DE19906614A1 - Fahrzeugsteuerung - Google Patents
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Abstract
Fahrzeugsteuerungssystem mit einem Straßendatenspeicher (12), einem Ist-Positionssensor (13), der eine Ist-Position eines Fahrzeugs erfaßt, und einer Kamera (60), die ein Bild eines bezüglich der Ist-Position vorausliegenden Straßenabschnitts aufnimmt. Im Bild ist mindestens eine Markierungslinie (71, 72), z. B. eine Trenn- oder Teilungslinie auf der Straße, dargestellt. Das Bild ändert sich, wenn das Fahrzeug sich entlang der Straße vorwärtsbewegt, wobei eine Zunahme der Breite der Markierungslinie oder eine Zunahme des Abstands zwischen zwei Markierungslinien erfaßt werden kann. Durch eine solche Erfassung wird die Fahrzeugposition bezüglich der Markierungslinie bestimmt, und das Empfangsergebnis wird beispielsweise in der Steuerungsoperation eines Automatikgetriebes verwendet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Fahr
zeugsteuerung. Erfindungsgemäß werden insbesondere Markie
rungslinien auf einer Straße, z. B. Fahrbahnteilungslinien,
erfaßt und analysiert, um Informationen zu sammeln, aus de
nen eine aktuelle Fahrzeugposition (Fahrzeug-Ist-Position)
bestimmt wird, die mit in einer Fahrzeugsteuerung zu be
trachtenden Parametern verknüpft wird.
In jüngster Zeit wird ein Navigationssystem in einem
Fahrzeug angeordnet, das den Fahrer veranlaßt, entlang einer
vorgegebenen Fahrtroute zu fahren.
In der JP-A-6-58141 wird eine Fahrzeugsteuerung be
schrieben, die das Getriebe oder andere Vorrichtungen des
Fahrzeugs in Abhängigkeit von im Navigationssystem gespei
cherten Straßendaten steuert. Bei der herkömmlichen Fahr
zeugsteuerung werden Straßendaten von der Umgebung der
Ist-Position aus einem Speicher des Navigationssystems ausgele
sen. Wenn das Fahrzeug in einen Übergangs- oder Verzwei
gungsbereich eintritt, in dem eine Nebenstraße von der
Hauptstraße abzweigt, ist die herkömmliche Steuerung jedoch
nicht in der Lage festzustellen, ob das Fahrzeug sich wei
terhin auf der Hauptstraße vorwärtsbewegt oder sich zur ab
zweigenden oder Nebenstraße hin bewegt. Eine solche Situati
on könnte beispielsweise auftreten, wenn das Fahrzeug in ei
ne Auffahrt zu einer Schnellverkehrsstraße einfährt oder in
eine an einer Kreuzung von der Hauptstraße abzweigende Aus
fahrtstraße. Herkömmlich konnte ein solcher Fahrspurwechsel
nicht bestätigt werden, bis das Fahrzeug sich von der Haupt
straße weit genug entfernt hat, wobei die Position durch ein
GPS-System (Global Positioning System) oder einen anderen
Ist-Positionssensor erfaßt wird. Der Modus oder die Art der
Fahrzeugsteuerung, z. B. eine Automatikgetriebesteuerung,
sollte vorzugsweise verschieden sein, wenn das Fahrzeug sich
auf einer Hauptstraße vorwärtsbewegt und wenn es in eine Ne
benstraße abzweigt. Eine Verzögerung in der Erfassung eines
Fahrspurwechsels führt dazu, daß unmittelbar nach dem Abbie
gen des Fahrzeugs eine ungeeignete oder fehlerhafte Fahr
zeugsteuerung ausgeführt wird.
Herkömmlich wird eine Fahrtroute von einer Ist-Position
zu einer Ziel-Position nur dann festgelegt, wenn der Fahrer
die Zielposition eingibt. Es muß immer dann eine Eingabe er
folgen, wenn die Zielposition verändert wird. Dies ist
manchmal mühsam, und es ist wünschenswert, eine Fahrtroute
auch dann festzulegen, wenn der Fahrer keine Zielposition
eingibt.
Wenn das Fahrzeug auf einer mehrspurigen Straße fährt,
war es unmöglich, fest zustellen, auf welcher Fahrspur sich
das Fahrzeug befindet. Wenn beispielsweise festgestellt wer
den kann, daß das Fahrzeug sich von den mehreren Spuren ei
ner Schnellverkehrsstraße in einem vorgegebenen Abstand vor
einem Übergangs- oder Verzweigungsbereich auf einer Überhol
spur befindet, kann abgeleitet werden, daß das Fahrzeug
wahrscheinlich geradeaus fahren wird. Wie gemäß diesem Bei
spiel ersichtlich wurde, wird das Ergebnis der Bestimmung
der Fahrtrichtung in einem Übergangsbereich durch Berück
sichtigen der Fahrspurposition zuverlässiger.
Daher ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfin
dung, ein neuartiges Fahrzeugsteuerungssystem bereitzustel
len, in dem eine Fahrspur bestimmt wird, auf der das Fahr
zeug gerade fährt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der
Patentansprüche gelöst.
Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden anhand der nachstehenden Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerungssystems;
Fig. 2 und 3 erläuternde Diagramme zum Darstellen eines Bei
spiels einer durch eine Serie von Knotenpunkten dargestellten Straße;
Fig. 4 ein Zuordnungsdiagramm zum Bestimmen empfohlener
Fahrzeuggeschwindigkeiten an den jeweiligen Knoten;
Fig. 5 ein Zuordnungsdiagramm zum Bestimmen von Verzögerungs
bedarfswerten an den jeweiligen Knoten;
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Fahrspurerkennungsvorrichtung;
ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Steueroperation des ersten
Ausführungsbeispiels;
Fig. 4 ein Diagramm zum Darstellen des Verhältnisses zwischen
Fahrzeugposition und gesteuerter Schaltgeschwindigkeit;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Steueroperation des
ersten Ausfangsbeispiels;
Fig. 6 ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels einer
Straßenkreuzung;
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Randextrations
verfahrens;
Fig. 9 ein Beispiel eines Vorwärtsbereich-Straßenbildes, in dem
auch Suchbereiche dargestellt sind;
Fig. 10 ein Beispiel eines der Suchbereiche im Bild von Fig. 9;
Fig. 11A-11C ein Beispiel einer Abzweigungsbestim
mung;
Fig. 12A-12C ein anderes Beispiel einer Abzweigungs
bestimmung;
Fig. 13 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Er
fassen einer Abzweigung durch Erfassen der Zunahme der Lini
enbreite;
Fig. 14 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Er
fassen einer Abzweigung durch Erfassen der Zunahme der Fahr
spurbreite;
Fig. 15 ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung zum Er
fassen einer Abzweigung, die in Antwort auf ein erstes und
ein zweites Bestimmungs- oder Entscheidungsergebnis ausge
führt werden soll;
Fig. 16 und 17 Ablaufdiagramme zum Darstellen einer
Suchbereichrücksetzverarbeitung;
Fig. 18 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer anderen
Ausführungsform einer Verarbeitung zum Erfassen von Linien;
Fig. 19 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Zuver
lässigkeitsbestimmungsverfahrens, das in Antwort auf die ge
mäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 18 erhaltenen Ergebnisse der
Linienerfassung ausgeführt werden soll;
Fig. 20 ein Beispiel einer Steuertabelle zum Beschrei
ben der Inhalte einer Fahrzeugsteuerung, die in Abhängigkeit
vom Verzögerungsbedarfswert ausgeführt werden soll;
Fig. 21 ein Beispiel eines Übergangs- oder Verzwei
gungsbereichs einer Schnellverkehrsstraße;
Fig. 22 ein Beispiel eines Vorwärtsbereich-Straßen
bildes, in dem auch Suchbereiche dargestellt sind;
Fig. 23 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Haupt
programms einer noch anderen Ausführungsform eines Steue
rungsverfahrens;
Fig. 24 ein Ablaufdiagramm eines im Hauptprogramm von
Fig. 23 vorgesehenen Unterprogramms einer Fahrspurerken
nungsprozedur;
Fig. 25 ein Ablaufdiagramm eines im Hauptprogramm von
Fig. 23 vorgesehenen Unterprogramms zum Bestimmen der Fahrt
position;
Fig. 26 ein Ablaufdiagramm eines im Hauptprogramm von
Fig. 23 vorgesehenen Unterprogramms zum Erfassen einer Ab
zweigung;
Fig. 27 ein Ablaufdiagramm einer Automatikgetriebe
steuerung;
Fig. 28 ein Ablaufdiagramm eines im Hauptprogramm von
Fig. 27 vorgesehenen Unterprogramms zum Bestimmen eines Ver
zögerungsbedarfswertes;
Fig. 29 ein Beispiel einer dreispurigen Schnellver
kehrsstraße mit einer Abzweigung zu einer Ausfahrt; und
Fig. 30 ein Beispiel eines durch Verzweigungsbereichda
ten dargestellten Übergangs- oder Verzweigungsbereichs.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug
auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerungs
vorrichtung. Diese Ausführungsform einer Fahrzeugsteuerungs
vorrichtung 1 weist einen Speicher 12 zum Speichern von
Straßendaten, einen Ist-Positionserfassungsabschnitt 13, ei
ne Fahrspurerkennungsvorrichtung 60, eine Vorwärtsbereich-Über
wachungsvorrichtung 67, einen Fahrzeugzustanderfassungs
abschnitt 30 und Steuerungsvorrichtungen 51-59 auf. Außer
dem ist ein Navigationssystem 10 vorgesehen. Der Speicher 12
und der Ist-Positionserfassungsabschnitt 13 sind im Naviga
tionssystem 10 angeordnet. Das Navigationssystem 10 weist
außerdem eine Navigationsverarbeitungseinheit 11, eine Über
tragungs- oder Kommunikationseinheit 15, eine Eingabeeinheit
16, eine Sichtanzeige 17, eine Spracheingabeeinheit 18 und
eine Sprachausgabeeinheit 19 auf.
Die Navigationsverarbeitungseinheit 11 weist eine Zen
traleinheit (CPU) 111 auf, die in Antwort auf die eingegebe
nen Informationen arbeitet, um verschiedene Datenverarbei
tungsoperationen auszuführen und die Ergebnisse der Operati
on auszugeben. Mit der Zentraleinheit 111 sind ein
ROM-Speicher 112 und ein RAM-Speicher 113 über Datenbusleitungen
verbunden. Der ROM-Speicher 112 ist ein Festwertspeicher zum
Speichern von z. B. Programmen zum Suchen einer Fahrtroute
bis zur Zielposition, zum Ausführen einer Fahrtführung ent
lang der Fahrtroute und zum Erfassen bestimmter Abschnitte
der Fahrtroute. Der RAM-Speicher 113 ist ein Direktzugriffs
speicher, der als Arbeitsspeicher verwendet werden soll,
wenn die Zentraleinheit 111 eine Datenverarbeitungsoperation
ausführt.
Der Speicher 12 speichert Kartendatendateien, Netzwerk
datendateien und Zieldatendateien. Die Kartendatendateien
enthalten topographische Kartendaten für große Gebiete und
Großstadt- oder Stadtkartendaten. Die Netzwerkdatendateien
enthalten Straßendaten und Kreuzungsdaten zur Verwendung zur
Anpassung an Karten und zur Routenfindung. Die Zieldaten
dateien enthalten Daten bezüglich der Namen, Positionen,
Adressen, Bilder usw. verschiedener Einrichtungen, Anlagen,
Firmen, Produktionsanlagen oder Fabriken, Bauwerke und Ge
bäude.
Die Straßendaten stellen Daten dar, die die Natur bzw.
Eigenschaften und Merkmale einer beliebigen Straße zwischen
zwei Kreuzungen betreffen, und enthalten die Identifikati
onsnummer entsprechender Kreuzungen, die Anzahl von Knoten,
die Absolutposition (die durch die Breiten- und Längenposi
tion bestimmten absoluten Koordinaten) von Knoten, die Länge
von Segmenten zwischen zwei Knoten, die Winkel zwischen zwei
benachbarten Segmenten, die Straßenbreite, den Straßennamen
usw. Die jeweiligen Knotendaten enthalten Informationen über
das Vorhandensein von Schienenkreuzungen, den Krümmungsradi
us, die Steigung bzw. den Gradienten usw. Die jeweiligen
Segmentdaten enthalten Informationen über die Anzahl von
Fahrspuren, das Vorhandensein eines Tunnels usw. Die Kreu
zungsdaten enthalten die Identifizierungsnummer der Kreu
zung, die Identifizierungsnummer von Straßen an der Straßen
kreuzung, Fotos usw. Der Speicher 12 kann andere Datendatei
en speichern, die mit der Position von Tankstellen, der Füh
rung zu Sehenswürdigkeiten usw. in Beziehung stehen. Diese
Datendateien werden selektiv ausgelesen, um notwendige In
formationen über die Sichtanzeige 17 und/oder die Sprachaus
gabeeinheit 19 auszugeben.
Die Straßendaten und die Kreuzungsdaten werden norma
lerweise zur Routenfindung im Navigationssystem verwendet.
Diese Daten kooperieren miteinander, um die zur Routenfin
dung erforderlichen Straßeninformationen zu bestimmen, z. B.
Informationen über die Straßenbreite und -steigung, den
Straßenoberflächenzustand, den Krümmungsradius an einer Kur
ve, eine Kreuzung, eine T-förmige Kreuzung, die Anzahl von
Fahrspuren, die Position, an der die Anzahl von Fahrspuren
zu- oder abnimmt, die Position des Eintritts in eine Kurve,
eine Schienenkreuzung, die Abfahrt einer Schnellstraße, eine
Mautstelle, eine Position, an der die Straßenbreite abnimmt,
eine bergab führende Straße, eine bergauf führende Straße,
eine Auffahrt- oder Abzweigungsstraße zu einer Schnellver
kehrsstraße usw.
Als Datendateien können beliebige Speichervorrichtungen
verwendet werden, z. B. DVD-Speicher, MO-Speicher, CD-ROM-Speicher,
optische Platten, Magnetbänder, IC-Karten und op
tische Karten. Obwohl CD-ROM-Speicher oder andere Speicher
vorrichtungen mit einer großen Speicherkapazität bevorzugt
als Datendatei verwendet werden, können für andere Daten
dateien, für die eine geringere Speicherkapazität erforder
lich ist, IC-Karten verwendet werden. Bei einer anderen Aus
führungsform können über eine Kommunikationseinheit 15 von
einem (nicht dargestellten) Informationszentrum Daten emp
fangen werden, die mit Verkehrsstau- oder -stockungsinfor
mationen und der Fahrtroute zur Zielposition in Beziehung
stehen. Die Kartendatendateien und die Netzwerkdatendateien
können ebenfalls durch Datenübertragung oder Kommunikation
abgerufen werden. Die Netzwerkdatendateien können durch Kom
munikation oder selbsttätig aktualisiert werden, wenn eine
Straße erkannt wird, deren Daten nicht in den aktuellen Da
tendateien gespeichert sind.
Die Straßenform ist durch Knoten und Segmente bestimmt,
die als Straßendaten im Speicher 12 gespeichert sind. Fig. 2
zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels von im
Speicher 12 gespeicherten Straßendaten, wobei eine durchge
zogene Linie R der Straße folgt. Der Straßenverlauf wird
durch Knoten (N1, N2, . . .) und zwischen benachbarten Knoten
verbundene Segmente dargestellt. Jeder Knoten ist mindestens
durch seine Koordinaten definiert (die bei dieser Ausfüh
rungsform die durch Breiten- und Längenposition vorgegebenen
absoluten Koordinaten sind).
Bei dieser Ausführungsform ist die Straßenform bzw. der
Straßenverlauf außer durch Knoten und Segmente auch durch
die Höhe definiert, wodurch eine dreidimensionale Definition
erhalten wird. Höhendaten sind Positionen zugeordnet, die in
Seiten- oder Quer- und Längsrichtung in Abständen von 250 m
angeordnet sind. Beispielsweise befindet sich eine Position
(10-10) in einer Höhe von 20 m und eine andere Position (10-11)
in einer Höhe von 22 m, wie in Fig. 2 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform sind die mittlere Krümmung,
die Straßensteigung, die Höhenänderung, der Krümmungsradius
usw. durch Beziehungen zwischen den Knotenpositionen und den
Höhendaten in der Umgebung der jeweiligen Knoten bestimmt.
Obwohl die Höhendaten beabstandeten Positionen zugeordnet
sind, wie vorstehend beschrieben, um das Datenvolumen zu mi
nimieren, könnten auch den entsprechenden Knoten Höhendaten
zugeordnet werden. Außerdem könnten jedem Straßenabschnitt
oder -segment Steigungsdaten zugeordnet sein, die in Kombi
nation mit anderen Daten verwendet werden, um die Höhe eines
bestimmten Knotenpunktes zu bestimmen.
Der Ist-Positionssensor 13 weist einen GPS-Empfänger
131, einen Erdmagnetfeldsensor 132, einen Abstandsensor 133,
einen Lenksensor 134, einen Bakensensor 135 und einen gyro
magnetischen Sensor 136 auf. Der GPS-Empfänger 131 empfängt
Funkwellen von Erdsatelliten, um die Fahrzeugposition zu be
stimmen. Der Erdmagnetfeldsensor 132 erfaßt das Erdmagnet
feld, um die Richtung zu bestimmen, in die das Fahrzeug sich
vorwärtsbewegt. Der Abstandsensor 133 kann ein Meßgerät ei
nes Typs sein, gemäß dem die Anzahl von Radumdrehungen er
faßt und anschließend eine Rechenoperation ausgeführt wird,
oder eines Typs, gemäß dem die Beschleunigung erfaßt und
dann eine zweifache Integration ausgeführt wird. Der Lenk
sensor 134 ist typischerweise ein optischer Drehbewegungs
sensor oder ein auf einem Drehelement eines Lenkungsmecha
nismus angeordneter Drehwiderstand, kann jedoch auch ein am
Rad angeordneter Lenkwinkelsensor sein. Der Bakensensor 135
empfängt Positionsinformationen von auf Straßen angeordneten
Baken. Der gyromagnetische Sensor 136 kann ein Gasraten- oder
ein auf Vibration basierender gyromagnetischer Sensor
sein, der eine Drehwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs er
faßt und anschließend integriert, um die Fahrzeugfahrtrich
tung zu bestimmen. Eine bei Kurvendurchfahrt auf das Fahr
zeug wirkende Quer- oder Lateralbeschleunigung kann unter
Verwendung des gyromagnetischen Sensors 136 erfaßt werden.
Der GPS-Empfänger 131 und der Bakensensor 135 können
lediglich zum Messen der Fahrzeugposition dienen. Außerdem
kann die Absolutposition des Fahrzeugs durch Kombinieren ei
nes durch den Abstandsensor 133 erfaßten Abstands und einer
durch den Erdmagnetfeldsensor 132 und/oder den gyromagneti
schen Sensor 136 erfaßten Richtung oder durch Kombinieren
eines durch den Abstandsensor 133 erfaßten Abstands und ei
nes durch den Lenksensor 134 erfaßten Lenkwinkels bestimmt
werden.
Die Kommunikationseinheit 15 überträgt Daten an und
empfängt Daten von FM-Übertragungseinheiten und Telefon
schaltungen. Beispielsweise empfängt sie Daten bezüglich
Straßeninformationen, z. B. über Verkehrsstockungen oder
-staus und Verkehrsunfallinformationen, die von einem Ver
kehrsinformationszentrum übertragen werden.
Die Eingabeeinheit 16 wird zum Eingeben beliebiger Da
ten verwendet, z. B. zum Korrigieren der Ist-Position bei
Fahrtbeginn und zum Eingeben der Zielposition. Ein Beispiel
einer Eingabeeinheit 16 ist ein auf einer Sichtanzeige 17
angeordnetes Sensorfeld zum Eingeben beliebiger Informatio
nen durch Berühren darauf dargestellter Tasten oder eines
Menüs. Ein anderes Beispiel einer Eingabeeinheit 16 ist eine
Tastatur, eine Maus, ein Strichcode-Leser, ein Schreibstift
oder eine fernsteuerbare Eingabevorrichtung.
Die Sichtanzeige 17 wird zum Darstellen von z. B. einer
Funktions- oder Bedienungsführung, einem Funktions- oder Be
dienungsmenü, Funktionstasten, einer auf Anforderung durch
einen Benutzer bestimmten empfohlenen Fahrtroute zum Ziel
und einer Führungskarte entlang der Fahrtroute verwendet.
Als Sichtanzeige 17 kann eine Elektronen- oder Kathoden
strahlröhren-Sichtanzeige, eine Flüssigkristall-Sichtanzei
ge, eine Plasma-Sichtanzeige und eine Hologrammvorrichtung
verwendet werden, die ein Hologramm auf die Frontscheibe
projiziert.
