DE19830548B4

DE19830548B4 - Fahrzeuglenksteuervorrichtung zur Unterstützung einer Lenkbetätigung zum Bewegen eines Fahrzeugs entlang einer durch einen Fahrer gewünschten Linie

Info

Publication number: DE19830548B4
Application number: DE19830548A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Kagawa; Takeshi Goto; Kunihito Satoh
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: US6185492B1; DE19830548A1

Abstract

Fahrzeuglenksteuervorrichtung mit a) einer Fahrspurbereichserfassungseinrichtung zum Erfassen eines sich vor einem mit der Fahrzeuglenksteuervorrichtung ausgestatteten Fahrzeug (40) erstreckenden Fahrspurbereichs (48), und b) einer Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Rückkehrlenkdrehmoments derart, dass das Fahrzeug (40) nicht von dem Fahrspurbereich (48) abweicht, wenn sich das Fahrzeug (40) in einem Steuerbereich (62,64) des Seitenbereichs des Fahrspurbereichs (48) bewegt, wobei der Seitenbereich sich innerhalb des Fahrspurbereichs (48) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments gestoppt wird, wenn das Fahrzeug (40) sich für ein vorbestimmtes Zeitintervall in dem Steuerbereich (62,64) des Fahrspurbereichs (48) bewegt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung und insbesondere auf eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung, die eine Lenkbetätigung unterstützt, so daß eine Bewegungslinie des Fahrzeugs mit einer Zielbewegungslinie übereinstimmt.
Die Druckschrift JP 07104850 A (entsprechend der DE 694 02 278 T2 ) offenbart eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung, wie sie in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
Die Druckschrift DE 43 32 836 C1 offenbart eine Vorrichtung zur spurhaltungsgeregelten Lenkung eines Fahrzeugs. Hier erfolgt die Führung derart, dass dem Fahrer ermöglicht wird, gewisse Lenkungen innerhalb einer bestimmten Toleranzbreite um die Fahrlinie zu erlauben, indem durch einen Sollspurgeber eine Nachführung des Abstandsollwerts zur Fahrspurberandung erfolgt.
Die Druckschrift JP 62014211 A offenbart eine Fahrtsteuerungsvorrichtung für ein unbemanntes Fahrzeug. Gemäß dieser Druckschrift ist ein Versatz des Fahrzeugs von einer ausgewählten Bewegungslinie möglich.
Die Druckschrift US 5 493 453 A offenbart ein Navigationssteuerungssystem mit adaptiven Eigenschaften. Gemäß dieser Druckschrift wird ein Randbereich für die beiden Seiten einer Fahrspur mittels eines Schwellwerts eingestellt, wobei das Fahrzeug nicht in diesem Randbereich einfahren sollte.
Die Druckschriften DE 42 21 015 A1 und DE 196 35 009 A1 zeigen weitere allgemeine Beispiele für Fahrzeuglenksteuerungsvorrichtungen.
In der vorstehend beschriebenen japanischen Offenlegungsschrift JP 07-104850 A ist eine bekannte Vorrichtung offenbart zum Erzeugen einer Lenkkraft, wenn eine aktuelle Bewegungslinie eines Fahrzeugs von einer zuvor bestimmten Bewegungslinie (nachfolgend als vorbestimmte Linie bezeichnet) abweicht, so daß das Fahrzeug in einer Richtung bewegt wird, in der die aktuelle Bewegungslinie näher an die vorbestimmte Linie verschoben wird. Die vorgenannte bekannte Vorrichtung weist eine Einrichtung auf zum Erfassen eines Bereichs einer Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug bewegt, und eine Einrichtung zum Erfassen eines Flächenbereichs, in dem sich das Fahrzeug in der Fahrspur bewegt. Darüber hinaus weist die vorgenannte Vorrichtung einen Einrichtung auf zum Erzeugen eines Lenkdrehmoments, um das Fahrzeug in eine Mitte der Fahrspur zurückzuführen, wenn das Fahrzeug in Richtung einer Seite der Fahrspur verschoben wird. Nachfolgend wird dieses Lenkdrehmoment als Rückkehrlenkdrehmoment bezeichnet.
Gemäß der vorgenannten Vorrichtung kann eine Situation, bei der die Bewegungslinie des Fahrzeugs von der vorbestimmten Linie abweicht, durch Erzeugen eines Rückkehrlenkdrehmoments einem Fahrer des Fahrzeugs übermittelt werden. Darüber hinaus kann der Fahrer des mit der vorgenannten bekannten Vorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs das Fahrzeug durch die Unterstützung anhand des Rückkehrlenkdrehmoments auf einfache Weise auf die vorbestimmte Linie zurückführen. Gemäß der vorgenannten bekannten Vorrichtung kann die Bewegung des Fahrzeugs somit auf einfache Weise und sicher auf der vorbestimmten Linie beibehalten werden.
Im allgemeinen unterscheiden sich ein für einen Fahrer komfortables Gefühl bereitstellende Bewegungslinien fahrerabhängig. Bei der vorgenannten bekannten Vorrichtung wird allerdings ohne Berücksichtigung eines solchen individuellen Unterschieds immer eine feste Linie festgelegt. Bei der vorgenannten bekannten Vorrichtung kann das Rückkehrlenkdrehmoment einer Lenkbetätigung durch den Fahrer entgegenwirken, wenn eine durch den Fahrer gewünschte Bewegungslinie nicht mit der vorbestimmten Linie übereinstimmt. Diesbezüglich unterstützt die vorgenannte bekannte Vorrichtung eine Lenkbetätigung durch einen Fahrer nicht immer optimal.
Darüber hinaus kann die vorgenannte bekannte Vorrichtung den Fahrer durch automatisches Erzeugen eines Rückkehrlenkdrehmoments vorwarnen, wenn das Fahrzeug aus verschiedenen Gründen zu einer Seite der Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug bewegt, verschoben wird. Gemäß der vorgenannten bekannten Vorrichtung wird das Fahrzeug am Verlassen der Fahrspur gehindert, auf der das Fahrzeug beibehalten werden sollte. Es kann jedoch ein Hindernis wie beispielsweise ein Motorrad auf der Fahrspur vorhanden sein. In einem solchen Fall muß sich das Fahrzeug auf eine Seite der Fahrspur bewegen, um dem Hindernis auszuweichen. Die vorgenannte bekannte Vorrichtung erzeugt jedoch ein Rückkehrlenkdrehmoment, um das Fahrzeug in die Mitte der Fahrspur zurückzuführen. Dementsprechend muß der Fahrer des Fahrzeugs eine Lenkbetätigung zum Widerstehen der Rückkehrlenkkraft durchführen, wenn ein Versuch einer Bewegung entlang einer Seite der Fahrspur unternommen wird, um einem Hindernis auszuweichen. Somit ergibt sich bei der vorgenannten bekannten Vorrichtung die Problematik des Beibehaltens einer Bewegung eines Fahrzeugs entlang einer Seite einer Fahrspur, wenn sich das Fahrzeug auf der Seite der Fahrspur bewegen muß, um einem Hindernis auszuweichen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Fahrzeuglenksteuervorrichtung bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch eine Fahrzeuglenksteuervorrichtung wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist.
Erfindungsgemäß wird das Rückkehrlenkdrehmoment für die Fortdauerperiode erzeugt, wenn das Fahrzeug in den Steuerbereich eintritt. Der Fahrer fühlt das Rückkehrlenkdrehmoment über das Lenkrad und erkennt, daß das Fahrzeug in den Steuerbereich bzw. Seitenbereich des Fahrspurbereichs eingetreten ist. Nachdem das Rückkehrlenkdrehmoment aufgehoben ist, kann ein guter Lenkbetrieb erfolgen. Tritt das Fahrzeug unbeabsichtigt in den Steuerbereich ein, so kann der Fahrer eine Lenkbetätigung zum Rückführen des Fahrzeugs in Richtung einer Mitte des Fahrspurbereichs durchführen, nachdem der Fahrer das Rückkehrlenkdrehmoment gefühlt hat. Tritt das Fahrzeug bewußt in den Steuerbereich ein, so führt der Fahrer eine Lenkbetätigung zum Bewegen des Fahrzeugs in den Seitenbereich des Fahrspurbereichs durch.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Systemaufbaudiagramm eines in einem ersten bis fünften Beispiel verwendeten Systems,
2 eine perspektivische Ansicht eines mit einer Lenksteuervorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs und einer sich vor dem Fahrzeug erstreckenden Straße,
3 eine perspektivische Ansicht einer virtuellen Oberfläche der Straße, auf der sich das mit der Lenksteuervorrichtung ausgestattete Fahrzeug bewegt, und einer auf der virtuellen Oberfläche vorgesehenen virtuellen Kugel,
4 ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch das erste Beispiel ausgeführte Steuerroutine,
5 ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch das zweite Beispiel ausgeführte Steuerroutine,
6 ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch das dritte Beispiel ausgeführte Steuerroutine,
7 ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch das vierte Beispiel ausgeführte Steuerroutine,
8 ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch das fünfte Beispiel ausgeführte Steuerroutine,
9 eine Darstellung eines virtuellen Querschnitts einer Straße zum Erläutern einer Grundoperation einer Lenksteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
10 eine Darstellung mit einer Bewegungslinie eines ein Motorrad passierenden Fahrzeugs,
11 ein Flußdiagramm einer durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführten Steuerroutine,
12 eine Darstellung eines virtuellen Querschnitts einer Straße zum Erläutern einer Operation einer Lenksteuervorrichtung gemäß einem sechsten Beispiel,
13 ein Flußdiagramm einer durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel ausgeführten Steuerroutine,
14 eine Darstellung eines virtuellen Querschnitts einer Straße zum Erläutern einer Operation einer Lenksteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
15 ein Flußdiagramm einer durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführten Steuerroutine,
16 eine Darstellung eines virtuellen Querschnitts einer Straße zum Erläutern einer Operation einer Lenksteuervorrichtung gemäß einem siebten Beispiel,
17 ein Flußdiagramm einer durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem siebten Beispiel ausgeführte Steuerroutine,
18 eine Darstellung eines virtuellen Querschnitts einer Straße zum Erläutern einer Operation einer Lenksteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
19 ein Flußdiagramm einer durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ausgeführten Steuerroutine,
20 ein Blockschaltbild zum Erläutern einer Grundoperation einer Fahrzeuglenksteuervorrichtung gemäß einem achten Beispiel,
21 ein Systemaufbaudiagramm der Fahrzeuglenksteuervorrichtung gemäß dem achten Beispiel,
22 eine Darstellung zum Erläutern eines Offsetgrads eines Fahrzeugs,
23 ein Blockschaltbild einer in 21 gezeigten ECU,
24 ein Flußdiagramm einer Lenksteuervorrichtung gemäß dem achten Beispiel,
25 eine Graphik zum Angeben einer Karte einer Positionssteuerverstärkung für eine geradlinige Fahrspur,
26 eine Graphik zum Angeben einer Karte eines Lenkdrehmoments für eine geradlinige Fahrspur,
27 eine Graphik zum Angeben einer Karte eines Drehmoments TL für eine Linkskurve,
28 eine Graphik zum Angeben einer Karte einer Lenkdrehmomentverstärkung,
29 eine Graphik mit einer Karte eines Drehmoments TR für eine Rechtskurve,
30 ein Flußdiagramm einer Lenksteueroperation,
31 eine Darstellung zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem aktuellen Queroffsetgrad und einer Steuerverstärkung,
32 ein Flußdiagramm eines Unterbrechungsvorgangs,
33 eine Darstellung zum Erläutern einer Bewegung eines mit der Lenksteuervorrichtung gemäß dem achten Beispiel ausgestatteten Fahrzeugs,
34 ein Flußdiagramm eines Unterbrechungsvorgangs der Lenksteuervorrichtung,
35 eine Darstellung zum Erläutern einer Bewegung eines mit der Lenksteuervorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel ausgestatteten Fahrzeugs,
36 eine Darstellung zum Erläutern einer Änderung einer Zielposition, und
37 ein Flußdiagramm eines Unterbrechungsvorgangs der Lenksteuervorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der 9, 10, 11, 14, 15, 18 und 19 erläutert. Die weiteren Figuren dienen der allgemeinen Erläuterung der Fahrzeuglenksteuervorrichtung.
Es folgt eine Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels. 1 zeigt ein Systemaufbaudiagramm einer Fahrzeuglenksteuervorrichtung gemäß dem ersten Beispiel. Die Fahrzeuglenksteuerung gemäß dem ersten Beispiel weist eine elektronische Steuereinheit 10 (nachfolgend als ECU 10 bezeichnet) auf. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem ersten Beispiel wird durch die ECU 10 gesteuert.
Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem ersten Beispiel umfaßt eine Videokamera 12. Die Videokamera 12 dient zum Aufnehmen eines Bilds einer Straße vor einem Fahrzeug über eine vorbestimmte Länge. Die Videokamera 12 ist an eine Bildverarbeitungseinrichtung 14 angeschlossen. Die von der Videokamera 12 ausgegebenen Bildsignale umfassen Signale bezüglich einer auf der Straße gezeichneten Linie, einer Führungsschiene und eines vor dem mit der Videokamera 12 ausgestatteten Fahrzeug befindlichen Fahrzeugs.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 14 extrahiert die der auf der Straße gezeichneten weißen Linie entsprechenden Signale. Die von der Bildverarbeitungseinrichtung 14 ausgegebenen Signale enthalten die extrahierte Information bezüglich der weißen Linie. Die so extrahierte weiße Linie kann als eine Grenzlinie einer sich vor dem Fahrzeug erstreckenden Fahrspur betrachtet werden. Das Ausgangssignal der Bildverarbeitungseinrichtung 14 wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 erkennt einen Bereich der Fahrspur, in der sich das Fahrzeug bewegt, basierend auf dem Ausgangssignal der Bildverarbeitungseinrichtung 14.
Die Lenksteuervorrichtung enthält einen Fahrzeugzustandssensor 16. Der Fahrzeugzustandssensor 16 enthält Sensoren zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer Giergeschwindigkeit 7, einer Längsbeschleunigung Gx und einer Querbeschleunigung Gy. Ein Ausgangssignal des Fahrzeugzustandssensors 16 wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 erfaßt einen Zustand des Fahrzeugs basierend auf dem Ausgangssignal des Fahrzeugzustandssensors 16.
Die Lenksteuervorrichtung enthält ein globales Positionsbestimmungssystem 18 (nachfolgend als GPS (Global Positioning System) bezeichnet). Das GPS 18 ist mit einer GPS-Antenne 20 verbunden. Das GPS 18 kann eine geographische Breite und eine geographische Länge des Fahrzeugs spezifizieren. Ein Ausgangssignal des GPS 18 wird einer Navigationseinrichtung 22 zugeführt. Die Navigationseinrichtung 22 ist mit der ECU 10 verbunden. Die ECU 10 erfaßt eine Position des Fahrzeugs und einen Radius der Straße, auf der sich das Fahrzeug bewegt, basierend auf durch die Navigationseinrichtung 22 zugeführten Daten.
Die Lenksteuervorrichtung enthält eine Informationsschnittstelle 24. Die Informationsschnittstelle 24 weist eine Funktion als Alarmeinheit, eine Funktion als Anzeigeeinheit und eine Funktion als Bedienungseinheit auf. Die Informationsschnittstelle 24 ist mit der ECU 10 verbunden. In der Längssteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel wird eine gewünschte Operation über die Informationsschnittstelle 24 durchgeführt. Darüber hinaus werden in der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel eine erforderliche Alarmierung und Anzeige über die Informationsschnittstelle 24 durchgeführt.
