsverzögerungsrate oder einen Bezugsverzögerungs wert darstellt, dessen Erzeugung durch eine vom Fahrer spontan eingelei tete Bremswirkung an der Position P des Fahrzeugs angenommen wird, damit das Fahrzeug eine vor dem Fahrzeug liegende Kurve durchfahren kann. Ein Startpunkt des Suchabschnitts wird am Schlußende des Vor-Leseabschnitts eingerichtet, und ein Schlußende des Suchabschnitts auf eine Stelle gesetzt, bei der das Fahrzeug, das mit der Bezugsver zögerungsrate β verzögert, stehenbleibt, d. h. an einer Stelle, die um einen Abstand V²/2β vor der Fahrzeugposition P angeordnet ist.

Nun wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführung anhand der Flußdiagramme in den Fig. 4 bis 6 beschrieben.

Zuerst werden in Schritt S1 Koordinatenpunkte einer Mehrzahl von Knoten N_N (N_N = N₁, N₂, N₃ . . .), die in dem Suchabschnitt liegen, gele sen. In Schritt S2 werden eine Gliedlänge I_N und ein Achsenschnittwinkel θ_N an jedem der Knoten N_N gelesen. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Glied länge I_N definiert als Abstand zwischen benachbarten Knoten N_N und N_N+1, und der Achsenschnittwinkel θ_N ist definiert als Winkel zwischen einem Glied N_N-1N_N und einem vor dem Glied N_N-1N_N liegenden Glied N_NN_N+1. Die Gliedlänge I_N und der Achsenschnittwinkel θ_N können geome trisch aus der Tatsache berechnet werden, daß die Position jedes Kno tens N_N durch die Koordinaten definiert ist.

Dann bestimmt das erste Bestimmungsmittel des Kurvenabschnitt-Be stimmungsmittels M3, ob der Knoten N_N auf einer Kurve oder einer geraden Straße liegt, wie in Fig. 2 gezeigt. Diese Bestimmung erfolgt durch Berechnung von θ_N/I_N an jedem der Knoten N_N in Schritt 3 und Vergleich von θ_N/I_N mit einem zuvor gesetzten ersten Bestimmungs bezugswert ϕ_REF. Wenn θ_N/I_N ≧ ϕ_REF, wird bestimmt, daß der Knoten N_N auf einer Kurve liegt, und es geht weiter zu Schritt S5. Das θ_N/I_N ent spricht einem Änderungsbetrag des Seitenwinkels des Fahrzeugs relativ zum Fahrweg des Fahrzeugs. Ein größerer Wert θ_N/I_N zeigt an, daß die Straße gekrümmt ist, und ein kleinerer Wert von θ_N/I_N zeigt an, daß die Straße gerade ist.

Auch wenn in Schritt S3 θ_N/I_N < ϕ_REF, wird der Achsenschnittwinkel θ_N mit einem zweiten Bestimmungsbezugswert θ_REF verglichen. Wenn θ_N ≧ θ_REF, d. h. wenn der Achsenschnittwinkel θ_N selbst gleich oder größer ist als der zweite Bestimmungsbezugswert θ_REF, wird bestimmt, daß die Straße gekrümmt ist, und das System geht zu Schritt S5 weiter. Wenn andererseits in Schritt S3 θ_N/I_N < ϕ_REF und in Schritt S4 θ_N < θ_REF, dann wird in Schritt S15 bestimmt, daß die Straße gerade ist. Wenn die Straße gerade ist, wird ein Durchfahrzustands-Bestimmungsbetrag θ_N/L_N, der später beschrieben wird, auf 0 gesetzt.

Wenn das Kurvenabschnittsbestimmungsmittel (das erste Bestimmungs mittel) M3 bestimmt, daß der Knoten N_N auf der Kurve liegt, bestimmt das zweite Bestimmungsmittel M4₁, ob zwei aufeinanderfolgende Knoten N_N und N_N+1 auf derselben Kurve liegen. Die Bestimmung durch das zweite Bestimmungsmittel M4₁ erfolgt in Schritt S5 durch Vergleich der Gliedlänge I_N zwischen den Knoten N_N und N_N+1 mit einem dritten Bestim mungsbezugswert I_maxN. Wenn I_N ≦ I_maxN, dann wird bestimmt, daß die Knoten N_N und N_N+1 auf derselben Kurve liegen, und es geht zu Schritt S6 weiter. Wenn I_N < I_maxN, dann wird bestimmt, daß die Knoten N_N und N_N+1 nicht auf derselben Kurve liegen, und das System geht zu Schritt S10 weiter.

Schritt S5 wird nachfolgend anhand der Fig. 8A und 8B erläutert. Fig. 8A zeigt einen Zustand, indem drei Knoten N_N-1, N_N und N_N+1 entlang demselben Bogenweg um eine Mitte O angeordnet sind, einem Darstellungsbeispiel einer üblichen Kurve. Der Achsenschnittwinkel θ_N und der Knoten N_N ist gleich einem Mittelwinkel ∠ N_NON_N+1 des Bogens. Daher erhält man die Gliedlänge I_N zwischen den Knoten N und N_N+1 gemäß:

I_N = 2d/tan (θ_N/4) (1)

wobei d eine Durchbiegung zwischen den Knoten N_N und N_N+1 ist.

Der Durchbiegungswert d ist ein Kriterium zur Bestimmung des Abstands (d. h. der Gliedlänge I_N) zwischen den benachbarten Knoten N_N, wenn die Daten für die Straßenkarte erstellt werden. Durch Bestimmung der Position jedes Knotens N_N derart, daß die Durchbiegung d gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (etwa zwischen angenähert 3,5 m und 6 m), wird die Form der Straße durch eine minimale Anzahl von Knoten N_N ausgedrückt. Infolgedessen sind in einer scharfen Kurve die Knoten N_N dicht angeordnet, so daß die Gliedlänge I_N zwischen benach barten Knoten N_N kleiner ist. In einer weniger scharfen Kurve sind die Knoten N_N weiter verteilt, so daß die Gliedlänge I_N zwischen den benach barten Knoten N_N größer ist.