Die Spracheingabevorrichtung 18 weist z. B. ein Mikrofon
auf, über das notwendige Informationen durch Sprache einge
geben werden können. Die Sprachausgabeeinheit 19 weist eine
Sprachsynthetisierungseinrichtung und einen Lautsprecher
auf, wodurch synthetisierte Sprachführungsinformationen aus
gegeben werden. Außer den synthetisierten Sprachführungsin
formationen können über den Lautsprecher auch auf Band auf
gezeichnete Sprachführungsinformationen ausgegeben werden.
Die Sprachführungsinformationen können eine Kombination aus
synthetisierter und aufgezeichneter Sprache sein.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Anordnung dient das
Navigationssystem dazu, Straßeninformationen in der Umgebung
der Fahrzeug-Ist-Position an den Fahrer auszugeben und den
Fahrer dadurch anzuweisen, entlang einer vorgegebenen Route
zum Ziel zu fahren. D.h., wenn das Ziel über die Eingabevor
richtung 16 eingegeben wird, findet die Navigationsverarbei
tungseinheit 11 selektiv eine empfohlene Fahrtroute zum Ziel
basierend auf der durch den Ist-Positionssensor 13 erfaßten
Fahrzeug-Ist-Position und den vom Speicher 12 ausgelesenen
Straßeninformationen. Die Fahrtroute wird zur Sichtanzeige
17 ausgegeben. Die auf der Sichtanzeige 17 dargestellte
Fahrtroute kooperiert mit den über die Sprachausgabeeinheit
19 ausgegebenen Sprachinformationen, um den Fahrer zum Ziel
zu führen. Wenn das Ziel nicht eingegeben wurde, gibt die
Navigationsverarbeitungseinheit 11 nur die Straßeninfor
mationen in der Umgebung der Fahrzeug-Ist-Position an die
Sichtanzeige 17 aus. In der vorliegenden Erfindung kann das
System jedoch so modifiziert sein, daß keine Funktion zum
Führen des Fahrers entlang der festgelegten Fahrtroute zum
Ziel vorgesehen ist, wobei in diesem Fall die Sichtanzeige
17 und die Sprachausgabeeinheit 19 weggelassen werden kön
nen.
Im vorstehend beschriebenen Navigationssystem 10 weist
der Ist-Positionssensor 13 die Ist-Positionserfassungsein
richtung auf, und der Speicher 12 und die Navigationsverar
beitungseinheit 11 kooperieren miteinander und bilden die
Einrichtung zum Bereitstellen von Straßeninformationen. Ein
bestimmter Punkt in Fahrtrichtung vor der Fahr
zeug-Ist-Position wird durch die Navigationsverarbeitungseinheit 11
basierend auf der Ist-Position und der Fahrtrichtung des
Fahrzeugs, die beide durch den Ist-Positionssensor 13 erfaßt
werden, und die durch die Einrichtung zum Bereitstellen von
Straßeninformationen erhaltenen Straßeninformationen be
stimmt. Die Abstandberechnungseinrichtung, die durch den
Ist-Positionssensor 13, den Speicher 12 und die Navigations
verarbeitungseinrichtung 11 gebildet wird, berechnet den Ab
stand L1-Ln zwischen der Ist-Position und den jeweiligen
Knoten N1-Nn.
Der Speicher 12 und die Navigationsverarbeitungseinheit
11 kooperieren miteinander und bilden die Knotenradiusbe
rechnungseinrichtung zum Berechnen des Knotenradius r1-rn
an den jeweiligen Knotenpunkten N1-Nn. Wie vorstehend un
ter Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde, ist die Form oder
Krümmung einer bestimmten Straße in einer digitalen Karte
oder Tabelle durch einen Satz von Knoten definiert, die
Punkte auf der Straße definieren, und einen Satz von Segmen
ten zwischen zwei benachbarten Knoten auf der Straße. In
dieser Ausführungsform ist ein "spezifischer Punkt" durch
den Knoten bestimmt. Der Krümmungsradius am spezifischen
Punkt oder Knoten kann durch einen Winkel zwischen zwei am
spezifischen Punkt verbundenen Segmenten bestimmt werden.
Der Speicher 12, der Ist-Positionssensor 13 und die Na
vigationsverarbeitungseinheit 11 kooperieren miteinander und
bilden eine Einrichtung zum Berechnen einer empfohlenen oder
Richtgeschwindigkeit, die basierend auf den jeweiligen Radi
en r1-rn und einer vorgegebenen Lateralbeschleunigung wäh
rend der Kurvendurchfahrt unter Bezug auf eine vorgegebene
Datentabelle, von denen in Fig. 4 ein Beispiel dargestellt
ist, empfohlene Fahrzeuggeschwindigkeiten V1-Vn berechnet,
mit denen das Fahrzeug die jeweiligen Knoten sicher und sta
bil durchfahren kann (und die nachstehend häufig als "Kno
tengeschwindigkeiten" bezeichnet werden).
Die in Fig. 4 dargestellte Datentabelle ist ein Bei
spiel einer Verzögerungskurve von einer geeigneten Fahrzeug
geschwindigkeit Vgn an der Ist-Position zu einer empfohlenen
Knotengeschwindigkeit Vn am Knoten Nn, die durch einen Ab
stand Ln von der Ist-Postion zum Knoten Nn bestimmt wurde,
auf der eine geeignete und glatte bzw. gleichmäßige Getrie
begangstufenänderung (Schaltvorgang zum Herabschalten) aus
geführt wird. Wenn die Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit V0 an
der Ist-Position die geeignete Fahrzeuggeschwindigkeit Vgn
überschreitet, ergibt sich eine Differenz ΔVn = V-Vgn. Ob
wohl in Fig. 4 nur eine Verzögerungskurve dargestellt ist,
wird für jeden in Fahrtrichtung vor der Ist-Position ange
ordneten Knoten N1-Nn entlang der Fahrtstrecke eine spezi
fische Verzögerungskurve bereitgestellt, so daß jedem Knoten
Nn eine eigene Geschwindigkeit Vgn an der Ist-Position und
auch eine eigene Geschwindigkeitsdifferenz ΔVn zugeordnet
ist. Die maximale Differenz ΔVn bezeichnet, daß das Fahrzeug
in höchstem Maße verzögert oder abgebremst werden muß, bis
es den Knoten erreicht. Die Navigationsverarbeitungseinheit
11 berechnet einen "Verzögerungsbedarfswert" Gn durch Divi
dieren der maximalen Differenz ΔVn durch die Ist-Geschwin
digkeit V. In dieser Ausführungsform sind acht Verzögerungs
bedarfsgrade G0-G7 vorgesehen (G0 ist der minimale und G7 der
maximale Grad), von denen ein dem berechneten Verzögerungs
bedarfswert Gn am nächsten liegender Grad als Ausgangswert
für die entsprechenden Steuerungseinrichtungen 51-59 für
später zu beschreibende Steueroperationen verwendet wird.
Der Verzögerungsbedarfswert Gn kann unter Bezug auf das
in Fig. 5 dargestellte Diagramm, in der Verzögerungskurven
für acht Verzögerungsgrade G0-G7 dargestellt sind, auch
auf direktere Weise bestimmt werden. In diesem Beispiel
wird, weil die Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit V0 in unmittel
barer Umgebung einer Verzögerungskurve G6 dargestellt ist,
abgeleitet, daß G6 der Verzögerungsbedarfswert für den Knoten
Nn ist. Auf ähnliche Weise wird jeder Verzögerungsbedarfswert
für jeden Knoten bestimmt, und der höchste Wert wird als
Ausgangswert für die entsprechenden Steuerungseinrichtungen
51-59 für später zu beschreibende Steueroperationen ver
wendet.
In der Steueroperation wurde normalerweise eine spezi
fische Fahrtroute zu einem beispielsweise durch den Fahrer
festgelegten Ziel durch das Fahrzeugnavigationssystem 10 be
stimmt. Wenn keine spezifische Fahrtroute festgelegt wurde,
kann angenommen werden, daß das Fahrzeug geradeaus fährt.
Wenn die Fahrspurerkennungsvorrichtung 60 oder die Vorwärts
bereich-Überwachungsvorrichtung 67 eine bestimmte Richtung
erfaßt, in die das Fahrzeug fährt, wird eine Fahrtstrecke
ausgewählt, die in der Verlängerung dieser Richtung liegt.
Die Fahrspurerkennungsvorrichtung 60 erfaßt gegenüber
liegende Ränder jeder Fahrspur (normalerweise weiße oder
gelbe Linien), die die Fahrspuren oder Fahrspurteilungen auf
der Straße definieren. Sie bestimmt außerdem, ob die Linie
durchgehend oder unterbrochen ist, und ob eine abzweigende
Straße vorhanden ist.
Im einzelnen weist die Fahrspurerkennungsvorrichtung
eine Kameraeinrichtung zum Aufnehmen eines Bildes der Linie
und eine Randerkennungseinrichtung zum Erfassen gegenüber
liegender Ränder der Linie im durch die Kameraeinrichtung
aufgenommenen Bild auf. Sie weist außerdem eine Einrichtung
zum Bestimmen der Fahrzeugposition bezüglich der erfaßten
Linie auf.
Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer Fahrspurerken
nungsvorrichtung 60. In dieser Ausführungsform weist die Ka
meraeinrichtung eine CCD-Vorrichtung (ladungsgekoppelter
Baustein) 61 auf. Die Randerkennungseinrichtung weist einen
Bildprozessor 62 und einen Bildspeicher 63 auf. Die Fahr
zeugpositionsbestimmungseinrichtung weist einen Programm
speicher 64 und einen Linienerkennungsprozessor 65 auf. Das
Signal vom Prozessor 65 wird über eine Schnittstellenschal
tung 66 einer externen Navigationsverarbeitungseinheit 11
oder Steuerungsvorrichtungen 51-59 zugeführt, obwohl in
Fig. 6 nur eine Steuerungsvorrichtung, d. h. eine Automatik
getriebesteuerungsvorrichtung 52, dargestellt ist.
Der Bildprozessor 62 verarbeitet das durch die CCD-Kamera
61 aufgenommene Originalbild, um die Ränder der Linie
hervorzuheben, die im Bildspeicher 63 gespeichert und dann
dem Bildspeicherlinienprozessor 65 zugeführt werden. Die
Fahrzeugpositionsbestimmungseinrichtung bestimmt, ob die Li
nie durchgehend oder unterbrochen ist, oder ob die Linie
allmählich schmaler wird. Wenn dies festgestellt wird, be
deutet das, daß die Straße sich verzweigt. Sie bestimmt au
ßerdem, daß ein Spurwechsel vorliegt, wenn die Linie sich in
bewegten Bildern nach links oder rechts bewegt. Daher be
zeichnet die Fahrzeugposition eine spezifische Position der
abzweigenden Straßen oder eine spezifische Position einer
der Fahrspuren auf der Straße, auf der das Fahrzeug fährt.
Der Programmspeicher 64 ist typischerweise ein ROM-Speicher
zum Speichern verschiedener Programme, die für durch den
Prozessor 65 auszuführende Linienerkennungsverarbeitungen
ausgelesen werden.
Die Vorwärtsbereich-Überwachungseinrichtung 67 weist
auf: eine Kameraeinrichtung, die die gleiche sein kann wie
die in der Fahrspurerkennungsvorrichtung 60 verwendete Kame
raeinrichtung, um ein Bild eines Bereichs vor dem Fahrzeug
aufzunehmen, einen Bildprozessor und einen Richtstrahlradar
sensor (Laserradar, Millimeterwellenradar usw.). Der Bild
prozessor erfaßt weiße Linien auf der Straße, Leitplanken,
Schienenkreuzungen, Stoppschilder, andere vorausfahrende
Fahrzeuge usw., um eine Position zu bestimmen, an der das
Fahrzeug mit einem Verzögerungsvorgang beginnen sollte. Sie
bestimmt außerdem einen Abstand zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug oder einen Krümmungsradius eines vorausliegenden
Straßenabschnitts. Ein Laserradar erfaßt von einer Leit
planke reflektiertes Licht, um den Abstand zur Leitplanke zu
bestimmen. Ein Millimeterwellenradar dient zum Erfassen ei
nes Pfostens oder einer Stütze der Leitplanke.
Außerdem kann eine andere Einrichtung zum Erfassen ei
nes Signals von einer Straßeninformationsquelle, z. B. von
einem Verkehrszeichenpfosten und einem Magnetnagel, vorgese
hen sein. Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorwärtsbe
reich-Überwachungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen
einer Mautdurchfahrtstelle, einer Kreuzung, einer Position,
wo die Anzahl von Fahrspuren ab- oder zunimmt, des aktuellen
Zustands (Grün, Gelb oder Rot) einer Ampel bzw. eines Si
gnals usw. auf. Der in dieser Beschreibung und in den An
sprüchen verwendete Ausdruck "Fahrtinformation" beinhaltet
Außenbereichinformationen, die durch die Vorwärtsbereich-Über
wachungsvorrichtung 67 oder eine Kommunikationseinheit
15 erhalten werden, die im Speicher 12 gespeicherte Straßen
daten und die durch die Fahrspurerkennungsvorrichtung 60 er
haltene Ist-Positionsinformation.
In dieser Ausführungsform verwendete Steuerungsvorrich
tungen sind beispielsweise eine Motorsteuerungsvorrichtung
(E/G ECU) 51, eine Automatikgetriebesteuerungsvorrichtung
(A/T ECU) 52, eine Vierradantriebsteuerungsvorrichtung (4WD
ECU) 53, eine Bremssteuerungsvorrichtung (ABS ECU) 54, eine
Aufhängungssteuerungsvorrichtung (SUS ECU) 55, eine Rückge
winnungsbremssteuerungsvorrichtung (RBC ECU) 56, eine Fahr
zeugstabilitätssteuerungsvorrichtung (VSC ECU) 57, eine
Traktionssteuerungsvorrichtung (TRC ECU) 58 und eine automa
tische Geschwindigkeitsregelungs- oder -steuerungsvorrich
tung (ASC ECU) 59.
Die Motorsteuerungsvorrichtung (E/G ECU) 51 arbeitet in
Antwort auf ein Signal, das den aktuellen Drosselklappenöff
nungsgrad, die Motordrehzahl, die Kühlmitteltemperatur, ver
schiedene Sensorsignale usw. anzeigt, um die Motorausgangs
leistung zu steuern. Wenn der Verzögerungsbedarfswert Gn von
der Navigationsverarbeitungseinheit 11 zugeführt wird, wird
in Antwort darauf der Drosselklappenöffnungsgrad oder der
Zündzeitpunkt gesteuert, um die Motorausgangsleistung zu
vermindern. Diese Steuerung kann in Antwort auf die Erfas
sung einer durch den Fahrer veranlaßten Verzögerungsoperati
on beginnen.
Die Automatikgetriebesteuerungsvorrichtung (A/T ECU) 52
steuert das Automatikgetriebe so, daß eine bestimmte Getrie
begangstufe eingestellt wird. Das Automatikgetriebe weist
einen im wesentlichen aus Planetengetrieben gebildeten Ge
triebezug und eine Hydraulikschaltung zum Ein- und Ausrücken
von Komponenten des Getriebezuges auf, wodurch ein mehrstu
figes Getriebe bereitgestellt wird. Das Automatikgetriebe
gibt ein Steuer- oder Treibersignal an ein Stellglied (Hy
drauliksolenoid) in der Hydraulikschaltung aus, so daß das
Stellglied betätigt und die Getriebegangstufe eingestellt
wird. Wenn das Automatikgetriebe ein stufenloses Getriebe
ist, steuert es ein Übersetzungsverhältnis.
Die Operation der Automatikgetriebesteuerungsvorrich
tung (A/T ECU) 52 wird durch im ROM-Speicher 112 gespeicher
te Steuerprogramme gesteuert. Beispielsweise wird die Ge
triebegangstufe in Antwort auf den durch einen Drosselklap
penöffnungssensor 33 erfaßten Drosselklappenöffnungsgrad und
die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 erfaßte
Fahrzeuggeschwindigkeit unter Bezug auf Speichertabellen
(Übersetzungs- oder Getriebetabellen) bestimmt. Durch die
Übersetzungs- oder Getriebetabellen wird eine bestimmte Ge
triebegangstufe festgelegt.
Die Übersetzungs- oder Getriebetabellen wurden für ei
nen Normal- bzw. für einen Leistungsmodus individuell vorbe
reitet, wobei einer der Modi in Antwort auf ein von der Na
vigationsverarbeitungseinheit 11 zugeführtes Getriebemodus
anzeigesignal automatisch ausgewählt wird. Der Getriebemodus
kann außerdem durch Betätigen eines Automatikgetriebe (AT)
-Modusauswahlschalters (nicht gezeigt) durch den Fahrer ma
nuell geändert werden.
Für den Normalmodus ist ein Spar-Fahrtmuster mit einem
geeigneten Kompromiß oder Gleichgewicht zwischen Kraftstoff
verbrauch und Leistungsfähigkeit gespeichert, das für norma
le Fahrtbedingungen geeignet ist. Im Leistungsmodus, der
beispielsweise für eine Fahrt in einem Berggebiet oder für
eine Bergauffahrt geeignet ist, wird besonderes Gewicht auf
Leistungsfähigkeit gelegt. Im Leistungsmodus wird im Ver
gleich zur Getriebesteuerung im Normalmodus tendentiell eine
Getriebegangstufe mit einem größeren Übersetzungsverhältnis
ausgewählt.
Die Automatikgetriebesteuerungsvorrichtung (A/T ECU) 52
dient als Übersetzungsverhältnissteuerung, die in Antwort
auf einen durch die Navigationsverarbeitungseinheit 11 zuge
führten Verzögerungsbedarfswert arbeitet, um einen Überset
zungsbereich zu bestimmen, in dem und auf den das Getriebe
schaltbar ist. Beispielsweise führt die Automatikgetriebe
steuerungsvorrichtung 52, wenn das Übersetzungsverhältnis in
der aktuellen Getriebegangstufe größer ist als der schaltba
re Bereich, eine Steuerung zum Herabschalten aus.
Die Vierradantriebsteuerungsvorrichtung (4WD ECU) 53
weist ein zwischen der vorderen und der hinteren Antrieb
sachse angeordnetes Mitteldifferentialgetriebe auf. Das Mit
teldifferentialgetriebe wird durch eine hydraulische oder
elektromagnetische Kupplung betätigt, um die Antriebslei
stung hinsichtlich den Fahrbedingungen geeignet auf die Vor
der- und die Hinterachse zu verteilen. Wenn die Navigations
verarbeitungseinheit 11 den Verzögerungsbedarfswert Gn zu
führt, arbeitet die Vierradantriebsteuerungsvorrichtung (4WD
ECU) 53 als Kupplungssteuerungseinrichtung zum Steuern des
Kupplungseinrückvorgangs in Antwort auf die Erfassung einer
Verzögerungsoperation.
Die Bremssteuerungsvorrichtung (ABS ECU) 54 steuert den
Bremsflüssigkeitsdruck zum Steuern der Bremskraft des Fahr
zeugs. Beispielsweise wird bei einer Notbremsung (d. h., wenn
die Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit größer ist als eine
normale Betätigungsgeschwindigkeit) der Bremsflüssigkeits
druck erhöht, um auch bei gleichem Betätigungsgrad des
Bremspedals eine größere Bremskraft zu erhalten. Die in Fig.
1 durch ABS ECU 54 bezeichnete Bremssteuerungsvorrichtung 54
dient als Antiblockiersteuerungsvorrichtung, die den Brems
flüssigkeitsdruck steuert, um eine intermittierende Brems
operation bereit zustellen, wenn während der Bremsoperation
eine Radblockierung auftritt. Die Bremssteuerungsvorrichtung
54 arbeitet auch in Antwort auf den durch die Navigations
verarbeitungseinheit 11 erhaltenen Verzögerungsbedarfswert,
um einen geeigneten Bremsflüssigkeitsdruck-Setzwert zu be
stimmen, wobei die Steuerung ausgeführt wird, nachdem eine
Verzögerungsoperation erfaßt wurde.
