DE102015116877B4

DE102015116877B4 - Geschwindigkeitssteuersystem und geschwindigkeitssteuerverfahren für gekrümmte strassenabschnitte

Info

Publication number: DE102015116877B4
Application number: DE102015116877.4A
Authority: DE
Inventors: Man Bok PARK; Sang Hyun Lee
Original assignee: HL Klemove Corp
Current assignee: HL Klemove Corp
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2025-03-13
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: DE102015116877A1; US9533574B2; US20160096430A1

Abstract

Geschwindigkeitssteuersystem für einen gekrümmten Straßenabschnitt, welches aufweist:
ein Funkkommunikationsmodul (15), das eine Kommunikation mit straßenseitigen Einheiten (1) stützt und Straßeninformationen für mehrere Punkte auf einer gekrümmten Straße benachbart den straßenseitigen Einheiten von den straßenseitigen Einheiten (1) empfängt;
eine Berechnungseinheit (25) für zulässige Geschwindigkeit, die zulässige maximale Geschwindigkeiten, die die höchsten Geschwindigkeiten sind, mit denen ein Fahrzeug fährt, für die mehreren Punkte unter Verwendung der Straßeninformationen berechnet;
eine Berechnungseinheit (30) für optimale Geschwindigkeit, die eine optimale Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereich, der unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenze des Fahrzeugs gesetzt ist, berechnet; und
ein Steuermodul (20), das die von der Berechnungseinheit (30) für optimale Geschwindigkeit berechnete optimale Geschwindigkeit anzeigt oder die berechnete optimale Geschwindigkeit zu einem anderen Steuersystem in dem Fahrzeug derart, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert wird, liefert,
wobei die Straßeninformationen die Anzahl der Punkte umfassen, die von einer der straßenseitigen Einheiten (1) empfangen werden, und
das Steuermodul (20) gemäß der Anzahl der Punkte vorhersagt, wie stark sich die gekrümmte Straße ändert.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen unter 35 U.S.C. § 119(a) der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0134305 , die am 6. Oktober 2014 eingereicht wurde und die hierdurch für alle Zwecke so einbezogen wird, als ob sie hier vollständig offenbart wäre.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Geschwindigkeitssteuersystem für einen gekrümmten Straßenabschnitt, und insbesondere auf eine Technologie, die die maximal zulässige Geschwindigkeit und eine optimale Geschwindigkeit auf einer gekrümmten Straße berechnet unter Verwendung von Informationen, die von einer straßenseitigen Einheit und dergleichen geliefert wurden, um sie dem Fahrer zu präsentieren oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit so zu steuern, dass das Fahrzeug stabil gefahren werden kann und die Sicherheit des Fahrers auf einem gekrümmten Straßenabschnitt gewährleistet werden kann.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In modernen Gesellschaften werden jedes Jahr, da die Verwendung von Fahrzeugen stark zugenommen hat, hunderte von millionen Menschen aufgrund von Fahrzeugunfällen getötet oder verwundet. Demgemäß wurden verschiedene Fahrzeugtechnologien entwickelt, um durch Verkehrsunfälle verursachte Verletzungen und ökonomische Verluste zu verringern. Die Technologien enthalten die automatische Fahrsteuerungs(ACC)-Technologie, die Spurwechsel-Unterstützungstechnologie, die Spurabweichungs-Warntechnologie und die Einpark-Unterstützungstechnologie.
Jedoch ist, da die Technologien Sensoren, Kameras oder dergleichen, die in den Fahrzeugen installiert sind, verwenden, ist der Suchbereich beschränkt und die Wirkungen hiervon begrenzt. Demgemäß wurden Technologien zum Erkennen einer Fahrumgebung in einem weiteren Bereich entwickelt. Eine von diesen ist die V2X-Technologie. V2X ist das Akronym für „Vehicle to Everything“ (Fahrzeug zu allen) und enthält V2V (Fahrzeug zu Fahrzeug), V2I (Fahrzeug zu Infrastruktur) und V2N (Fahrzeug zu Nomade). Hier enthält die Infrastruktur eine straßenseitige Einheit (RSU), die an einer Straßenseite installiert ist, um mit den Fahrzeugen zu kommunizieren. Die Fahrzeuge kommunizieren mit den nahe den straßeninstallierten straßenseitigen Einheiten, um zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit ein Netzwerk zu bilden und verschiedene Informationen von den straßenseitigen Einheiten zu empfangen, Straßen zu führen und Informationen wie verschiedene Multimediainhalte zu liefern, und Verkehrsstaus zu verhindern.
Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sollte erhöht oder herabgesetzt werden gemäß dem Krümmungsgrad einer gekrümmten Straße, während das Fahrzeug gefahren wird, und es ist schwierig, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angemessen zu erhöhen und zu verringern, da das Sichtfeld aufgrund der Eigenschaften der gekrümmten Straße klein ist. Demgemäß sind eine prompte Bestimmungsfähigkeit und ein Fahrvermögen des Fahrers erforderlich, um eine sichere Geschwindigkeit auf einer gekrümmten Straße beizubehalten. Demgemäß ist es erforderlich, um die Sicherheit des Fahrzeugs auf einer gekrümmten Straße zu gewährleisten, geeignete Informationen zu liefern, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers unter Verwendung der straßenseitigen Einheiten, durch die eine Fahrumgebung in einen relativ weiten Bereich erkannt werden kann, einzustellen.
Im Stand der Technik sind Systeme und Verfahren zur Geschwindigkeitssteuerung in gekrümmten Straßenabschnitten bekannt.
DE 102 10 546 A1 zeigt ein Verfahren zur automatischen Fahrzeugführung, bei dem Infrastrukturdaten drahtlos an das Fahrzeug übermittelt werden und Befehle für die Fahrzeugführung anhand der Infrastrukturdaten berechnet werden, wobei die Infrastrukturdaten für zumindest einen unmittelbar vorausliegenden Abschnitt der Fahrtstrecke in einen fahrzeugeigenen Speicher geladen werden, mit einem Positionssystem fortlaufend die aktuelle Position des Fahrzeugs bestimmt wird und die Befehle anhand der Positionsdaten und der gespeicherten Infrastrukturdaten berechnet werden.