Somit wird der dritte Bestimmungsbezugswert I_maxN als maximale Glied länge definiert wie folgt

I_maxN = 2d/tan (θ_N/4) (2)

Wenn in Schritt S5 I_N ≦ I_maxN, dann wird bestimmt, daß die Knoten N_N und N_N+1 auf derselben Kurve liegen. Wenn I_N ≦ I_maxN nicht erfüllt ist, wird bestimmt, daß die Knoten N_N und N_N+1 auf verschiedenen Kurven liegen (siehe Fig. 8B).

Wenn in dem zweiten Bestimmungsmittel M4₁ bestimmt wird, daß die Knoten N_N und N_N+1 auf derselben Kurve liegen, dann werden in Schritt S6 Durchfahrzustandsbestimmungsbeträge θ/L₁ . . . θ_N/L_N einer N-Anzahl von Knoten N₁ . . . N_N, die auf derselben Kurve liegen, wie folgt berechnet. Für einen ersten Knoten N-1 von Knoten N₁ bis N_N-1 werden die Durch fahrzustand-Bestimmungsbeträge θ_K/L_K (K = 1 bis N-1) berechnet gemäß

θ_K/L_K ← θ_K/I_K

Ein Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag θ_N/L_N eines letzten N-ten Knotens von N_N wird bestimmt gemäß

θ_N/L_N ← θ_N/(I_N-1 oder ein kleinerer Wert von I_maxN) (4)

wobei I_maxN gleich dem in Gleichung (2) definierten 2d/tan(θ_N/4) ist.

Wenn nämlich zwei aufeinanderfolgende Knoten N₁ und N₂ auf derselben Kurve liegen, wie in Fig. 9A gezeigt, wird ein Durchfahrzustandbestim mungsbetrag θ₁/L₁ für den ersten Knoten N₁ als θ₁/I₁ bestimmt, und ein Durchfahrzustandbestimmungsbetrag θ₂/L₂ für den zweiten (letzten) Knoten N₂ wird als θ₂/(I₂ oder einen kleineren Wert von I_max2) bestimmt. Wenn drei aufeinanderfolgende Knoten N₁, N₂ und N₃ auf derselben Kurve liegen, wir in Fig. 9B gezeigt, werden die jeweiligen Durchfahr zustandbestimmungsbeträge θ₁/L₁ und θ₂/L₂ für die ersten und zweiten Knoten N₁ und N₂ als θ₁/I₁ und θ₂/I₂ bestimmt, und ein Durchfahrzustand bestimmungsbetrag θ₃/L₃ für den dritten Knoten N₃ wird bestimmt als θ₃/(I₂ oder einen kleineren Wert von I_max3).

Der letzte Knoten N_N einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Knoten N₁ N_N auf derselben Kurve kann dann bestimmt werden, wenn die Antwort in Schritt S5 von JA auf NEIN geändert ist.

Die Richtung der Achsenschnittwinkel θ_N des Knotens N_N wird mit der Richtung des Achsenschnittwinkels θ_N des Knotens N_N+1 im nachfolgen den Schritt S7 verglichen. Wenn diese Richtungen gleich sind, wird in Schritt S8 bestimmt, daß die zwei Knoten N_N+1 auf einer einfachen Kurve liegen (einer Kurve mit einer konstanten Krümmungsrichtung). Wenn die Richtungen einander entgegengesetzt sind, wird in Schritt S9 bestimmt, daß die zwei Knoten N_N und N_N+1 auf einer S-förmigen Kurve liegen (einer Kurve mit einer Kurvenrichtungsänderung von rechts nach links oder von links nach rechts).

Wenn andererseits das zweite Bestimmungsmittel M4₁ (in Schritt S5) bestimmt, daß die Knoten N_N und N_N+1 nicht auf derselben Kurve liegen, wird der Durchfahrzustandbestimmungsbetrag θ_N/L_N für den einzelnen Knoten N_N der auf einer Kurve liegt, durch das dritte Bestimmungsmittel M4₂ in Schritt S10 bestimmt als

θ_N/L_N=θ_N/I_maxN (5)

(siehe Fig. 9C).

Im folgenden Schritt S11 wird ein vierter Bestimmungsbezugswert I_maxnS unter Verwendung von L_N und L_N+1 in Gleichung (5) gemäß folgender Gleichung berechnet:

I_maxNS=L_N + L_N+1 (6)

Die Bedeutung des vierten Bestimmungsbezugswerts I_maxNS wird später beschrieben.

Dann wird in Schritt S12 die Richtung des Achsenschnittwinkels θ_N des Knotens N mit der Richtung des Achsenschnittwinkels θ_N+1 des Knotens N_N+1verglichen. Wenn diese Richtungen gleich sind, wird in Schritt S14 bestimmt, daß die zwei Knoten N_N und N_N+1 auf zwei verschiedenen Kurven liegen, deren Krümmung in der gleichen Richtung verläuft.

Wenn andererseits die Achsenschnittwinkel θ_N und θ_N+1 in Schritt S12 einander entgegengesetzt sind, wird in Schritt S13 die Gliedlänge I_N ferner mit dem vierten Bestimmungsbezugswert I_maxNS verglichen. Wenn I_N ≦ I_maxNS, dann wird in Schritt S13 bestimmt, daß sie zwei Knoten N_N und N_N+1 auf zwei verschiedenen Kurven liegen, die in entgegengesetzte Richtungen gekrümmt sind.

Die Signifikanz von Schritt S13 ist wie folgt. Angenommen, daß ein Knoten N_N auf einem ersten Kurvenabschnitt einer S-förmigen Kurve liegt, die durch zwei aufeinanderfolgende entgegengesetzt gekrümmte Bögen gebildet ist, und ein Knoten N_N+1 auf einem zweiten Kurvenab schnitt liegt, wie in Fig. 10A gezeigt. In diesem Fall sind ein Durchfahr zustandbestimmungsbetrag θ_N/L_N zur Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N sowie ein Durchfahrzustandsbestimmungsbetrag θ_N+1/L_N+1 zur Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N+1 gleich θ_N/I_maxN bzw. θ_N+1/I_maxN+1, unter Verwendung von Gleichung (5). Wenn daher die ersten und zweiten Kurvenabschnitte S-förmig direkt aufeinanderfolgen, muß die Gliedlänge I_N zwischen den Knoten N_N und N_N+1 gleich oder kleiner sein als I_maxN + I_maxN+1 = I_maxNS, wie in Fig. 10B gezeigt. Wenn umgekehrt die Gliedlänge IN zwischen den Knoten N_N und N_N+1 die Größe I_maxN + I_maxN+1 = I_maxNS überschreitet, müssen die ersten und zweiten Kurven abschnitte getrennte Kurvenabschnitte sein, die über einen dazwischen befindlichen geraden Straßenabschnitt aneinander anschließen.