Die Aufhängungssteuerung (SUS ECU) 55 steuert die vor
deren und hinteren Aufhängungsmechanismen individuell in
Antwort auf den durch den Fahrer ausgewählten Aufhängungs
steuerungsmodus. Sie kann in Abhängigkeit von den Fahrzeug
zuständen, z. B. von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenk
winkel, der Motordrehzahl, dem Bremssignal, einer Beschleu
nigung oder Verzögerung, usw. eine automatische Steuerung
ausführen. Beispielsweise empfängt sie Signale von einem
Stopplampen- oder Bremslicht(nicht dargestellt)-schalter
und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31, um die Verzöge
rung bei der Bremsbedingung zu berechnen, und basierend dar
auf wird der Aufhängungszustand gesteuert, um ein übermäßi
ges Abtauchen des Vorderteils (nose diving) zu verhindern
und Insassen einen besseren Komfort zu bieten. Die Aufhän
gungssteuerung (SUS ECU) 55 führt außerdem die Aufhängungs
steuerungsoperation in Abhängigkeit vom durch die Navigati
onsverarbeitungseinheit 11 zugeführten Verzögerungsbe
darfswert aus, nachdem eine Verzögerungsoperation erfaßt wur
de.
Die Rückgewinnungsbremssteuerungsvorrichtung (RBC ECU)
56 ist in einem durch einen Elektromotor angetriebenen Elek
trofahrzeug (EV) angeordnet und steuert die Bremsleistungs
rückgewinnung. Ein sogenanntes Hybridfahrzeug, das wahlweise
durch einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor ange
trieben wird, kann als eine Art von Elektrofahrzeugen be
trachtet werden. Die in einem Elektrofahrzeug verwendete
Bremseinheit kann eine Radbremse sein, die die Bremskraft
auf das Rad ausübt, und/oder eine Rückgewinnungsbremse, die
die Bremskraft auf den Elektromotor ausübt. Die Rückgewin
nungsbremssteuerungsvorrichtung (RBC ECU) 56 steuert die
Bremskraftrückgewinnung in Antwort auf den von der Naviga
tionsverarbeitungseinheit 11 zugeführten Verzögerungsbe
darfswert, nachdem eine Verzögerungsoperation erfaßt wurde.
Die Fahrzeugstabilitätssteuerungsvorrichtung (VSC ECU)
57 weist einen gyromagnetischen Sensor oder einen andersar
tigen Sensor zum Erfassen der Lateralbeschleunigung des
Fahrzeugs bei einer Kurvendurchfahrt auf. In Abhängigkeit
von der erfaßten Lateralbeschleunigung steuert sie die je
weilige Raddrehbewegung durch Einstellen des Bremsflüssig
keitsdrucks und der Motordrosselklappenöffnung, um die Sta
bilität des Fahrzeugs zu verbessern.
Die Traktionssteuerungsvorrichtung (TRC ECU) 58 erfaßt
das Durchdrehen der Reifen, um die Motordrosselklappen
öffnung und den Bremsflüssigkeitsdruck und dadurch die An
triebsleistung der Reifen zu steuern.
Die automatische Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung
(ASC ECU) 59 erfaßt die Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit. Wenn
die Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit nicht mit einer ausgewähl
ten Geschwindigkeit übereinstimmt, steuert sie die Motor
drosselklappenöffnung, die Getriebegangstufe oder das Über
setzungsverhältnis, das ABS-System usw., um das Fahrzeug so
zu beschleunigen oder zu verzögern, daß die Fahrzeugge
schwindigkeit mit der ausgewählten Geschwindigkeit überein
stimmt.
Die Navigationsverarbeitungseinheit 11, die Steuerungs
vorrichtungen 51-59, die Fahrspurerkennungsvorrichtung 60
und die Vorwärtsbereich-Überwachungsvorrichtung 67 können
miteinander kommunizieren. Daher können die Fahrzeug-Ist-Position
und die Straßeninformation, die durch die Navigati
onsverarbeitungseinheit 11 erhalten werden, die durch die
Fahrspurerkennungsvorrichtung 60 erhaltene Abzweigungsinfor
mation, die durch die Vorwärtsbereich-Überwachungsvorrich
tung 67 erhaltene Information über den voraus liegenden Stra
ßenabschnitt usw. in einer durch Kommunikationsleitungen da
mit verbundenen anderen Einheit oder Vorrichtung verwendet
werden.
Ein Fahrzeugzustandsensor 30, der verschiedene Fahr
zeugzustände erfaßt, wie beispielsweise den Fahrtzustand,
weist eine Fahrzeuggeschwindigkeitssensoreinrichtung oder
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31, eine Verzögerungs
operationserfassungseinrichtung mit einem Bremssensor 32,
einem Beschleunigungspedalsensor 33 und einem Blinker- oder
Fahrtrichtungsanzeigersensor 34, und einen Drosselklappen
öffnungssensor 35 auf. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31
erfaßt eine Fahrzeuggeschwindigkeit V. Der Bremssensor 32
erfaßt, ob ein Bremspedal betätigt ist oder nicht (EIN/AUS).
Der Beschleunigungssensor 33 erfaßt einen Betätigungsgrad α
des Beschleunigungs- oder Fahrpedals. Der Fahrtrichtungsan
zeigersensor 34 erfaßt den ein-/ausgeschalteten Zustand ei
nes Fahrtrichtungsanzeigerschalters. Der Drosselklappenöff
nungssensor 35 erfaßt einen Drosselklappenöffnungsgrad θ.
Wenn eine Verzögerungsoperation erfaßt wird, wird eines
der entsprechenden Signale, d. h. das den betätigten/nicht
betätigten (EIN/AUS) Zustand der Bremse anzeigende Signal,
das den Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals anzeigende
Signal und das den ein-/ausgeschalteten Zustand des Fahrt
richtungsanzeigers anzeigende Signal, der Navigationsverar
beitungseinheit 11 zugeführt. Die durch den Fahrzeugge
schwindigkeitssensor 31 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit V
wird der Navigationsverarbeitungseinheit 11 und der Getrie
besteuerungsvorrichtung 52 zugeführt. Der durch den Drossel
klappenöffnungssensor 35 erfaßte Drosselklappenöffnungsgrad
θ (oder der durch den Beschleunigungssensor 33 erfaßte Betä
tigungsgrad des Beschleunigungspedals) wird der Getriebe
steuerungsvorrichtung 52 zugeführt.
Eine die Absicht des Fahrers, einen Verzögerungsvorgang
einzuleiten, darstellende Operation kann erfaßt werden, wenn
das Bremssignal eingeschaltet ist. Die durch den Fahrer ein
geleitete Verzögerungsoperation kann außerdem aus einer Än
derung des Betätigungsgrades des Beschleunigungspedals abge
leitet werden. D.h., wenn der Betätigungsgrad des Beschleu
nigungspedals sehr klein ist, jedoch noch weiter abnimmt als
um einen vorgegebenen Prozentanteil (d. h. ein Prozentanteil
einer Verminderung des Betätigungsgrades bezüglich des vor
angehenden kleinen Betätigungsgrades des Beschleunigungspe
dals), kann abgeleitet werden, daß der Fahrer beabsichtigt,
einen Verzögerungsvorgang auszuführen. Zusammenfassend kann
die durch den Fahrer eingeleitete Operation, gemäß der der
Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals wesentlich vermin
dert wird, als Absicht zum Ausführen eines Verzögerungsvor
gangs erkannt und daher als Art einer Verzögerungsoperation
erfaßt werden. Eine solche Erfassung kann auch durch das
Maß, die Geschwindigkeit oder Beschleunigung einer Änderung
(Verminderung) des Beschleunigungspedalbetätigungsgrades α
angezeigt werden. Diese Parameter können mit dem Beschleuni
gungspedalbetätigungsgrad α kombiniert werden, nachdem er
sich geändert hat, um die Verzögerungsoperation zu erfassen.
Wenn das Fahrzeug sich beispielsweise nur durch seine Träg
heit bewegt, beträgt der Beschleunigungspedalbetätigungsgrad
α etwa null. Daher bedeutet α ≈ 0 nicht immer, daß der Fah
rer beabsichtigt, einen Verzögerungsvorgang auszuführen. Da
her wird, wenn der Beschleunigungspedalbetätigungsgrad aus
reichend vermindert ist, und wenn der verminderte Beschleu
nigungspedalbetätigungsgrad ungefähr den Wert null annimmt,
bestätigt, daß der Fahrer beabsichtigt, einen Verzögerungs
vorgang auszuführen.
Bei einer modifizierten Ausführungsform wird die Ab
sicht des Fahrer, einen Verzögerungsvorgang auszuführen, nur
dann bestätigt, wenn das Maß, die Geschwindigkeit oder die
Beschleunigung der Änderung (Verminderung) des Beschleuni
gungspedalbetätigungsgrades α größer wird als ein vorgegebe
ner Wert.
In einer noch anderen Ausführungsform wird die Absicht
des Fahrers, einen Verzögerungsvorgang auszuführen, basie
rend auf einem EIN-Signal erfaßt, das anzeigt, daß der
Fahrtrichtungsanzeiger nun eingeschaltet ist. In dieser Aus
führungsform wird vorzugsweise außerdem die Fahrzeugge
schwindigkeit betrachtet, wenn das Fahrtrichtungsanzeigersi
gnal eingeschaltet ist bzw. den Zustand EIN aufweist. Es
könnte beispielsweise festgestellt werden, daß die Verzöge
rungsoperation erforderlich ist, wenn die Fahrzeuggeschwin
digkeit zum Zeitpunkt, an dem das Fahrtrichtungsanzeigersi
gnal den Zustand EIN annimmt, noch immer größer ist als eine
vorgegebene Geschwindigkeit, bei der das Fahrzeug sicher in
eine Straßenkreuzung einfahren könnte. Wenn die Fahrzeugge
schwindigkeit zum Zeitpunkt, an dem das Fahrtrichtungsanzei
gersignal den Zustand EIN annimmt, auf einen Wert vermindert
wurde, der kleiner ist als die vorgegebene Geschwindigkeit,
könnte festgelegt werden, daß keine Verzögerungsoperation
vorliegt. Die Absicht des Fahrers, einen Verzögerungsvorgang
auszuführen, kann auf ähnliche Weise wie vorstehend in Ver
bindung mit dem Fahrtrichtungsanzeigersignal beschrieben in
Antwort auf ein EIN-Signal erfaßt werden, das anzeigt, daß
eine Gefahrlampe nun aktiviert ist.
In einer noch anderen Ausführungsform wird die Absicht
des Fahrers, einen Verzögerungsvorgang auszuführen, bestä
tigt, wenn mindestens ein oder zwei der folgenden Parameter
erfaßt werden: Verminderung des Beschleunigungspedalbetäti
gungsgrades, Betätigung des Bremspedals und Betätigung des
Fahrtrichtungsanzeigers. Durch die gleichzeitige Erfassung
von zwei Parametern sollte die Absicht des Fahrers, einen
Verzögerungsvorgang auszuführen, eindeutiger dargestellt
werden.
Ein Fahrspurwechsel kann als eine Art der Absicht des
Fahrers, einen Verzögerungsvorgang auszuführen, betrachtet
werden. Der Fahrspurwechsel wird durch eine durch den Lenk
sensor 134 erfaßte Lenkwinkeländerung oder durch die Fahr
spurerkennungsvorrichtung 60 oder durch Ausgabe des
EIN-Signals des Fahrtrichtungsanzeigers oder eine Kombination
davon erfaßt. Ein manueller Schaltvorgang zum Herabschalten,
der durch einen im Getriebe angeordneten Schaltpositionssen
sor erfaßt wird, kann ebenfalls als Art der Absicht des Fah
rers, einen Verzögerungsvorgang auszuführen, betrachtet wer
den.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung zum Erfassen
oder Ableiten der Absicht des Fahrers, einen Verzögerungs
vorgang auszuführen, kann durch eine Einrichtung zum Erfas
sen oder Ableiten der Aktivierung oder Einleitung der Verzö
gerungsoperation durch den Fahrer ersetzt werden. Beispiels
weise kann die Freigabe des Beschleunigungspedals, eine
plötzliche Verminderung des Betätigungsgrades des Beschleu
nigungspedals, das Betätigen des Bremspedals usw. als Ein
leitung des Verzögerungsvorgangs durch den Fahrer betrachtet
werden.
Das Automatikgetriebe weist bei dieser Ausführungsform
sechs wählbare Schaltpositionen auf, d. h. eine Parkposition,
eine Position für den Rückwärtsgang, eine neutrale oder
Leerlaufposition, eine Fahrposition, eine Position für den
dritten Gang und eine Position für den zweiten Gang. Der
Schalthebel ist mechanisch mit dem Schaltpositionssensor
(nicht dargestellt) verbunden.
Wenn der Schalthebel auf die Fahrposition eingestellt
ist, kann eine beliebige der 1. bis 5. Gangstufe im Getriebe
ausgewählt werden. In der dritten Schaltposition kann eine
der 1. bis 3. Gangstufe im Getriebe ausgewählt werden. In
der zweiten Schaltposition kann die erste oder die zweite
Gangstufe im Getriebe ausgewählt werden. Bei dieser Ausfüh
rungsform führt das Navigationssystem 10 die Automatikge
triebesteuerungsoperation aus, wenn der Schalthebel auf der
Fahrposition gehalten wird. Wenn die Automatikgetriebesteue
rungsvorrichtung (A/T ECU) 52 beispielsweise die 4. Gangstu
fe festlegt, das Navigationssystem 11 jedoch die Anweisung
gibt, daß die obere Grenze der Getriebegangstufe die 3.
Gangstufe sein sollte, zeigt das Steuersignal von der Auto
matikgetriebesteuerungsvorrichtung (A/T ECU) 52 die 1. bis
3. Gangstufe an, wobei dem Stellglied ein sich auf diesen
Bereich beziehendes spezifisches Steuersignal zugeführt
wird. Die durch die Automatikgetriebesteuerungsvorrichtung
(A/T ECU) 52 bestimmte Schaltposition wird außerdem der Na
vigationsverarbeitungseinheit 11 zugeführt.
Wie vorstehend beschrieben, beginnt jede Steuerungsvor
richtung mit der Ausführung einer Steuerungsoperation in
Antwort auf die Erfassung einer durch den Fahrer veranlaßten
Verzögerungsoperation oder auf die Einleitung einer Verzöge
rungsoperation durch den Fahrer. Beispielsweise beginnt die
Automatikgetriebesteuerung, wenn erfaßt wird, daß das Be
schleunigungspedal betätigt wurde, so daß das Getriebe in
nerhalb eines begrenzten Bereichs von Gangstufen oder Über
setzungsverhältnissen schaltbar ist. Daher wird, wenn die
aktuelle Getriebegangstufe höher ist als der begrenzte Be
reich, die Gangstufe auf die höchste Gangstufe des begrenz
ten Bereichs herabgeschaltet.
Die Art der Getriebesteuerung kann eine andere sein,
wenn ein anderer Übersetzungsbereich festgelegt wird. Bei
spielsweise wird, wenn der Fahrer das Beschleunigungspedal
freigibt oder das Bremspedal betätigt, eine Steuerung ausge
führt, in der festgelegt wird, daß die obere Grenze der
schaltbaren Getriebegangstufen die 3. Gangstufe ist, wohin
gegen eine andere Steuerung, in der festgelegt wird, daß die
obere Grenze der schaltbaren Gangstufen die 2. Gangstufe
ist, nur dann ausgeführt wird, wenn der Fahrer das Bremspe
dal betätigt.
Die Art der Steuerung kann in Abhängigkeit vom Erfas
sungsergebnis der Vorwärtsbereich-Überwachungsvorrichtung 67
verschieden sein. In einer Ausführungsform kann, auch wenn
basierend auf den Straßendaten im Speicher 12 die 2. Gang
stufe als oberer Grenzwert des schaltbaren Bereichs festge
legt wurde, diese auf die 3. Gangstufe geändert oder annul
liert werden, wenn die Vorwärtsbereich-Überwachungseinrich
tung keine Kurve erfaßt, oder wenn die nächste vorausliegen
de Kurve auf der Fahrtroute von der Ist-Position weit ent
fernt ist. Wenn das Fahrzeug eine Kreuzung durchfahren soll,
kann veranlaßt werden, daß die obere Grenze in Antwort auf
eine durch den Fahrer veranlaßte Verzögerungsoperation nur
dann auf die 3. oder 2. Gangstufe gesetzt wird, wenn die
Vorwärtsbereich-Überwachungsvorrichtung 67 erfaßt, daß das
Signal an der Kreuzung Rot anzeigt.
Wenn die Fahrspurerkennungsvorrichtung 60 eine Abzwei
gung oder einen Übergangs- oder Verzweigungsbereich auf der
Straße erkennt, kann die Richtung, in die das Fahrzeug vor
aussichtlich fährt, abgeschätzt werden. D.h., es wird be
stimmt, ob das Fahrzeug geradeaus fährt oder zu einer Neben
straße hin abbiegt. Jede Steuerungsvorrichtung empfängt das
Ergebnis einer solchen Bestimmung, das zu einer weiteren
Steuerungsoperation führt.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorstehend
beschriebenen Steuerungsart unter Bezug auf das Ablaufdia
gramm von Fig. 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform
weist die Fahrspurerkennungsvorrichtung 60 eine Fahrspurer
kennungseinrichtung auf, die eine Abzweigung oder einen
Übergangs- oder Verzweigungsbereich erkennt, und eine Fahrt
positionsbestimmungseinrichtung, die die Fahrtrichtung be
stimmt oder feststellt, in welche Straße das Fahrzeug kommt.
Ein Bildprozessor 62 empfängt ein Bild von einer CCD-Kamera
61 (Schritt S201) und führt eine Randbetonungsverar
beitung aus (S202). Die Randbetonungsverarbeitung wird durch
eine Sobel-Filterverarbeitung oder eine Laplace-Filterverar
beitung ausgeführt, um die Ränder im Originalbild zu betonen
oder hervorzuheben. Vorzugsweise wird bei der Verarbeitung
in S202 auch ein Rauschunterdrückungs- oder Störschutzfilter
verwendet, um die Genauigkeit der Fahrspurerkennungsverar
beitung zu verbessern.
Dann wird in S203 das durch das Ablaufdiagramm in Fig.
8 dargestellte Unterprogramm ausgeführt. Ein beispielsweise
in Fig. 9 dargestelltes Bild wurde in S201 dem Bildprozessor
62 zugeführt. Das Bild ist ein durch die CCD-Kamera 61 auf
genommenes Foto und stellt eine Vorwärtsansicht des voraus
liegenden Straßenabschnitt und seiner Umgebung dar.
In S101 des Ablaufdiagramms von Fig. 8 extrahiert der
Bildprozessor 62 Bereiche, die weiße Linien aufweisen, von
den Bildern von Fig. 9. Ein Bereich, der weiße Linien auf
weist, wird nachstehend als "Suchbereich" bezeichnet. Wenn
auf der Straße voraus keine Abzweigung gefunden wird, wie im
Fall von Fig. 9 dargestellt, existieren vier Suchbereiche
LL, LR, RL und RR. LL und LR sind Suchbereiche, die festge
legt werden sollen, um die linke bzw. die rechte Randlinie
der linken weißen Linie 71 zu finden. Ähnlicherweise sind RL
und RR Suchbereiche, die festgelegt werden sollen, um die
linke bzw. die rechte Randlinie der rechten weißen Linie 72
zu finden. Diese gegenüberliegenden weißen Linien 71 und 72
definieren eine bestimmte Fahrspur, entlang der das Fahrzeug
fährt.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel der Suchbereiche. Dieser
Suchbereich, z. B. LL, erstreckt sich vom in der oberen rech
ten Ecke angeordneten Ursprung lateral oder seitlich (ent
lang der X-Achse) und vertikal (entlang der Y-Achse). Die
Größe des Suchbereichs ist durch die Anzahl Xmax und Ymax
von Bildpunkten entlang der X- bzw. Y-Achse definiert. Weil
in S202 des Ablaufdiagramms von Fig. 7 die Randbetonungsver
arbeitung ausgeführt wurde, stellt der in Fig. 10 darge
stellte Suchbereich eine Reihe von Punkten A dar, die die
linke Randlinie der linken weißen Linie 71 darstellen, und
eine andere Reihe von Punkten B, die die rechte Randlinie
dieser linken weißen Linie darstellen.
Wiederum werden in S101 die Suchbereiche LL, LR, RL und
RR extrahiert, um ähnliche Ansichten zu erhalten wie in Fig.
10. Jeder Zählwert i (Längenposition entlang der X-Achse), j
(Breitenposition entlang der Y-Achse) und k (Anzahl von auf
einer bestimmten Breitenposition angeordneten Punkten) wer
den in S102 auf null vorbesetzt. In S103 wird bestimmt, ob
die Punktdichte S(i,j) eines durch die Koordinaten (i,j) de
finierten bestimmten Punktes einen vorgegebenen Wert Sth
überschreitet. Wenn dies der Fall ist (JA in Schritt S103),
wird in S104 bestimmt, ob die Anzahl von auf der Breitenpo
sition j angeordneten Punkten einen bestimmten Wert kmax er
reicht. Wenn k kleiner ist als kmax (NEIN in Schritt S104),
werden die Koordinaten (i,j) in S107 in einen Speicher ge
speichert. Daraufhin wird der Wert von k um eins erhöht
(S108), und der Wert von i wird um eins erhöht (S109). Wenn
in S103 festgestellt wird, daß die Punktdichte S(i,j) den
vorgegebenen Wert Sth nicht erreicht (NEIN in S103), schrei
tet die Verarbeitung direkt zu S109 fort.