Die Lenksteuervorrichtung enthält ein Lenkrad 26. Das Lenkrad 26 ist mit einer Lenkwelle 28 verbunden. Die Lenkwelle 28 ist mit einem Lenkwinkelsensor 30 ausgestattet. Der Lenkwinkelsensor 30 erzeugt ein einem Lenkwinkel θ des Lenkrads 26 entsprechendes Ausgangssignal. Das Ausgangssignal des Lenkwinkelsensors 30 wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 erfaßt den Lenkwinkel θ basierend auf dem Ausgangssignal des Lenkwinkelsensors 30.
Die Lenkwelle 28 ist mit einem Drehmomentsensor 32 ausgestattet. Der Drehmomentsensor 32 gibt ein einem zu der Lenkwelle 28 übertragenen Lenkdrehmoment T entsprechendes elektrisches Signal aus. Das Ausgangssignal des Drehmomentsensors 32 wird der ECU 10 zugeführt. Die ECU 10 erfaßt das Lenkdrehmoment T basierend auf dem Ausgangssignal des Drehmomentsensors 32. Die Lenkwelle 28 ist über eine Getriebemechanik 34 mit einem Motor 36 verbunden. Die Getriebemechanik 34 überträgt ein durch den Motor 36 erzeugtes Drehmoment (nachfolgend als Motordrehmoment TM bezeichnet) zu der Lenkwelle 28. Der Motor 36 ist über eine Treiberschaltung 38 mit der ECU 10 verbunden. Die Treiberschaltung 38 führt dem Motor 36 einen Ansteuerstrom zu, der einem durch die ECU 10 erzeugten Befehlssignal entspricht. Dementsprechend erzeugt der Motor 36 das Motordrehmoment TM im Ansprechen auf das durch die ECU 10 erzeugte Befehlssignal.
Es folgt eine Beschreibung einer Grundoperation der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel unter Bezugnahme auf die 2 und 3.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines mit der Lenksteuervorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs 40 und eine sich vor dem Fahrzeug 40 erstreckende Straße 42. Zum Anzeigen der Grenzen der Fahrspuren sind weiße Linien 44 und 46 auf die Straße 42 gezeichnet. Die in dem Fahrzeug 40 vorgesehene Videokamera 12 nimmt ein Bild der weißen Linien 44 und 46 vor dem Fahrzeug 40 auf. Die Bildverarbeitungseinrichtung 14 extrahiert die weißen Linien 44 und 46 durch Verarbeiten des durch die Videokamera 12 zugeführten Bildsignals und führt der ECU 10 Daten bezüglich den Positionen der weißen Linien 44 und 46 zu.
Die ECU 10 erkennt die Positionen der weißen Linien 44 und 46 basierend auf den Daten bezüglich der weißen Linien 44 und 46 vor dem Fahrzeug, wobei die Daten der Bildverarbeitungseinrichtung 14 zugeführt werden. Danach erkennt die ECU einen Bereich zwischen den weißen Linien 44 und 46 als eine Fahrspur 48, auf der sich das Fahrzeug 40 bewegt. Darüber hinaus nimmt die ECU 10 eine Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 basierend auf einem Zustand des Fahrzeugs 40 wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit V oder eine Giergeschwindigkeit γ und ein Lenkwinkel θ an. Die Bewegungslinie wird nachfolgend als „angenommene Bewegungslinie” bezeichnet.
Die ECU 10 erfaßt einen Bereich der Fahrspur 48, in dem die angenommene Bewegungslinie in einer vorbestimmte Distanz L₀ vor dem Fahrzeug 40 existiert. Danach steuert die ECU 10 den Motor 36 zum Erzeugen eines Motordrehmoments TM zum Korrigieren des Lenkwinkels θ, so daß die angenommene Bewegungslinie mit einer Zielbewegungslinie übereinstimmt. Dieses Motordrehmoment TM wird nachfolgend als „Rückkehrlenkdrehmoment” bezeichnet.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer virtuellen Oberfläche 50 der Straße 42 und einer auf der virtuellen Oberfläche 50 vorgesehenen virtuellen Kugel 52. Die Straße 42 weist also über der gesammten Breite eine flache Oberfläche auf. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel erzeugt das Rückkehrlenkdrehmoment TM, so daß ein Verhalten des Fahrzeugs 40 bei dessen Bewegung auf der Straße 42 mit einem Verhalten der virtuellen Kugel 52 auf der virtuellen Oberfläche 50 übereinstimmt.
In 3 werden ein Steuerbereich 54 in der Mitte der Fahrspur 48 und Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 auf jeder Seite der Fahrspur 48 eingestellt. Eine Vielzahl von Rillen 60 sind in dem Steuerbereich 54 eingestellt, wobei sich alle Rillen entlang der Fahrspur 48 und in der Breitenrichtung der Fahrspur 48 parallel zueinander erstrecken. Die Rillen 60 können als auf dem flachen Steuerbereich 54 in der virtuellen Oberfläche 50 vorgesehene Rillen dargestellt werden. Darüber hinaus können die Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 in der virtuellen Oberfläche 50 als eine Konfiguration dargestellt werden, bei der die Oberfläche ausgehend von einer inneren Seite der Fahrspur 48 in Richtung einer jeden Seite der Fahrspur 48 ansteigt.
Die auf der virtuellen Oberfläche 50 vorgesehene virtuelle Kugel 52 bewegt sich so, daß eine stabile Position in der Fahrspur 48 realisiert wird. Die virtuelle Kugel 52 auf der virtuellen Oberfläche 50 wird in einen stabilen Zustand versetzt, wenn sich die virtuelle Kugel 52 in dem Steuerbereich 54 und nicht in einer der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 befindet. Darüber hinaus wird die virtuelle Kugel in dem Steuerbereich 54 in einen stabilen Zustand versetzt, wenn sich die virtuelle Kugel 52 im Eingriff mit einer der Rillen 60 befindet. Dementsprechend neigt die Kugel 52 auf der virtuellen Oberfläche 50 zur Bewegung auf der Straße 42 unter Beibehaltung eines Eingriffs mit einer der Rillen 60.
In dem vorliegenden Beispiel stellt die ECU 10 den Steuerbereich 54 und die Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 in der durch die Videokamera 12 erfaßten Fahrspur 48 und eine vorbestimmte Zahl von Rillen 60 in dem Steuerbereich 54 ein.
Die ECU 10 wählt eine der Rillen 60 als Zielbewegungslinie aus und erzeugt das Rückkehrlenkdrehmoment zum Angleichen der angenommenen Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 an die gewählte Zielbewegungslinie. Darüber hinaus erzeugt die ECU 10 das Rückkehrlenkdrehmoment TM entsprechend einem Unterschied zwischen der angenommenen Bewegungslinie und der Zielbewegungslinie, wenn die angenommene Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 in einen der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 eintritt. Dieses Rückkehrlenkdrehmoment wird nachfolgend als „Abweichungsvermeidungsdrehmoment TM” bezeichnet.
Gemäß dem vorgenannten Ablauf bewegt sich das Fahrzeug 40 auf der Straße 42 so, als ob das Fahrzeug 40 einer der Rillen 60 (nachfolgend als gewählte Rille bezeichnet) folgt, die als die Zielbewegungslinie gewählt wurde. Darüber hinaus wird das Abweichungsvermeidungsdrehmoment TM erzeugt, wenn die Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 in Richtung einer der Seiten der Straße 42 verschoben wird, so daß ein Abweichen des Fahrzeugs 40 von der Fahrspur 48 verhindert wird. Gemäß der Lenksteuervorrichtung des vorliegenden Beispiels kann das Verhalten des sich auf der Straße 42 bewegenden Fahrzeugs 40 an das Verhalten der sich auf der virtuellen Oberfläche 50 bewegenden virtuellen Kugel 52 angeglichen werden.
Die ein komfortables Gefühl für einen Fahrer des sich auf der Straße 42 bewegenden Fahrzeugs bereitstellende Bewegungslinie ist nicht immer gleich. Dementsprechend können Unterschiede zwischen der gewählten Rille und einer Linie (nachfolgend als Lenkbetriebslinie bezeichnet) auftreten, entlang der der Fahrer des Fahrzeugs 40 zu bewegen beabsichtigt. Liegt ein solcher Unterschied zwischen der Lenkbetriebslinie und der gewählten Rille vor, so stellt das durch die Lenksteuervorrichtung erzeugte Rückkehrlenkdrehmoment TM eine Kraft dar, die der Lenkbetätigung des Fahrers entgegenwirkt. Dementsprechend kann eine Unterstützungsfunktion zum Folgen einer durch den Fahrer gewünschten Bewegungslinie nicht erreicht werden, wenn die gewählte Rille auf dieselbe Rille unter den Rillen 60 festgelegt ist.
Zur Vermeidung des vorgenannten Problems weist die Lenksteuervorrichtung gemäß dem ersten Beispiel eine Funktion dahingehend auf, daß eine der Rillen 60, die eine Näherung der Lenkbetriebslinie darstellt, als neue gewählte Rille ausgewählt wird, wenn ein Unterschied zwischen der Lenkbetriebsrille und der gewählten Rille auftritt. Es folgt eine Beschreibung des vorgenannten Merkmals unter Bezugnahme auf 4.
4 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch die ECU 10 durchgeführte Steuerroutine zum Erzielen der vorgenannten Funktion. Die in 4 gezeigte Routine wird wiederholt gestartet, wenn der Ablauf der Routine beendet ist. Wird die in 4 gezeigte Routine gestartet, so wird zuerst der Ablauf des Schritts S100 durchgeführt.
Im Schritt S100 wird eine der Rillen 60 gelesen, die durch die ECU 10 durch einen vorherigen Ablauf oder eine Fabrikauslieferungseinstellung als die gewählte Rille gespeichert wurde.
Im Schritt S102 wird ein Abweichungswinkel Δθ berechnet. Der Abweichungswinkel Δθ ist ein für die Übereinstimmung zwischen der Bewegungslinie des Fahrzeugs 40, d. h. der Linie (Lenkbetriebslinie), entlang der der Fahrer das Fahrzeugs 40 zu bewegen beabsichtigt, und der gewählten Rille erforderlicher Lenkwinkel.
Im Schritt S104 wird bestimmt, ob der Absolutwert |Δθ| des Abweichungswinkels Δθ größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert THθ ist. Der Schwellwert THθ ist ein Wert zum Bestimmen, ob der Fahrer das Erreichen der mit der gewählten Rille nicht übereinstimmenden Lenkbetriebslinie beabsichtigt.
Dementsprechend kann bei einer Feststellung im Schritt S104, daß |Δθ| ≥ THθ nicht vorliegt, bestimmt werden, daß der Fahrer nicht beabsichtigt, die mit der gewählten Rille nicht übereinstimmende Lenkbetriebslinie zu erreichen. In diesem Fall wird der Ablauf des Schritts S106 als nächstes durchgeführt.
Im Schritt S106 wird bestimmt, ob der Abweichungswinkel Δθ gleich „0” ist, oder nicht. Falls Δθ = 0 zutrifft, kann bestimmt werden, daß die Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 mit der gewählten Rille übereinstimmt, d. h. mit der Zielbewegungslinie. In diesem Fall wird die vorliegende Routine ohne nachfolgende Durchführung eines weiteren Ablaufs beendet. Wird dagegen festgestellt, daß Δθ = 0 nicht zutrifft, so wird der Ablauf gemäß Schritt S108 als nächstes ausgeführt.
Im Schritt S108 wird ein Rückkehrlenkdrehmoment TM ausgegeben, um den Abweichungswinkel Δθ auf den Wert „0” zu versetzen, d. h. zum Erzielen einer Übereinstimmung zwischen der Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 und der Zielbewegungslinie. Nachdem der Ablauf gemäß Schritt S108 beendet ist, wird ein Zustand eingerichtet, der für eine Lenkbetätigung zum Erzielen einer Übereinstimmung zwischen der Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 und der Zielbewegungslinie bevorzugt ist. Somit kann das Fahrzeug 40 gemäß dem vorgenannten Ablauf auf einfache Weise und sicher entlang der Zielbewegungslinie bewegt werden. Nachdem der Ablauf gemäß Schritt S108 abgeschlossen ist, ist die vorliegende Routine beendet.
Wird im Schritt S104 der vorliegenden Routine festgestellt, daß |Δθ| ≥ THθ vorliegt, so kann bestimmt werden, daß der Fahrer das Fahrzeug zum Folgen einer von der Zielbewegungslinie abweichenden Linie führt. In diesem Fall wird nach dem Schritt S104 der Ablauf gemäß dem Schritt S110 durchgeführt.
Im Schritt S110 wird bestimmt, ob der Zustand des Schritts S104 für eine vorbestimmte Zeitperiode t₀ andauert, oder nicht. Wird festgestellt, daß der Zustand des Schritts S104 für die vorbestimmte Zeitdauer t₀ andauert, so kann als Resultat bestimmt werden, daß der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt auf einer von der gewählten Rille abweichenden Linie führt, d. h. der Fahrer beabsichtigt das Erreichen einer von der gewählten Rille abweichenden Lenkbetriebslinie. In diesem Fall wird der Ablauf gemäß dem Schritt S102 als nächstes durchgeführt, um die gewählte Rille in eine mit der Lenkbetriebslinie übereinstimmende Rille zu ändern. Wird dagegen bestimmt, daß |Δθ| ≥ THθ nicht für die vorbestimmte Zeitperiode t₀ andauert, so kann die Absicht des Fahrers nicht bestimmt werden. Dementsprechend wird bei einer solchen Bestimmung im Schritt S110 als nächstes der Ablauf gemäß dem Schritt S106 durchgeführt.
Im Schritt S112 wird die Ausgabe des Rückkehrlenkdrehmoments TM gestoppt. Nachdem der Ablauf gemäß dem Schritt S112 durchgeführt wurde, kann der Fahrer auf einfache Weise eine nicht mit der gewählten Rille übereinstimmende Lenkbetriebslinie erreichen.
Im Schritt S114 wird eine der Rillen 60 erfaßt, die eine Näherung der Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 darstellt.
Im Schritt S116 wird bestimmt, ob die im Schritt S114 erfaßte Rille der Rillen 60 fest mit einer spezifischen Rille der Rillen 60 übereinstimmt. Wird als Resultat festgestellt, daß die erfaßte Rille noch nicht festliegt, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S114 nochmals durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß die erfaßte Rille festliegt, so wird als nächstes der Ablauf gemäß dem Schritt 118 durchgeführt.
Im Schritt S118 wird ein Ablauf zum Aktualisieren der gewählten Rille durchgeführt. Im Schritt S118 wird eine der Rillen 60, die in den Schritten S114 und S116 als die mit der Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 übereinstimmende Rille bestimmt wurde, als neue gewählte Rille gespeichert. Nachdem der Ablauf gemäß dem Schritt S118 abgeschlossen ist, ist die vorliegende Routine beendet.
Gemäß dem vorgenannten Ablauf wird dann, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu einer von der Ziellinie abweichenden Linie führt, 1) die Ausgabe des die Lenkbetätigung verhindernden Rückkehrlenkdrehmoments TM gestoppt; und 2) es kann ein Rückkehrlenkdrehmoment TM erzeugt werden, daß das Fahrzeug 40 zu einer Linie als neue Zielbewegungslinie führt, zu der der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt führt. Somit kann das Fahrzeug gemäß der Lenksteuervorrichtung des vorliegenden Beispiels auf einfache Weise und sicher auf einer Bewegungslinie beibehalten werden, die für den Fahrer ein komfortables Gefühl bereitstellt.