Wenn der Zustand des Knotens N_N auf der Kurve in obiger Weise in den Schritten S8, S9, S13, S14 und S15 in fünf Typen klassifiziert ist (Fig. 5), wird der in den Schritten S6 und S10 berechnete Durchfahrzustand bestimmungsbetrag θ_N/L_N im nachfolgenden Schritt S16 durch die ersten und zweiten Korrekturmittel M4₄ und M4₅ korrigiert.

Zunächst wird die Korrektur beschrieben, die von dem ersten Korrektur mittel M4₄ durchgeführt wird, wenn mehrere Knoten N_N auf einer ein fachen Kurve liegen (wie in Schritt S8 gezeigt). Der Durchfahrzustands bestimmungsbetrag θ_N/L_N wird in diesem Fall in Schritt S6 berechnet. Wenn jedoch der berechnete Wert des Durchfahrzustandsbestimmungs betrags θ_N/L_N der gleiche ist, ist für das Fahrzeug die Durchfahrt schwieri ger, weil die Gesamtheit der Achsenschnittwinkel θ_N auf der Kurve relativ groß ist. Dies läßt sich aus der Tatsache erklären, daß auch bei Kurven mit dem gleichen Krümmungsradius das Fahrzeug nur schwerer eine Kurve durchfahren kann, bei der sich die Fahrrichtung des Fahrzeugs um 90° ändert, als für Durchfahrt eines Fahrzeugs durch eine Kurve, bei der sich die Fahrrichtung des Fahrzeugs um 30° ändert. Daher wird eine Summe Σθ_N der Achsenschnittwinkel θ_N mehrerer auf der Kurve liegender Knoten N_N gemäß Fig. 11A berechnet, und es wird ein Korrekturfaktor K_c aus einem Kennfeld gesucht, unter Verwendung dieser Summe Σθ_N als Parameter. Dann wird der Durchfahrzustandsbestimmungsbetrag θ_N/L_N unter Verwendung des Korrekturfaktors K_c gemäß folgendem Ausdruck korrigiert:

θ_N/L_N (θ_N/L_N) × (1 + K_c) (7)

Wenn die Summe Σθ_N der Achsenschnittwinkel θ_N zunimmt, wird der Korrekturfaktor K_c von 0,0 auf 0,5 erhöht. Daher beträgt der maximale korrigierte Durchfahrzustands-Bestimmungsbetrag θ_N/L_N das 1,5-fache des ursprünglichen Durchfahrzustands-Bestimmungsbetrags θ_N/L_N, wodurch der Wert des Durchfahrzustands-Bestimmungsbetrags θ_N/L_N kompensiert wird, um die Durchfahrschwierigkeit zu berücksichtigen, wenn das Fahrzeug tatsächlich durch die Kurve fährt.

Nun wird die Korrektur beschrieben, die von dem zweiten Korrekturmittel M4₅ durchgeführt wird, wenn zwei Knoten N_N und N_N+1 auf einer S-förmigen Kurve liegen (wie in den Schritten S9 und S13 gezeigt). Der Durchfahrzustandsbestimmungsbetrag θ_N/L_N wird in diesem Fall in Schrit ten S6 und S10 berechnet. Wenn jedoch die berechneten Werte der Durchfahrzustandbestimmungsbeträge θ_N/L_N einander gleich sind, ist es für das Fahrzeug schwieriger, die S-förmige Kurve zu durchfahren, als eine Kurve, die nur in eine Richtung gekrümmt ist. Daher wird aus dem Kennfeld ein Korrekturfaktor K_s gesucht, wobei als Parameter eine Summe |θ_N|+|θ_N+1| der Absolutwerte der Achsenschnittwinkel θ_N und θ_N+1 der zwei Knoten N_N und N_N+1 verwendet wird, wie in Fig. 11B gezeigt. Dann wird der Durchfahrzustandsbestimmungsbetrag θ_N/L_N unter Verwendung des Korrekturfaktors K_s gemäß folgendem Ausdruck kor rigiert:

θ_N/L_N (θ_N/L_N) × (1 + K_s) (8)

Wenn die Summe |θ_N|+|θ_N+1| der Absolutwerte der Achsenschnittwin kel θ_N und θ_N+1 zunimmt, wird der Korrekturfaktor K_s von 0,0 auf 1,0 erhöht. Daher beträgt der maximale korrigierte Durchfahrzustandsbestim mungsbetrag θ_N/L_N das 2,0-fache des ursprünglichen Durchfahrzustands- Bestimmungsbetrags θ_N/L_N, wodurch der Wert des Durchfahrzustand- Bestimmungsbetrags θ_N/L_N kompensiert werden kann, um die Durchfahr schwierigkeit zu berücksichtigen, wenn das Fahrzeug tatsächlich die Kurve durchfährt.

Eine Gierrate YR des Fahrzeugs an einem Knoten N_N ergibt sich durch θ_N/t als Ergebnis aus der Teilung des Achsenschnittwinkels θ_N, der ein Änderungsbetrag der Fahrrichtung des Fahrzeugs ist, durch eine Zeit t, die für das Erzeugen einer solchen Gierrate erforderlich ist. Die Zeit t ergibt sich durch I_N/V, als Ergebnis der Teilung der Gliedlänge I_N durch eine Fahrgeschwindigkeit V, mit der das Fahrzeug dort hindurchfährt. Durch Kombination dieser Gleichungen wird eine letztendliche Gierrate YR berechnet aus dem Produkt des Durchfahrzustandsbestimmungs betrags θ_N/L_N und der Fahrgeschwindigkeit V. Die Gierrate YR läßt sich somit betrachten als:

YR = θ_N/t = θ_N/(I_N/V) = (θ_N/I_N) × V (9)

Darüber hinaus ergibt sich eine Querbeschleunigung G des Fahrzeugs aus dem Produkt der Gierrate YR und der Fahrgeschwindigkeit V.