In S110 wird bestimmt, ob der Wert von i den Wert Xmax
erreicht. Wenn das Ergebnis NEIN lautet, d. h., daß eine
nicht abgesuchte Längenposition verbleibt, kehrt die Verar
beitung zu S103 zurück. Wenn k=kmax ist (JA in S104), oder
wenn i=Xmax ist (JA in S110), d. h., daß alle Längenpositio
nen von X0 bis Xmax abgesucht wurden, werden in Schritt S105
die als nächstes abzusuchende Breitenposition j um eins er
höht und die Werte von i und k auf null zurückgesetzt. Diese
Verarbeitung wird wiederholt, bis die letzte Breitenposition
j=Ymax abgesucht wurde (JA in S106).
Zusammengefaßt führt das durch das Ablaufdiagramm in
Fig. 8 dargestellte Unterprogramm eine laterale oder seitli
che Abtastung von links (durch die Längenposition i=0 defi
niert) nach rechts (durch die Längenposition j=Xmax defi
niert) aus, die von oben (durch die Breitenposition j=Y0 de
finiert) nach unten (durch die Breitenposition j=Ymax defi
niert) wiederholt wird, um Bereiche hoher Punktdichte im
Bild von Fig. 10 zu suchen. Durch eine derart bestimmte Se
rie von Bereichen mit hoher Punktdichte wird die linke Rand
linie A der weißen Linie 71 angezeigt. Obwohl die Randlini
ensuchverarbeitung in Verbindung mit dem Suchbereich LL zum
Auffinden der linken Randlinie A der linken weißen Linie 71
beschrieben wurde, kann eine ähnliche Verarbeitung auch be
züglich des Suchbereichs RL zum Auffinden der linken Randli
nie A der rechten weißen Linie 72 ausgeführt werden. Wenn
die rechten Randlinien bestimmt werden sollen, wird das Ab
laufdiagramm von Fig. 8 geringfügig geändert, wobei "i=0" in
S102 und S105 durch "i=Xmax-1" ersetzt wird, und "i=i+1" in
S109 durch "i=i-1" ersetzt wird, und "i=Xmax?" in S110 durch
"i= -1?" ersetzt wird, wobei die Verarbeitung für die Suchbe
reiche LR und RR so angewendet wird, daß die Abtastung von
rechts nach links ausgeführt wird, um die rechte Randlinie B
der weißen Linie 71, 72 zu finden. Der Wert von kmax beträgt
vorzugsweise 2-4, um durch Rauschen verursachte Fehler zu
vermeiden.
Nachdem das Unterprogramm zum Bestimmen von Randlinien
abgeschlossen ist, kehrt die Verarbeitung zum Ablaufdiagramm
von Fig. 7 zurück, wo in S204 festgestellt wird, ob die
durch die Verarbeitung in S203 bestimmte Randlinie als gera
de verlaufende Linie betrachtet werden kann. Dies kann durch
eine Näherung der kleinsten Quadrate oder ein Hough-Um
wandlungsverfahren ausgeführt werden. Durch eine Näherung
der kleinsten Quadrate wird festgestellt, daß keine gerade
verlaufende Linie vorhanden ist, wenn ein Fehlerkorrelati
onskoeffizient einen vorgegebenen Wert nicht erreicht. Durch
eine Bestimmung nach dem Hough-Umwandlungsverfahren wird
festgestellt, daß keine gerade verlaufende Linie vorhanden
ist, wenn die maximale Gewichtung im Hough-Raum einen vorge
gebenen Wert nicht erreicht. Wenn in S204 keine gerade ver
laufende Linie extrahiert wurde, wird die in den n vorange
henden Verarbeitungen bestimmte gerade verlaufende Linie
verwendet. Wenn in den n vorangehenden Verarbeitungen eben
falls keine gerade verlaufende Linie gefunden wurde, wird in
Schritt S204 kein Ergebnis erhalten. Die Anzahl n von Verar
beitungen sollte vorzugsweise einer Zeitperiode von einer
oder mehreren Sekunden entsprechen.
Wenn in S204 eine gerade verlaufende Linie extrahiert
wird, wird in S205 durch eine Formel ein spezifischer Punkt
auf der Linie bestimmt. In einer Ausführungsform befindet
sich die Breitenposition des spezifischen Punktes genau in
der Mitte des Suchbereichs. Daher können die Mittelpunkte
der Randlinien in den jeweiligen Suchbereichen LL, LR, RL
und RR als XLL, XLR, XRL und XRR bestimmt werden, wie in den
Fig. 11A-11C dargestellt. In diesen Zeichnungen sind die
Randlinien in den jeweiligen Suchbereichen LL, LR, RL und RR
durch fette Linien dargestellt.
Nachdem die die jeweiligen Randlinien darstellenden
Mittelpunkte in S206 bestimmt wurden, wird festgestellt, ob
die in S204 bestimmte gerade Linie eine weiße Linie ist.
D.h., es wird bestätigt, daß der Punkt XLR, der den rechten
Rand der weißen Linie 73 darstellt, rechts vom Punkt XLL an
geordnet ist, der den linken Rand der weißen Linie dar
stellt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die weiße Linie
durch diese Punkte nicht korrekt definiert. Das gleiche wird
für XRR und XRL bezüglich der rechten weißen Linie 72 ange
wendet. In diesem Fall sollte das Ergebnis, auch wenn eine
spezifische weiße Linie in einer vorangehenden Verarbeitung
gefunden wurde, gelöscht werden.
Unter der Voraussetzung, daß gegenüberliegende weiße
Linien 71, 72 vorhanden sind, die durch Punkte XLL, XLR, XRL
und XRR definiert sind, wird in S207 festgestellt, ob eine
Abzweigung vorhanden ist. Es wird vorausgesetzt, daß die
linke weiße Linie 71 die Linienbreite dXL hat, die durch den
Abstand zwischen gegenüberliegenden Randpunkten XLR und XLL
berechnet werden kann. Ähnlicherweise hat die rechte weiße
Linie 72 eine Linienbreite dXR, die dem Abstand zwischen ge
genüberliegenden Randpunkten XRR und XRL entspricht. Außer
dem wird die Fahrspurbreite dX-Lane berechnet, die dem Ab
stand zwischen XRL und XLR entspricht. Die Linienbreite ddXR
bezeichnet einen Unterschied zwischen der in der aktuellen
Verarbeitung erhaltenen Linienbreite dXR und der in der vor
angehenden Verarbeitung erhaltenen Linienbreite. Die Fahr
spurbreitendifferenz ddX-Lane bezeichnet einen Unterschied
zwischen der in der aktuellen Verarbeitung erhaltenen Fahr
spurbreite dX-Lane und der in der vorangehenden Verarbeitung
erhaltenen Fahrspurbreite.
Nachstehend wird die Bestimmung einer Abzweigung in
S207 in Verbindung mit den Fig. 11A-11C beschrieben,
die darstellen, daß das Fahrzeug nicht abbiegt, sondern ent
lang der durch die gegenüberliegenden weißen Linien 71, 72
definierten Hauptstraße geradeaus fährt. Eine abzweigende
Straße oder Nebenstraße zweigt von der Hauptstraße nach
links ab, wie durch eine weiße unterbrochene Linie 73 darge
stellt ist, die mit der linken weißen Linie 71 ausgerichtet
ist.
Fig. 10A zeigt, daß die Suchbereiche LL und LR auf der
linken weißen Linie 71 zu einem Übergangs- oder Verzwei
gungspunkt kommen. Wenn die gerade verlaufende Linie bezüg
lich der linken Randlinie der linken weißen Linie 71, die
durch die Verarbeitung in S204 extrahiert wurde, keine un
terbrochene, sondern eine durchgehende Linie ist, nimmt die
Fahrspurbreitendifferenz ddX-Lane allmählich zu, während das
Fahrzeug geradeaus fährt, wie aus einem Vergleich zwischen
den eingerahmten Bildern der in Fig. 11A und 11B dargestell
ten Vorwärtsbereichansicht ersichtlich ist. Die linke Rand
linie verschwindet im Bild, kurz nachdem das Fahrzeug sich
von der durch Fig. 11B dargestellten Position weiterbewegt.
Daher könnte, wenn eine Fahrspurbreitendifferenz ddX-Lane in
mehreren aufeinanderfolgenden Verarbeitungen wiederholt grö
ßer ist als ein vorgegebener Wert, abgeleitet werden, daß
das Fahrzeug nicht abbiegt, sondern entlang der Hauptstraße
weiter geradeaus fährt.
Wenn das Bild sich auf Fig. 11C ändert, folgt XLL der
linken Randlinie der rechten weißen Linie der abzweigenden
Straße, wohingegen XLR der rechten Randlinie der linken wei
ßen Linie 71 der Hauptstraße folgt, so daß die Linienbrei
tendifferenz ddXL allmählich zunimmt und schließlich einen
vorgegebenen Wert überschreitet. Dies bestätigt die vorheri
ge Bestimmung, daß das Fahrzeug nicht abbiegt und entlang
der Hauptstraße geradeaus fährt.
Es kann ein Fall auftreten, bei dem die linke Randlinie
der weißen unterbrochenen Linie 73 als Bestimmungsergebnis
in S204 gefunden wird, wobei sich die Bilder nacheinander
ändern, wie in den Fig. 12A-12C dargestellt. In diesem
Fall trennt sich der linke Randpunkt XLL allmählich vom
rechten Randpunkt XLR, wie in Fig. 12B dargestellt, so daß
in mehreren aufeinanderfolgenden Bestimmungsverarbeitungen
wiederholt eine Linienbreitendifferenz ddX erzeugt wird, die
größer ist als ein vorgegebener Wert. Dadurch könnte abge
leitet werden, daß das Fahrzeug nicht abbiegt und entlang
der Hauptstraße weiter geradeaus fährt. Unmittelbar nach dem
Bild von Fig. 12B wird der linke Randpunkt XLL verschwinden,
und ein anderer Randpunkt XLL, der die linke Randlinie der
rechten weißen Linie der abzweigenden Straße darstellt, wird
im Bild dargestellt, wie in Fig. 12C dargestellt. Wie in
Verbindung mit Fig. 11C beschrieben wurde, trennen sich der
Punkt XLL, der der linken Randlinie der rechten weißen Linie
der abzweigenden Straße folgt, und XLR, der der rechten
Randlinie der linken weißen Linie 71 der Hauptstraße folgt,
allmählich voneinander, so daß die Linienbreitendifferenz
ddXL allmählich zunimmt und schließlich einen vorgegebenen
Wert überschreitet, wodurch die vorherige Bestimmung bestä
tigt wird, daß das Fahrzeug nicht abbiegt und entlang der
Hauptstraße weiter geradeaus fährt.
Vorstehend wurde ein Beispiel der in S207 ausgeführten
Fahrspurbestimmungsverarbeitung bezüglich der linken weißen
Linie 71 beschrieben. Eine ähnliche Verarbeitung wird für
die rechte weiße Linie 72 ausgeführt, die unter Bezug auf
das Ablaufdiagramm von Fig. 13, das mit leichten Änderungen
auch auf die linke weiße Linie 71 anwendbar ist, umfassender
beschrieben wird. Das Ablaufdiagramm von Fig. 13 beschreibt
eine Abzweigungsbestimmungsverarbeitung, in der eine abzwei
gende Straße oder ein Übergangs- oder Verzweigungsabschnitt
in Antwort auf eine wesentliche Zunahme der Breite der wei
ßen Linie erfaßt wird, wobei ein Beispiel hierfür unter Be
zug auf Fig. 11C und die Fig. 12A-12B beschrieben wurde,
obwohl dies Beispiele bezüglich einer Abzweigung von der
linken weißen Linie 71 sind.
In S301 wird die Bestimmung der rechten Abzweigung be
stätigt, und in S302 wird bestätigt, daß ein repräsentativer
Punkt XRR der rechten Randlinie der rechten weißen Linie 72
in S206 des Ablaufdiagramms von Fig. 7 bestimmt wurde. Wenn
die Bestätigung negativ ist (NEIN in S301 oder S302), wird
die Verarbeitung dieses Ablaufdiagramms beendet.
In S304 wird die Breite dXR der rechten weißen Linie 71
durch dXR=XRR-XRL berechnet, und die Breitendifferenz
ddXR=dXR/now-dXR/old wird ebenfalls berechnet, wobei dXR/now
die in der aktuellen Verarbeitung erhaltene Breite dXR und
dXR/old die in der vorangehenden Verarbeitung erhaltene
Breite bezeichnet. In S305 wird bestimmt, ob die Breitendif
ferenz ddXR einen vorgegebenen Wert überschreitet. Durch
diese Bestimmung wird eine geringfügige Breitenänderung an
nulliert, um Fehler zu vermeiden, die sich durch ungleiche
Breiten der rechten weißen Linie 72 ergeben könnten. Wenn
die Breitendifferenz ddXR größer ist als ein vorgegebener
Wert (JA in S305), wird in S306 der Zählwert eines R-Zählers
um eins erhöht. Der Zählwert des R-Zählers zeigt die Anzahl
von Erfassungen von Breitenzunahmen der rechten weißen Linie
72 an. Wenn die Breitendifferenz ddXR kleiner ist als ein
vorgegebener Wert (NEIN in S305), wird der Zählwert des
R-Zählers in S309 um eins vermindert.
In S307 wird der Zählwert des R-Zählers, der in S306 um
eins erhöht wurde, mit einem vorgegebenen Wert verglichen.
Wenn er größer wird als ein vorgegebener Wert (JA in S307),
wodurch angezeigt wird, daß die rechte weiße Linie 72 sich
auf ein vorgegebenes Maß verbreitert, wird in S308 bestimmt,
daß die rechte weiße Linie 72 eine Abzweigung aufweist, wor
aufhin eine später unter Bezug auf das Ablaufdiagramm von
Fig. 15 beschriebene Verarbeitung ausgeführt wird. In S313
wird diese Abzweigungsbestimmungsverarbeitung aufgehoben
oder für nichtig erklärt, und dXR/old und der Zählwert des
R-Zählers werden für die nächste Abzweigungsbestimmungs
verarbeitung auf null zurückgesetzt. Der Grund, warum die
Abzweigungsbestimmungsverarbeitung in S313 für nichtig er
klärt wird, ist, daß die gleiche Abzweigung, die in S305 er
kannt wurde, in der nächsten Verarbeitung nicht erneut er
kannt werden sollte. D.h., die Abzweigungsbestimmungsverar
beitung wird ausgesetzt oder unterbrochen, bis der Suchbe
reich sich um eine Strecke bewegt hat, die größer ist als
eine vorgegebene Strecke. Dies wird in S301 in der nächsten
Ausführung des Ablaufdiagramms von Fig. 13 bestätigt.
Wenn die Breitendifferenz ddXR nicht größer ist als ein
vorgegebener Wert (NEIN in S305), wird der Zählwert des
R-Zählers in S309 um eins vermindert, und in S310 wird bestä
tigt, daß der verminderte Wert kleiner wird als null. Wenn
der aktualisierte Wert des R-Zählers minus eins (-1) beträgt
(JA in S310), wird dieser Wert in S311 auf null zurückge
setzt. Dann wird in S312 der letzte Breitenwert dXR/old auf
den aktuellen Breitenwert dXR/now aktualisiert. Wenn der
Zählwert des R-Zählers auf null aktualisiert wird (JA in
S310), schreitet die Verarbeitung direkt zu S312 fort. Die
Verarbeitung in S312 ist auch anwendbar, wenn in S307 das
Ergebnis "NEIN" erhalten wird.
Das Ablaufdiagramm von Fig. 14 zeigt die Verarbeitung,
in der die Straßenabzweigung durch eine wesentliche Zunahme
der Fahrspurbreite bestimmt wird, wobei ein Beispiel hierfür
unter Bezug auf die Fig. 11A-11B beschrieben wurde. Das
Ablaufdiagramm von Fig. 14 ist dem vorstehend beschriebenen
Ablaufdiagramm von Fig. 13 ähnlich, so daß die Beschreibung
von Schritten, die denen von Fig. 13 ähnlich sind, hierin
durch Verweis eingeschlossen ist. Die ersten beiden Schritte
S401 und S402 sind den Schritten S301 und S302 im wesentli
chen ähnlich.
In S404 wird die Fahrspurbreite dXLane durch
dXLane=XRL-XLR berechnet, und die Fahrspurbreitendifferenz
ddXLane=dXLane/now-dXLane/old wird ebenfalls berechnet, wo
bei dXLane/now die in der aktuellen Verarbeitung erhaltene
Fahrspurbreite dXLane ist und dXLane/old die in der vorange
henden Verarbeitung erhaltene Fahrspurbreite ist. In S405
wird bestimmt, ob die Fahrspurbreitendifferenz ddXLane einen
vorgegebenen Wert überschreitet. Durch diese Unterscheidung
wird eine geringfügige Fahrspurbreitenänderung annulliert,
um Fehler zu vermeiden, die aufgrund ungleichmäßiger Fahr
spurbreiten erhalten werden könnten, die zwischen gegenüber
liegenden weißen Linien 71 und 72 definiert ist. Wenn die
Fahrspurbreitendifferenz ddXLane größer ist als ein vorgege
bener Wert (JA in S405), wird der Wert eines Fahrspurzählers
in S406 um eins erhöht. Der Wert des Fahrspurzählers zeigt
die Anzahl von Erfassungen einer Zunahme der zwischen XRL
und XLR definierten Fahrspurbreite an. Wenn die Fahrspur
breitendifferenz ddXLane kleiner ist als ein vorgegebener
Wert (NEIN in S405), wird der Wert des Fahrspurzählers in
S413 um eins vermindert.
In S407 wird der in S406 um eins erhöhte Zählwert des
Fahrspurzählers mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Wenn
der Zählwert größer ist als der vorgegebene Wert (JA in
S407), wodurch angezeigt wird, daß die Fahrspur sich um ein
vorgegebenes Maß verbreitert hat, wird in S408 festgestellt,
ob die Längenposition der Koordinaten von XRL größer ist als
ein vorgegebener Längenwert, der etwa der maximalen Länge
Xmax im Suchbereich entspricht (vergl. Fig. 10). Wenn in
S405 das Ergebnis (JA) und in S406 das Ergebnis (NEIN) er
zeugt wird, kann abgeleitet werden, daß die rechte weiße Li
nie 72 sich nach rechts bewegt und bald aus der Vorderbe
reichansicht verschwinden wird, was darauf hindeutet, daß
eine rechte Abzweigung vorhanden ist, das Fahrzeug jedoch
nicht abbiegt und weiter entlang der Hauptstraße geradeaus
fährt. Eine solche Bestimmung erfolgt in S409.
Wenn dagegen die Längenposition von XRL den vorgegebe
nen Längenwert nicht überschreitet (NEIN in S408), wird an
schließend in S411 festgestellt, ob die Längenposition von
XRL kleiner ist als ein anderer vorgegebener Längenwert, der
ungefähr gleich null ist. Wenn in S405 das Ergebnis "JA", in
S407 das Ergebnis "NEIN" und in S411 das Ergebnis "JA" er
zeugt wurde, kann abgeleitet werden, daß die linke weiße Li
nie 71 sich nach links bewegt und bald aus der Vorwärtsbe
reichansicht verschwinden wird, was darauf hindeutet, daß
eine linke Abzweigung vorhanden ist, das Fahrzeug jedoch
nicht abbiegt und weiterhin entlang der Hauptstraße gerade
aus fährt, wie in Fig. 11A-11B dargestellt. Eine solche Be
stimmung erfolgt in S412.
Wenn die Längenposition von XLR größer ist als ein an
derer vorgegebener Längenwert (NEIN in S411), kann bestätigt
werden, daß die Fahrspurbreite zunimmt, bisher jedoch noch
keine Abzweigung erkannt wurde. In diesem Fall wird in S416
dXLane/old zur Verwendung in der nächsten Verarbeitung durch
den aktuellen Wert ersetzt. Die gleiche Verarbeitung, die
durch das Ablaufdiagramm von Fig. 14 ausgeführt wurde, kann
unverzüglich neu gestartet werden.