Es ist zu beachten, daß die Rillen 60 bei dem vorgenannten Beispiel „Bezugslinien” darstellen. Eine „Bezugslinieneinstelleinrichtung” wird durch Einstellen der Vielzahl von Rillen 60 auf der Straße 42 durch die ECU realisiert. Eine „Zielbewegungslinieneinstelleinrichtung” wird anhand der Durchführung des Ablaufs der Schritte S114 bis S118 durch die ECU realisiert. Eine „Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung” wird anhand der Durchführung des Ablaufs der Schritte S100 bis S108 durch die ECU 10 realisiert.
Darüber hinaus wird eine „Abweichungsvermeidungsbereichseinstelleinrichtung” bei dem vorgenannten Beispiel durch Einstellen der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 auf jeder Seite der Fahrspur 48 durch die ECU realisiert. Eine „Abweichungsvermeidungsdrehmomenterzeugungseinrichtung” wird durch Veranlassen des Motors 36 zum Erzeugen des Abweichungsvermeidungsdrehmoments TM durch die ECU 10 realisiert.
Es folgt eine Beschreibung eines zweiten Beispiels unter Bezugnahme auf 5. Eine Lenksteuervorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß eine Bestimmung, ob der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt auf eine von der Zielbewegungslinie abweichende Linie führt, oder nicht, basierend auf einer Größe eines auf das Lenkrad 26 einwirkenden Lenkdrehmoments T erfolgt. Die Lenksteuervorrichtung kann durch die eine Routine gemäß 5 ausführende ECU 10 in dem in 1 gezeigten Systemaufbau realisiert werden.
5 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels einer in der Lenksteuervorrichtung ausgeführten Steuerroutine. Die in 5 gezeigte Routine wird nach Beendigung ihres gesamten Ablaufs wiederholt gestartet. In 5 weisen die mit den in 4 gezeigten Schritten übereinstimmenden Schritte dieselben Schrittnummern auf, und es wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet.
In der in 5 gezeigten Routine wird der Ablauf gemäß dem Schritt S120 nach dem Ablauf der Schritte S100 und S102 durchgeführt.
Im Schritt S120 wird ein Ziellenkdrehmoment T* berechnet. Das Ziellenkdrehmoment T* ist ein zum Bewegen des Fahrzeugs 40 entlang der Zielbewegungslinie, d. h. zum Bewegen des Fahrzeugs 40 entlang der gewählten Rille, erforderliches Lenkdrehmoment. Im Schritt S120 wird das Ziellenkdrehmoment T* basierend auf einem Radius der gewählten Rille, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, einem Lenkwinkel θ, einer Giergeschwindigkeit γ und einem Rückkehrlenkdrehmoment TM berechnet.
Im Schritt S122 wird eine Lenkdrehmomentabweichung ΔT berechnet. Die Lenkdrehmomentabweichung ΔT ist ein Absolutwert |T – T*| einer Differenz zwischen dem durch den Drehmomentsensor 32 erfaßten Lenkdrehmoment T und dem Ziellenkdrehmoment T*. Ein Wert der Lenkdrehmomentabweichung ΔT kann als Wert des durch den Fahrer zum Bewegen des Fahrzeugs 40 von der Zielbewegungslinie eingegebenen Lenkdrehmoments betrachtet werden.
Im Schritt S124 wird bestimmt, ob die Lenkdrehmomentabweichung ΔT größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwertdrehmoment THT ist. Wird als Resultat festgestellt, daß ΔT ≥ THT nicht vorliegt, so kann bestimmt werden, daß der Fahrer das Fahrzeug 40 unbeabsichtigt von der Zielbewegungslinie entfernt. In diesem Fall wird der Ablauf gemäß dem Schritt S106 und den nachfolgenden Schritte durchgeführt, so daß die Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 mit der Zielbewegungslinie in Übereinstimmung gebracht wird.
Wird dagegen bestimmt, daß ΔT ≥ THT vorliegt, so kann bestimmt werden, daß der Fahrer das Fahrzeug bewußt von der Zielbewegungslinie entfernt. In diesem Fall wird der Ablauf gemäß dem Schritt S112 und den nachfolgenden Schritte durchgeführt, d. h. der Ablauf zum Aktualisieren der gewählten Rille zum Erzielen einer Übereinstimmung zwischen der Linie, zu der der Fahrer das Fahrzeug 40 führt, und der Zielbewegungslinie.
Wie vorstehend erwähnt, kann entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel durch Verwenden des Lenkdrehmoments T als Parameter dieselbe Funktionsweise wie bei dem ersten Beispiel realisiert werden. Somit kann das Fahrzeug 40 entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel auf einfache Weise und sicher auf einer ein komfortables Gefühl für den Fahrer bereitstellenden Bewegungslinie beibehalten werden.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorliegenden Beispiel eine „Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung” anhand der durch die ECU 10 durchgeführten Abläufe der Schritte S100, S102, S120 bis S124, S106 und S108 realisiert wird.
Es folgt eine Beschreibung eines dritten Beispiels unter Bezugnahme auf 6. Eine Lenksteuervorrichtung gemäß dem dritten Beispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß eine Breite eines jeden der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 im Ansprechen auf Bewegungszustände eines Fahrzeugs geändert wird. Die Lenksteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann anhand einer Ausführung der in 6 gezeigten Routine durch die ECU 10 in dem in 1 gezeigten Systemaufbau realisiert werden.
Das Erfordernis des Verhinderns eines Entfernens des Fahrzeugs von der Fahrspur 48 ändert sich in Übereinstimmung mit den Bewegungszuständen des Fahrzeugs 40. Insbesondere dann, wenn sich das Fahrzeug 40 auf einer Fahrspur einer Autobahn bewegt, ist das Erfordernis der Vermeidung eines Entfernens des Fahrzeugs von der Fahrspur in Richtung einer Überholspur hoch. Dagegen ist das Erfordernis des Verhinderns eines Entfernens des Fahrzeugs von der Fahrspur in Richtung eines Straßenseitenbereichs nicht so hoch.
Bei der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel ist es zur Erhöhung der Sicherheit eines Fahrzeugs unter Beibehaltung einer Freiheit der Lenkbetätigung bevorzugt, den Abweichungsvermeidungsbereich 56 und 58 breiter einzustellen, wenn das Erfordernis der Vermeidung einer Abweichung hoch ist, und die Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 schmaler einzustellen, wenn das Erfordernis der Vermeidung einer Abweichung gering ist. Dementsprechend ist es vorteilhaft, die Breite eines jeden der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 im Ansprechen auf die Bewegungszustände des Fahrzeugs 40 einzustellen.
Darüber hinaus wird ein normalerweise verwendeter Bereich der Fahrspur 48 im Ansprechen auf die Bewegungszustände des Fahrzeugs geändert, wenn das Fahrzeug 40 auf der Straße 42 fährt. Insbesondere wenn sich das Fahrzeug 40 entlang einer Kurve bewegt, neigt der Fahrer zum Führen des Fahrzeugs auf einer in Richtung der inneren Seite der Fahrspur verschobenen Linie. Dementsprechend wird beim Bewegen des Fahrzeugs 40 entlang einer Kurve häufig ein Bereich auf der inneren Seite verwendet, im Vergleich zu einem Bereich auf der äußeren Seite der Fahrspur.
Bei der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel ist es bevorzugt, viele Rillen 60 in einem normalerweise verwendeten Bereich einzustellen, um die Zielbewegungslinie mit einer ein komfortables Gefühl für den Fahrer bereitstellenden Linie in Übereinstimmung zu bringen. Darüber hinaus ist es zum wirksamen Verhindern eines Entfernens des Fahrzeugs 40 von einem normalerweise verwendeten Bereich bevorzugt, das Abweichungsvermeidungsdrehmoment TM zu erzeugen, wenn sich das Fahrzeug 40 in einem normalerweise nicht verwendeten Bereich befindet. Somit ist es bei dem vorliegenden Beispiel vorteilhaft, eine Breite eines jeden der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 im Ansprechen auf die Bewegungszustände des Fahrzeugs 40 einzustellen.
6 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels einer durch die ECU 10 ausgeführten Steuerroutine zum Erzielen der vorgenannten Funktionsweise. Die in 6 gezeigte Routine ist eine periodische Unterbrechungsroutine, die in vorbestimmten Perioden gestartet wird. Wenn die in 6 gezeigte Routine beginnt, dann wird zuerst der Ablauf gemäß dem Schritt S130 durchgeführt.
Im Schritt S130 werden durch die Videokamera 12 und die Bildverarbeitungseinrichtung 14 erzeugte Bilddaten gelesen.
Im Schritt S132 werden die Zustände des Fahrzeugs 40 basierend auf den so gelesenen Bilddaten oder den durch die Navigationseinrichtung 22 zugeführten Bilddaten und Daten erkannt. Im einzelnen werden im Schritt S132 ein Typ der Straße 42 (geradlinige Straße, Kurve, Landstraße, Kraftfahrzeugstraße, Fahrspur, Überholspur), ein Radius der Straße 42 und eine Neigung der Straße 42 basierend auf den Bilddaten erkannt.
Im Schritt S134 werden die Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 entsprechend den im Schritt S132 erkannten Bewegungszuständen in der Fahrspur 48 eingestellt. Die ECU 10 speichert eine Information über die Breite eines jeden der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58. Im Schritt S134 werden die Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 basierend auf den gespeicherten Daten eingestellt.
Im Schritt S136 wird ein Bereich zwischen den in dem vorgenannten Schritt S134 eingestellten Abweichungsvermeidungsbereichen 56 und 58 als der Steuerbereich 54 eingestellt, und eine Vielzahl von gegenseitig nicht überlappenden Rillen 60 werden in dem Steuerbereich 54 eingestellt. Nach der Beendigung des Ablaufs gemäß dem Schritt S136 ist die vorliegende Routine abgeschlossen.
Gemäß dem vorgenannten Ablauf können viele Rillen 60 in dem normalerweise verwendeten Bereich eingestellt werden. Darüber hinaus können breite Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 in einem normalerweise nicht verwendeten Bereich eingestellt werden. Entsprechend der vorgenannten Einstellung kann die Zielbewegungslinie genau mit der Linie, zu der der Fahrer das Fahrzeug 40 zu führen beabsichtigt, in Übereinstimmung gebracht werden, und eine Abweichung des Fahrzeugs 40 in Richtung des normalerweise nicht verwendeten Bereichs kann wirksam verhindert werden. Somit kann entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel eine praktische Lenkunterstützung durch geführt werden.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorliegenden Beispiel eine „Zustandserkennungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß dem Schritt S130 durch die ECU 10 realisiert wird, und eine „Bereichsbreiteneinstelleinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß dem Schritt S134 durch die ECU 10.
Es folgt eine Beschreibung eines vierten Beispiels unter Bezugnahme auf 7. Eine Lenksteuervorrichtung gemäß dem vierten Beispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß eine Größe des Abweichungsvermeidungsdrehmoments TM im Ansprechen auf die Bewegungszustände des Fahrzeugs 40 geändert wird. Die Lenksteuervorrichtung wird anhand der Ausführung der in 7 gezeigten Routine durch die ECU 10 in dem in 1 gezeigten Systemaufbau realisiert.
7 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels für die durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführte Steuerroutine. Die in 7 gezeigte Routine wird mit jeder Beendigung des Ablaufs der Routine wiederholt gestartet. In 7 weisen die mit den in 6 gezeigten Schritten übereinstimmenden Schritte dieselben Schrittnummern auf, und es wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet.
In der in 7 gezeigten Routine erfolgt der Ablauf des Schritts S140 nach dem Ablauf der Schritte S130 und S132. Im Schritt S140 wird die Fahrspur 48 gemäß einer vorab bestimmten Regel in den Steuerbereich 54 und die Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 aufgeteilt, und eine vorbestimmte Zahl von Rillen 60 wird in dem Steuerbereich 54 eingestellt.
Im Schritt S142 wird eine Steuerverstärkung einer Abweichungsvermeidungssteuerung im Ansprechen auf die Zustände des Fahrzeugs eingestellt. Nach der Beendigung des Ablaufs gemäß dem Schritt S142 ist die vorliegende Routine abgeschlossen.
Bei der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel wird ein der im Schritt S142 bestimmten Steuerverstärkung entsprechendes Abweichungsvermeidungsdrehmoment TM erzeugt, wenn die Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 die Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 überlappt. Darüber hinaus wird die Steuerverstärkung im Schritt S142 auf einen größeren Wert eingestellt bei einem Abweichungsvermeidungsbereichs, der als Bereich mit hohem Erfordernis der Vermeidung der Abweichung des Fahrzeugs 40 erkannt wird. Weiterhin wird die Steuerverstärkung bei einem einen häufig verwendeten Seitenbereich enthaltenden Abweichungsvermeidungsbereich auf einen kleineren Wert eingestellt, und bei einem einen nicht häufig verwendeten Seitenbereich enthaltenden Abweichungsvermeidungsbereich auf einen größeren Wert.
Somit wird gemäß dem vorliegenden Beispiel ein relativ kleines Abweichungsvermeidungsdrehmoment TM in einem im Normalbetrieb häufig verwendeten Abweichungsvermeidungsbereich erzeugt, und ein relativ großes Abweichungsvermeidungsdrehmoment TM in einem im Normalbetrieb kaum verwendeten Abweichungsvermeidungsbereich. Bei einem im Normalbetrieb häufig verwendeten Abweichungsvermeidungsbereich ist es vorteilhaft, eine hohe Freiheit bezüglich einer Lenkbetätigung beizubehalten. Darüber hinaus ist es bei einem im Normalbetrieb kaum verwendeten Abweichungsvermeidungsbereich vorteilhaft, ein großes Abweichungsvermeidungsdrehmoment TM zu erzeugen, um ein Eintreten des Fahrzeugs 40 in den Abweichungsvermeidungsbereich zu verhindern. Gemäß der vorgenannten Einstellung können diese beiden Erfordernisse gleichzeitig realisiert werden. Entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel kann somit eine praktische Lenkunterstützung ähnlich dem vorgenannten dritten Beispiel durchgeführt werden.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorgenannten Beispiel eine „Zustandserkennungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß dem Schritt S130 durch die ECU 10 realisiert wird, und eine „Steuerverstärkungsänderungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß dem Schritt S142 durch die ECU 10.
Es folgt eine Beschreibung eines fünften Beispiels unter Bezugnahme auf 8. Eine Lenksteuervorrichtung gemäß dem fünften Beispiel wird anhand der Durchführung einer der in 7 gezeigten Routine ähnelnden Routine und einer in 8 gezeigten Routine durch die ECU 10 in dem in 1 gezeigten Systemaufbau realisiert. Die Lenksteuervorrichtung weist ein Merkmal dahingehend auf, daß die auf eine Lenkbetätigung des Fahrers bezogene Lenkbetriebslinie im Verhältnis zu den Bewegungszuständen des Fahrzeugs gelernt wird, wobei die Ergebnisse des Lernvorgangs in der Einstellung der Abweichungsvermeidungsbereiche oder der Einstellung der Steuerverstärkung des Abweichungsvermeidungsdrehmoments TM wiedergegeben werden.
8 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels für die durch die ECU 10 ausgeführte Steuerroutine zum Erzielen der vorgenannten Funktionsweise. Die in 8 gezeigte Routine ist eine periodische Unterbrechungsroutine, die zu vorbestimmten Zeitpunkten gestartet wird. Wenn die in 8 gezeigte Routine gestartet wird, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S150 durchgeführt.