G = YR × V (10)

Somit wird die Fahrgeschwindigkeit V in Schritt S17 gemäß folgender Gleichung berechnet:

V={G/(θ_N/L_N)}^1/2 (11)

was sich aus den Gleichungen (9) und (10) ergibt. Gleichung (11) sagt für die Fahrgeschwindigkeit V aus, daß, wenn eine zuvor gesetzte Grenzquerbeschleunigung G, die für das durch die Kurve fahrende Fahrzeug zulässig ist, definiert wird, eine mögliche Durchfahrgeschwin digkeit V_maxN für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch die Kurve auf Basis der zuvor gesetzten Grenzquerbeschleunigung G und des Durchfahr zustandsbestimmungsbetrags θ_N/L_N angegeben wird. Die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN ist eine maximale Fahrgeschwindigkeit, mit der das Fahrzeug die Kurve durchfahren kann und eine Querbeschleu nigung des Fahrzeugs die zuvor gesetzte Grenzquerbeschleunigung G nicht überschreitet.

Andererseits wird eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N, unter der Annahme, daß das Fahrzeug mit einer Bezugsverzögerung β von der Fahrzeug position P ausgehend verzögert wurde, in Schritt S18 gemäß folgender Gleichung berechnet:

V_N=(V²-2βS_N)^1/2 (12)

wobei S_N einen Weg der Fahrzeugposition P zu dem Knoten N_N darstellt.

Im folgenden Schritt S19 wird die vorhergesagte Durchfahrgeschwindig keit V_N mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN verglichen. Wenn V_N ≦ V_maxN, dann wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn V_N < V_maxN, dann wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N nur mit Schwierigkeiten durchfahren kann.

Wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug nur mit Schwierigkeiten den Knoten N_N durchfahren kann, wird in Schritt S20 das Warnmittel M9 betätigt, um den Fahrer zum Verzögern des Fahrzeugs aufzufordern, und gleichzeitig wird das Fahrgeschwindigkeits-Einstellmittel M10 betätigt, um das Fahrzeug automatisch zu verzögern. Somit erfolgt eine freiwillige Bremsung durch den Fahrer oder eine automatische Verzögerung, um die Fahrgeschwindigkeit zu reduzieren, wodurch das Fahrzeug sicher und zuverlässig durch die Kurve hindurchfahren kann.

Wenn in den Schritten S3 und S4 bestimmt wird, daß der Knoten N_N auf der Kurve liegt, wie oben beschrieben, wird der Durchfahrzustands bestimmungsbetrag θ_N/L_N für die Durchfahrt des auf der Kurve liegenden Knotens N_N berechnet. Das vorliegende System vermeidet die unnötige Berechnung des Durchfahrzustandsbestimmungsbetrags θ_N/L_N, wenn das Fahrzeug auf einem geraden Straßenabschnitt fährt, um hierdurch die Rechenbelastung und die Größe der elektronischen Steuereinheit (ECU) reduzieren zu können. Weil darüber hinaus die Bestimmung, ob das Fahrzeug hindurchfahren kann, unter Verwendung des Durchfahrzu stands-Bestimmungsbetrags θ_N/L_N erfolgt, der ein Parameter ist, der genau den Schwierigkeitsgrad für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten repräsentiert, auch wenn nur ein Knoten oder zwei Knoten N_N auf einer Kurve liegen, kann die Bestimmung, ob das Fahrzeug durch den oder die Knoten sicher hindurchfahren kann, korrekt durchgeführt werden.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführung die mögliche Durchfahr geschwindigkeit V_maxN auf Basis der zuvor gesetzten Grenzquerbeschleu nigung G berechnet wurde, kann die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN auch auf Basis der zuvor gesetzten Grenzgierrate YR anstelle der zuvor gesetzten Grenzquerbeschleunigung G berechnet werden. Anders gesagt kann die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN aus der Glei chung (9) gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden:

V_maxN = YR/(θ_N/L_N) (13)

Eine erste Modifikation der Ausführung wird nun anhand der Fig. 13 bis 17 beschrieben.

Ein herkömmliches Fahrzeugsteuersystem ist in der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. 8-147598 offenbart. Wenn dort bestimmt wird, daß ein Fahrzeug eine vorausliegende Kurve nicht durchfahren kann, erfolgt erst eine Warnung, um den Fahrer zum Verzögern des Fahrzeugs aufzufordern, und wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug die Kurve noch immer nicht durchfahren kann, erfolgt eine automatische Verzögerung.

Dieses bekannte System verwendet die folgenden zwei Techniken:
In der ersten Technik wird, wenn sich das Fahrzeug mit übermäßiger Geschwindigkeit einer Kurve annähert, wie in Fig. 16 gezeigt, zunächst eine Warnung an einem Punkt a ausgegeben, und dann beginnt die automatische Verzögerung des Fahrzeugs am Punkt b. Wenn am Ort des Punktes a die Verzögerung des Fahrzeugs mit einer Bezugsverzögerungs rate oder einem Bezugsverzögerungswert β von diesem Punkt ausgehend erfolgt, wird die Fahrgeschwindigkeit am gekrümmten Straßenabschnitt auf einen Wert reduziert, die für die Ausgabe der Warnung geeignet ist. Wenn am Ort des Punktes b die Verzögerung des Fahrzeugs mit einem Bezugsverzögerungswert β von diesem Punkt ausgehend erfolgt, wird die Fahrgeschwindigkeit an der Kurve auf einen Wert reduziert, der für eine automatische Fahrzeugverzögerung geeignet ist und bei einer Geschwin digkeit liegt, der größer als der Geschwindigkeitswert ist, der nur zur Aufnahme einer Warnung geeignet ist. In diesem Fall wird ein Weg zwischen den Punkten a und b entsprechend der für die Warnung ge eigneten Fahrgeschwindigkeit bestimmt, der für die automatische Ver zögerung geeigneten Fahrgeschwindigkeit und dem Bezugsverzögerungs wert oder der Rate β, und zwar unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit an der Fahrzeugposition. Anders gesagt, wenn die Fahrgeschwindigkeit an der Fahrzeugposition geändert wird, ändert sich die erforderliche Zeit, bis das Fahrzeug nach Durchfahrt des Punkts a den Punkt b durchfährt, nämlich die erforderliche Zeit, bis nach Ausgabe der Warnung die auto matische Verzögerung beginnt. Diese potentielle Zeitschwankung ergibt einen mangelnden Übereinstimmungsgrad darin, wie das herkömmliche System das Fahrzeug beeinflußt, welches sich einem gekrümmten Straßenabschnitt annähert.