Wenn dagegen in S409 oder S412 eine Abzweigung erkannt
wird, wird diese Abzweigungsbestimmungsverarbeitung in S410
annulliert, und dXLane/old und der Zählwert des Fahrspurzäh
lers werden für die nächste Abzweigungsbestimmungsverarbei
tung auf null zurückgesetzt. Die Abzweigungsbestimmungsver
arbeitung wird in S410 annulliert, weil die gleiche Abzwei
gung, die in S409 oder S412 erkannt wurde, in der nächsten
Verarbeitung nicht erneut erkannt werden sollte. D.h., die
Abzweigungsbestimmungsverarbeitung wird ausgesetzt oder un
terbrochen, bis der Suchbereich sich über einen ausreichen
den Abstand bewegt hat. Dies wird in S401 bei der nächsten
Ausführung des Ablaufdiagramms von Fig. 14 bestätigt.
Wenn die Fahrspurbreitendifferenz ddKLane einen vorge
gebenen Wert nicht erreicht (NEIN in S405), wird der Wert
des Fahrspurzählers, der in S413 um eins reduziert wurde, in
S414 mit dem Wert minus eins (-1) verglichen. Wenn der ak
tualisierte Wert des Fahrspurzählers minus eins wird (JA in
S414), wird er in S415 auf null zurückgesetzt, und die Ver
arbeitung schreitet zu S416 fort, wo dXLane/old zur Verwen
dung in der nächsten Verarbeitung durch den aktuellen Wert
aktualisiert wird. Wenn der Wert des Fahrspurzählers auf
null aktualisiert wird (JA in S414), schreitet die Verarbei
tung direkt zu S416 fort. Die Verarbeitung von S416 ist auch
anwendbar, wenn in S407 oder S411 das Ergebnis "NEIN" erhal
ten wird.
Der durch das Ablaufdiagramm von Fig. 13 und 14 darge
stellten Abzweigungsbestimmungsverarbeitung folgt eine Ver
arbeitung gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 15. Zunächst
wird in S501 bestimmt, ob bereits "das erste Bestimmungser
gebnis" vorliegt, d. h., daß bei der letzten Ausführung die
ses Ablaufdiagramms bereits eine Abzweigung erfaßt wurde.
Wenn dies nicht der Fall ist (Nein in S501), wird anschlie
ßend in S502 bestimmt, ob in der Abzweigungsbestimmungsver
arbeitung eine Abzweigung erfaßt wurde. Wenn in der Abzwei
gungsbestimmungsverarbeitung keine Abzweigung erfaßt wurde
(NEIN in S502), wird die Verarbeitung dieses Ablaufdiagramms
beendet. Die Bestimmung oder Entscheidung in S502 reflek
tiert das Ergebnis der gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 13
oder 14 ausgeführten Abzweigungsbestimmungsverarbeitung, die
bezüglich den gegenüberliegenden weißen Linien 71 und 72
ausgeführt wurde, die eine Straße definieren, entlang der
das Fahrzeug fährt. Es kann vorkommen, daß eine Abzweigung
an einer oder an beiden weißen Linien 71 und 72 erfaßt wird.
Außerdem kann keine der weißen Linien eine Abzweigung auf
weisen.
Wenn in der Abzweigungsbestimmungsverarbeitung eine Ab
zweigung erfaßt wurde (JA in S502), wird anschließend in
S503 bestimmt, ob bereits "das erste Bestimmungsergebnis"
der letzten Ausführung dieses Ablaufdiagramms vorliegt. Wenn
dies nicht der Fall ist (NEIN in S503), wird in S505 das in
S502 erfaßte Bestimmungsergebnis als "das erste Bestimmungs
ergebnis" betrachtet, und der Zeitzähler beginnt in S506 mit
einem Zählvorgang (wobei ausgehend von einem vorgegebenen
Zählwert rückwärts gezählt wird). Wenn dagegen "das erste
Bestimmungsergebnis" der letzten Ausführung dieses Ablauf
diagramms vorliegt (JA in S503), wird das in S502 erfaßte
Bestimmungsergebnis in S504 als "das zweite Bestimmungsergeb
nis" betrachtet, woraufhin basierend auf dem ersten und dem
zweiten Bestimmungsergebnis in S507 eine letzte oder endgül
tige Bestimmungs- oder Entscheidungsverarbeitung ausgeführt
wird.
Wenn "das erste Bestimmungsergebnis" bereits vorliegt
(JA in S501), wird in S508 bestätigt, daß der Zählwert des
in S506 gestarteten Zählers null wird. Wenn der Zählwert
null wird (JA in S508), bedeutet dies, daß das zweite Be
stimmungsergebnis innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer
(die durch den Anfangszählwert des Zeitzählers vorgegeben
ist) nicht erhalten werden kann, nachdem das erste Bestim
mungsergebnis erhalten wurde. D.h., daß gemäß dem ersten Be
stimmungsergebnis eine Abzweigung erfaßt wurde, dieses Er
gebnis durch das zweite Bestimmungsergebnis jedoch nicht in
nerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer bestätigt wird. In die
sem Fall wird die letzte Bestimmungsverarbeitung in S509
ausschließlich basierend auf dem ersten Bestimmungsergebnis
ausgeführt. Der Anfangszählwert des Zeitzählers sollte so
festgelegt werden, daß dadurch ermöglicht wird, daß das
Fahrzeug von einer Ausfahrt zur abzweigenden Straße zu einer
anderen Position fahren kann, wo die abzweigende Straße in
ausreichendem Maß von der Hauptstraße getrennt ist. Daher
kann der Zeitzähler durch einen Abstandsensor ersetzt wer
den. Wenn der Zählvorgang des Zeitzählers noch nicht beendet
ist (NEIN in S508), schreitet die Verarbeitung zu S502 fort,
um auf das zweite Bestimmungsergebnis zu warten, bis der
Zählwert null wird.
Die endgültige Bestimmung oder Entscheidung in S507 und
S509 wird basierend auf dem (den) vorangehend erhaltenen Be
stimmungsergebnis(sen) ausgeführt, wobei ihre Zuverlässig
keit berücksichtigt wird. Beispielsweise kann die endgültige
Entscheidung in S509 unter Bezug auf Tabelle I ausgeführt
werden, in der nur ein Bestimmungsergebnis, d. h. das erste
Bestimmungsergebnis, betrachtet wird.
Tabelle II zeigt ein auf die endgültige Entscheidung in
S507 anwendbares Beispiel, das auf dem ersten und dem zwei
ten Bestimmungsergebnis basiert.
Diese Tabellen I und II sind im Speicher gespeichert,
und eine der Tabellen wird im endgültigen Entscheidungs
schritt S509 oder S507 ausgelesen, so daß die Fahrtrichtung
oder eine durch das Fahrzeug ausgewählte Fahrspur zusammen
mit ihrer Zuverlässigkeit bestimmt wird.
Die endgültige Entscheidung wird in einer durch die je
weiligen Steuerungsvorrichtungen 51-59 ausgeführten Steue
rungsoperation berücksichtigt. Beispielsweise zeigt die end
gültige Entscheidung gemäß Tabelle I oder II eine bestimmte
der Straßen an, die durch das Fahrzeug an einem Übergangs
punkt gerade ausgewählt wurde, wodurch die Information über
die ausgewählte Straße für eine geeignete Fahrzeugsteuerung
leicht erhalten werden kann. In einem anderen Beispiel wird
die Getriebesteuerung in Antwort auf die Freigabe des Be
schleunigungspedals gestartet, wenn dem endgültigen Ent
scheidungsergebnis eine hohe Zuverlässigkeit zugeordnet ist,
wohingegen sie nach der Freigabe des Beschleunigungspedals
und nach einer anschließenden Betätigung des Bremspedals ge
startet wird, wenn dem endgültigen Entscheidungsergebnis ei
ne mittlere oder geringe Zuverlässigkeit zugeordnet ist.
Die in Tabelle I und II dargestellte Zuverlässigkeit
der endgültigen Entscheidung kann unter weiterem Bezug auf
die Erfassung einer Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers
durch den Fahrer geändert werden. D.h., wenn der Fahrer den
Fahrtrichtungsanzeiger betätigt, und wenn eine durch den
Fahrtrichtungsanzeiger angezeigte bestimmte Fahrtrichtung
mit derjenigen der endgültigen Entscheidung übereinstimmt,
kann der Grad ihrer Zuverlässigkeit um einen Grad erhöht
werden (von "gering" auf "mittel" oder von "mittel" auf
"hoch"). In diesem Fall kann der endgültigen Entscheidung
unabhängig von der in der Tabelle angegebenen Definition der
Zuverlässigkeitsgrad "hoch" zugeordnet sein. Eine solche
Fahrzeugsteuerung ist vorteilhaft, weil sie die Absicht des
Fahrers berücksichtigt und ihr folgt. Die Betätigung des
Fahrtrichtungsanzeigers wird durch den Fahrtrichtungs
anzeigersensor 33 erfaßt, der einer Fahrspurerkennungs
vorrichtung 60 ein Erfassungssignal zuführt.
Gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 7 wird, nachdem die
Abzweigungsbestimmung in S207 abgeschlossen ist, der Suchbe
reich in S208 aktualisiert, was nachstehend unter Bezug auf
die Ablaufdiagramme von Fig. 16 und 17 beschrieben wird. Das
Ablaufdiagramm von Fig. 16 wird verwendet, wenn die linke
weiße Linie 71 sich in der Vorwärtsbereichansicht nach links
bewegt, was bedeutet, daß eine Abzweigung nach links vorhan
den ist, das Fahrzeug jedoch nicht abbiegt und sich weiter
entlang der rechten oder Hauptfahrspur vorwärts bewegt.
Im Ablaufdiagramm von Fig. 16 wird in S601 bestimmt, ob
die Längenposition von XLR auf der rechten Randlinie der
linken weißen Linie 71 kleiner ist als ein vorgegebener Län
genwert von etwa null. Wenn dies der Fall ist (JA in S601),
wird der Suchbereich LR in S602 in der Vorderbereichansicht
auf den vorgegebenen Anfangsbereich zurückgesetzt. Wenn XLR
weiterhin rechts von einer vorgegebenen Längenposition ange
ordnet ist (NEIN in S601), wird der Suchbereich LR in S607
auf eine Position aktualisiert, wo der Mittelpunkt bei XLR
liegt. Wenn die Längenposition von XLL auf der linken Rand
linie der linken weißen Linie 71 in S606 größer ist als der
gleiche vorgegebene Längenwert (JA in S605), wird der Such
bereich LL auf eine Position aktualisiert, die mit dem in
S607 aktualisierten Suchbereich LR identisch ist. Anderer
seits wird, wenn XLL ebenfalls rechts von der vorgegebenen
Längenposition angeordnet ist (NEIN in S605), der Suchbe
reich LL in S608 zu einer Position mit dem Mittelpunkt bei
XLL verschoben. Wenn Schritt S602 oder S606 ausgeführt wer
den, kann der Suchbereich um ein wesentliches Maß verschoben
werden, so daß im aktualisierten Suchbereich eine andere
weiße Linie verfolgt wird. Daher sollte in diesem Fall die
auf der Linienbreitenzunahme basierende Abzweigungsbestim
mung (gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 13) oder die auf der
Fahrspurbreitenzunahme basierende Abzweigungsbestimmung (ge
mäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 14), die in S313 in Fig. 13
oder in S410 in Fig. 14 annulliert wurde, wiederaufgenommen
werden. Eine solche Wiederaufnahmeoperation wird in S603 und
S604 ausgeführt.
Fig. 17 zeigt das Ablaufdiagramm, das anwendbar ist,
wenn die linke weiße Linie 71 sich im Vorwärtsbereich-Straßen
bild nach rechts bewegt, was bedeutet, daß das Fahr
zeug in eine Abzweigung nach links einfährt bzw. nach links
abbiegt. Zunächst wird in S701 bestimmt, ob die Längenposi
tion von XLL auf der linken Randlinie der linken weißen Li
nie größer ist als der vorgegebene Längenwert von etwa null.
Wenn dies der Fall ist (JA in S701), wird der Suchbereich LL
in S702 auf die Anfangsposition zurückgesetzt. Wenn XLL noch
immer rechts vom vorgegebenen Längenwert angeordnet ist
(NEIN in S701), wird der Suchbereich LL in S707 zu einem an
deren Bereich mit dem Mittelpunkt bei XLL verschoben. Dar
aufhin wird, wenn die Längenposition von XRL auf der rechten
Randlinie der linken weißen Linie 71 größer ist als der
gleiche vorgegebene Längenwert (JA in S705) in S606 der
Suchbereich LR auf eine Position aktualisiert, die mit dem
in S707 aktualisierten Suchbereich LL identisch ist. Wenn
dagegen XRL rechts vom vorgegebenen Längenwert angeordnet
ist (NEIN in S705), wird der Suchbereich LR in S708 zu einer
Position mit dem Mittelpunkt bei XLR verschoben. Wenn der
Schritt S702 oder S706 ausgeführt wird, kann der Suchbereich
um ein wesentliches Maß verschoben werden, so daß eine ande
re weiße Linie im aktualisierten Suchbereich verfolgt wird.
Daher wird die Abzweigungsbestimmung in diesem Fall in S703
und S704 bestätigt, wie in Verbindung mit S603 und S604 im
Ablaufdiagramm von Fig. 16 beschrieben wurde.
Die gemäß den Ablaufdiagrammen von Fig. 16 und Fig. 17
ausgeführte Suchbereichaktualisierungsverarbeitung kann se
parat oder in Kombination ausgeführt werden. Eine ähnliche
Verarbeitung wird auch bezüglich der rechten weißen Linie 72
ausgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Erfas
sungsoperation durch den gyromagnetischen Sensor 13 des Na
vigationssystems 10 mit der Fahrspurbestimmungsoperation
kombiniert, um eine höhere Zuverlässigkeit der Bestimmungs
ergebnisse zu erhalten. Wenn das Fahrzeug beispielsweise an
einer Kreuzung nach links oder rechts abbiegt, wird die vor
herige Bestimmungsverarbeitung zurückgesetzt und eine neue
Bestimmungsverarbeitung gestartet.
Die Getriebesteuerung kann basierend auf den in S207 im
Ablaufdiagramm von Fig. 7 erhaltenen Bestimmungsergebnissen
ausgeführt werden, wie nachstehend ausführlich beschrieben
wird. Die Navigationsverarbeitungseinheit 11 berechnet den
Verzögerungsbedarfswert basierend auf den Straßeninformatio
nen und bestimmt dann den oberen Grenzwert des schaltbaren
Bereichs der Getriebegangstufen in Abhängigkeit vom Verzöge
rungsbedarfswert und von der Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit.
Ein den oberen Grenzwert anzeigendes Signal wird der Automa
tikgetriebesteuerungsvorrichtung (A/T ECU) 52 zugeführt.
Wenn durch die Fahrspurbestimmung angezeigt wird, daß das
Fahrzeug in eine Straße einfährt oder einer Route folgt, die
sich von der Fahrtroute unterscheidet, die durch die Opera
tion der Navigationsverarbeitungseinheit 11 bestimmt wurde,
löscht die Automatikgetriebesteuerungsvorrichtung 52 den al
ten oberen Grenzwert und legt in Abhängigkeit von den Stra
ßeninformationen der neu ausgewählten Route einen neuen obe
ren Grenzwert fest. Ähnlicherweise sollte das die Routenän
derung anzeigende Bestimmungsergebnis in der durch die Mo
torsteuerungsvorrichtung (E/G ECU) 51 ausgeführten Motoraus
gangsleistungssteuerung, der durch die Vierradantriebsteue
rungsvorrichtung (4WD ECU) 53 ausgeführten Hydraulik
kupplungssteuerung, der durch die Bremssteuerungsvorrichtung
(ABS ECU) 54 ausgeführten Bremsflüssigkeitsdrucksteuerung,
der durch die Aufhängungssteuerungsvorrichtung (SUS ECU) 55
ausgeführten Aufhängungssteuerung, der durch die Rückgewin
nungsbremssteuerungsvorrichtung 56 ausgeführten Bremskraft
rückgewinnungssteuerung usw. berücksichtigt werden.
Die durch die entsprechenden Steuerungsvorrichtungen
51-59 ausgeführten Steu 45674 00070 552 001000280000000200012000285914556300040 0002019906614 00004 45555erungen können in Antwort auf die Zu
verlässigkeit des Abzweigungsbestimmungsergebnisses akti
viert werden. Wenn beispielsweise das Abzweigungsbestim
mungsergebnis den Zuverlässigkeitsgrad "hoch" ("hohe" Zuver
lässigkeit) anzeigt, wird die Freigabe des Beschleunigungs
pedals als durch den Fahrer veranlaßte Verzögerungsoperation
betrachtet. Wenn dem Abzweigungsbestimmungsergebnis der Zu
verlässigkeitsgrad "mittel" zugeordnet ist, beginnt die
Steuerung nur, nachdem das Bremspedal betätigt wurde. Wenn
der Zuverlässigkeitsgrad "gering" vorliegt, beginnt die
Steuerung erst, wenn das Bremspedal bei einem hohen Be
schleunigungsbedarfswert betätigt wird.
Die Abzweigungsbestimmung kann durch die Fahrspurbe
stimmungsvorrichtung 60 auch auf eine andere Weise ausge
führt werden, die nachstehend beschrieben wird. Die Vorrich
tung 60 legt repräsentative Punkte XLL, XLR, XRL und XRR
fest, die die linke und die rechte Randlinie in den Suchbe
reichen LL, LR, RL und RR bezüglich der linken und der rech
ten weißen Linie 71, 72 anzeigen. Dies kann auf die gleiche
Weise ausgeführt werden wie in Verbindung mit den Fig.
11A-11C und 12A-12C beschrieben wurde. Im Vorwärtsbe
reich-Straßenbild sollte die Höhe der jeweiligen Suchbereiche so
festgelegt werden, daß sie kleiner ist als ein weißer Strei
fen der gestrichelten Fahrspurteilungslinien auf einer
Schnellverkehrsstraße.
Dann wird bestimmt, ob die Breite der linken weißen Li
nie 71 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Die Li
nienbreite wird durch Subtrahieren des Wertes XLL von XLR
berechnet. Dann werden nacheinander die Abzweigungsbestim
mungsoperation, die Fahrzeugpositionsbestimmungsoperation
und die Fahrspurwechselbestimmungsoperation ausgeführt. Die
Abzweigungsunterscheidungsoperation kann durch Erfassen der
Vergrößerung der weißen Linienbreite und/oder der Fahrspur
breite ausgeführt werden, deren Verarbeitung ausführlich be
schrieben wurde. Ähnliche Bestimmungsoperationen werden auch
bezüglich der rechten weißen Linie 72 ausgeführt.
Eine weitere Bestimmungsoperation wird ausgeführt, wenn
festgestellt wird, daß die Breite der weißen Linie innerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt. Wenn die Linienbreite
nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, ist die
erfaßte Linie keine weiße Linie, sondern eine andere Linie,
auf die die Bestimmungsoperation nicht anwendbar ist.
Die Abzweigungsbestimmungsoperation wird fortgesetzt,
wie durch das Ablaufdiagramm von Fig. 18 dargestellt. Diese
Abzweigungsbestimmungsoperation ist abhängig von der Breite
(XLR-XLL) der linken weißen Linie 71, der Breite (XRR-XRL)
der rechten weißen Linie 72 und der Fahrspurbreite (XRL-XLR),
um zu bestimmen, welche Richtung oder Fahrspur durch
das Fahrzeug ausgewählt wird.
Zunächst wird in S2100 ein Flag bestätigt, das anzeigt,
daß voraus eine Kreuzung vorhanden ist. Der Zustand des
Flags wird durch die Straßendaten festgelegt, die durch die
Navigationsverarbeitungseinheit 11 aus dem Speicher 12 aus
gelesen werden. Das Flag wird gesetzt, wenn das Fahrzeug ei
nen vorgegebenen Abstand zur nächsten vorausliegenden Kreu
zung erreicht. Obwohl das Ablaufdiagramm von Fig. 18 ein be
vorzugtes Beispiel darstellt, kann S2100 in einem verein
fachten Beispiel einer Bestimmungsoperation weggelassen wer
den.
Wenn das Fahrzeug in einen Steuerbereich eintritt (JA
in S2100), wird in S2102 bestimmt, ob die Fahrspurbreite
(XRL-XLR) während einer vorgegebenen Zeitdauer seit der Be
stätigung in S2100 zunimmt. Wenn die Fahrspurbreite zunimmt
(JA in S2101), wird diese Information in S2102 als erstes
Bestimmungsergebnis gespeichert. Wenn keine Fahrspurbreiten
zunahme erfaßt wird (NEIN in S2101), wird in S2103 bestimmt,
ob die Breite (XRR-XRL) der rechten weißen Linie während der
gleichen Zeitdauer zunimmt. Wenn eine solche Linienbreiten
zunahme erfaßt wird (JA in S2103), schreitet die Verarbei
tung zu S2105 fort. Wenn keine Zunahme bezüglich der rechten
weißen Linie 72 erfaßt wird (NEIN in S2103), wird in S2104
bestimmt, ob die die Breite (XLR-XLL) der linken weißen Li
nie während der gleichen Zeitdauer zunimmt. Wenn eine solche
Linienbreitenzunahme erfaßt wird (JA in S2104), schreitet
die Verarbeitung zu S2105 fort. Wenn keine Breitenzunahme
der rechten und der linken weißen Linie 71, 72 erfaßt wurde
(NEIN in S2103 und S2104), schreitet die Verarbeitung zu
S2107 fort.