Im Schritt S150 werden die durch die Videokamera 12 und die Bildverarbeitungseinrichtung 14 erzeugten Bilddaten gelesen.
Im Schritt S152 werden Fahrzeugszustandswerte (eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, eine Giergeschwindigkeit γ, ein Lenkwinkel θ, usw.) gelesen.
Im Schritt S154 werden die Zustände des Fahrzeugs 40 erkannt. Es ist zu beachten, daß im Schritt S154 eine Kombination eines Zustands der Straße 42 und eines Zustands des Fahrzeugs 40 als die Bewegungszustände des Fahrzeugs 40 erkannt werden.
Im Schritt S156 wird die Lenkbetriebslinie hinsichtlich der Bewegungszustände des Fahrzeugs 40 gelernt. Im Schritt S156 werden insbesondere die Lenkbetriebslinie auf einer geradlinigen Straße oder die Lenkbetriebslinie bei einer Bewegung mit einer bestimmten Geschwindigkeit V entlang einer Kurve mit einem bestimmten Radius gelernt.
Im Schritt S158 werden die gespeicherten Daten bezüglich eines nicht verwendeten Bereichs aktualisiert. Wird die Lenkbetriebslinie bezüglich den Bewegungszuständen gelernt, so kann für jeden Bewegungszustand ein nicht verwendeter Bereich in der Fahrspur spezifiziert werden. Im Schritt S158 werden die gespeicherten Daten bezüglich des nicht verwendeten Bereichs unter Berücksichtigung eines jeden Bewegungszustands aktualisiert. Nachdem der Ablauf gemäß dem Schritt S158 beendet ist, ist die vorliegende Routine abgeschlossen.
Bei dem vorliegenden Beispiel führt die ECU 10 eine Routine ähnlich der in 6 oder 7 gezeigten Routine durch. Die ECU 10 führt insbesondere eine Routine (ähnlich der Routine gemäß 6) zum Einstellen der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 bezüglich der anhand des Zustands der Straße 42 und des Zustands des Fahrzeugs 40 erkannten Bewegungszustände durch. Alternativ kann die ECU 10 eine Routine (ähnlich der Routine gemäß 7) durchführen zum Einstellen einer Steuerverstärkung des Abweichungsvermeidungsdrehmoments TM unter Berücksichtigung der anhand des Zustands der Straße 42 und des Zustands des Fahrzeugs 40 erkannten Bewegungszustände.
Bei den vorgenannten Routinen erfolgt die Einstellung der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 oder die Einstellung des Abweichungsvermeidungsdrehmoments TM basierend auf den gespeicherten Daten, die in dem vorgenannten Schritt S158 (8) aktualisiert werden. Gemäß dem vorgenannten Ablauf, kann die Linie, zu der der Fahrer das Fahrzeug 40 führt, in der Einstellung der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 oder Einstellung einer Steuerverstärkung des Abweichungsvermeidungsdrehmoments TM wiedergegeben werden. Somit kann entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel ein hoher Freiheitsgrad hinsichtlich einer Lenkbetätigung in einem normalerweise durch den Fahrer verwendeten Bereich beibehalten werden, während eine Abweichung des Fahrzeugs 40 zu einem durch den Fahrer normalerweise nicht verwendeten Bereich wirksam verhindert wird.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorgenannten Beispiel eine „Lenkbetriebslinienlerneinrichtung” anhand der Durchführung der Abläufe der Schritte S150 bis S156 durch die ECU 10, und eine „Lernergebniswiedergabeeinrichtung” anhand der Einstellung der Abweichungsvermeidungsbereiche 56 und 58 basierend auf dem Lernergebnis der Lenkbetriebslinie durch die ECU 10 realisiert wird.
Es folgt eine Beschreibung eines ersten bis dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 9, 10, 11, 14, 15, 18 und 19. Alle Fahrzeuglenksteuervorrichtung gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel weisen einen mit dem in 1 gezeigten Aufbau übereinstimmenden Aufbau auf, und es wird auf dessen Beschreibung verzichtet.
Bei den Fahrzeuglenksteuervorrichtungen gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel erfaßt die ECU 10 einen Bereich der Fahrspur 48, in dem die angenommene Bewegungslinie in der vorbestimmte Distanz L₀ vor dem Fahrzeug existiert. Als Resultat steuert die ECU 10 den Motor 36 beim Vorhandensein der angenommenen Bewegungslinie auf einem Seitenbereich der Fahrspur 48 auf die Weise, daß ein Motordrehmoment TM zum Korrigieren eines Lenkwinkels θ erzeugt wird, so daß die Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 in Richtung der Mitte der Fahrspur 48 verschoben wird. Dieses Drehmoment wird nachfolgend als Rückkehrlenkdrehmoment TM bezeichnet.
9 zeigt einen virtuellen Querschnitt der Straße 42 (nachfolgend als virtueller Querschnitt (III) bezeichnet). Die Straße 42 weist also über der gesamten Breite eine im wesentlichen flache Form auf. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ermöglicht eine Operation, als ob sich das Fahrzeug 40 auf einer Straße mit dem virtuellen Querschnitt (III) bewegt.
In dem virtuellen Querschnitt (III) sind ein linksseitiger Steuerbereich 62 und ein rechtsseitiger Steuerbereich 64 innerhalb der weißen Linien 44 und 46 innerhalb der Fahrspur 48 vorgesehen. Der virtuelle Querschnitt (III) ist so aufgebaut, daß die Mitte der Fahrspur 48 flach ist und der linksseitige und rechtsseitige Steuerbereich mit zunehmender Annäherung an die entsprechenden weißen Linien 44 und 46 allmählich ansteigt.
Die Lenksteuervorrichtung erzeugt das Rückkehrlenkdrehmoment TM zum Korrigieren der Bewegungslinie, so daß diese in Richtung der Mitte der Fahrspur 48 verschoben wird, wenn das Fahrzeug 40 zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 geführt wird. Der Bereich, für den die Lenksteuervorrichtung das Rückkehrlenkdrehmoment TM erzeugt, entspricht dem in 9 gezeigten linksseitigen und rechtsseitigen Steuerbereich 62 und 64. Darüber hinaus wird das durch die Lenksteuervorrichtung erzeugte Rückkehrlenkdrehmoment TM erhöht, wenn sich das Fahrzeug 40 der weißen Linie 44 oder 46 nähert. Dementsprechend kann durch das erste bis dritte Ausführungsbeispiel eine Lenkcharakteristik ähnlich der eines Fahrzeugs realisiert werden, das sich auf einer Straße mit dem virtuellen Querschnitt (III) bewegt.
Es folgt eine Beschreibung eines Merkmals der Lenksteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine Bewegungslinie des Fahrzeugs 40, wenn das Fahrzeug 40 ein auf der Straße 42 befindliches Motorrad 41 passiert. Ein Hindernis wie beispielsweise das Motorrad 41 kann auf der Straße 42 vorhanden sein. Das Fahrzeug 40 muß sich vorübergehend auf einem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegen, um ein solches Hindernis zu passieren. Der Fahrer des Fahrzeugs 40 kann das Fahrzeug 40 bewußt auf den Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegen.
Das durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugte Rückkehrlenkdrehmoment TM ist wirksam, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 unbeabsichtigt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt. Die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments TM ist allerdings für eine gute Lenkcharakteristik nicht geeignet, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments TM beschränkt wird, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 40 das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt.
11 zeigt ein Flußdiagramm einer durch die ECU 10 ausgeführten Steuerroutine zum Erzielen der vorgenannten Funktion. Die in 10 gezeigte Routine wird mit jeder Beendigung des Ablaufs der Routine wiederholt. Wird die in 10 gezeigte Routine gestartet, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S252 durchgeführt.
Im Schritt S252 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 innerhalb einer Dauer von dem unmittelbar vorhergehenden Ablauf zu dem vorliegenden Ablauf in den linksseitigen Steuerbereich 62 oder den rechtsseitigen Steuerbereich 64 eingetreten ist. Als Resultat wird die vorliegende Routine ohne weitere Durchführung eines Ablaufs beendet, wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug 40 nicht in den linksseitigen oder rechtsseitigen Kontrollbereich 62 oder 64 eingetreten ist. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in den linksseitigen oder rechtsseitigen Steuerbereich 62 oder 64 eingetreten ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S254 durchgeführt.
Im Schritt S254 wird ein Steuerwinkel θ berechnet. Der Steuerwinkel θ ist ein Winkel, der der Lenkwelle 28 zugeführt werden sollte, damit die angenommene Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 mit der Mitte der Fahrspur 48 übereinstimmt. Im Schritt S254 erfolgt eine Berechnung des Steuerwinkels θ mit Plus- oder Minus-Vorzeichen in Übereinstimmung mit der Tatsache, ob das Fahrzeug 40 in den linksseitigen Steuerbereich 62 oder den rechtsseitigen Steuerbereich 64 eingetreten ist.
Im Schritt S256 wird ein Ansteuerstrom I berechnet, der dem Motor 36 im Ansprechen auf eine Größe des Steuerwinkels θ zuzuführen ist. Darüber hinaus wird eine Richtung des Ansteuerstroms im Ansprechen auf das Plus- oder Minus-Vorzeichen des Steuerwinkels θ bestimmt.
Im Schritt S258 wird der Ablauf zum Ansteuern des Motors 36 durchgeführt, d. h. der Ablauf zum Zuführen des Ansteuerstroms I zu dem Motor 36. Wenn der Ablauf gemäß dem Schritt S258 durchgeführt wird, dann erzeugt der Motor 36 das Rückkehrlenkdrehmoment TM zum Zurückführen des Fahrzeugs 40 zu der Mitte der Fahrspur 48.
Im Schritt S260 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 den linksseitigen Steuerbereich 62 oder den rechtsseitigen Steuerbereich 64 verlassen hat, oder nicht. Als Resultat wird die vorliegende Routine sofort beendet, falls festgestellt wird, daß das Fahrzeug 40 die Steuerbereiche 62 oder 64 verlassen hat. Gemäß dem vorgenannten Ablauf wird das Rückkehrlenkdrehmoment TM erzeugt, nachdem das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 62 und 64 eingetreten ist, und das Rückkehrlenkdrehmoment TM wird unmittelbar aufgehoben, nachdem das Fahrzeug 40 den Steuerbereich 62 oder 64 verlassen hat.
Wird im Schritt S260 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 den linksseitigen Steuerbereich 62 oder den rechtsseitigen Steuerbereich 64 nicht verlassen hat, so wird als nächstes der Ablauf gemäß dem Schritt S262 durchgeführt.
Im Schritt S262 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitdauer t₀ seit dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Steuerbereiche 62 und 64 abgelaufen ist. Wird festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₀ nicht abgelaufen ist, seit das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 62 und 64 eingetreten ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S254 nochmals durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₀ seit dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Steuerbereiche 62 und 64 abgelaufen ist, so wird die vorliegende Routine unmittelbar beendet. Gemäß der vorliegenden Routine wird die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments TM beim Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Steuerbereiche 62 und 64 solange fortgesetzt, bis die vorbestimmte Zeitdauer t₀ abgelaufen ist, und die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments TM wird unmittelbar nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer t₀ gestoppt.
Normalerweise führt der Fahrer das Fahrzeug 40 in positiver Weise zu der Mitte der Fahrspur 48 zurück, nachdem das Rückkehrlenkdrehmoment TM zu dem Lenkrad 26 übertragen wurde, mit Ausnahme des Falles, bei dem der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt. Dementsprechend kann bestimmt werden, daß der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt, wenn die Dauer des Beibehaltens des Fahrzeugs 40 in einem der Steuerbereiche 62 und 64 die vorbestimmte Zeitdauer t₀ erreicht.
Entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann somit ein Abweichen des Fahrzeugs 40 von der Fahrspur 48 durch Erzeugen des Rückkehrlenkdrehmoments TM auf positive Weise verhindert werden, wenn das Fahrzeug 40 gegen den Willen des Fahrers in die Steuerbereiche 62 und 64 eintritt. Darüber hinaus kann durch Aufheben des Rückkehrlenkdrehmoments TM eine gute Lenkcharakteristik realisiert werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel eine ”Fahrspurerfassungseinrichtung” durch Erkennen der Fahrspur 48 basierend auf den der Bildverarbeitungseinheit 14 zugeführten Daten über die weißen Linien 44 und 46 durch die ECU 10 realisiert wird. Darüber hinaus wird eine „Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung” anhand des durch die ECU 10 durchgeführten Ablaufs der Schritte S252 bis S260 realisiert. Weiterhin werden eine „Absichtsbestimmungseinrichtung” und eine „Rückkehrlenkdrehmomentbeschränkungseinrichtung” anhand des durch die CPU 10 durchgeführten Ablaufs gemäß dem Schritt S262 realisiert.
Darüber hinaus wird bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel eine „Fortdauermeßeinrichtung” anhand des durch die ECU 10 durchgeführten Ablaufs gemäß dem Schritt S262 realisiert.
Es folgt eine Beschreibung des sechsten Beispiels unter Bezugnahme auf die 12 und 13. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel wird dadurch realisiert, daß die ECU 10 des in 1 gezeigten Systemaufbaus eine in 13 gezeigte Steuerroutine ausführt.
12 zeigt einen virtuellen Querschnitt der Straße 62 (nachfolgend als virteller Querschnitt (VI) bezeichnet). In 12 werden die mit den in 9 gezeigten Teilen übereinstimmende Teile durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und es wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß das Fahrzeug 40 eine Lenkcharakteristik aufweist, die mit derjenigen übereinstimmt, die beim Bewegen des Fahrzeugs 40 auf einer Straße mit dem virtuellem Querschnitt (VI) vorliegt.
Bei dem vorliegenden Beispiel weist die Straße 42 eine erste Fahrspur 66 und eine zweite Fahrspur 68 auf. Die erste Fahrspur 66 wird durch die weißen Linien 44 und 46 definiert. Die erste Fahrspur 66 ist durch die weiße Linie 44 von der zweiten Fahrspur 68 getrennt. Die erste Fahrspur 66 ist mit einem linksseitigen Steuerbereich 72 auf einem Seitenbereich auf der Seite der weißen Linie 44 ausgestattet, und mit einem rechtsseitigen Steuerbereich 74 auf der Seite der weißen Linie 46. Darüber hinaus ist ein Verhinderungsbereich 76 zwischen der weißen Linie 44 und dem linksseitigen Steuerbereich 72 vorgesehen, und ein Verhinderungsbereich 78 zwischen der weißen Linie 46 und dem rechtsseitigen Steuerbereich 74. Auch die zweite Fahrspur 68 ist ähnlich der ersten Fahrspur 66 mit dem linksseitigen und rechtsseitigen Steuerbereich und dem Verhinderungsbereich ausgestattet.
Der virtuelle Querschnitt (VI) ist so aufgebaut, daß ein mittlerer Abschnitt und die Verhinderungsbereiche 76 und 78 flach sind und die Steuerbereiche 72 und 74 mit zunehmender Annäherung an die entsprechenden weißen Linien 44 und 46 ansteigen. Ein Querschnitt der zweiten Fahrspur 68 weist denselben Aufbau wie der Querschnitt der ersten Fahrspur 66 auf.