In der zweiten Technik wird, wenn sich das Fahrzeug mit übermäßiger Geschwindigkeit einer Kurve annähert, wie in Fig. 17 gezeigt, zunächst eine Warnung an einem Punkt a ausgegeben und dann beginnt an einem Punkt b die automatische Fahrzeugverzögerung. Wenn am Ort des Punktes a die Verzögerung des Fahrzeugs mit einem Bezugsver zögerungswert β₁ von diesem Punkt ausgehend erfolgt, wird die Fahr geschwindigkeit an dem gekrümmten Straßenabschnitt auf einen ge eigneten Wert reduziert. Wenn am Ort des Punktes b die Verzögerung des Fahrzeugs mit einem Bezugverzögerungswert β₂ von Punkt b ausge hend erfolgt, wobei β₂ größer ist als β₁, wird die Fahrgeschwindigkeit an der Kurve auf einen geeigneten Wert reduziert. In diesem Fall ändert sich ein Abstand zwischen den Punkten a und b in Abhängigkeit von der geeigneten Fahrgeschwindigkeit, den Bezugsverzögerungswerten β₁ und β₂ und der Fahrgeschwindigkeit an der Fahrzeugposition. Jedoch ist auch hier die erforderliche Zeit, bis das Fahrzeug nach Durchfahrt des Punkts a den Punkt b durchfahren kann, nämlich die erforderliche Zeit, bis nach Ausgabe der Warnung die automatische Verzögerung beginnt, nicht konstant, und daher besteht auch hier eine mangelnde Übereinstimmung darin, wie das herkömmliche System auf Fahrzeuge reagiert, die sich einem gekrümmten Straßenabschnitt annähern.

Daher stellt die erste Modifikation der erfindungsgemäßen Ausführung sicher, daß die erforderliche Zeit von der Ausgabe einer Warnung bis zum Beginn der automatischen Verzögerung des Fahrzeugs konstant ist, um jegliche inhärenten Unregelmäßigkeiten bei der Handhabung der Fahr zeuge zu verhindern, um gekrümmte Straßenabschnitte sicher durch fahren zu können. Die erste Modifikation wird nachfolgend beschrieben.

Die erste Modifikation enthält ein vorübergehende Fahrzeugposition- Einrichtungsmittel M12, das zwischen dem Fahrzeugpositionserfassungs mittel M2 und dem vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit-Berech nungsmittel M7 angeschlossen ist, wie in Fig. 17 gezeigt. Das vor übergehende Fahrzeugposition-Einrichtungsmittel M12 dient zum Ein richten einer vorübergehenden Position P' (siehe Fig. 14) des Fahrzeugs an einem Ort, den das an der momentanen Fahrzeugposition P befindliche Fahrzeug nach einer vorbestimmten Zeit t₀ erreicht. Die vorbestimmte Zeitperiode t₀ beträgt bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise, angenä hert 1,5 Sekunden.

Somit berechnet das vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeits-Berech nungsmittel M7 eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N sowie eine vorübergehende vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N' für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N, auf Basis der Fahr geschwindigkeit V, der Fahrzeugposition P oder der vorübergehenden Fahrzeugposition P' sowie einem zuvor gesetzten Bezugsverzögerungs wert β für das Fahrzeug. Wie in Fig. 14 mit durchgehender Linie ge zeigt, nimmt die vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N an jedem Knoten N_N stetig als eine sekundäre Funktion mit zunehmendem Abstand von der Fahrzeugposition P ab. Wenn man annimmt, daß sich das Fahr zeug an der vorübergehenden Fahrzeugposition P' befindet, nimmt die vorübergehende vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N' an jedem Knoten N_N in sekundärer Funktion ab, wie in Fig. 14 mit gestrichelter Linie gezeigt, wobei jedoch ein von der vorübergehenden vorhergesagten Durchfahrgeschwindigkeit V_N' gezogene Linie parallel von einer durch die vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N gezogenen Linie um einen Abstand versetzt ist, der der vorbestimmten Zeit t₀ entspricht (hier 1,5 Sekunden).

Das Durchfahrmöglichkeitsbestimmungsmittel M8 vergleicht die vor übergehende vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N' mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN. Wenn V_N' ≦ V_maxN, bestimmt das Durchfahrmöglichkeitsbestimmungsmittel M8, daß das Fahrzeug den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn V_N' < V_maxN, bestimmt das Durch fahrmöglichkeitsbestimmungsmittel M8, daß das Fahrzeug nur mit Schwierigkeit den Knoten N_N durchfahren kann, und das Warnmittel M9, das einen Summer oder eine Lampe aufweist, wird betätigt, um den Fahrer zum Verzögern des Fahrzeugs aufzufordern. Ferner vergleicht das Durchfahrmöglichkeitsbestimmungsmittel M8 die vorhergesagte Durch fahrgeschwindigkeit V_N mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN. Wenn V_N ≦ V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn V_N < V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahr zeug nur mit Schwierigkeiten den Knoten N_N durchfahren kann, und es wird das Fahrgeschwindigkeits-Beeinflussungsmittel M10 betätigt, das ein Mittel zur automatischen Bremsung des Fahrzeugs oder ein Mittel zur automatischen Reduzierung der Motorleistung aufweist, um das Fahrzeug automatisch zu verzögern.

Der oben beschriebene Vorgang wird weiter anhand des Flußdiagramms von Fig. 15 beschrieben. Der jeweilige Inhalt der Schritte S1 bis S17 des Flußdiagramms gleicht jenem Inhalt der Schritte S1 bis S17 des in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Flußdiagramms.

In Schritt S21 des Flußdiagramms in Fig. 15 wird eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N unter der Annahme berechnet, daß das Fahrzeug von der Fahrzeugposition P ausgehend mit dem Bezugsverzögerungswert β verzögert worden ist, unter Verwendung von Gleichung (12), d. h.