In S2105 wird bestimmt, ob mindestens in einem der
Schritte S2101, S2103 und S2104 innerhalb einer vergangenen
vorgegebenen Zeitdauer ein Ergebnis "JA" erzeugt wurde. Wenn
dies der Fall ist (JA in S2105), wird der später zu be
schreibende endgültige Entscheidungsschritt S2106 ausge
führt. Wenn innerhalb der vergangenen vorgegebenen Zeitdauer
keine Linienbreitenzunahme erfaßt wurde (NEIN in S2105),
schreitet die Verarbeitung zu S2108 fort, wo die Breitenzu
nahme der rechten oder der linken weißen Linie, die in S2103
oder S2104 bestätigt wurde, als erstes Bestimmungsergebnis
gespeichert wird.
In S2106 wird basierend auf dem ersten und dem zweiten
Bestimmungsergebnis die endgültige Entscheidung gemäß der
Abzweigungsbestimmungsverarbeitung getroffen. Das erste Be
stimmungsergebnis wird in S2102 gespeichert, und das zweite
Bestimmungsergebnis wird in S2101 oder S2103 erhalten. Die
endgültige Entscheidung wird beispielsweise unter Bezug auf
die folgende Tabelle III getroffen.
Das erste und das zweite Bestimmungsergebnis werden Ta
belle III zugeführt, um in S2106 endgültig die Richtung zu
bestimmen, in die das Fahrzeug sich vom Übergangs- oder Ver
zweigungspunkt bewegt. In S2106 wird eines der in Tabelle
III unterstrichenen endgültigen Entscheidungsergebnisse mit
hoher Zuverlässigkeit erhalten. Beispielsweise zeigt das er
ste Bestimmungsergebnis die Erfassung der Fahrspurbreitenzunah
me und das zweite Bestimmungsergebnis die Erfassung einer
Breitenzunahme der linken weißen Linie an, wobei diese Er
gebnisse Tabelle III zugeführt werden, um endgültig zu ent
scheiden, daß das Fahrzeug sich entlang der rechten Fahrspur
oder Straße bewegt.
Wenn bezüglich der rechten und der linken weißen Linie
71, 72 keine Breitenzunahme erfaßt wird (NEIN in S2103 und
S2104), schreitet die Verarbeitung zu S2107 fort, wo be
stimmt wird, ob eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist,
seit in mindestens einem der Schritte S2101, S2103 und S2104
ein Ergebnis "JA" erzeugt wurde. Wenn in der vorangehenden
Bestimmungsverarbeitung keine Linien-/Fahrspurbreitenzunahme
erfaßt wurde (NEIN in S2107), kehrt die Verarbeitung zum An
fang zurück. Wenn zuvor eine Linien- oder Fahrspurbreitenzu
nahme erfaßt wurde (JA in S2107), schreitet die Verarbeitung
zu S2109 fort, wo das erste Bestimmungsergebnis Tabelle III
zugeführt wird, um eine endgültige Entscheidung zu treffen.
Die endgültige Entscheidung in S2109 ist eine der in Klam
mern gesetzten Entscheidungen, die im Vergleich zur endgül
tigen Entscheidung in S2106, die basierend auf dem ersten
und dem zweiten Bestimmungsergebnis festgelegt wird, eine
geringere Zuverlässigkeit aufweist.
Fig. 21 zeigt ein Beispiel einer Fahrtroute auf einer
Schnellverkehrsstraße, die zwei Steuerabschnitte A und B
aufweist. Von der Hauptfahrspur zweigt eine Ausfahrtstraße
ab. Während das Fahrzeug 2 den ersten Abschnitt A durch
fährt, wo die Ausfahrtstraße beginnt, sich von der
Hauptfahrspur zu trennen, wird die Breitenzunahme der linken
weißen Linie oder der Fahrspur erfaßt, wodurch festgestellt
wird, daß das Fahrzeug sich entlang der Hauptfahrspur vor
wärts bewegt. Dies ist das erste Bestimmungsergebnis. Wäh
rend das Fahrzeug den zweiten Abschnitt B durchfährt, wo die
Ausfahrtstraße sich vollständig von der Hauptfahrspur ge
trennt hat, wird die Breitenzunahme der linken weißen Linie
erfaßt und festgestellt, daß das Fahrzeug sich entlang der
Hauptfahrspur nach rechts bewegt. Dies ist das zweite Be
stimmungsergebnis. Aus diesen beiden Ergebnissen kann defi
nitiv bestätigt werden, daß das Fahrzeug nicht zur Ausfahrt
hin abbiegt, sondern sich entlang der Hauptfahrspur auf der
Schnellverkehrsstraße geradeaus bewegt.
Die derart erhaltene endgültige Entscheidung kann auf
folgende Weise für eine Automatikgetriebesteuerung verwendet
werden. In dieser Ausführungsform wird ein schaltbarer Be
reich von Getriebegangstufen durch ein Befehlssignal vom Na
vigationssystem 10 bestimmt. Beispielsweise sollte, auch
wenn die Getriebesteuerungsvorrichtung (A/T ECU 52) den 4.
Gang bestimmt, wenn durch einen durch die Navigationsverar
beitungseinheit 11 bestimmten schaltbaren Bereich als obere
Grenze die 3. Gangstufe festgelegt wurde, die schließlich
bestimmte Getriebegangstufe die 3. Gangstufe sein.
Nachstehend wird die Operation der Automatikgetriebe
steuerung unter Bezug auf das Ablaufdiagramm von Fig. 19 be
schrieben. Die Navigationsverarbeitungseinheit 11 bestimmt
in S2201, ob die endgültige Entscheidung auf zwei Ergebnis
sen basiert, d. h. eine Kombination aus dem ersten und dem
zweiten Bestimmungsergebnis ist. Eine solche endgültige Ent
scheidung ist eine der in Klammern gesetzten Entscheidungen
in Tabelle III. Wenn dies der Fall ist (JA in S2201), d. h.,
daß die endgültige Entscheidung hochgradig zuverlässig ist,
schreitet die Verarbeitung zu S2203 fort, wo der Steuerpegel
auf "4" gesetzt wird. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN in
S2201), schreitet die Verarbeitung zu S2202 fort, wo weiter
bestimmt wird, ob die endgültige Entscheidung auf einem ein
zigen Ergebnis basiert, d. h. nur auf dem ersten Bestimmungs
ergebnis, das in Tabelle III in Klammern gesetzt ist. Wenn
dies der Fall ist (JA in S2202), wird in S2204 der Steuerpe
gel auf "3" gesetzt. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN in
S2202), d. h., daß keine Fahrtrichtung bestimmt werden konnte
("unbekannt" in Tabelle III), wird der Steuerpegel in S2205
auf "2" gesetzt. Obwohl im Ablaufdiagramm von Fig. 19 nicht
dargestellt, kann auch ein Steuerpegel "1" vorhanden sein.
Die durch den Fahrer veranlaßte Verzögerungsoperation,
die in der Beschreibung häufig als "Startereignis" bezeich
net wird, auf das die Automatikgetriebesteuerung reagiert
und durch das sie aktiviert wird, ist abhängig vom in S2203,
S2204 und S2205 bestimmten Steuerpegel, wobei ein Beispiel
dafür in der nachstehenden Tabelle IV dargestellt ist.
In dieser Tabelle ist jedem Steuerpegel ein Start
ereignis in der rechten Spalte zugeordnet. Wenn beispiels
weise die festgestellte Fahrtrichtung hochgradig zuverlässig
ist, so daß in S2203 der Steuerpegel "4" erhalten wird, wird
die Getriebesteuerung für einen Schaltvorgang zum Herunter
schalten nur dann aktiviert, wenn der Fahrer das Beschleuni
gungspedal freigibt. In diesem Fall beginnt die Steuerung
auch bei einer Betätigung des Bremspedals. Wenn die festge
stellte Fahrtrichtung wahrscheinlich ist, so daß der Steu
erpegel in S2204 "3" ist, beginnt die Schaltsteuerung zum
Herunterschalten in Antwort auf die Erfassung der Freigabe
des Beschleunigungspedals nicht, sondern nur, wenn erfaßt
wird, daß der Fahrer das Bremspedal betätigt, da dies als
stärkere Absicht des Fahrers betrachtet werden kann, einen
Verzögerungsvorgang auszuführen, als wenn lediglich das Be
schleunigungspedal freigegeben wird. Wenn die Entscheidung
in geringerem Maße zuverlässig ist, das ist der Fall, wenn
in S2205 der Steuerpegel "2" bestimmt wird, muß für die Ein
leitung der Schaltsteuerung für einen Schaltvorgang zum Her
unterschalten zusätzlich zur Betätigung des Beschleunigungs
pedals die Verzögerung der (beispielsweise durch Sensoren
31-33 erfaßten) Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt wer
den. Wenn der Steuerpegel minimal ist, d. h. "1" beträgt,
wird die aktuelle Schaltposition, obwohl im Ablaufdiagramm
von Fig. 19 nicht dargestellt, auch dann beibehalten, wenn
ein Startereignis auftritt.
Die vorstehend beschriebene Automatikgetriebesteuerung
wird in S2206 basierend auf dem in S2203, S2204 oder S2205
bestimmten Steuerpegel (oder Zuverlässigkeitspegel bzw.
-grad) ausgeführt. In diesem Schritt bestimmt die Navigati
onsverarbeitungseinheit 11 zunächst die Straßendaten (Kno
tendaten und Segmentdaten) für den bezüglich der
Ist-Position vorausliegenden Abschnitt. Wenn innerhalb eines
vorgegebenen Abstands eine Abzweigung oder ein Übergangs- oder
Verzweigungsbereich vorhanden ist, werden die Straßen
daten für jede abzweigende Straße erhalten. Der Abstand
L1-Ln von der Ist-Position zu den jeweiligen Knoten N1-Nn wird
ebenfalls berechnet. Außerdem werden die Knotengeschwindig
keiten V1-Vn, die die Fahrzeuggeschwindigkeiten darstellen,
mit denen das Fahrzeug die jeweiligen Knoten N1-Nn sicher
und glatt oder gleichmäßig passieren würde, in Abhängigkeit
von den Radien r1-rn an den jeweiligen Knoten bestimmt. Aus
diesen Parametern werden unter Bezug auf die in Fig. 5 dar
gestellte Tabelle die Verzögerungsbedarfswerte Gnn für jeden
Knoten bestimmt, unter denen der höchste Wert als Verzöge
rungsbedarfwert Gn ausgewählt und der Getriebesteuerung zu
geführt wird.
In dieser Ausführungsform ist der der Getriebesteuerung
tatsächlich zuzuführende Verzögerungsbedarfswert der Fahrt
route zugeordnet, die in S207 im Ablaufdiagramm von Fig. 7
bestimmt wurde. Wenn beispielsweise im Abzweigungsbestim
mungsschritt S207 festgestellt wird, daß das Fahrzeug sich
im Übergangs- oder Verzweigungsbereich nach links bewegt,
sollte der Verzögerungsbedarfswert Gn in Abhängigkeit von den
Straßendaten der linken Route bestimmt werden. Der so durch
die Navigationsverarbeitungseinheit 11 bestimmte Verzöge
rungsbedarfswert Gn wird der Automatikgetriebesteuerungs
vorrichtung (A/T ECU) 52 zugeführt, die die optimale Getrie
begangstufe unter Bezug auf eine Tabelle berechnet, von der
ein Beispiel in Fig. 20 dargestellt ist. Tabelle IV zeigt,
daß, wenn der Verzögerungsbedarfswert G1 beträgt und das
Fahrzeuggetriebe ein 5-Gang-Automatikgetriebe ist, die Ge
triebegangstufe die 4. oder eine niedrigere Gangstufe sein
sollte. Eine solche Steuerung wird in Antwort auf die Erfas
sung einer durch den Fahrer veranlaßten Verzögerungs
operation ausgeführt, die für jeden Zuverlässigkeitsgrad se
parat bestimmt wird, wie in Tabelle IV dargestellt.
Wenn nach dem Übergangs- oder Verzweigungsbereich kei
ne bestimmte Fahrtstrecke bestimmt werden konnte ("Unbe
kannt" in Tabelle III), sollte die Getriebesteuerung basie
rend auf den Straßendaten der durch das Navigationssystem 10
bestimmten Fahrtroute ausgeführt werden. Wenn durch das Na
vigationssystem 10 keine spezifische Fahrtstrecke festgelegt
wurde, wird daraus abgeleitet, daß das Fahrzeug entlang der
aktuellen Fahrtroute fährt.
Die Steuertabelle von Fig. 20 zeigt auch eine andersar
tige Steuerung, die in Abhängigkeit vom Verzögerungsbe
darfswert ausgeführt wird, wie später ausführlicher beschrie
ben wird.
In einer noch anderen Ausführungsform wird die Bewe
gungsrichtung des Fahrzeugs im Übergangs- oder Verzweigungs
bereich in Abhängigkeit vom Ergebnis der Abzweigungsbestim
mungsoperation, vom Ergebnis der Fahrspurpositionsbestim
mungsoperation, vom Ergebnis der Fahrspurwechselbestimmungs
operation und von den im Navigationssystem 10 gehaltenen Po
sitionsdaten bestimmt. In der Abzweigungsbestimmungsoperati
on wird die Zunahme der Fahrspurbreite und/oder der Breite
der weißen Linie erfaßt, um beispielsweise auf die vorste
hend beschriebene Weise eine spezifische Richtung oder Fahr
spur zu bestimmen, in die (der) sich das Fahrzeug im Über
gangs- oder Verzweigungsbereich auf der Schnellverkehrsstra
ße weiter nach vorne bewegt.
In der Fahrspurbestimmungsoperation wird festgestellt,
ob die weiße Linie, die durch die Abzweigungsbestimmungsope
ration erfaßt wurde, durchgehend oder unterbrochen ist, um
die Fahrzeugposition auf der Hauptfahrspur oder auf der ab
zweigenden Ausfahrtstraße zu bestimmen. Dies kann durch Be
stätigen der Periodizität der Linienerfassung ausgeführt
werden. D.h., die Periodizität wird festgestellt, wenn die
Linie während einer vorgegebenen Zyklusperiode häufiger er
faßt wurde als eine vorgegebene Anzahl. Wenn dies der Fall
ist, wird festgestellt, daß die Linienerfassung "periodisch"
ist, und daß die erfaßte Linie nicht durchgehend sondern un
terbrochen oder gestrichelt ist. Die vorgegebene Zyklusperi
ode sollte vorzugsweise mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ge
ändert werden. Sie wird mit zunehmender Fahrzeuggeschwindig
keit kürzer.
Eine solche Fahrspurpositionsbestimmungsoperation wird
bezüglich der rechten und der linken Linie ausgeführt, um
ein Ergebnis zu erhalten, das anzeigt, ob jede erfaßte Linie
durchgehend oder unterbrochen ist oder keine Linie erfaßt
wird. Dies ist das erste Bestimmungsergebnis. Wenn innerhalb
einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem ersten Bestimmungser
gebnis ein weiteres Bestimmungsergebnis erhalten wird, wird
dieses weitere Bestimmungsergebnis als das zweite Bestim
mungsergebnis betrachtet. Wenn das Bestimmungsergebnis bei
spielsweise anzeigt, daß die rechte weiße Linie eine unter
brochene Linie ist, wohingegen die linke weiße Linie eine
durchgehende Linie ist, könnte daraus abgeleitet werden, daß
das Fahrzeug gegenwärtig auf einer Fahrspur neben der linken
Notfahrspur auf einer mehrspurigen Straße fährt. Wenn die
linke weiße Linie unterbrochen und die rechte weiße Linie
durchgehend ist, könnte daraus abgeleitet werden, daß das
Fahrzeug gegenwärtig auf einer Fahrspur neben dem Mittel
streifen fährt. Wenn die gegenüberliegenden weißen Linien
beide durchgehend sind, fährt das Fahrzeug auf einer Straße
mit einer einzigen Fahrspur. Wenn beide Linien unterbrochen
sind, fährt das Fahrzeug auf einer Mittelfahrspur einer
Straße mit mindestens drei Fahrspuren. Basierend auf dem er
sten und dem zweiten Bestimmungsergebnis der Fahrspurbestim
mungsoperation kann außerdem die Bewegungsrichtung des Fahr
zeugs abgeleitet werden.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 22, die einen
Fahrspurwechsel von der rechten zur linken Fahrspur zeigt,
eine Fahrspurwechselbestimmungsoperation beschrieben. Weil
das Fahrzeug auf der rechten Fahrspur gefahren ist, folgen
die aktuellen Suchbereiche LL, LR der linken unterbrochenen
Linie, während die Suchbereiche RL, RR der rechten durchge
henden Linie folgen. Während eines Fahrspurwechsels von
rechts nach links bewegen sich die linken Suchbereiche LL,
LR im Vorwärtsbereich-Straßenbild allmählich nach rechts,
während sich die rechten Suchbereiche RL, RR allmählich nach
links bewegen. Wenn die Suchbereiche LL, LR sich um ein grö
ßeres Maß als um einen vorgegebenen Längenwert, der die Mit
tellinie des Bildes sein kann, wie in den vorangehenden Aus
führungsformen beschrieben, nach rechts bewegt haben, werden
sie auf die vorgegebenen Anfangspositionen zurückgesetzt, um
einer anderen linken Linie zu folgen. Ähnlicherweise werden
die Suchbereiche RL, RR, wenn sie sich in einem zu großen
Maß nach links bewegt haben, auf ihre vorgegebenen Anfangs
positionen zurückgesetzt, um einer anderen rechten Linie zu
folgen. In diesem Fall beginnen die Suchbereiche LL, LR und
RL, RR, nachdem sie zurückgesetzt wurden, der durchgehenden
linken Linie und der unterbrochenen rechten Linie der linken
Fahrspur zu folgen, auf der das Fahrzeug sich vorwärts be
wegt. Der Fahrspurwechsel von der linken Fahrspur zur rech
ten Fahrspur wird auf ähnliche Weise bestimmt.
Das Ablaufdiagramm von Fig. 23 zeigt das Hauptprogramm
der der vorstehend erwähnten Bestimmungsoperation folgenden
Automatikgetriebesteuerung. In S3010 werden notwendige In
formationen aus dem Speicher 12 des Navigationssystems 10
ausgelesen. Die Informationen enthalten Daten bezüglich der
Zeit, der Ist-Position, Knoten und Segmenten der bezüglich
der Ist-Position vorausliegenden Fahrtroute, des Abstands,
Kreuzungen oder Übergangs- bzw. Verzweigungsbereichen, der
Anzahl von Fahrspuren, des Abzweigungswinkels oder der Ab
zweigungsrichtung an jeder Kreuzung oder jedem Übergangs- bzw.
Verzweigungsbereich usw.