Ein das Fahrzeug 40 in Richtung der Mitte der ersten Fahrspur 66 führendes Rückkehrlenkdrehmoment wirkt auf die Rädern des sich auf einer Straße mit dem virtuellen Querschnitt (VI) bewegenden Fahrzeugs 40, wenn das Fahrzeug 40 in den linksseitigen Steuerbereich 72 oder den rechtsseitigen Steuerbereich 74 eintritt. Das so erzeugte Rückkehrlenkdrehmoment wird aufgehoben, wenn das Fahrzeug 40 von den linksseitigen Steuerbereich 72 in den Verhinderungsbereich 76 eintritt, oder wenn das Fahrzeug 4Q von dem rechtsseitigen Steuerbereich 74 in den Verhinderungsbereich 76 eintritt. Dementsprechend wird in dem Fahrzeug 40 eine normale Lenkoperation durchgeführt, nachdem der Fahrer des Fahrzeugs 40 das Fahrzeug 40 durch Widerstehen des Rückkehrlenkdrehmoments in einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 bewegt hat.
Das sich auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (VI) bewegende Fahrzeug 40 kann auf einfacher weise von dem linksseitigen Steuerbereich 72 oder dem rechtsseitigen Steuerbereich 74 nach außen abgelenkt werden, wenn eine Breite des Steuerbereichs 72 oder 74 verringert wird. Die Breite eines jeden der Steuerbereiche 72 und 74 wird geringer eingestellt als die Breite eines jeden der Steuerbereiche 62 und 64 des ersten Ausführungsbeispiels. Dementsprechend kann das sich auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (VI) bewegende Fahrzeug 40 auf einfache Weise die Steuerbereiche 72 oder 74 nach außen verlassen.
Bei dem in 9 gezeigten virtuellen Querschnitt (III) sind der linksseitige und rechtsseitige Steuerbereich 62 und 64 neben den entsprechenden weißen Linien 44 und 46 vorgesehen. Wird ein solcher Aufbau bei einer Straße mit einer Vielzahl von Fahrspuren eingesetzt, so befindet sich ein Steuerbereich einer Fahrspur neben einem Steuerbereich der benachbarten Fahrspur.
Befinden sich die Steuerbereiche verschiedener Fahrspuren nebeneinander, so tritt ein einen Steuerbereich verlassendes Fahrzeug unmittelbar in einen anderen Steuerbereich der benachbarten Fahrspur ein. Die Richtung des in dem einen Steuerbereich erzeugten Rückkehrdrehmoments ist entgegengesetzt zu der Richtung des in dem anderen zu dem einen Steuerbereich benachbarten Steuerbereich erzeugten Rückkehrlenkdrehmoments. Dementsprechend wird eine starke Änderung des Rückkehrlenkdrehmoments erzeugt, wenn sich ein Fahrzeug gemäß der vorstehenden Beschreibung von dem einen Steuerbereich zu dem anderen Steuerbereich bewegt.
Der virtuelle Querschnitt (VI) ist jedoch mit den Verhinderungsbereichen 76 und 78 auf der äußeren Seite eines jeden der Steuerbereiche 72 und 74 ausgestattet. In den Verhinderungsbereichen 76 und 78 wird kein Rückkehrlenkdrehmoment erzeugt und zu den zu lenkenden Rädern übertragen. Dementsprechend ergibt sich keine starke Änderung des Rückkehrlenkdrehmoments beim Bewegen des Fahrzeugs auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (VI), wenn das Fahrzeug einen Steuerbereich verläßt.
13 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch die ECU 10 ausgeführte Steuerroutine zum Erzielen einer mit einer Bewegung eines Fahrzeugs auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (VI) übereinstimmenden Lenkcharakteristik. Die in 13 gezeigte Routine wird mit jeder Beendigung des Ablaufs der Routine wiederholt gestartet. Wird die in 13 gezeigte Routine gestartet, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S280 durchgeführt.
Im Schritt S280 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus zu dem vorliegenden Zyklus in den linksseitigen oder rechtsseitigen Steuerbereich 72 oder 74 eingetreten ist. Im Schritt S280 wird festgestellt, daß der vorgenannte Zustand besteht, wenn das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 72 und 74 von der inneren Seite einer jeden der Fahrspuren 66 und 68 eingetreten ist. Wird festgestellt, daß das Fahrzeug 40 nicht in einen der Steuerbereiche 72 und 74 eingetreten ist, so wird die vorliegende Routine ohne Durchführung eines Ablaufs beendet. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 72 und 74 eingetreten ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S282 als nächstes durchgeführt.
Im Schritt S282 wird bestimmt, ob eine Steuerverbotskennung eingeschaltet ist, oder nicht. Die Steuerverbotskennung wird eingeschaltet, wenn das Fahrzeug 50 in einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 eintritt. Wird im Schritt S282 festgestellt, daß die Steuerverbotskennung eingeschaltet ist, so werden die Schritte S284 bis S292 übersprungen und der Ablauf gemäß dem Schritt S294 wird durchgeführt.
Im Schritt S284 wird ein Steuerwinkel θ mit einem Plus- oder Minus-Vorzeichen berechnet. Der Steuerwinkel θ ist ein Winkel, der der Lenkwelle 28 zugeführt werden soll, damit die angenommene Bewegungslinie des Fahrzeugs 40 mit der Mitte der Fahrspur 48 übereinstimmt.
Im Schritt S286 wird ein dem Motor 36 zuzuführender Ansteuerstrom I im Ansprechen auf eine Größe des Steuerwinkels θ berechnet.
Im Schritt S288 wird der Ablauf zum Ansteuern des Motors 36 mittels des Ansteuerstroms I durchgeführt. Wenn der Ablauf gemäß dem Schritt S288 durchgeführt wird, dann erzeugt der Motor 36 das Rückkehrlenkdrehmoment TM, wenn die Steuerverbotskennung nach dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Steuerbereiche 72 und 74 ausgeschaltet ist.
Im Schritt S290 wird bestimmt, ob das Fahrzeug während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus bis zu dem vorliegenden Zyklus in einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 eingetreten ist, oder nicht. Als Resultat wird der Ablauf gemäß dem Schritt S292 als nächstes durchgeführt, wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug 40 in einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 eingetreten ist.
Im Schritt S292 wird die Steuerverbotskennung eingeschaltet. Wird der Ablauf gemäß dem Schritt S292 durchgeführt, so wird im Schritt S282 des nachfolgenden Zyklus bestimmt, daß die Steuerverbotskennung eingeschaltet ist. Gemäß dem vorgenannten Ablauf kann die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments TM nach dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 verhindert werden.
Im Schritt S294 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 verlassen hat. Als Resultat wird der Ablauf gemäß dem Schritt S296 durchgeführt, wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug 40 einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 verlassen hat. Wird dagegen festgestellt, daß der vorgenannte Zustand nicht vorliegt, so wird der Schritt S296 übersprungen und der Ablauf gemäß dem Schritt S298 durchgeführt.
Im Schritt S296 wird die Steuerverbotskennung in einen Aus-Zustand zurückgesetzt. Wird der Ablauf gemäß dem Schritt S296 durchgeführt, so wird im Schritt S282 des nachfolgenden Zyklus bestimmt, daß die Steuerverbotskennung ausgeschaltet ist. Gemäß dem vorgenannten Ablauf kann somit ein Zustand, bei dem das Rückkehrlenkdrehmoment TM erzeugt werden kann, nach dem Verlassen eines der Verhinderungsbereiche 76 und 78 schnell eingerichtet werden.
Im Schritt S298 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 einen der Steuerbereiche 72 und 74 verlassen hat, oder nicht. Im Schritt S298 wird festgestellt, daß der vorgenannte Zustand vorliegt, wenn das Fahrzeug 40 den linksseitigen oder rechtsseitigen Steuerbereich 72 oder 74 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigem Zyklus zu dem vorliegendem Zyklus in Richtung der inneren Seite einer jeden der Fahrspuren verlassen hat. Wird festgestellt, daß das Fahrzeug 40 die Steuerbereiche 72 oder 74 nicht verlassen hat, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S282 und den nachfolgenden Schritten nochmals durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 einen der Steuerbereiche 72 und 74 verlassen hat, so wird die vorliegende Routine unmittelbar beendet.
Wie vorstehend erwähnt, können entsprechend der Lenksteuervorrichtung die nachfolgenden Funktionen realisiert werden:

1) Erzeugen eines geeigneten Rückkehrlenkdrehmoments TM, wenn das Fahrzeug 40 von einer Mitte der Fahrspur zu einem Seitenbereich der Fahrspur verschoben wird;
2) relativ leichtes Verlassen eines der Steuerbereiche 72 und 74 nach außen durch das Fahrzeug 40, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt nach dem Erzeugen des Rückkehrlenkdrehmoments TM zu dem Seitenbereich der Fahrspur bewegt; und
3) Verhindern des Erzeugens des Rückkehrlenkdrehmoments TM durch den Motor 36, wenn das Fahrzeug aus einem der Steuerbereiche 72 und 74 herausbewegt wird, d. h., wenn das Fahrzeug 40 in einen der Verhinderungsbereiche 76 und 78 bewegt wird, ohne Beeinflussung durch die benachbarte Fahrspur.

Entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel kann somit das Abweichen des Fahrzeugs von der Fahrspur wirksam verhindert werden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 40 unbeabsichtigt das Fahrzeug 40 in einen Seitenbereich der Fahrspur bewegt. Darüber hinaus kann eine gute Lenkcharakteristik realisiert werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur bewegt.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorgenannten Beispiel eine „Fahrspurbereichserfassungseinrichtung” anhand der Erkennung der Fahrspur 48 basierend auf durch die Bildverarbeitungseinheit 14 zugeführten Daten über die weißen Linien 44 und 46 durch die ECU 10 realisiert wird. Darüber hinaus wird eine „Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß den Schritten S280 bis S288 durch die ECU 10 realisiert. Weiterhin wird eine „Absichtsbestimmungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß dem Schritt S290 durch die ECU 10 realisiert. Eine „Rückkehrlenkdrehmomentsbeschränkungseinrichtung” wird anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß den Schritten S282 und S292 durch die ECU 10 realisiert.
Darüber hinaus wird bei dem vorgenannten Beispiel eine „Verhinderungszustandsbestimmungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs des Schritts S290 durch die ECU 10 und eine „zweite Verhinderungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß dem Schritt S292 durch die ECU 10 realisiert.
Es folgt eine Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 14 und 15. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird realisiert anhand der Durchführung einer in 15 gezeigten Steuerroutine durch die ECU 10 in dem in 1 gezeigten Systemaufbau.
14 zeigt einen virtuellen Querschnitt der Straße 42 (nachfolgend als virtueller Querschnitt (VIII) bezeichnet). in 14 sind die mit den in 9 gezeigten Teilen übereinstimmenden Teile durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und es wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß die Lenkcharakteristik des Fahrzeugs 40 mit der beim Bewegen des Fahrzeugs 40 auf einer Straße mit dem virtuellem Querschnitt (VI-II) vorliegenden übereinstimmt.
Der virtuelle Querschnitt (VIII) ist mit einem linksseitigen Steuerbereich 100 und einem rechtsseitigen Steuerbereich 102 innerhalb der weißen Linie 44 bzw. 46 ausgestattet. Tritt das Fahrzeug 40 bei dem virtuellem Querschnitt (VIII) in einen der Steuerbereiche 100 und 102 ein, so wird der eine der Steuerbereiche 100 und 102 für eine vorbestimmte Zeitdauer t₁ angehoben.
Wird der Aufbau des Querschnitts (VIII) gemäß vorstehender Beschreibung geändert, so wird ein Rückkehrlenkdrehmoment in Richtung der Mitte der Fahrspur 48 erzeugt und den Rädern eines Fahrzeugs für die vorbestimmte Zeitdauer t₁ nach dem Eintreten des Fahrzeugs in einen der Steuerbereiche 100 und 102 zugeführt.
15 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch die ECU 10 ausgeführte Steuerroutine zum Erzielen einer Lenkcharakteristik, die mit der eines Fahrzeugs bei dessen Bewegung auf der Straße mit dem virtuellem Querschnitt (VIII) übereinstimmt. Die in 15 gezeigte Routine wird mit jeder Beendigung der Routine wiederholt gestartet. Wenn die in 15 gezeigte Routine gestartet wird, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S304 durchgeführt.
Im Schritt S304 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus zu dem vorliegenden Zyklus in den linksseitigen oder rechtsseitigen Steuerbereich 100 oder 102 eingetreten ist. Wird im Schritt S304 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in keinen der Steuerbereiche 100 und 102 eingetreten ist, so wird die vorliegende Routine ohne Durchführung eines Ablaufs beendet. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 100 und 102 eingetreten ist, so wird als nächstes der Ablauf gemäß dem Schritt S306 durchgeführt.
Im Schritt S306 wird ein dem Motor 36 zugeführter Ansteuerstrom I auf einen vorbestimmten Wert I₀ eingestellt. Der vorbestimmte Wert I₀ dient zum Drehen der Lenkwelle 28 um einen geeigneten Steuerwinkel θ.
Im Schritt S308 wird ein Ablauf zum Ansteuern des Motors 36 unter Verwendung des vorgenannten Ansteuerstroms I₀ durchgeführt. Wird der Ablauf gemäß dem Schritt S308 durchgeführt, so wird ein dem Ansteuerstrom I₀ entsprechendes Rückkehrlenkdrehmoment über das Lenkrad 26 zu dem Fahrer übertragen.
Im Schritt S310 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Zeitdauer t₁ (beispielsweise 0,5 s) seit dem Start eines Betriebs des Motors 36 abgelaufen ist, oder nicht. Wird als Resultat festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₁ noch nicht abgelaufen ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S306 nochmals durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₁ abgelaufen ist, so wird die vorliegende Routine unmittelbar beendet.
Gemäß dem vorgenannten Ablauf wird der Fahrer des Fahrzeugs 40 durch Erzeugen des Rückkehrlenkdrehmoments TM für eine vorbestimmte Zeitdauer t₁ nach dem Eintritt des Fahrzeugs 40 in einen der Steuerbereiche 100 und 102 darüber informiert, daß sich das Fahrzeug 40 in einem Seitenbereich der Fahrspur 48 befindet. Somit bewegt der Fahrer das Fahrzeug 40 zurück zu der Mitte der Fahrspur 48, wenn der Fahrer das Rückkehrlenkdrehmoment TM spürt, mit Ausnahme des Falls, bei dem der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt.
Entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Abweichung des Fahrzeugs 40 von der Fahrspur 48 wirksam verhindert werden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 40 das Fahrzeug 40 unbeabsichtigt zu einem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt. Darüber hinaus kann eine gute Lenkcharakteristik realisiert werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel eine „Fahrspurbereichserfassungseinrichtung” anhand eines Erkennens der Fahrspur 48 basierend auf durch die Bildverarbeitungseinheit 14 zugeführte Daten über die weißen Linien 44 und 46 durch die ECU 10 realisiert wird. Darüber hinaus wird eine „Rückkehrlenkdrehmomentserzeugungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß den Schritten S304 bis S310 durch die ECU 10 realisiert.
Es folgt eine Beschreibung des siebten Beispiels unter Bezugnahme auf die 16 und 17. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem siebten Beispiel wird realisiert anhand der Durchführung einer in 17 gezeigten Steuerroutine durch die ECU 10 in dem in 1 gezeigten Systemaufbau.
16 zeigt einen virtuellen Querschnitt der Straße 42 (nachfolgend als virtueller Querschnitt (X) bezeichnet). In 16 weisen die mit den in 9 gezeigten Teilen übereinstimmenden Teile dieselben Bezugszeichen auf, und es wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem siebten Beispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß das Fahrzeug 40 dieselbe Lenkcharakteristik ausweist, wie die beim Bewegen des Fahrzeugs 40 auf einer Straße mit dem virtuellem Querschnitt (X) vorliegende.