V_N = (V²-2βS_N)^1/2

Eine vorübergehende vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N' für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N wird ebenfalls in Schritt S21 unter der Annahme berechnet, daß das Fahrzeug von der vorüberge henden Fahrzeugposition P' ausgehend mit dem Bezugsverzögerungswert β verzögert wurde, gemäß folgender Gleichung

V_N'=(V²-2βS_N')^1/2 (14)

wobei S_N' einen Abstand von der vorübergehenden Fahrzeugposition P' zum Knoten N_N darstellt. Weil hierbei S_N größer als S_N' ist, ist V_N' größer als V_N. Insbesondere weil die vorübergehende Fahrzeugposition P' näher an dem Knoten N_N liegt als die Fahrzeugposition P, wird die Verzögerung entsprechend hinausgeschoben, was eine erhöhte vorübergehende vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N' für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N zur Folge hat.

Im folgenden Schritt S22 wird die vorrübergehende vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N' mit der möglichen Durchfahrgeschwindig keit V_maxN verglichen. Wenn V_N' ≦ V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahr zeug den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn V_N' < V_maxN wird bestimmt, daß das Fahrzeug nur mit Schwierigkeiten den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug nur mit Schwierigkeiten N_N durchfahren kann, wird in Schritt S23 das Warnmittel M9 betätigt, um den Fahrer zum Verzögern des Fahrzeugs aufzufordern.

Wenn in Schritt S23 das Warnmittel M9 betätigt wird, wird in Schritt 24 die vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN verglichen. Wenn V_N ≦ V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn V_N < V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahrzeug nur mit Schwierigkeiten den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug nur mit Schwierigkeiten den Knoten N_N durchfahren kann, wird in Schritt S25 das Fahrgeschwindigkeits-Einstellmittel M10 betätigt, um das Fahrzeug automatisch zu verzögern, so daß das Fahrzeug den Knoten N_N durch fahren kann.

Somit wird zur Bestimmung der Zeit zur Aktivierung des Warnmittels M9 angenommen, daß sich das Fahrzeug an der vorübergehenden Fahrzeug- Position P' vor der Fahrzeugposition P um einen Abstand befindet, der einer vorbestimmten t₀ entspricht, wie in Fig. 14 gezeigt. Wenn daher die Zeit zur Betätigung des Warnmittels M9 und die Zeit zur Betätigung des Fahrgeschwindigkeits-Einstellmittels M10 durch jeweiligen Vergleich mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN bestimmt werden, liegt die Zeit zur Betätigung des Warnmittels M9 um die vorbestimmte Zeit t₀ vor der Zeit zur Betätigung des Fahrgeschwindigkeits- Einstellmittels M10. Somit ändert sich die Zeitverzögerung von der Betätigung des Warnmittels M9 zur Betätigung des Fahrgeschwindigkeits- Einstellmittels M10 nicht entsprechend der Änderung der Fahrgeschwin digkeit V, um hierdurch mangelnde Übereinstimmungen beim Systembe trieb zu vermeiden.

Eine zweite Modifikation der Erfindung wird nun anhand der Fig. 18 bis 20 beschrieben.

Das in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 8-147598 be schriebene System berechnet eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindig keit zur Bestimmung, ob das Fahrzeug durch eine Kurve fahren kann, auf Basis der Annahme, daß der Fahrer von der Fahrzeugposition ausgehend das Fahrzeug mit einem zuvor gesetzten konstanten Verzögerungswert verzögert hat. Das herkömmliche System berechnet dann die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit auf Basis der bestimmten Straßenform und vergleicht die berechnete mögliche Durchfahrgeschwindigkeit mit der vorhergesagten Durchfahrgeschwindigkeit zur Bestimmung, ob das Fahrzeug die Kurve durchfahren kann. Jedoch ist die Verzögerung des auf der Kurve fahrenden Fahrzeugs schwieriger im Vergleich zur Ver zögerung des Fahrzeugs auf einer geraden Straße. Im Ergebnis besteht die Neigung, daß die tatsächlich erzeugte Verzögerungsrate auf einer geraden Straße größer wird und kleiner in der Kurve. Wenn man daher annimmt, daß das Fahrzeug unabhängig von der Straßenform mit einer konstanten Verzögerungsrate verzögert, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, läßt sich eine geeignete und genaue vorhergesagte Durch fahrgeschwindigkeit nur schwer berechnen, und es besteht die Möglich keit, daß die Aktivierungszeit der Warnung und der automatischen Fahrzeugverzögerung verschoben ist, was eine mangelnde Überein stimmung beim Betrieb mit sich bringt.

Die zweite Modifikation stellt sicher, daß sowohl die Warnung als auch die automatische Verzögerung mit einer geeigneten Zeit erfolgen, um mangelnde Betriebsübereinstimmungen und Verwirrung des Fahrers zu vermeiden. Die zweite Modifikation wird nachfolgend beschrieben.

Die zweite Modifikation enthält ein Bezugsverzögerungssetzmittel M13, das zwischen dem Kurvenabschnittsbestimmungsmittel M3 und dem vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungsmittel M7 ange schlossen ist, wie in Fig. 18 gezeigt.

Das Bezugsverzögerungssetzmittel M13 setzt Bezugsverzögerungsraten oder Werte β₁ und β₂ zur Berechnung einer vorhergesagten Durchfahr geschwindigkeit V_N durch das vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit- Berechnungsmittel M7. Die Bezugsverzögerungswerte β₁ und β₂ sind Verzögerungsraten, deren Erzeugung angenommen wird, wenn der Fahrer an der Fahrzeugposition P eine freiwillige Bremsung einleitet, damit das Fahrzeug die vorausliegende Kurve sicher durchfahren kann. Auf einem geraden Straßenabschnitt, dessen Form in dem Kurvenabschnittbestim mungsmittel M3 bestimmt wurde, wird die Verzögerung auf einen Wert β₁ gesetzt, und in einem Kurvenabschnitt wird die Verzögerung auf einen Wert β₂ gesetzt, der kleiner ist als β₁. Zur Bremsung auf einem ge krümmten Straßenabschnitt wird eine geringere Verzögerung verwendet, weil die Bremsung zunehmend schwierig wird, wenn das Fahrzeug auf einem Kurvenabschnitt fährt, als bei Fahrt auf einem geraden Straßen abschnitt.

Der Betrieb des Bezugsverzögerungssetzmittels M13 wird weiter anhand des Flußdiagramms in Fig. 19 beschrieben. Der jeweilige Inhalt der Schritte S1 bis S17 in diesem Flußdiagramm gleicht dem Inhalt der Schritte S1 bis S17 im Flußdiagramm der Fig. 4 bis 6.