Als nächstes wird in S3030 gemäß dem Ablaufdiagramm von
Fig. 24 eine weiße Linie bestimmt. Die Verarbeitung zum Be
stimmen einer weißen Linie beginnt in S3301, wo das durch
die CCD-Kamera 61 (Fig. 6) aufgenommene Bild des vorauslie
genden Bereichs analysiert wird, um die Art oder den Zustand
(durchgehend oder unterbrochen) der im Bild dargestellten
gegenüberliegenden weißen Linien zu bestimmen. Dann wird in
Schritt S3303 der aktuelle Fahrzustand aus den Ergebnissen
der Abzweigungsbestimmungsoperation, der Fahrspurpositions
bestimmungsoperation und der Fahrspurwechselbestimmungsope
ration abgeleitet, die jeweils detailliert beschrieben wur
den. Das Ablaufdiagramm von Fig. 25 zeigt das in S3303 aus
geführte Unterprogramm. Die Fahrspurpositionsbestimmungsope
ration wird in S3031 ausgeführt, um eine spezifische Fahr
spur zu bestimmen, auf der das Fahrzeug fährt. Dann wird die
Fahrspurwechselbestimmungsoperation in S3033 ausgeführt, um
festzustellen, ob ein Fahrspurwechsel vorliegt. In Schritt
S3035 wird die Linienbreitenzunahme bestimmt, und in Schritt
S3037 wird die Fahrspurbreitenzunahme bestimmt. Basierend
auf den Fahrzeug-Ist-Positionsdaten und den Übergangs- oder
Verzweigungsbereichdaten wird in S3039 festgestellt, ob das
Fahrzeug in einen Steuerbereich eintritt, der in einem vor
gegebenen Abstand vor dem Übergangs- oder Verzweigungspunkt
beginnt. Im Ablaufdiagramm von Fig. 25 ist die Reihenfolge
der jeweiligen auszuführenden Schritte nicht kritisch. Wenn
in den Bestimmungsschritten S3031, S3033, S3035, S3037 und
S3039 ein Bestimmungsergebnis gefunden wird (erstes Bestim
mungsergebnis), wird es in eine Steuertabelle eingetragen,
wie beispielsweise in eine der nachfolgend dargestellten Ta
belle V ähnliche Tabelle. Wenn durch Ausführen der Schritte
S3031, S3033, S3035 und S3039 innerhalb einer vorgegebenen
Zeitdauer, nachdem das erste Bestimmungsergebnis erhalten
wurde, ein anderes Bestimmungsergebnis gefunden wird, wird
es einer entsprechenden Position in der Spalte für das zwei
te Bestimmungsergebnis zugeführt. Wenn beispielsweise durch
den Bestimmungsschritt S3031 (als erstes Bestimmungsergeb
nis) der Fahrspurwechsel nach links erkannt wird, und dann
durch den Bestimmungsschritt S3031 (als zweites Bestimmungs
ergebnis) erfaßt wird, daß das Fahrzeug weiterhin auf der
linken Fahrspur fährt, werden diese Ergebnisse Tabelle V zu
geführt, woraus sich ergibt, daß der Fahrzustand Nr. 9 vor
liegt. Das erste und das zweite Bestimmungsergebnis können
durch verschiedenartige Bestimmungsoperationen oder durch
die gleiche Bestimmungsoperation erhalten werden (vergl.
Fahrzustände Nr. 5, 15, 25 und 26). Daten die anzeigen, wann
(Zeit) und wo (Koordinaten) das erste und das zweite Bestim
mungsergebnis erhalten werden, werden ebenfalls in Tabelle V
eingetragen, obwohl nicht dargestellt. Tabelle V ist ledig
lich ein Beispiel von Datentabellen, die zum Bestimmen des
Ist-Fahrzustands basierend auf dem ersten und dem zweiten
Bestimmungsergebnis geeignet sind, die innerhalb einer vor
gegebenen Zeit und eines vorgegebenen Abstandintervalls er
halten werden. Gemäß einem anderen Beispiel kann der durch
einen Fahrtrichtungsanzeigersensor 34 erfaßte Betriebszu
stand eines Fahrtrichtungsanzeigers als erstes oder zweites
Startereignis betrachtet werden, weil es die positive Ab
sicht des Fahrers anzeigt, eine Verzögerungsoperation auszu
führen.
Gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 24 wird, nachdem der
Ist-Fahrtzustand in S3303 unter Bezug auf die Datentabelle V
bestimmt wurde, schließlich die Fahrtrichtung in S3305 gemäß
dem Ablaufdiagramm von Fig. 26 bestimmt. D.h., den jeweili
gen Fahrtzuständen in Tabelle V ist ihr Wahrscheinlich
keitspunkt hinsichtlich der jeweiligen Fahrtrichtung zuge
ordnet. Wenn beispielsweise gemäß dem ersten und dem zweiten
Bestimmungsergebnis der Fahrtzustand Nr. 9 ausgewählt wurde,
wird daraus abgeleitet, daß das Fahrzeug sich im Übergangs- oder
Verzweigungsbereich am wahrscheinlichsten nach links
bewegt, so daß es unwahrscheinlich wäre, daß das Fahrzeug
sich nach rechts bewegt. Die Wahrscheinlichkeit ist als
ganzzahlige Zahl dargestellt. Die Fahrtrichtung mit der grö
ßeren Zahl hat die höhere Wahrscheinlichkeit. Eine negative
Zahl zeigt eine in dieser Situation unwahrscheinliche Fahrt
richtung an.
In S3071 im Ablaufdiagramm von Fig. 26 wird dem Index
(i) der Wert "1" zugeordnet. Der Index (i) zeigt die Fahrt
zustandzahl in Tabelle V an. Dann wird in S3072 bestätigt,
ob das erste und das zweite Bestimmungsergebnis, das durch
den Fahrtzustand mit der entsprechenden Indexzahl definiert
ist, durch Ausführen des Ablaufdiagramms von Fig. 25 be
stimmt wurden. D.h., es wird festgestellt, ob ein Fahrtzu
stand in den aktuellen Fahrsituationen anwendbar ist. Weil
die Indexzahl "1" ist, wird festgestellt, ob der Fahrzustand
Nr. 1 anwendbar ist oder nicht. Wenn er anwendbar ist (JA in
S3072), werden in S3073 die in der gleichen Reihe definier
ten Wahrscheinlichkeitspunkte gespeichert. Die Wahrschein
lichkeitspunkte werden jeweils bezüglich den Richtungen
"links", "Mitte" und "rechts" gespeichert, in die das Fahr
zeug sich bewegt. S3074 und S3075 bedeuten, daß eine Kombi
nation der Schritte S3072 und S3073 aufeinanderfolgend von
der ersten bis zur letzten Nummer (in diesem Beispiel 28)
auf die Fahrzustände angewendet wird. Die Wahrscheinlich
keitspunkte werden in jedem der Speicherabschnitte "links",
"Mitte", "rechts" akkumulativ gespeichert. Wenn alle Fahrt
zustände der Wahrscheinlichkeitspunktakkumulierung unterzo
gen wurden (JA in S3074), werden die jeweiligen gesamten
Punkte in S3076 bestätigt. Dann wird die Fahrtrichtung in
S3077 anhand der akkumulierten Wahrscheinlichkeitspunkte,
die die Richtungen "links", "Mitte" und "rechts" anzeigen,
beispielsweise unter Bezug auf die folgende Tabelle VI end
gültig vorausbestimmt. In Tabelle VI stellen P den akkumu
lierten Wahrscheinlichkeitspunkt und P1, P2, P3 vorgegebene
Punkte dar (P1 < P2 < P3).
Gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 23 wird in S3050 er
neut eine Bestimmungsoperation für die Automatikgetriebe
steuerung ausgeführt, und ein das in S3050 erhaltene Bestim
mungsergebnis darstellendes Flag wird in S3070 der Automa
tikgetriebesteuerung (A/T ECU) 52 zugeführt. In S3050 wird,
wie durch das Ablaufdiagramm von Fig. 27 dargestellt, eine
Bestimmungsoperation bezüglich der linken abzweigenden Stra
ße oder Fahrspur (S3501), der rechten abzweigenden Straße
oder Fahrspur (S3503) bzw. der mittleren Straße oder Fahr
spur (S3505) ausgeführt. Weil alle Bestimmungsoperationen im
wesentlichen identisch sind, wird nachstehend die in S3501
ausgeführte Bestimmungsoperation unter Bezug auf das Ablauf
diagramm von Fig. 28 ausführlich beschrieben. Zunächst wer
den in S5011 verschiedene Rechenoperationen ausgeführt, ge
mäß denen die Abstände L1-Ln zu den jeweiligen Knoten N1-Nn
aus den Knotendaten der linken abzweigenden Straße berechnet
werden, die empfohlenen Knotengeschwindigkeiten V1-Vn für
das Durchfahren der jeweiligen Knoten aus den zugeordneten
Radien r1-rn berechnet werden, und die größten Verzögerungs
bedarfswerte Gn bezüglich eines bestimmten Knotens werden ge
mäß dem Zuordnungsdiagramm von Fig. 5 bestimmt, in der der
Abstand Ln, die Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit V0 und die emp
fohlene Knotengeschwindigkeit Vn einander zugeordnet sind.
Die Art der Berechnung und der Bestimmung wurde jeweils aus
führlich beschrieben und wird daher nicht wiederholt.
In S5012, S5014 und S5016 wird der Steuerpegel, der
durch Ausführen des Ablaufdiagramms von Fig. 19 (in S2203,
S2204 oder S2205) unter Bezug auf Tabelle IV bestimmt wurde,
bestätigt. Der Zusammenhang zwischen dem Steuerpegel und dem
Startereignis, durch das die Automatikgetriebesteuerung ak
tiviert wird, wurde in Tabelle IV beschrieben. Wenn der
Steuerpegel "4" ist (JA in S5012), wird die Getriebesteue
rung aktiviert, wenn die Freigabe des Beschleunigungspedals
oder die Betätigung des Bremspedals erfaßt wird. Daher soll
te in beiden Fällen der in S5011 bestimmte Verzögerungsbe
darfswert Gn berücksichtigt werden, der in S5013 bestätigt
wird. Wenn der Steuerpegel "3" ist, (JA in S5014), wird die
Getriebesteuerung nur dann aktiviert, wenn ein Bremsvorgang
stattfindet, so daß der Verzögerungsbedarfswert Gn nur im
Fall des Bremsvorgangs berücksichtigt werden sollte, und der
kleinste Verzögerungsbedarfswert Gn wird in S5015 gesetzt,
wenn das Beschleunigungspedal freigegeben ist. Wenn der
Steuerpegel "2" ist (JA in S5016), wird die Getriebesteue
rung nur dann aktiviert, wenn ein Bremsvorgang erfaßt wird,
während das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit oder Rate
verzögert wird, die größer ist als eine vorgegebene Rate,
auf die der Verzögerungsbedarfswert Gn in S5017 angewendet
wird. In diesem Fall wird der kleinste Verzögerungsbe
darfswert Gn gesetzt, wenn das Beschleunigungspedal freigege
ben ist, und wenn außerdem das Bremspedal nur mit einer
kleineren Verzögerungsrate betätigt wird, d. h., daß auch bei
der Erfassung eines solchen Ereignisses keine besondere Au
tomatikgetriebesteuerung in Abhängigkeit vom Verzögerungsbe
darfswert Gn ausgeführt wird. Wenn der Steuerpegel "1" ist
(NEIN in S5012, S5014 und S5016), wobei in diesem Fall die
aktuelle Schaltposition auch dann beibehalten wird, wenn die
Freigabe des Beschleunigungspedals oder die Betätigung des
Bremspedals erfaßt wird, wird der kleinste Verzögerungsbe
darfswert G0 in S5018 für die jeweiligen Ereignisse gesetzt,
d. h., daß in diesem Fall keine Getriebesteuerung in Abhän
gigkeit vom Verzögerungsbedarfswert Gn ausgeführt wird.
Die in S5013, S5015, S5017 oder S5018 bezüglich einer
linken abzweigenden Straße, einer rechten abzweigenden Stra
ße und einer mittleren Straße erhaltenen Ergebnisse werden
in Flag-Information umgewandelt, die der Automatikgetriebe
steuerung (A/T ECU) 52 zugeführt werden. Die Automatikge
triebesteuerung (A/T ECU) 52 arbeitet so, daß der Verzöge
rungsbedarfswert Gn (oder G0) der Datentabelle von Fig. 20
zugeführt wird, um den oberen Grenzwert des schaltbaren Be
reichs von Getriebegangstufen festzulegen. Die tatsächliche
Getriebesteuerung wird aktiviert, wenn eine vorgegebene Art
eines "Startereignisses" erfaßt wird.
Auf die vorstehend beschriebene Weise werden durch Aus
führen des Ablaufdiagramms von Fig. 28 die optimale Getrie
begangstufe unter der Steuerung und das Startereignis zum
Aktivieren dieser Getriebesteuerung bezüglich der linken ab
zweigenden Straße, der rechten abzweigenden Straße bzw. der
mittleren Straße bestimmt. Die Ergebnisse können sich unter
scheiden. Beispielsweise können die Ergebnisse anzeigen, daß
es am wahrscheinlichsten ist, daß das Fahrzeug die mittlere
Fahrspur beibehält, wobei in diesem Fall die Getriebegang
stufe die 5. Gangstufe sein kann, es kann jedoch auch mög
lich sein, daß das Fahrzeug nach links oder nach rechts ab
biegt, wobei die Getriebegangstufe in diesem Fall die 4.
oder eine niedrigere Gangstufe sein sollte. In S3507 des Ab
laufdiagramms von Fig. 27 wird die niedrigste Getriebegang
stufe verwendet. Im vorstehenden Fall wird das Getriebe so
gesteuert, daß ein Schaltvorgang zum Heraufschalten in die
5. Gangstufe verhindert wird. Dadurch wird ein sicheres
Fahrverhalten auch dann ermöglicht, wenn der Fahrer eine an
dere als die durch das vorstehend beschriebene Bestimmungs
verfahren festgelegte Fahrtroute wählt.
Obwohl die Automatikgetriebesteuerung ausführlicher be
schrieben wurde, kann eine andersartige Steuerung auf ähnli
che Weise in Abhängigkeit vom Verzögerungsbedarfswert Gn aus
geführt werden, wie in der Steuertabelle von Fig. 20 darge
stellt. D.h., durch den durch die Navigationsverarbeitungs
einheit 11 bestimmten Verzögerungsbedarfswert Gn werden die
Inhalte der durch die Motorsteuerungsvorrichtung (E/G ECU)
51, die Vierradantriebsteuerungsvorrichtung (4WD ECU) 53,
die Bremssteuerungsvorrichtung (ABS ECU) 54, die Aufhän
gungssteuerungsvorrichtung (SUS ECU) 55, die Rückgewinnungs
bremssteuerungsvorrichtung (RBC ECU) 56, die Fahrzeugstabi
litätssteuerungsvorrichtung (VSC ECU) 57, die Traktions
steuerungsvorrichtung (TRC ECU) 58 und die automatische Ge
schwindigkeitssteuerungsvorrichtung (ASC ECU). 59 usw. ausge
führten Steuerungen festgelegt.
Beispielsweise empfängt die Vierradantriebsteuerungs
vorrichtung (4WD ECU) 53 den Verzögerungsbedarfswert Gn und
steuert die Ein-/Ausrückoperation zwischen der Antriebswelle
und der Hydraulikkupplung. Wie in Fig. 20 dargestellt, muß,
wenn der Verzögerungsbedarfswert Gn groß ist, d. h., daß eine
vorausliegende Kurve eng ist, die Hydraulikkupplung mit dem
Mitteldifferential in hohem Maße in Eingriff stehen, um dar
in einen größeren Öldruck bereitzustellen. Außerdem ist es
bei dieser Steuerung denkbar, daß die einer voraus liegenden
Kurve zugeordneten Daten, die von der Navigationsverarbei
tungseinheit 11 zugeführt werden, die Krümmung bezüglich der
Ist-Position auf der Fahrtroute der voraus liegenden Kurve
anzeigen, die aus den Radien r1-rn an den jeweiligen Knoten
N1-Nn berechnet werden kann. Wenn der vorausliegende Stra
ßenabschnitt gerade ist und in einem vorgegebenen Abstand
von der Ist-Position keine Kurve vorhanden ist, wird den ei
ner voraus liegenden Kurve zugeordneten Daten der Wert R0 zu
geordnet. Wenn eine Kurve vorhanden ist, wird den einer vor
ausliegenden Kurve zugeordneten Daten in Abhängigkeit von
der Krümmung ein Wert R1, R2 oder R3 zugewiesen. Einer vor
ausliegenden Kurve mit einer größeren Krümmung, d. h. einer
leichten Kurve, wird der Wert R1 zugewiesen, wohingegen ei
ner engen Kurve der Wert R3 zugewiesen wird. In der durch
die Vierradantriebsteuerungsvorrichtung (4WD ECU) 53 ausge
führten Steuerung wird die Kupplung tendentiell auf einen
"direkten Kopplungszustand" eingestellt, wenn die einer vor
aus liegenden Kurve zugeordneten Daten sich in der Reihenfol
ge R3 → R2 → R1 → R0 ändern, wodurch eine leichtere Kurve
angezeigt wird. Wenn die Kurve eng wird, kommt die Kupplung
tendentiell in höherem Maße mit dem Mitteldifferential in
Eingriff, um die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und
Hinterrädern effektiver zu absorbieren.
Durch die vorstehende Steuerung wird, auch wenn eines
der Räder bei einem Bremsvorgang mit hohem Verzögerungs
bedarfswert Gn rutscht, das Antriebsdrehmoment geeignet auf
die übrigen drei Räder übertragen, so daß das Fahrzeug
stabil verzögert werden könnte. Wenn ein Signal, das
anzeigt, daß das ABS-System arbeitet, von der Bremssteu
erungsvorrichtung 54 zugeführt wird, sollte die Hydraulik
kupplung vorzugsweise auf einen inaktiven Zustand geschaltet
sein, um eine "Reifenblockierung" während eines Bremsvor
gangs zu vermeiden.
Fig. 20 zeigt auch die Bremssteuerung, die so
ausgeführt wird, daß der Bremsflüssigkeitsdruck in Antwort
auf die Erfassung eines Startereignisses um einen durch den
Verzögerungsbedarfswert Gn bestimmten Wert erhöht wird.
Dadurch wird die Bremskraft unterstützt und verbessert, wenn
der Fahrer das Fußbremspedal betätigt.
Die Aufhängungssteuerungsvorrichtung (SUS ECU) 55 steu
ert die Dämpfungsleistung der Aufhängung, so daß sie in Ant
wort auf die Erfassung eines Startereignisses um einen durch
den Verzögerungsbedarfswert Gn bestimmten Wert erhöht wird.
Dadurch wird ein Abtauchen des Vorderteils ("nose diving")
des Fahrzeugs verhindert, das ansonsten beispielsweise durch
scharfes Bremsen verursacht würde. Die Aufhängungssteuerung
kann so ausgeführt werden, daß die Dämpfungsleistung in Ab
hängigkeit von den einer vorausliegenden Kurve zugeordneten
Daten R0, R1, R2, R3 geändert wird, wie in Verbindung mit
der Vierrad-(4WD-)Steuerung beschrieben wurde. Die die
Richtung der Kurve anzeigenden Daten können ebenfalls in
dieser Steuerung verwendet werden, um die Dämpfungsleistung
an der linken und an der rechten Seite zu ändern. Wenn die
Daten beispielsweise anzeigen, daß eine sehr scharfe Rechts
kurve vorhanden ist, führt die Aufhängungssteuerungsvorrich
tung 55 in Antwort auf die Erfassung eines vorgegebenen
Startereignisses die Steuerung so aus, daß die rechtsseitige
Dämpfung vom Verzögerungsbedarfswert Gn abhängig ist und die
linksseitige Dämpfung etwas höher ist als die rechtsseitige.
Der Unterschied zwischen den Dämpfungen an den entgegenge
setzten Seiten kann in Abhängigkeit von der Fahrzeug-Ist-Ge
schwindigkeit und der Krümmung der voraus liegenden Kurve
bestimmt werden. Durch eine derartige Steuerung kann ein
"Rolleffekt" während des Durchfahrens einer engen Kurve ver
hindert oder vermindert und die Stabilität des Fahrzeugs
verbessert werden.
Die Rückgewinnungsbremssteuerungsvorrichtung (RBC ECU)
56 kann in Antwort auf die Erfassung eines vorgegebenen
Startereignisses arbeiten, um eine Rückgewinnungsbremskraft
gemäß dem Verzögerungsbedarfswert Gn zu bestimmen. Durch Zu
führen eines größeren Verzögerungsbedarfswertes wird eine hö
here Rückgewinnungsbremskraft erzeugt, wodurch die durch den
Fahrer veranlaßte Bremsoperation unterstützt wird.
Die Fahrzeugstabilitätssteuerungsvorrichtung (VSC ECU)
57 arbeitet in Antwort auf die Erfassung einer durch den
Fahrer veranlaßten Verzögerungsoperation, um den Bremsflüs
sigkeitsdruck und den Drosselklappenöffnungsgrad gemäß dem
Verzögerungsbedarfswert Gn zu steuern. Dadurch wird die
Fahrstabilität auch während einer plötzlichen Verzögerung
verbessert.
Obwohl in Fig. 20 nicht dargestellt, ist es, wenn eine
Vierradlenk(4WS)-steuerungsvorrichtung im Fahrzeug vorge
sehen ist, bevorzugt, daß, wenn der Verzögerungsbedarfswert
Gn einen vorgegebenen Wert überschreitet, die 4WS-Steuerung
in Antwort auf die Erfassung eines Startereignisses deakti
viert wird.