Der virtuelle Querschnitt (X) ist mit einem linksseitigen Steuerbereich 112, einem Verhinderungsbereich 114 und einem linksseitigen Abweichungsvermeidungsbereich 116 in dieser Reihenfolge in einem Seitenbereich neben der weißen Linie 44 ausgestattet. Darüber hinaus sind ein rechtsseitiger Steuerbereich 118, ein Verhinderungsbereich 120 und ein rechtsseitiger Abweichungsvermeidungsbereich 122 in dieser Reihenfolge in einem Seitenbereich neben der weißen Linie 46 vorgesehen. Der virtuelle Querschnitt (X) ist so aufgebaut, daß eine Mitte der Fahrspur 48 und die Verhinderungsbereiche 114 und 118 flach sind. Der linksseitige Steuerbereich 112, der linksseitige Abweichungsvermeidungsbereich 116, der rechtsseitige Steuerbereich 118 und der rechtsseitige Abweichungsvermeidungsbereich 122 werden jeweils mit zunehmender Annäherung zu den entsprechenden weißen Linien 44 und 46 stärker angehoben.
Ein das Fahrzeug 40 in Richtung der Mitte der Fahrspur 48 leitendes Rückkehrlenkdrehmoment wird den Rädern des sich auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (X) bewegenden Fahrzeugs 40 zugeführt, nachdem das Fahrzeug 40 in den linksseitigen Steuerbereich 112 oder den rechtsseitigen Steuerbereich 120 eingetreten ist. Das so erzeugte Rückkehrlenkdrehmoment wird aufgehoben, wenn das Fahrzeug 40 von dem linksseitigen Steuerbereich 112 in den Verhinderungsbereich 114 eintritt oder von dem rechtsseitigen Steuerbereich 118 in den Verhinderungsbereich 120. Dementsprechend kann nach dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in den Verhinderungsbereich 114 oder 120 eine normale Lenkoperation durchgeführt werden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 40 das Fahrzeug 40 durch Widerstehen des Rückkehrlenkdrehmoments bewußt zu dem Verhinderungsbereich 114 oder 120 bewegt.
Eine Breite eines jeden der Steuerbereiche 112 und 118 wird entsprechend den Steuerbereichen 72 und 74 des virtuellen Querschnitts (VI) relativ klein eingestellt. Dementsprechend kann bei dem sich auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (X) bewegendem Fahrzeug 40 durch eine beabsichtigte Operation des Fahrers auf einfache Weise eine gute Lenkcharakteristik in einem Seitenbereich der Fahrspur 48 erzielt werden.
Bewegt sich das sich auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (X) bewegende Fahrzeug 40 ausgehend von dem Verhinderungsbereich 114 oder 120 weiter nach außen und tritt in den linksseitigen Abweichungsvermeidungsbereich 116 oder den rechtsseitigen Abweichungsvermeidungsbereich 120 ein, so wird ein das Fahrzeug 40 in Richtung der Mitte der Fahrspur 48 bewegendes Rückkehrlenkdrehmoment nochmals erzeugt und den Rädern des zu lenkenden Fahrzeugs 40 zugeführt. Der linksseitige und rechtsseitige Abweichungsvermeidungsbereich 116 und 122 sind auf einer Grenze der Fahrspur 48 vorgesehen. Somit wird ein Abweichen des sich auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (X) bewegenden Fahrzeugs 40 von der Fahrspur 48 verhindert, während eine gute Lenkcharakteristik zur Bewegung zu einem Seitenbereich der Fahrspur 48 realisiert werden kann.
17 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch die ECU 10 durchgeführte Routine zum Erzielen einer Lenkcharakteristik, die mit der eines sich auf der Straße mit dem virtuellen Querschnitt (X) bewegenden Fahrzeugs übereinstimmt. Die in 17 gezeigte Routine wird mit jeder Beendigung des Ablaufs der Routine wiederholt gestartet. Wird die in 17 gezeigte Routine gestartet, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S324 durchgeführt.
Im Schritt S324 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigem Zyklus zu dem vorliegendem Zyklus in den linksseitigen oder rechtsseitigen Steuerbereich 112 oder 118 eingetreten ist. Im Schritt S324 wird festgestellt, daß der vorgenannte Zustand vorliegt, wenn das Fahrzeug 40 ausgehend von der inneren Seite der Fahrspur 48 in einen der Steuerbereiche 112 und 118 eintritt. Wird im Schritt S324 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in keinen der Steuerbereiche 112 und 118 eingetreten ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S326 als nächstes durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 112 und 118 eingetreten ist, so wird der Schritt S326 übersprungen und der Ablauf gemäß dem Schritt S328 durchgeführt.
Im Schritt S326 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus zu dem vorliegenden Zyklus in den linksseitigen oder rechtsseitigen Abweichungsvermeidungsbereich 116 oder 122 eingetreten ist. Im Schritt S326 wird festgestellt, daß der vorgenannte Zustand hergestellt ist, wenn das Fahrzeug 40 ausgehend von der inneren Seite der Fahrspur 48 in einen der Abweichungsvermeidungsbereiche 116 und 122 eintritt. Wird im Schritt S326 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in keinen der Abweichungsvermeidungsbereiche 116 und 122 eingetreten ist, so wird die vorliegende Routine ohne Durchführung eines weiteren Ablaufs beendet. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in einen der Abweichungsvermeidungsbereiche 116 und 122 eingetreten ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt 328 als nächstes durchgeführt.
Im Schritt S328 wird eine Größe eines Steuerwinkels θ mit einem Plus- oder Minus-Vorzeichen berechnet. Der Steuerwinkel θ ist ein der Lenkwelle 48 zuzuführender Lenkwinkel zum Zurückführen des in dem Abweichungsvermeidungsbereich 116 oder 122 befindlichen Fahrzeugs 40 zu der Mitte der Fahrspur 48.
Im Schritt S330 wird eine Größe und Richtung eines dem Steuerwinkel θ entsprechenden Ansteuerstroms I berechnet.
Im Schritt S332 wird ein Ablauf zum Ansteuern des Motors 36 unter Verwendung des vorgenannten Ansteuerstroms I durchgeführt. Wird der Ablauf gemäß dem Schritt S232 durchgeführt, so kann ein dem Ansteuerstrom I entsprechendes Rückkehrlenkdrehmoment TM erzeugt werden, nachdem das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 112 und 114 und der Abweichungsvermeidungsbereiche 116 und 122 eingetreten ist.
Im Schritt S334 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 einen der Steuerbereiche 112 und 118 verlassen hat, oder nicht. Im Schritt S334 wird festgestellt, daß der vorgenannte Zustand vorliegt, wenn das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus zu dem vorliegenden Zyklus einen der Steuerbereiche 112 und 118 in Richtung der inneren Seite der Fahrspur 48 oder zu einem der Verhinderungsbereiche 114 und 120 verläßt. Wird im Schritt S334 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 keinen der Steuerbereiche 112 und 118 verlassen hat, so wird als nächstes der Ablauf gemäß dem Schritt S336 durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 einen der Steuerbereiche 112 und 118 verlassen hat, so wird die vorliegende Routine unmittelbar beendet.
Im Schritt S336 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus zu dem vorliegenden Zyklus den linksseitigen oder rechtsseitigen Abweichungsvermeidungsbereich 116 oder 122 verlassen hat. Wird festgestellt, daß das Fahrzeug 40 keinen der Abweichungsvermeidungsbereiche 116 und 122 verlassen hat, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S328 und den nachfolgenden Schritten nochmals durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 einen der Abweichungsvermeidungsbereiche 116 und 122 verlassen hat, so wird die vorliegende Routine unmittelbar beendet.
Gemäß dem vorgenannten Ablauf kann das Rückkehrlenkdrehmoment TM nach dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Steuerbereiche 112 und 118 und Abweichungsvermeidungsbereiche 116 und 122 und bis zu deren Verlassen durch das Fahrzeug 40 erzeugt werden. Darüberhinaus kann das Rückkehrlenkdrehmoment TM unmittelbar nach dem Verlassen dieser Bereiche durch das Fahrzeug 40 aufgehoben werden.
Wie vorstehend beschrieben, können die nachfolgenden Funktionen gemäß der in 17 gezeigten Routine realisiert werden:

1) Erzeugen eines geeigneten Rückkehrlenkdrehmoments TM, wenn das Fahrzeug 40 von einer Mitte der Fahrspur zu einem Seitenbereich der Fahrspur verschoben wird;
2) relativ einfaches Verlassen eines der Steuerbereiche 112 und 118 durch das Fahrzeug 40 zur Außenseite, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 nach der Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments TM bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrzspur bewegt; und
3) nochmaliges Erzeugen. des Rückkehrlenkdrehmoments TM, wenn das Fahrzeug zu einer Grenze der Fahrspur 48 bewegt wird.

Entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel kann somit ein Abweichen des Fahrzeugs von der Fahrspur wirksam verhindert werden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 40 das Fahrzeug 40 unbeabsichtigt zu einem Seitenbereich der Fahrspur bewegt. Darüberhinaus kann eine gute Lenkcharakteristik erzielt werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur bewegt. Weiterhin wird das Verlassen der Fahrspur 48 durch das Fahrzeug 40 wirksam verhindert, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu einem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorgenannten Beispiel eine „Fahrspurbereichserfassungseinrichtung” anhand einer Erkennung der Fahrspur 48 basierend auf durch die Bildverarbeitungseinheit 14 zugeführete Daten über die weißen Linien 44 und 46 durch die ECU 10 realisiert wird. Darüberhinaus wird eine „Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß den Schritten S324 und S328 bis S332 durch die ECU 10 realisiert. Weiterhin werden eine „Absichtsbestimmungseinrichtung” und eine „Rückkehrlenkdrehmomentsbeschränkungseinrichtung” anhand der Durchführung des Schritts S334 durch die ECU 10 realisiert.
Darüberhinaus werden bei dem vorgenannten Beispiel eine „Verhinderungszustandsbestimmungseinrichtung” und eine „zweite Verhinderungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß dem Schritt S334 durch die ECU 10 realisiert.
Weiterhin wird eine „Abweichungsvermeidungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß den Schritten S326 bis S332 und S336 durch die ECU 10 realisiert.
Es folgt eine Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 18 und 19. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird realisiert anhand der Durchführung einer in 19 gezeigten Steuerroutine durch die ECU 10 in dem in 1 gezeigten Systemaufbau.
18 zeigt einen virtuellen Querschnitt der Straße 42 (nachfolgend als virtueller Querschnitt (XII) bezeichnet). In 18 werden die mit den in 9 gezeigten Teilen übereinstimmenden Teile durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und es wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet. Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist ein Merkmal dahingehend auf, daß das Fahrzeug 40 eine Lenkcharakteristik durchführt, die mit der beim Bewegen des Fahrzeugs 40 auf einer Straße mit dem virtuellen Querschnitt (XII) durchgeführten übereinstimmt.
Der virtuelle Querschnitt (XII) ist mit einem linksseitigen Steuerbereich 138, einem Verhinderungsbereich 140 und einem linksseitigen Abweichungsvermeidungsbereich 142 in dieser Reihenfolge in einem Seitenbereich neben der weißen Linie 44 ausgestattet. Darüberhinaus sind ein rechtsseitiger Steuerbereich 144, ein Verhinderungsbereich 146 und ein rechtsseitiger Abweichungsvermeidungsbereich 148 in dieser Reihenfolge in einem Seitenbereich neben der weißen Linie 46 vorgesehen. Jeder der Steuerbereiche 138 und 144 und Abweichungsvermeidungsbereiche 142 und 148 wird für eine vorbestimmte Zeitdauer t₂ nach dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Bereiche 138, 142, 144 und 148 angehoben.
Wird der Aufbau des virtuellen Querschnitts (XII) gemäß der vorstehenden Beschreibung geändert, so wird ein Rückkehrlenkdrehmoment in Richtung der Mitte der Fahrspur 48 erzeugt und den Rädern eines Fahrzeugs für eine vorbestimmte Zeitdauer t₂ nach dem Eintreten des Fahrzeugs in einen der Steuerbereiche 138 und 144 und der Abweichungsvermeidungsbereiche 142 und 148 zugeführt.
19 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels für eine durch die ECU 10 durchgeführte Steuerroutine zum Realisieren einer Lenkcharakteristik, die mit der eines Fahrzeugs übereinstimmt, das sich auf einer Straße mit dem virtuellen Querschnitt (XII) bewegt. Die in 19 gezeigte Routine wird mit jeder Beendigung des Ablaufs der Routine wiederholt gestartet. Wird die in 19 gezeigte Routine gestartet, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S350 durchgeführt.
Im Schritt S350 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus zu dem vorliegenden Zyklus in den linksseitigen oder rechtsseitigen Steuerbereich 138 oder 144 eingetreten ist. Wird im Schritt S350 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in einen der Steuerbereiche 138 und 144 eingetreten ist, so wird als nächstes der Ablauf gemäß dem Schritt S352 durchgeführt.
Im Schritt S352 wird ein dem Motor 36 zugeführter Ansteuerstrom I auf einen vorbestimmten Wert I₁ eingestellt.
Im Schritt S354 wird ein Ablauf zum Ansteuern des Motors 36 unter Verwendung des vorgenannten Ansteuerstroms I₁ durchgeführt. Wird der Ablauf gemäß dem Schritt S354 durchgeführt, so wird ein dem Ansteuerstrom I₁ entsprechendes Rückkehrlenkdrehmoment TM über das Lenkrad 26 zu dem Fahrer übertragen.
Im Schritt S356 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Zeitdauer t₂ (beispielsweise 0,5 s) seit dem Start einer Operation des Motors 36 abgelaufen ist. Wird als Resultat festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₂ noch nicht abgelaufen ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S352 nochmals durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₂ abgelaufen ist, so wird die vorliegende Routine unmittelbar beendet.
Gemäß dem vorgenannten Ablauf wird der Fahrer des Fahrzeugs 40 durch Erzeugen des Rückkehrlenkdrehmoments TM für die vorbestimmte Zeitdauer t₂ nach dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Steuerbereiche 138 und 144 darüber informiert, daß sich das Fahrzeug 40 in einem Seitenbereich der Fahrspur 48 befindet. Somit bewegt der Fahrer das Fahrzeug 40 zu der Mitte der Fahrspur 48 zurück, wenn der Fahrer das Rückkehrlenkdrehmoment TM spürt, mit Ausnahme eines Falls, bei dem der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt. Entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird somit eine starke Abweichung des Fahrzeugs 40 von der Mitte der Fahrspur 48 wirksam verhindert, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 40 das Fahrzeug 40 unbeabsichtigt zu einem Seitenbereich der Fahrspur bewegt.
Wird im Schritt S350 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in keinen der Steuerbereiche 138 und 140 eingetreten ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S358 durchgeführt.
Im Schritt S358 wird bestimmt, ob das Fahrzeug 40 während einer Periode von dem unmittelbar vorherigen Zyklus zu dem vorliegenden Zyklus in den linksseitigen oder rechtsseitigen Abweichungsvermeidungsbereich 142 oder 148 eingetreten ist. Wird im Schritt S358 festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in keinen der Abweichungsvermeidungsbereiche 142 und 148 eingetreten ist, so wird die Routine ohne Durchführung eines Ablaufs beendet. Wird dagegen festgestellt, daß das Fahrzeug 40 in einen der Abweichungsvermeidungsbereiche 142 und 148 eingetreten ist, so wird als nächstes der Ablauf gemäß dem Schritt S360 durchgeführt.