In Schritt S17 im Flußdiagramm von Fig. 19 wird eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N gemäß V_N=(V²-2βS_N)^1/2 berechnet, und dann bestimmt das Straßenformbestimmungsmittel M11 in Schritt S26, ob ein vor der Fahrzeugposition liegender Straßenabschnitt ein gerader Straßenabschnitt oder ein Kurvenabschnitt ist. Nach dieser Bestimmung setzt das Bezugsverzögerungssetzmittel M13 den Bezugsverzögerungs wert β₁ in Schritt S27 für den geraden Straßenabschnitt, und setzt in Schritt S28 den Bezugsverzögerungswert β₂ für den Kurvenabschnitt. In Schritt S29 wird eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten N_N auf Basis des gesetzten Bezugsverzögerungswerts β₁ oder β₂ berechnet.

Etwa auf einer Straße, die einen geraden Straßenabschnitt und einen mit dem geraden Straßenabschnitt verbundenen gekrümmten Straßenab schnitt aufweist, wie in Fig. 20 gezeigt, wird der größere Bezugsver zögerungswert β₁ dem geraden Straßenabschnitt zugeordnet, und der kleinere Bezugsverzögerungswert β₂ wird dem gekrümmten Straßen abschnitt zugeordnet. Wenn das Fahrzeug mit Geschwindigkeit V an der Fahrzeugposition P mit dem Bezugsverzögerungswert β₁ auf dem geraden Straßenabschnitt verzögert, wird eine Geschwindigkeit V₁ des Fahrzeugs am Schlußende des geraden Straßenabschnittes gemäß folgender Glei chung berechnet:

V₁=(V²-2β₁S₁)^1/2 (15)

wobei S₁ einen Abstand von der Fahrzeugposition P zum Schlußende des geraden Straßenabschnittes darstellt.

Wenn ferner das Fahrzeug auf dem Kurvenabschnitt mit dem Bezugsver zögerungswert β₂ verzögert, wird eine Geschwindigkeit V₂ des Fahrzeugs am Schlußende des Kurvenabschnitts gemäß folgender Gleichung berech net:

V₂={V₁ ²-2β₂(S₂-S₁)}^1/2 (16)

wobei S2 einen Abstand von der Fahrzeugposition P zu dem Schlußende des Kurvenabschnitts darstellt.

Wenn daher der größere Bezugsverzögerungswert β₁ für den geraden Straßenabschnitt auf dem gekrümmten Straßenabschnitt gemäß Fig. 20 verwendet wird, wie bei den herkömmlichen Systemen, überschreitet die vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N die mögliche Durchfahr geschwindigkeit V_maxN am Punkt a, und die Warnung oder/und die auto matische Verzögerung des Fahrzeugs kann aktiviert werden, obwohl dies überflüssig ist. Wenn umgekehrt der kleinere Bezugsverzögerungswert β₂ für den Kurvenabschnitt verwendet wird, kann die vorhergesagte Durch fahrgeschwindigkeit V_N (in Fig. 20 mit gepunkteter Linie dargestellt) die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN nicht überschreiten, wodurch verhindert wird, daß die Warnung oder/und die automatische Verzöge rung unnötigerweise durchgeführt wird.

Auf diese Weise läßt sich eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit V_N an jedem Knoten N_N unter Verwendung der entsprechenden Bezugs verzögerungswerte β₁ und β₂ geeignet berechnen, auch wenn eine Straße mit einem geraden Abschnitt und einem gekrümmten Abschnitt mitein ander kombiniert sind.

Im folgenden Schritt S30 wird die vorhergesagte Durchfahrgeschwindig keit V_N mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit V_maxN verglichen. Wenn V_N ≦ V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N durchfahren kann. Wenn V_N < V_maxN, wird bestimmt, daß das Fahrzeug den Knoten N_N nur mit Schwierigkeiten durchfahren kann. Wenn das Fahrzeug den Knoten N_N nur mit Schwierigkeiten durchfahren kann, wird das Warnmittel M9 betätigt, um den Fahrer zum Verzögern des Fahr zeugs aufzufordern, während gleichzeitig in Schritt S31 das Fahrge schwindigkeits-Beeinflussungsmittel M10 betätigt wird, um das Fahrzeug automatisch zu verzögern. Hierdurch kommt es durch freiwillige Brem sung des Fahrers und automatische Verzögerung zur Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit, so daß das Fahrzeug die Kurve sicher durchfahren kann.

Ein System zur Bestimmung der Durchfahrmöglichkeit eines Fahrzeugs durch einen Abschnitt einer vorausliegenden Straße wird auf Basis von Koordinaten einer Mehrzahl von Knoten N_N (N₁, N₂, N₃, N₄ . . .) gesteuert, die den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt darstellen. Das System berechnet einen Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag θ_N/L_N für jeden der Knoten N_N. Dann bestimmt das System auf Basis dieses Durch fahrzustand-Bestimmungsbetrags θ_N/L_N, ob das Fahrzeug den Straßen abschnitt problemlos und sicher durchfahren kann. Der Durchfahrzu stand-Bestimmungsbetrag θ_N/L_N dient als ein Indikator, der einen Schwie rigkeitsgrad für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch die Knoten N_N darstellt, und erhalten wird beispielsweise durch Teilen eines Winkels θ_N, der durch benachbarte Knoten N_N verbindende Liniensegmente gebildet ist, durch einen Abstand I_N zwischen den benachbarten Knoten N_N. Auch wenn nur einer oder zwei Knoten N_N auf einer Kurve liegen, läßt sich unter Verwendung des Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrags θ_N/L_N genau bestimmen, ob das Fahrzeug die Kurve durchfahren kann.