Die automatische Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung
(ASC ECU) 59 steuert, wenn eine durch den Fahrer veranlaßte
Verzögerungsoperation erfaßt wird, die durch einen Spurwech
sel, das Einschalten des Fahrtrichtungsanzeigers, eine Dreh
bewegung des Lenkrades über einen vorgegebenen Winkel, usw.
innerhalb eines vorgegebenen Abstands vor der nächsten vor
ausliegenden Abzweigung, dem nächsten Übergangs- oder Ver
zweigungsbereich oder der nächsten Kurve abgeleitet wird,
den Drosselklappenöffnungsgrad und/oder den oberen Grenzwert
der Getriebegangstufen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf
einen Wert unter der Steuergeschwindigkeit zu vermindern.
Wenn das Fahrzeug, das beispielsweise mit einer konstanten
Geschwindigkeit fährt (z. B. 100 km/h), die durch die Ge
schwindigkeitssteuerungsvorrichtung 59 festgelegt wurde, in
einen Steuerbereich unmittelbar vor einer sehr engen Kurve
eintritt, für die der größte Verzögerungsbedarfswert G7 be
stimmt wurde, arbeitet die Geschwindigkeitssteuerungs
vorrichtung 59 so, daß der Drosselklappenöffnungsgrad um 70%
reduziert wird und die obere Grenze der Getriebegangstufen
die 3. Gangstufe ist, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit
automatisch auch dann reduziert wird, wenn der Fahrer die
Geschwindigkeitssteuerungsoperation nicht deaktiviert. Nach
dem die Abzweigung oder Kurve passiert wurde, kann die Fahr
zeuggeschwindigkeit automatisch erhöht und die Steuerge
schwindigkeit, z. B. 100 km/h, wieder eingestellt werden. Die
Verzögerungssteuerung kann auch durch eine andere Einrich
tung ausgeführt werden, z. B. durch das Antiblockiersystem
(ABS) und das Traktionssteuerungssystem (TRC).
Eine Lenkkraftverstärkungssteuerungsvorrichtung kann
gesteuert werden, wobei beispielsweise in Antwort auf die
Erfassung einer durch den Fahrer veranlaßten Verzögerungs
operation eine höhere Leistungsunterstützung bereitgestellt
wird, wenn der Verzögerungsbedarfswert Gn einen vorgegebenen
Wert überschreitet.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Kon
zept kann im Navigationssystem 10 auf eine Routenfindung zum
Ziel angewendet werden. In dieser Ausführungsform sollten
zusätzlich zu anderen normalerweise für eine Routenfindung
verwendeten Parametern die Bestimmungs- oder Entscheidungs
ergebnisse bezüglich der aktuellen Fahrspurposition und/oder
eines Fahrspurwechsels berücksichtigt werden, was bisher in
herkömmlichen Navigationssystemen nicht angewendet wurde.
In dieser Ausführungsform speichert das Navigationssy
stem 10 Bilddaten zum Darstellen von Bildern an Übergangs- oder
Verzweigungspositionen, von denen ein Beispiel in Fig.
30 dargestellt ist, in dem die ausgewählte Fahrtrichtung an
gezeigt ist. Wenn das Fahrzeug entlang der durch das Naviga
tionssystem 10 ausgewählten Fahrtroute fährt und nun einen
vorgegebenen Abstand vor einer Übergangs- oder Verzweigungs
position erreicht, wird auf der Sichtanzeige 17 gemäß den
Übergangs- oder Verzweigungsdaten ein Bild, wie beispiels
weise das in Fig. 30 dargestellte Bild, dargestellt, und
gleichzeitig wird über die Sprachausgabeeinheit 19 ein
Sprachführungssignal z. B. mit dem Inhalt "die Fahrtroute
verzweigt sich nach links" ausgegeben.
Fig. 29 zeigt, daß das Fahrzeug entlang einer
Fahrtstrecke fährt, die eine dreispurige Schnellverkehrs
straße ist, und sich einer Übergangs- oder Verzweigungsposi
tion nähert, wo eine Ausfahrtsstraße abzweigt. Es wird vor
ausgesetzt, daß das Fahrzeug sich gemäß der durch das Navi
gationssystem 10 bestimmten Fahrtroute nach rechts entlang
der Hauptstraße bewegt. Tabelle VII definiert die Inhalte
der in diesem Fall auszuführenden Sprachführung, die durch
die durch den Sensor 13 erfaßte Ist-Position und das Bestim
mungsergebnis bezüglich der Fahrspur festgelegt sein sollte.
An den Ordinaten von Tabelle VII ist die durch den Po
sitionssensor 10 erfaßte Fahrzeug-Ist-Position dargestellt.
Während das Fahrzeug innerhalb eines vierspurigen Abschnitts
fährt, wo die Ausfahrtstraße abzweigt, wird die Fahrzeugpo
sition auf die vorstehend ausführlich beschriebene Weise
durch Erfassen der Fahrspur- und/oder der Linienbreitenzu
nahme bestimmt. Die letzten vier Fahrzeugpositionen an den
Ordinaten von Tabelle VII sind die Ergebnisse dieser Bestim
mungsoperation mit dem zugeordneten Zuverlässigkeitsgrad
"Wahrscheinlich" (Zuverlässigkeitsgrad 3) oder "Zuverlässig"
(Zuverlässigkeitsgrad 4). Die aktuelle Fahrspurposition, de
ren Bestimmung vorstehend ausführlich beschrieben wurde, ist
an der Abszisse definiert. Während das Fahrzeug entlang ei
ner Fahrspur der dreispurigen Hauptstraße fährt, erfolgt ei
ne Sprachführung für den Fahrer 2 km, 700 m und 300 m vor
Beginn der Ausfahrt. Durch die Sprachführung wird die Auf
merksamkeit des Fahrers an diesen Positionen auf die Über
gangs- oder Verzweigungsposition gerichtet und veranlaßt,
daß der Fahrer die aktuelle Fahrspur beibehält.
Erfindungsgemäß wird durch eine Abzweigungsbestimmungs
operation und eine Fahrspurpositionsbestimmungsoperation ei
ne höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit z. B. bezüglich der
"Tabellen- oder Kartenanpassung" in einem Navigationssystem
erreicht.
Der vorstehenden Beschreibung ist die Verkehrsregel
"links halten oder fahren" bzw. "Linksverkehr", die in Japan
und Großbritannien gültig ist, zugrunde gelegt. Für Fachleu
te ist ersichtlich, daß jede der Ausführungsformen mit klei
nen Änderungen für eine davon abweichende Verkehrsregel in
die Praxis umgesetzt werden kann.
Claims (19)
1. Fahrzeugsteuerungssystem mit einer Speichereinrichtung
zum Speichern von Straßendaten; einer Ist-Positionser
fassungseinrichtung zum Erfassen einer Ist-Position ei
nes Fahrzeugs; einer Linienerkennungseinrichtung zum
Erkennen des Zustands von Markierungslinien auf einer
Straße; einer Fahrtpositionsbestimmungseinrichtung zum
Bestimmen der Fahrzeugposition bezüglich den Markie
rungslinien; und einer Steuerungseinrichtung zum Steu
ern der Operation mindestens einer der im Fahrzeug an
geordneten Vorrichtungen in Abhängigkeit von den in der
Speichereinrichtung gespeicherten Straßendaten und dem
durch die Fahrtpositionsbestimmungseinrichtung erhalte
nen Bestimmungsergebnis.
2. System nach Anspruch 1, wobei die Linienerkennungsein
richtung eine Kameraeinrichtung zum Aufnehmen eines
Bildes des bezüglich des Fahrzeugs vorausliegenden Ab
schnitts der Straße aufweist, auf der das Fahrzeug
fährt.
3. System nach Anspruch 2, wobei die Fahrtpositionsbestim
mungseinrichtung eine Fahrspurbreitenänderungserfas
sungseinrichtung zum Erfassen des Abstands zwischen
zwei Markierungslinien im durch die Kameraeinrichtung
aufgenommenen Bild aufweist, wobei die beiden Markie
rungslinien an gegenüberliegenden Seiten einer Fahrspur
angeordnet sind, auf der das Fahrzeug fährt, und eine
Abzweigungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Be
wegungsrichtung des Fahrzeug an einer Abzweigung der
Straße in Abhängigkeit vom durch die Fahrspurbreitenän
derungserfassungseinrichtung erhaltenen Erfassungser
gebnis.
4. System nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Fahrtpositi
onsbestimmungseinrichtung eine Linienbreitenänderungs
erfassungseinrichtung zum Erfassen der Breite minde
stens einer Markierungslinie im durch die Kameraein
richtung aufgenommenen Bild aufweist, wobei die Markie
rungslinie an einer oder an beiden gegenüberliegenden
Seiten einer Fahrspur angeordnet ist, auf der das Fahr
zeug fährt, und eine Abzweigungsbestimmungseinrichtung
zum Bestimmen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs an
einer Abzweigung der Straße in Abhängigkeit vom durch
die Linienbreitenänderungserfassungseinrichtung erhal
tenen Erfassungsergebnis.
5. System nach Anspruch 2, wobei die Fahrtpositionsbestim
mungseinrichtung eine Fahrspurbreitenänderungserfas
sungseinrichtung zum Erfassen des Abstands zwischen
zwei Markierungslinien im durch die Kameraeinrichtung
aufgenommenen Bild aufweist, wobei die beiden Linien an
gegenüberliegenden Seiten einer Fahrspur angeordnet
sind, auf der das Fahrzeug fährt, eine Linienbreitenän
derungserfassungseinrichtung zum Erfassen der Breite
mindestens einer der beiden Markierungslinien, und eine
Abzweigungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Be
wegungsrichtung des Fahrzeugs an einer Abzweigung der
Straße in Abhängigkeit von den durch die Fahrspurbrei
tenänderungserfassungseinrichtung und die Linienbrei
tenänderungserfassungseinrichtung erhaltenen Erfas
sungsergebnissen.
6. System nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, wobei die Fahrtpo
sitionsbestimmungseinrichtung eine Einrichtung zum Er
fassen der Fahrspur-Durchgängigkeit zum Erfassen der
Durchgängigkeit mindestens einer Markierungslinie im
durch die Kameraeinrichtung aufgenommenen Bild auf
weist, um festzustellen, ob die Markierungslinie durch
gehend oder unterbrochen ist, wobei die Markierungsli
nie an einer oder an beiden Seiten von gegenüberliegen
den Seiten einer Fahrspur angeordnet ist, auf der das
Fahrzeug fährt, und eine Fahrspurbestimmungseinrichtung
zum Bestimmen der aktuellen Fahrspur des Fahrzeugs auf
der Straße in Abhängigkeit vom durch die Einrichtung
zum Erfassen der Fahrspur-Durchgängigkeit erhaltenen
Erfassungsergebnis.
7. System nach Anspruch 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die
Fahrtpositionsbestimmungseinrichtung eine Linienver
schiebungserfassungseinrichtung aufweist, die erfaßt,
ob sich eine Markierungslinie im durch die Kameraein
richtung aufgenommenen Bild allmählich von einer Seite
zur anderen Seite bewegt, und eine Fahrspurwechselbe
stimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob das Fahrzeug die
Fahrspur wechselt, wenn durch die Linienverschiebungs
erfassungseinrichtung eine Linienverschiebung erfaßt
wurde.
8. System nach einem der Ansprüche 2 bis 7, ferner mit ei
ner Zuverlässigkeitsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen
eines Zuverlässigkeitsgrades bezüglich der durch die
Fahrtpositionsbestimmungseinrichtung bestimmten Fahrt
position, wobei die Steuerungseinrichtung in Abhängig
keit vom durch die Zuverlässigkeitsbestimmungseinrich
tung bestimmten Zuverlässigkeitsgrad auf verschiedene
Weise arbeitet.
9. System nach Anspruch 8, wobei die Zuverlässigkeits
bestimmungseinrichtung einen Zuverlässigkeitsgrad in
Abhängigkeit von mehreren Bestimmungsergebnissen der
Fahrtpositionsbestimmungseinrichtung bestimmt, die in
nerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer erhalten wurden.
10. System nach Anspruch 8, wobei die Zuverlässigkeitsbe
stimmungseinrichtung einen Zuverlässigkeitsgrad in Ab
hängigkeit von einer durch die Fahrtpositionsbestim
mungseinrichtung bestimmten ersten Fahrtposition und
einer innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer durch die
Fahrtpositionsbestimmungseinrichtung bestimmten zweiten
Fahrtposition bestimmt.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die
Steuerungseinrichtung normalerweise in Abhängigkeit der
Straßendaten einer ersten Fahrtroute arbeitet, die aus
der durch die Ist-Positionserfassungseinrichtung erfaß
ten Ist-Position abgeleitet wird, und wobei veranlaßt
wird, daß die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit der
Straßendaten einer zweiten Fahrtroute arbeitet, wenn
durch die Fahrtpositionsbestimmungseinrichtung die von
der ersten Fahrtroute verschiedene zweite Fahrtroute
bestimmt wird.
12. System nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, ferner mit einer
Verzögerungsoperationserfassungseinrichtung zum Erfas
sen der Einleitung einer Verzögerungsoperation, wobei
der Zuverlässigkeitsgrad durch die Zuverlässigkeits
gradbestimmungseinrichtung unter weiterer Berücksichti
gung einer durch die Verzögerungsoperationserfassungs
einrichtung erfaßten Verzögerungsoperation bestimmt
wird.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit
einer Verzögerungsoperationserfassungseinrichtung zum
Erfassen, ob eine Verzögerungsoperation eingeleitet
wurde, wobei veranlaßt wird, daß die Steuerungseinrich
tung in Antwort auf die Erfassung einer Verzögerungs
operation durch die Verzögerungsoperationserfassungs
einrichtung arbeitet.
14. System nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Verzöge
rungsoperation mindestens eine Verzögerungsoperation
aus der Gruppe von Verzögerungsoperationen ist, die aus
einer Betätigung des Fußbremspedals, einer Freigabe ei
nes Beschleunigungspedals, einer Betätigung eines
Fahrtrichtungsanzeigers und einer Drehbewegung eines
Lenkungsmechanismus über einen vorgegebenen Winkel be
steht.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die
Steuerungseinrichtung einen schaltbaren Bereich von
Gangstufen oder Übersetzungsverhältnissen in einem Au
tomatikgetriebe steuert.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner mit
einer Navigationseinrichtung zum Führen des Fahrers
entlang einer Fahrtroute zu einem vorgegebenen Ziel ba
sierend auf der durch die Ist-Positions
erfassungseinrichtung erfaßten Fahrzeug-Ist-Position
und den in der Speichereinrichtung gespeicherten Stra
ßendaten, wobei die durch die Navigationseinrichtung
bereitgestellte Führungsinformation durch die Steue
rungseinrichtung in Abhängigkeit von den Straßendaten
und der durch die Fahrtpositionsbestimungseinrichtung
erhaltenen Fahrzeugposition bestimmt ist.
17. System nach Anspruch 16, ferner mit einer Zuverlässig
keitsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Zuverläs
sigkeitsgrades bezüglich der durch die Fahrtpositions
bestimmungseinrichtung bestimmten Fahrtposition, wobei
die Steuerungseinrichtung eine Korrektureinrichtung zum
Ändern der Inhalte der Führungsinformation gemäß dem
Zuverlässigkeitsgrad aufweist.
18. Fahrzeugsteuerungsverfahren mit den Schritten:
Aufnehmen eines Bildes eines bezüglich der Fahr zeug-Ist-Position vorausliegenden Straßenabschnitts, das sich auf der Straße erstreckende Markierungslinien enthält;
Bestimmen einer Fahrzeug-Ist-Position bezüglich den Markierungslinien;
Bestimmen von Straßendaten einer durch die Fahr zeug-Ist-Position zu bestimmenden Fahrtroute; und
Steuern der Operation von im Fahrzeug angeordneten Vorrichtungen in Abhängigkeit von den Straßendaten;
wobei die Bestimmung der Fahrzeug-Ist-Position ausgeführt wird basierend auf mindestens einem oder ei ner Kombination von Ergebnissen einer Fahrspurbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung der Art der Markierungslinien, die als durchge hende und unterbrochene Linien unterschieden werden, eine aktuelle Fahrspur des Fahrzeug auf einer mehrspu rigen Straße bestimmt wird, einer Abzweigungsbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung einer Änderung des Profils der Markierungslini en bestimmt wird, ob das Fahrzeug in einen Verzwei gungsbereich der Straße eintritt, und einer Fahrspur wechselbestimmungsoperation, durch die ein Fahrspur wechsel des Fahrzeugs an der Verzweigungsstelle in Ab hängigkeit von der Erfassung einer lateralen Bewegung der Markierungslinien im Bild bestimmt wird.
Aufnehmen eines Bildes eines bezüglich der Fahr zeug-Ist-Position vorausliegenden Straßenabschnitts, das sich auf der Straße erstreckende Markierungslinien enthält;
Bestimmen einer Fahrzeug-Ist-Position bezüglich den Markierungslinien;
Bestimmen von Straßendaten einer durch die Fahr zeug-Ist-Position zu bestimmenden Fahrtroute; und
Steuern der Operation von im Fahrzeug angeordneten Vorrichtungen in Abhängigkeit von den Straßendaten;
wobei die Bestimmung der Fahrzeug-Ist-Position ausgeführt wird basierend auf mindestens einem oder ei ner Kombination von Ergebnissen einer Fahrspurbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung der Art der Markierungslinien, die als durchge hende und unterbrochene Linien unterschieden werden, eine aktuelle Fahrspur des Fahrzeug auf einer mehrspu rigen Straße bestimmt wird, einer Abzweigungsbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung einer Änderung des Profils der Markierungslini en bestimmt wird, ob das Fahrzeug in einen Verzwei gungsbereich der Straße eintritt, und einer Fahrspur wechselbestimmungsoperation, durch die ein Fahrspur wechsel des Fahrzeugs an der Verzweigungsstelle in Ab hängigkeit von der Erfassung einer lateralen Bewegung der Markierungslinien im Bild bestimmt wird.
19. Computerlesbares Speichermedium, das in Kombination mit
einem im Fahrzeug angeordneten Computer verwendbar ist,
wobei das Speichermedium ein Programm speichert, durch
das der Computer eine Fahrzeugsteuerung gemäß einer
spezifischen Verarbeitung ausführt, die die Schritte
aufweist:
Aufnehmen eines Bildes eines bezüglich der Fahr zeug-Ist-Position vorausliegenden Straßenabschnitts, das sich auf der Straße erstreckende Markierungslinien aufweist;
Bestimmen einer Fahrzeug-Ist-Position bezüglich den Markierungslinien;
Bestimmen von Straßendaten einer durch die Fahr zeug-Ist-Position zu bestimmenden Fahrtroute; und
Steuern der Operation von im Fahrzeug angeordneten Vorrichtungen in Abhängigkeit von den Straßendaten;
wobei die Bestimmung der Fahrzeug-Ist-Position ausgeführt wird basierend auf mindestens einem oder ei ner Kombination von Ergebnissen einer Fahrspurbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung der Art der Markierungslinien, die in durchge hende und unterbrochene Linien unterschieden werden, eine aktuelle Fahrspur des Fahrzeug auf einer mehrspu rigen Straße bestimmt wird, einer Abzweigungsbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung einer Änderung des Profils der Markierungslini en bestimmt wird, ob das Fahrzeug in einen Verzwei gungsbereich der Straße eintritt, und einer Fahrspur wechselbestimmungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Erfassung einer lateralen Bewegung der Markie rungslinien im Bild ein Fahrspurwechsel des Fahrzeugs an der Verzweigungsposition bestimmt wird.
Aufnehmen eines Bildes eines bezüglich der Fahr zeug-Ist-Position vorausliegenden Straßenabschnitts, das sich auf der Straße erstreckende Markierungslinien aufweist;
Bestimmen einer Fahrzeug-Ist-Position bezüglich den Markierungslinien;
Bestimmen von Straßendaten einer durch die Fahr zeug-Ist-Position zu bestimmenden Fahrtroute; und
Steuern der Operation von im Fahrzeug angeordneten Vorrichtungen in Abhängigkeit von den Straßendaten;
wobei die Bestimmung der Fahrzeug-Ist-Position ausgeführt wird basierend auf mindestens einem oder ei ner Kombination von Ergebnissen einer Fahrspurbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung der Art der Markierungslinien, die in durchge hende und unterbrochene Linien unterschieden werden, eine aktuelle Fahrspur des Fahrzeug auf einer mehrspu rigen Straße bestimmt wird, einer Abzweigungsbestim mungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Er fassung einer Änderung des Profils der Markierungslini en bestimmt wird, ob das Fahrzeug in einen Verzwei gungsbereich der Straße eintritt, und einer Fahrspur wechselbestimmungsoperation, durch die in Abhängigkeit von der Erfassung einer lateralen Bewegung der Markie rungslinien im Bild ein Fahrspurwechsel des Fahrzeugs an der Verzweigungsposition bestimmt wird.
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