Im Schritt S360 wird der dem Motor 36 zugeführte Ansteuerstrom I auf einen vorbestimmten Wert I₂ eingestellt.
Im Schritt S362 erfolgt ein Ablauf zum Ansteuern des Motors 36 unter Verwendung des vorgenannten Ansteuerstroms I₂. Wird der Ablauf gemäß dem Schritt S362 durchgeführt, so wird ein dem Ansteuerstrom I₂ entsprechend des Rückkehrlenkdrehmoment TM über das Lenkrad 26 zu dem Fahrer übertragen.
Im Schritt S364 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Zeitdauer t₂ seit dem Beginn einer Operation des Motors 36 abgelaufen ist, oder nicht. Wird als Resultat festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₂ noch nicht abgelaufen ist, so wird der Ablauf gemäß dem Schritt S360 nochmals durchgeführt. Wird dagegen festgestellt, daß die vorbestimmte Zeitdauer t₂ abgelaufen ist, so wird die vorliegende Routine unmittelbar beendet.
Gemäß dem vorgenannten Ablauf wird der Fahrer des Fahrzeugs 40 durch Erzeugen des Rückkehrlenkdrehmoments TM für die vorbestimmte Zeitdauer t₂ nach dem Eintreten des Fahrzeugs 40 in einen der Abweichungsvermeidungsbereiche 142 und 148 darüber informiert, daß sich das Fahrzeug 40 an einer Grenze der Fahrspur 48 befindet. Somit kann die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die Tatsache gelenkt werden, daß das Fahrzeug 40 von der Fahrspur 48 abweicht, wenn das Rückkehrlenkdrehmoment TM gemäß vorstehender Beschreibung erzeugt wird.
Darüber hinaus wird eine Zeitdauer zum Erzeugen des Rückkehrlenkdrehmoments TM auf eine vorbestimmte kurze Zeitdauer t₂ beschränkt. Dementsprechend kann eine Lenkbetätigung ohne starke Beeinflussung durch das Rückkehrlenkdrehmoment TM durchgeführt werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu einem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt.
Entsprechend der Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann somit eine Abweichung des Fahrzeugs 40 von der Fahrspur 48 wirksam verhindert werden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 40 das Fahrzeug 40 unbeabsichtigt zu einem Seitenbereich der Fahrspur bewegt. Darüber hinaus kann eine gute Lenkcharakteristik erzielt werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu dem Seitenbereich der Fahrspur 48 bewegt. Weiterhin kann die Aufmerksamkeit des Fahrers wirksam geweckt werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug 40 bewußt zu der Grenze der Fahspur 48 bewegt.
Es ist zu beachten, daß bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel eine „Fahrspurbereichserfassungseinrichtung” anhand eines Erkennens der Fahrspur 48 basierend auf durch die Bildverarbeitungseinheit 14 zugeführte Daten über die weißen Linien 44 und 46 durch die ECU 10 realisiert wird. Darüber hinaus wird eine „Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs gemäß den Schritten S350 bis S356 durch die ECU 10 realisiert.
Darüber hinaus wird eine „Abweichungsvermeidungseinrichtung” anhand der Durchführung des Ablaufs der Schritte S358 bis S364 durch die ECU 10 realisiert.
Es folgt eine Beschreibung eines achten Beispiels. 20 zeigt ein Blockschaltbild einer Fahrzeuglenksteuervorrichtung zum Erläutern eines Grundaufbaus einer Fahrzeuglenksteuervorrichtung gemäß dem achten Beispiel.
Die Lenksteuervorrichtung gemäß dem achten Beispiel umfaßt gemäß 20 eine Führungslinienerkennungseinrichtung M1, eine Lenksteuereinrichtung M2, eine Lenkeinrichtung M3 und eine Alarmierungsdrehmomentgebereinrichtung M4. Die Führungslinienerkennungseinrichtung M1 erkennt eine Führungslinie auf einer Straße, auf der sich ein mit der Lenksteuervorrichtung ausgestattetes Fahrzeug bewegt. Die Lenksteuereinrichtung M2 erfaßt einen Positionszustand des Fahrzeugs bezüglich der Führungslinie, um eine Lenksteuerung durchzuführen. Die Alarmierungsdrehmomentgebereinrichtung M4 stellt ein Drehmoment für die Lenkeinrichtung M3 bereit in Übereinstimmung mit dem Positionszustand des Fahrzeugs bezüglich der Führungslinie, so daß der Fahrer des Fahrzeugs eine Position des Fahrzeugs bezüglich der Führungslinie anhand des der Lenkeinrichtung M3 zugeführten Drehmoments erkennen kann.
21 zeigt ein Systemaufbaudiagramm der Fahrzeuglenksteuervorrichtung gemäß dem achten Beispiel.
In 21 umfaßt die Lenksteuervorrichtung eine Führungslinienerkennungseinrichtung 236 als die Führungslinienerkennungseinrichtung M1, eine Vorderradlenkmechanik 210 als die Lenkeinrichtung M3 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 230.
Die Vorderradlenkmechanik 210 enthält ein mit einem in einem Lenkgetriebe 213 vorgesehenen Zahnradtrieb (in der Fig. nicht dargestellt) über eine Lenkwelle 212 verbundenes Lenkrad 211. Der Zahnradtrieb steht mit einer Zahnstange im Eingriff, um eine Drehbewegung des Lenkrads 211 in eine Reziprokbewegung der Zahnstange 214 umzuwandeln. Die gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 214 sind mit linken bzw. rechten Vorderrädern FW1 und FW2 über linke bzw. rechte Spurstangen 215a und 215b und linke bzw. rechte Gelenkarme 216a und 216b verbunden, so daß das linke und das rechte Vorderrad FW1 und FW2 durch eine Lenkoperation des Lenkrads 211 betrieben werden.
Die Vorderradlenkmechanik 210 enthält einen Elektromotor 221 (bürstenloser Motor) als Stellglied zum Betreiben der Vorderräder FW1 und FW2. Eine Drehwelle des elektrischen Motors 221 ist mit dem in dem Lenkgetriebe 213 bereitgestellten Zahnradtrieb verbunden.
Ein Vorderradlenkwinkelsensor 232, ein Giergeschwindigkeitssensor 235 und die Führungslinienerkennungeinrichtung 236 sind mit der elektrischen Steuereinheit (ECU) 230 verbunden. Der Lenkwinkelsensor 232 als Bewegungszustandserfassungseinrichtung erfaßt einen Lenkwinkel des linken und rechten Vorderrads FW1 und FW2. Der Giergeschwindigkeitssensor 235 erfaßt eine Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs.
Der Führungslinienerkennungseinrichtung 236 wird mittels einer Kamera 238 ein Bild der Straße vor dem Fahrzeug zugeführt. Die Führungslinienerkennungseinrichtung 236 verarbeitet das Bild der Straße, um eine Führungslinie wie beispielsweise eine weiße Linie in der Mitte oder auf der Seite der Straße oder eine gelbe Linie, die eine Überholverbotszone angeben, zu erkennen. Die Führungslinienerkennungseinrichtung 236 erkennt eine Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug bewegt, basierend auf den Führungslinien in dem Bild der Straße. 22 zeigt eine Fahrspur, die durch die Führungslinien I und II definiert ist. Darüber hinaus erfaßt die Führungslinienerkennungseinrichtung 236 einen Offsetgrad E(n) des Fahrzeugs bezüglich der Mitte der Bewegungsfahrspur, die in 22 durch eine gestrichelte Linie angegeben ist, und erfaßt auch eine Distanz L1 zwischen dem Fahrzeug und einer der Führungslinien I und II. Darüber hinaus erfaßt die Führungslinienerkennungseinrichtung 236 einen Kurvenradius R einer Kurve.
Der Offsetgrad E(n) wird durch die nachfolgenden Gleichungen (1) und (2) bestimmt, wobei e einen aktuellen Offsetgrad des Fahrzeugs in einer Querrichtung der Fahrspur kennzeichnet; θ einen Neigungswinkel des Fahrzeugs bezüglich der Fahrspur, der anhand des Bilds der Straße erhalten wird; Lz einen Offsetgrad des Vorderansichtspunkts der aktuellen Position des Fahrzeugs; und l eine Distanz des Vorderansichtspunkts. E(n) = e + Lz (1) Lz = l × θ (2)
23 zeigt ein Blockschaltbild der ECU 230. Die ECU 230 weist einen Mikroprozessoraufbau auf, und umfaßt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 250, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 252, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 254, eine Eingabetorschaltung 256, eine Ausgabetorschaltung 258 und eine Kommunikationsschaltung 260, die alle über einen gemeinsamen Bus 262 miteinander verbunden sind.
Der Eingabetorschaltung 256 werden von dem Lenkwinkelsensor 232 und dem Giergeschwindigkeitssensor 235 ausgegebene Erfassungssignale zugeführt. Darüber hinaus werden der Kommunikationsschaltung 260 die von der Führungslinienerkennungseinrichtung 236 ausgegebenen Werte θ, e, E(n) und R zugeführt.
In dem ROM 252 sind Steuerprogramme gespeichert. Die CPU 250 führt verschiedene Berechnungen in Übereinstimmung mit den Steuerprogrammen unter Verwendung des als Arbeitsbereich dienenden RAM 254 durch. Steuersignale werden anhand von durch die CPU 250 durchgeführten Berechnungen erzeugt und einer Ansteuerschaltung 240 über die Ausgabetorschaltung 258 zugeführt. Die Ansteuerschaltung 240 steuert den Elektromotor 221 an, um die Vorderräder FW1 und FW2 zu lenken.
24 zeigt ein Flußdiagramm einer durch die ECU 230 durchgeführten Lenksteueroperation. Die vorgenannte Lenksteuereinrichtung M2 wird durch diese Lenksteueroperation realisiert, die in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt durchgeführt wird. Wird die Lenksteueroperation gestartet, so liest die ECU 230 im Schritt S412 den Offsetgrad E(n), den aktuellen Queroffsetgrad e und den Radius R der Straße, die von der Führungslinienerkennungseinrichtung 236 ausgegeben werden. Danach wird im Schritt S416 bestimmt, ob die Führungslinie der Straße erkannt wurde. Kann die Führungslinie erkannt werden, so befindet sich der Offsetgrad E(n) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs. Kann dagegen die Führungslinie nicht erkannt werden, so wird der Offsetgrad E(n) auf einen bestimmten Wert außerhalb des vorbestimmten Bereichs eingestellt.
Ist die Führungslinie erkannt, so schreitet der Ablauf zum Schritt S416. Wird die Führungslinie nicht erkannt, so ist die Routine beendet. Im Schritt S416 wird basierend auf dem von der Führungslinienerkennungseinrichtung 236 erhaltenen Radius R bestimmt, ob die Straße, auf der sich das Fahrzeug bewegt, geradlinig ist, oder nicht. Wird festgestellt, daß die Straße geradlinig ist, so schreitet der Ablauf zum Schritt S418 zum Erhalten einer Positionssteuerverstärkung kp₁. Die Positionssteuerverstärkung wird unter Bezugnahme auf eine in 25 gezeigte Karte bezüglich dem aktuellen Queroffsetgrad e bestimmt.
Danach werden der Lenksteuergrad θc und das Lenkdrehmoment T im Schritt S420 erhalten. Der Lenksteuergrad θc kann anhand der nachfolgenden Gleichung (3) berechnet werden. θc = (kp₁ × e) + (kd × de) (3)
In der Gleichung (3) kennzeichnen kd einen vorbestimmten Faktor (Konstante). Darüber hinaus kennzeichnet de einen differentiellen Wert des aktuellen Queroffsetwerts e, das heißt eine Differenz zwischen dem aktuellen Wert von e und einem unmittelbar vorhergehenden Wert von e. Das Lenkdrehmoment T wird unter Bezugnahme auf eine in 26 gezeigte Karte bezüglich dem aktuellen Queroffsetwert e bestimmt. Danach schreitet der Ablauf zum Schritt S422.
Wird dagegen im Schritt S416 festgestellt, daß die Straße nicht geradlinig ist, so schreitet der Ablauf zum Schritt S426, um zu bestimmen, ob die Straße eine Linkskurve oder eine Rechtskurve aufweist. Es ist zu beachten, daß der Radius R positiven ist, wenn die Straße eine Rechtskurve aufweist, und negativ, wenn die Straße eine Linkskurve aufweist.
Wird festgestellt, daß die Straße eine Linkskurve aufweist, so schreitet der Ablauf zum Schritt S428, um eine Positionssteuerverstärkung kp₁ unter Bezugnahme auf die in 25 gezeigte Karte anhand des aktuellen Queroffsetgrads e zu bestimmen. Danach werden der Lenksteuergrad θc und das Lenkdrehmoment T im Schritt S430 bestimmt. Der Lenksteuergrad θc wird anhand der vorstehenden Gleichung (3) berechnet. Das Lenkdrehmoment T wird nach Erhalten eines Drehmoments TL und einer Lenkdrehmomentverstärkung kt anhand der nachfolgenden Gleichung (4) berechnet. Das Drehmoment TL wird unter Bezugnahme auf die in 27 gezeigte Karte bezüglich dem aktuellen Queroffsetgrad e bestimmt. Die Lenkdrehmomentverstärkung wird unter Bezugnahme auf die in 28 gezeigte Karte bezüglich des Radius R bestimmt. T = TL × kt (4)
Danach schreitet der Ablauf zum Schritt S422.
Wird festgestellt, daß die Straße eine Rechtskurve aufweist, so schreitet der Ablauf zum Schritt S432, um eine Positionssteuerverstärkung kp₁ unter Bezugnahme auf die in 25 gezeigte Karte mittels dem aktuellem Queroffsetgrad e zu bestimmen. Danach werden der Lenksteuergrad θc und das Lenkdrehmoment T im Schritt S434 erhalten. Der Lenksteuergrad θc wird anhand der vorstehenden Gleichung (3) berechnet. Das Lenkdrehmoment T wird nach Erhalten eines Drehmoments TR und einer Lenkdrehmomentverstärkung kt anhand der nachfolgenden Gleichung (5) berechnet. Das Drehmoment TR wird unter Bezugnahme auf die in 29 gezeigte Karte bezüglich des aktuellen Queroffsetgrads e bestimmt. Die Lenkdrehmomentverstärkung wird unter Bezugnahme auf die in 28 gezeigte Karte bezüglich dem Radius R bestimmt. T = TR × kt (5)
Danach schreitet der Ablauf zum Schritt S422.
Im Schritt S422 wird ein auf dem Lenksteuergrad und dem Lenkdrehmoment T basierendes Signal an die Ansteuerschaltung 240 ausgegeben. Dementsprechend wird der Elektromotor 221 zum Lenken der Vorderräder FW1 und FW2 angesteuert, und die Routine ist abgeschlossen. Es ist zu beachten, daß der Ablauf gemäß den Schritten S416 bis S422 der Alarmierungsdrehmomentgebereinrichtung M4 entspricht.
Wie vorstehend erwähnt, wird das der Lenkeinrichtung M3 zugeführte Drehmoment erhöht, wenn sich das Fahrzeug auf der Straße den Führungslinien nähert. Das der Lenkeinrichtung M3 zugeführte Drehmoment wird zu dem Fahrer des Fahrzeugs übertragen, wodurch der Fahrer einen Positionszustand des Fahrzeugs bezüglich der Führungslinie erkennen kann.
Darüber hinaus wird die Aufmerksamkeit eines Fahrers durch Ändern des Drehmoments in Übereinstimmung mit dem Radius R der Kurve stark geweckt, wenn das Fahrzeug in einer Kurve nach außen abweicht. D. h., das Drehmoment wird in einem neben der Führungslinie auf der äußeren Seite der Kurve befindlichen Bereich erhöht.