Claims

1. System zur Bestimmung der Durchfahrmöglichkeit eines Fahr zeugs, umfassend:
ein Karteninformationsausgabemittel (M1) zur Ausgabe von Karteninformation als Ansammlung mehrerer einen Straßenab schnitt bildender Knoten (N);
ein Fahrzeugposition-Erfassungsmittel (M2) zur Erfassung einer Position (P) des Fahrzeugs auf einer Karte;
ein Kurvenabschnittsbestimmungsmittel (M3) zur Bestim mung, ob ein vor der Fahrzeugposition (P) liegender Knoten (N) auf einem Kurvenabschnitt liegt;
ein Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag-Berechnungsmittel (M4) zum Berechnen eines Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrags (θ_N/L_N) eines auf dem Kurvenabschnitt liegenden Knotens (N) als einen Wert, der sich aus der Teilung eines Seitenwinkel-Ände rungsbetrags (θ_N) des Fahrzeugs durch eine Fahrstrecke (L_N) des Fahrzeugs ergibt; und
ein Durchfahrmöglichkeit-Bestimmungsmittel (M8) zur Bestimmung, ob das Fahrzeug den auf dem Kurvenabschnitt liegenden Knoten (N) durchfahren kann, auf Basis des Durchfahr zustand-Bestimmungsbetrags (θ_N/L_N).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenwinkel-Änderungsbetrag (θ_N) des Fahrzeugs als ein durch benachbarte Knoten (N₁, N₂, . . .) verbindende Liniensegmente (I₁, I₂) gebildeter Winkel berechnet wird, und daß die Fahrstrecke (L_N) des Fahrzeugs auf Basis eines Wegs (I₁, I₂) zwischen benach barten Knoten (N₁, N₂) berechnet wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnet durch ein mögliche Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungsmittel (M6) zum Berechnen einer möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN), mit der das Fahrzeug den auf dem Kurvenabschnitt liegenden Knoten (N) durchfahren kann, auf Basis des Durchfahrzustands- Bestimmungsbetrags (θ_N/L_N), wobei das mögliche Durchfahrge schwindigkeits-Berechnungsmittel (M6) dazu ausgelegt ist, die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN) auf Basis einer vor bestimmten Grenzquerbeschleunigung (G), die für die Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Knoten (N) zulässig ist, und dem Durch fahrzustand-Bestimmungsbetrag (θ_N/L_N) gemäß folgender Gleichung zu berechnen:
mögliche Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN)=(vorbestimmte Grenzquerbeschleunigung (G)/Durchfahrzustand-Bestimmungs betrag (θ_N/L_N))^1/2.

4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner gekennzeichnet durch ein mögliche Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungsmittel (M6) zum Berechnen einer möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN), mit der das Fahrzeug den auf dem Kurvenabschnitt liegenden Knoten (N) durchfahren kann, auf Basis des Durchfahrzustand- Bestimmungsbetrags (θ_N/L_N), wobei das mögliche Durchfahrge schwindigkeits-Berechnungsmittel (M6) dazu ausgelegt ist, die mögliche Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN) auf Basis einer vor bestimmten Grenzgierrate (YR), die für die Durchfahrt des Fahr zeugs durch den Knoten (N) zulässig ist, und dem Durchfahrzu stand-Bestimmungsbetrag (θ_N/L_N) gemäß folgender Gleichung zu berechnen:
mögliche Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN)=vorbestimmte Grenzgierrate (YR)/Durchfahrzustand-Bestimmungsbetrag (θ_N/L_N).

5. System zur Bestimmung der Durchfahrmöglichkeit eines Fahr zeugs, umfassend:
ein Karteninformationsausgabemittel (M1) zur Ausgabe von Kartendaten als Ansammlung mehrerer, einen Straßenabschnitt bildender Knoten (N);
ein Fahrzeugpositionerfassungsmittel (M2) zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs auf einer Karte;
ein Kurvenabschnitt-Bestimmungsmittel (M3) zur Bestim mung, ob ein Knoten vor dem Fahrzeug auf einem Kurvenabschnitt der Straße liegt;
ein mögliche Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungsmittel (M5) zum Berechnen einer möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN), mit der das Fahrzeug den vor dem Fahrzeug liegenden Knoten (N) durchfahren kann;
eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit-Berechnungs mittel (M7) zum Berechnen einer Geschwindigkeit (V) des Fahr zeugs;
ein Durchfahrmöglichkeits-Bestimmungsmittel (M8) zur Bestimmung, ob das Fahrzeug den vor dem Fahrzeug liegenden Knoten (N) durchfahren kann;
ein Mittel (M9) zum Warnen eines Fahrers des Fahrzeugs, das Fahrzeug zu verzögern, auf Basis der Bestimmung durch das Durchfahrmöglichkeits-Bestimmungsmittels (M8);
ein Mittel (M10) zum automatischen Verzögern des Fahr zeugs nach Aktivierung des Warnmittels (M9) auf Basis der Be stimmung durch das Durchfahrmöglichkeits-Bestimmungsmittel (M8);
wobei das vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeits-Be rechnungsmittel (M7) ein Bezugsverzögerungsmittel enthält, um zur Berechnung der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN) einen in einer Mehrzahl von Verzögerungswerten (β) zu bestim men.

6. System nach Anspruch 5, ferner gekennzeichnet durch ein Mittel zum Einrichten einer vor übergehenden Fahrzeugposition (P') vor dem Fahrzeug auf der Karte, wobei das vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeits-Be rechnungsmittel (M7) auf Basis der durch das Einrichtungsmittel eingerichteten vorübergehenden Fahrzeugposition (P') eine vorher gesagte vorübergehende Geschwindigkeit (V_N') für das Fahrzeug berechnet.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchfahrmöglichkeit-Bestimmungsmittel (M8) die vorher gesagte vorübergehende Geschwindigkeit (V_N') mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN) vergleicht.

8. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Warnmittel (M9) auf Basis des Vergleichs der vorherge sagten vorübergehenden Geschwindigkeit (V_N') mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN) aktiviert wird.

9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische Verzögerungsmittel (M10) auf Basis des Vergleichs der vorhergesagten vorübergehenden Geschwindigkeit (V_N') mit der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN) aktiviert wird.

10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 91 dadurch gekennzeichnet,
daß das vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeits-Berechnungs mittel (M7) eine vorhergesagte Geschwindigkeit (V_N) des Fahr zeugs auf Basis von Daten aus dem Karteninformationsausgabe mittel (M1) und dem Fahrzeugpositionsbestimmungsmittel (M2) berechnet; und
daß das automatische Verzögerungsmittel (M10) auf Basis eines Vergleichs der möglichen Durchfahrgeschwindigkeit (V_maxN) mit der vorhergesagten Geschwindigkeit (V_N) des Fahrzeugs akti viert wird.