30 zeigt ein Flußdiagramm einer weiteren als Lenksteuereinrichtung M2 wirkenden Lenksteueroperation, die durch die ECU 230 durchgeführt wird. Diese Lenksteueroperation wird in vorbestimmten Intervallen wiederholt durchgeführt. In 30 liest die ECU 230 im Schritt S442 den Offsetgrad E(n), den aktuellen Queroffsetgrad e und den Radius R ein, die von der Führungslinienerkennungseinrichtung 236 ausgegeben werden. Danach wird im Schritt S444 bestimmt, ob die Führungslinie der Straße durch die Führungslinienerkennungseinrichtung 236 erkannt werden kann, oder nicht. Kann die Führungslinie erkannt werden, so befindet sich der Offsetgrad E(n) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs. Kann dagegen die Führungslinie nicht erkannt werden, so wird der Offsetgrad E(n) auf einen spezifischen Wert außerhalb des vorbestimmten Bereichs eingestellt.
Kann die Führungslinie erkannt werden, so schreitet der Ablauf zum Schritt S446. Kann dagegen die Führungslinie nicht erkannt werden, so ist die Routine beendet. In den Schritten S446 und S448 wird der von der Führungslinienerkennungseinrichtung 236 erhaltene aktuelle Queroffsetgrad e mit dem vorbestimmten Wert L1 und L2 verglichen. Wie in 31 dargestellt ist, handelt es sich bei dem vorbestimmten Wert L1 um einen Wert zum Bestimmen, ob sich das Fahrzeug neben der Mitte der Straße befindet, oder nicht. Der vorbestimmte Wert L1 beträgt beispielsweise wenige Zehntel Zentimeter. Bei dem vorbestimmten Wert L2 handelt es sich um einen Wert zum Bestimmen, ob sich das Fahrzeug neben einer Führungslinie der Straße befindet, oder nicht. Der vorbestimmte Wert L2 beträgt beispielsweise ungefähr einen Meter und wenige Zehntel Zentimeter.
Wird im Schritt S446 festgestellt, daß |e| ≤ L1, so schreitet der Ablauf zum Schritt S450, um die Positionssteuerverstärkung kp auf einen Wert kpa einzustellen die Drehmomentsteuerverstärkung kt auf einen Wert kta. Wird im Schritt S446 und im Schritt S448 festgestellt, daß L1 < |e| ≤ L1 + L2, so schreitet der Ablauf zum Schritt S452, um die Positionssteuerverstärkung kp auf einen Wert kpb einzustellen und die Drehmomentsteuerverstärkung kt auf einen Wert ktb. Wird dagegen festgestellt, daß L1 + L2 < |e|, so schreitet der Ablauf zum Schritt S445, um die Positionssteuerverstärkung kp auf einen Wert kpc einzustellen und die Drehmomentsteuerverstärkung kt auf einen Wert ktc.
Die vorgenannten Werte für die Positionssteuerverstärkung kp und die Drehmomentsteuerverstärkung kt weisen die folgenden Beziehungen auf. kpb < kpa ≤ kpc (6) 0 ≤ ktb < kta < ktc (7)
Wie vorstehend erwähnt werden die Steuerverstärkungen so eingestellt, daß die Aufmerksamkeit des Fahrers stärker geweckt wird, wenn sich das Fahrzeug näher an der Führungslinie bewegt. Es ist zu beachten, daß der Ablauf gemäß dem Schritt S450 einer Folgedrehmomentgebereinrichtung entspricht, und der Ablauf gemäß dem Schritt S454 einer Alarmierungsdrehmomentgebereinrichtung.
Nachdem der Ablauf gemäß einem der Schritte S450, S452 und S454 durchgeführt ist, schreitet der Ablauf zum Schritt S456 um den Lenksteuergrad θc und das Lenkdrehmoment T anhand der nachfolgenden Gleichungen (8) und (9) zu berechnen. θc = (kp × e) + (kd × de) (8) T = kt × C (9)
Bei der vorstehenden Gleichung kennzeichnet C einen vorbestimmten Wert.
Danach schreitet der Ablauf zum Schritt S458. Im Schritt S458 wird die Ansteuerschaltung 240 basierend auf dem Lenksteuergrad θc und dem Lenkdrehmoment T aktiviert. Dadurch wird der Elektromotor 221 zum Antreiben der Vorderräder FW1 und FW2 angesteuert, und die Routine ist beendet.
Wie vorstehend erwähnt, wird eine Lenksteuerung (Spurverfolgung) durchgeführt, so daß das Fahrzeug nicht von der Mitte der Straße oder Fahrspur abweicht, wenn sich das Fahrzeug in der Mitte der Straße oder Fahrspur bewegt. Somit kann eine stabile Bewegung des Fahrzeugs erzielt werden. Es ist zu beachten, daß die Lenkoperation des Fahrzeugs nicht durch eine automatische Lenksteuerung sondern eine manuelle Steuerung durchgeführt wird, so daß die durch die Lenksteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel durchgeführte Lenksteueroperation mittels einer durch den Fahrer durchgeführte Lenkbetätigung überwunden werden kann.
Es ist zu beachten, daß die Drehmomentsteuerverstärkung kt in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel und einer Lenkwinkelgeschwindigkeit (oder einer Giergeschwindigkeit) verändert werden kann. Das heißt, der Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kt wird vergrößert, wenn der Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit (differentieller Wert des Lenkwinkels bezüglich der Zeit) kleiner sind als die entsprechenden Schwellwerte. Andererseits wird der Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kt verringert, wenn der Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit größer sind als die entsprechenden Schwellwerte.
32 zeigt ein Flußdiagramm zum Realisieren des vorgenannten Ablaufs. Dieser Ablauf wird zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt unterbrechungsgestartet. Im Schritt S460 werden der Lenkwinkel θ und die Lenkwinkelgeschwindigkeit Δθ gelesen. Danach wird im Schritt S462 bestimmt, ob der Lenkwinkel größer ist als ein Schwellwert α, oder nicht, oder ob die Lenkwinkelgeschwindigkeit Δθ größer ist als ein Schwellwert β, oder nicht. Ist θ > α oder Δθ > β, so schreitet der Ablauf zum Schritt S464, um den Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kt zu verringern. Ist θ ≤ α und Δθ ≤ β, so schreitet der Ablauf zum Schritt S466, um den Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kt zu erhöhen. Dadurch kann ein Fahrspurwechsel auf einfache Weise erfolgen, wenn der Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs 270 groß sind, so daß sich das Fahrzeug 270 zu einer benachbarten Fahrspur bewegen kann, wie durch den gestrichelten Pfeil von 270A in 33 angegeben ist. Sind dagegen der Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit gering, so kann das Fahrzeug 270 innerhalb der Fahrspur beibehalten werden, wie durch 270B in 33 angegeben ist.
Alternativ können die Positionssteuerverstärkung kp und die Drehmomentsteuerverstärkung kt in Übereinstimmung mit einer Position des Fahrzeugs (der aktuelle Queroffsetgrad) verändert werden. D. h., wenn die Linkskurvenlenkoperation bei einer Bewegung des Fahrzeugs auf der linken Seite einer Straße oder Fahrspur erfaßt wird, werden sowohl der Wert kpc der Positionssteuerverstärkung kp als auch der Wert ktc der Drehmomentsteuerverstärkung kt erhöht. In gleicher Weise werden sowohl der Wert kpc der Positionssteuerverstärkung kp als auch der Wert ktc der Drehmomentsteuerverstärkung kt erhöht, wenn die Linkskurvenlenkoperation bei einer Bewegung des Fahrzeugs auf der rechten Seite einer Straße oder Fahrspur erfaßt wird. Es ist zu beachten, daß ein Linkskurvenlenkvorgang erkannt werden kann, wenn ein durch Subtrahieren des aktuellen Lenkwinkels von dem unmittelbar vorherigen Lenkwinkel erhaltener Wert positiv ist. Andererseits kann ein Rechtskurvenlenkvorgang erkannt werden, wenn ein durch Subtrahieren des aktuellen Lenkwinkels von dem unmittelbar vorherigen Lenkwinkel erhaltener Wert negativ ist.
34 zeigt ein Flußdiagramm zum Realisieren des vorgenannten Ablaufs. Dieser Ablauf wird zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt unterbrechungsgesteuert gestartet. Im Schritt S470 werden der aktuelle Queroffsetgrad e, der unmittelbar vorherige Lenkwinkel θ(k – 1) und der aktuelle Lenkwinkel θ(k) gelesen. Im Schritt S472 wird bestimmt, ob ein Linkskurvenlenkvorgang oder ein Rechtskurvenlenkvorgang durchgeführt wird, anhand einer Feststellung, ob eine Differenz θ(k – 1) – θ(k) positiv oder negativ ist. Ist die Differenz positiv, so schreitet der Ablauf zum Schritt S474, in dem der Linkskurvenlenkvorgang erkannt wird. Ist die Differenz negativ, so schreitet der Ablauf zum Schritt S476, in dem der Rechtskurvenlenkvorgang erkannt wird.
Danach wird im Schritt S478 bestimmt, ob sich das Fahrzeug auf der linken Seite der Straße bewegt, oder nicht. Wird festgestellt, daß sich das Fahrzeug auf der linken Seite bewegt, so schreitet der Ablauf zum Schritt S480. Im Schritt S480 wird bestimmt, ob der Linkskurvenlenkvorgang durchgeführt wird. Wird festgestellt, daß der Linkskurvenlenkvorgang durchgeführt wird, so schreitet der Ablauf zum Schritt S482, um den Wert kpc für die Positionssteuerverstärkung kp und den Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kt zu erhöhen.
Wird dagegen festgestellt, daß der Linkskurvenlenkvorgang nicht durchgeführt wird, d. h., falls der Rechtskurvenlenkvorgang durchgeführt wird, so schreitet der Ablauf zum Schritt S484, um den normalen Wert kpc für die Positionssteuerverstärkung kp und den normalen Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kp einzustellen.
Wird dagegen im Schritt S478 festgestellt, daß sich das Fahrzeug nicht auf der linken Seite bewegt, d. h., falls sich das Fahrzeug auf der rechten Seite bewegt, so schreitet der Ablauf zum Schritt S486. Im Schritt S486 wird bestimmt, ob der Linkskurvenlenkvorgang durchgeführt wird, oder nicht. Wird festgestellt, daß der Linkskurvenlenkvorgang nicht durchgeführt wird, d. h., falls der Rechtskurvenlenkvorgang durchgeführt wird, so schreitet der Ablauf zum Schritt S482, um den Wert kpc für die Positionssteuerverstärkung kp und den Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kt zu erhöhen. Wird dagegen festgestellt, daß der Linkskurvenlenkvorgang durchgeführt wird, so schreitet der Ablauf zum Schritt S484, um den normalen Wert kpc für die Positionssteuerverstärkung kp und den normalen Wert ktc für die Drehmomentsteuerverstärkung kp einzustellen. Gemäß dem vorgenannten Ablauf können die in 35 gezeigten Fahrzeuge 271 und 272 mit einer guten Fähigkeit ausgestattet werden, eine Bewegung innerhalb der aktuellen Fahrspur beizubehalten.
Darüber hinaus kann der vorbestimmte Wert L1 durch einen Mittelwert der aktuellen Queroffsetwerte e nach links oder nach rechts verschoben werden, um eine Bewegungslinie des Fahrzeugs von der Mitte der Fahrspur zu einer aktuellen Bewegungsposition gemäß 36 zu verschieben, falls sich das Fahrzeug innerhalb eines Bereichs L1 + L2 bewegt und ein Absolutwert des Lenkwinkels θ für eine vorbestimmte Zeitdauer t₀ (beispielsweise wenige Zehntel Sekunden) geringer als ein vorbestimmter Wert θ₀ ist.
37 zeigt ein Flußdiagramm zum Realisieren des vorgenannten Ablaufs. Dieser Ablauf wird zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt unterbrechungsgesteuert gestartet. Im Schritt S490 werden der aktuelle Queroffsetgrad e und der Lenkwinkel θ gelesen. Danach wird im Schritt S492 bestimmt, ob ein Absolutwert des aktuellen Queroffsetgrads e kleiner ist als der vorbestimmte Wert L1 + L2, oder nicht. Darüber hinaus wird im Schritt S494 bestimmt, ob ein Absolutwert des Lenkwinkels θ kleiner ist als der vorbestimmte Wert θ₀, oder nicht. Wird die Bedingung eines der Schritte S492 und S494 nicht erfüllt, so schreitet der Ablauf zum Schritt S496, um einen Zeitgeber t auf „0” zu setzen. Werden dagegen die Bedingungen beider Schritte S492 und S494 erfüllt, so schreitet der Ablauf zum Schritt S498, um den Zeitgeber t hochzuzählen. Danach wird im Schritt S500 bestimmt, ob der Zeitgeber t einen vorbestimmten Wert t₀ überschreitet. Überschreitet der Zeitgeber t den vorbestimmten Wert t₀, so schreitet der Ablauf zum Schritt S502, um den vorbestimmten Wert L1 um den Mittelwert der aktuellen Queroffsetwerte e nach links oder rechts zu verschieben, und die Routine ist beendet. Wird festgestellt, daß der Zeitgeber t nicht den vorbestimmten Wert t₀ überschreitet, so wird die Routine beendet.

Claims

Fahrzeuglenksteuervorrichtung mit a) einer Fahrspurbereichserfassungseinrichtung zum Erfassen eines sich vor einem mit der Fahrzeuglenksteuervorrichtung ausgestatteten Fahrzeug (40) erstreckenden Fahrspurbereichs (48), und b) einer Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Rückkehrlenkdrehmoments derart, dass das Fahrzeug (40) nicht von dem Fahrspurbereich (48) abweicht, wenn sich das Fahrzeug (40) in einem Steuerbereich (62,64) des Seitenbereichs des Fahrspurbereichs (48) bewegt, wobei der Seitenbereich sich innerhalb des Fahrspurbereichs (48) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments gestoppt wird, wenn das Fahrzeug (40) sich für ein vorbestimmtes Zeitintervall in dem Steuerbereich (62,64) des Fahrspurbereichs (48) bewegt.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmt wird, ob das Fahrzeug (40) zu einem außerhalb des Seitenbereichs des Fahrspurbereichs vorgesehenen Verhinderungsbereich (114, 120; 140, 146) bewegt wird oder nicht, wobei die Erzeugung des Rückkehrlenkdrehmoments unterbunden wird, wenn das Fahrzeug in den Verhinderungsbereich (138, 144) eintritt.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abweichungsvermeidungslenkdrehmoment erzeugt wird, durch das das Fahrzeug (40) in Richtung einer Mitte des Fahrspurbereichs (48) geführt wird, wenn sich das Fahrzeug (40) in einem außerhalb des Seitenbereichs des Fahrspurbereichs vorgesehenen Abweichungsvermeidungsbereich (116, 122; 142, 148) bewegt.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fortdauermesseinrichtung zum Messen einer Fortdauer, während der das Fahrzeug sich in dem Seitenbereich des Fahrspurbereichs bewegt.
Fahrzeuglenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkehrlenkdrehmomenterzeugungseinrichtung ein höheres Drehmoment erzeugt, wenn das Fahrzeug (40) sich in einer Seite innerhalb der Fahrspur (48) bewegt, als wenn das Fahrzeug sich in der Mitte der Fahrspur (48) bewegt, wobei das Rückkehrlenkdrehmoment erzeugt wird, um das Fahrzeug zu der Mitte der Fahrspur hin zu bewegen.