DE 10 2008 035 115 A1 zeigt ein System und ein Verfahren zum Detektieren einer Straßenkurve, während sich ein Fahrzeug der Kurve annähert, zum automatischen Liefern von Straßenkrümmungsinformationen und zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das System verwendet eine Ortungsvorrichtung und eine Kartendatenbank, um die Position des Fahrzeugs zu kennen. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt das System bei der oder um die Kurve vor dem Fahrzeug ein Krümmungsprofil für verschiedene Krümmungsdatenpunkte. Das Soll-Geschwindigkeitsprofil und die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit werden bei jedem Profilpunkt verglichen, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug für die Zielgeschwindigkeit zu schnell fährt. Die Beschleunigungsberechnung kann dadurch verbessert werden, dass eine Fahrerkurvenfahrtmodus-Eingabe bereitgestellt wird, die der Fahrzeugbetreiber auf Grund dessen auswählen kann, wie aggressiv der Fahrer das System zum Verlangsamen des Fahrzeugs wirken lassen möchte.
US 2010 / 0 292 904 A1 zeigt ein Fahrzeug-Fahrsteuerungssystem mit einer Geschwindigkeitsmuster-Erzeugungseinheit, die ein Geschwindigkeitsmuster gemäß einem Zielfahrweg erzeugt, einer Fahrsteuerungseinheit, die das Fahren des Fahrzeugs auf der Grundlage des Geschwindigkeitsmusters steuert, einer ersten Geschwindigkeitszustands-Korrektureinheit, die Geschwindigkeitsbedingungen in einer Richtung von einer Startposition der Fahrsteuerung zu einer Endposition der Fahrsteuerung auf dem Zielfahrweg korrigiert, und einet zweiten Geschwindigkeitszustands-Korrektureinheit, die Geschwindigkeitsbedingungen in einer Richtung von der Endposition der Fahrsteuerung zu der Startposition der Fahrsteuerung auf dem Zielfahrweg korrigiert.
DE 10 2006 028 277 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Kurvenvorwarnung mit einer Steuereinheit, die mit einem Kartendaten aufweisenden Speicher in Verbindung steht und die mittels Positionsermittlungsmitteln eine aktuelle Position ermittelt, wobei für einen vorgebbaren vorausliegenden Streckenteil eine Krümmung der Strecke auf Basis der Kartendaten berechenbar ist und anhand der Krümmung und einer vorzugsweise von einem Bediener mittels Eingabemitteln eingebbaren Eingabewerten eine Kurvensollgeschwindigkeit als Empfehlung berechenbar und anzeigbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht ein Geschwindigkeitssteuersystem für einen gekrümmten Straßenabschnitt zum Berechnen einer maximal zulässigen Geschwindigkeit und einer optimalen Geschwindigkeit auf einer gekrümmten Straße unter Verwendung von Informationen, die von einer straßenseitigen Einheit und dergleichen geliefert werden, vor, um sie zu dem Fahrer zu liefern oder um automatisch eine Fahrzeuggeschwindigkeit so zu steuern, dass das Fahrzeug stabil gefahren werden kann und die Sicherheit des Fahrers auf einem gekrümmten Straßenabschnitt gewährleistet werden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Geschwindigkeitssteuersystem für einen gekrümmten Straßenabschnitt vorgesehen, welches enthält: ein Funkkommunikationsmodul, das eine Kommunikation mit straßenseitigen Einheiten stützt und von den straßenseitigen Einheiten Straßeninformationen für mehrere Punkte auf einer gekrümmten Straße, die benachbart den straßenseitigen Einheiten ist, empfängt; eine Berechnungseinheit für eine zulässige Geschwindigkeit, die die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten, die die höchsten Geschwindigkeiten sind, mit denen ein Fahrzeug gefahren wird, für die mehreren Punkte unter Verwendung der Straßeninformationen berechnet; eine Berechnungseinheit für eine optimale Geschwindigkeit, die eine optimale Geschwindigkeit in einem Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereich, der unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenze des Fahrzeugs eingestellt ist, berechnet; und ein Steuermodul, das die von der Berechnungseinheit für die optimale Geschwindigkeit berechnete optimale Geschwindigkeit nach außen anzeigt oder die berechnete optimale Geschwindigkeit zu einem anderen Steuersystem in dem Fahrzeug liefert, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert wird. Die Straßeninformationen umfassen die Anzahl der Punkte, die von einer der straßenseitigen Einheiten empfangen werden. Das Steuermodul sagt gemäß der Anzahl der Punkte vorher, wie stark sich die gekrümmte Straße ändert.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Geschwindigkeitssteuerverfahren für einen gekrümmten Straßenabschnitt vorgesehen, welches enthält: Empfangen von Straßeninformationen für mehrere Punkte auf einer gekrümmten Straße, die benachbart straßenseitigen Einheiten ist, von den straßenseitigen Einheiten; Berechnen von zulässigen maximalen Geschwindigkeiten an den mehreren Punkten; Berechnen einer optimalen Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereich, der unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenze des Fahrzeugs eingestellt ist; und Steuern des Fahrzeugs derart, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert wird, durch Anzeigen der optimalen Geschwindigkeit nach außen oder durch Liefern der optimalen Geschwindigkeit zu einem anderen Steuersystem in dem Fahrzeug. Die Straßeninformationen umfassen die Anzahl der Punkte, die von einer der straßenseitigen Einheiten empfangen werden. Das Steuermodul sagt gemäß der Anzahl der Punkte vorher, wie stark sich die gekrümmte Straße ändert.
Das Geschwindigkeitssteuersystem für einen gekrümmten Straßenabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt die Krümmungsinformationen eines gekrümmten Straßenabschnitts unter Verwendung der straßenseitigen Einheiten, berechnet zulässige maximale Geschwindigkeiten, mit denen das Fahrzeug in den Krümmungsabschnitten gefahren werden kann, unter Verwendung der Informationen, und berechnet optimale Geschwindigkeiten, die die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten nicht überschreiten, so dass das Fahrzeug in einem gekrümmten Abschnitt stabil gefahren werden kann. Demgemäß kann das Fahrzeug stabil gefahren werden und der Fahrer hat ein sicheres und bequemes Gefühl, während das Fahrzeug gefahren wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:

1 ein Blockschaltbild eines Geschwindigkeitssteuersystems für einen gekrümmten Straßenabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine beispielhafte Ansicht eines gekrümmten Straßenabschnitts ist;
3 ein Diagramm ist, das die zulässige maximale Geschwindigkeit und die optimale Geschwindigkeit darstellt, wenn zulässige maximale Geschwindigkeiten, die auf den Mittellinien entsprechend den Punkten von 2 berechnet werden, geändert werden;
4 ein Flussdiagramm ist, das einen Vorgang der Steuer der Geschwindigkeit in einem gekrümmten Straßenabschnitt durch Kommunikation mit einer straßenseitigen Einheit in einem Geschwindigkeitssteuersystem für einen gekrümmten Straßenabschnitt nach 1 illustriert; und
5 ein Diagramm ist, das eine Änderung der zulässigen maximalen Geschwindigkeiten und der optimalen Geschwindigkeiten, die in Straßenabschnitten oder an Punkten berechnet wurden, wiedergibt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Komponenten durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet, obgleich sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Weiterhin wird in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine detaillierte Beschreibung von darin enthaltenen bekannten Funktionen und Konfigurationen weggelassen, wenn hierdurch die Klarheit des Gegenstands der vorliegenden Erfindung beeinträchtigt wird.
Zusätzlich können Begriffe wie erste, zweite, A, B, (a), (b) oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Diese Begriffe werden lediglich verwendet, um ein strukturelles Element von anderen strukturellen Elementen zu unterscheiden, und eine Eigenschaft, eine Reihenfolge, eine Sequenz und dergleichen eines entsprechenden strukturellen Elements sind durch den Begriff nicht beschränkt. Es ist festzustellen, dass, wenn in der Beschreibung wiedergegeben wird, dass eine Komponenten mit einer anderen Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ oder „vereinigt“ ist, eine dritte Komponente zwischen der ersten und der zweiten Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ und „vereinigt“ sein kann, obgleich die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponenten verbunden, gekoppelt oder vereinigt sein kann.
1 ist ein Blockschaltbild eines Geschwindigkeitssteuersystems für einen gekrümmten Straßenabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine beispielhafte Ansicht eines gekrümmten Straßenabschnitts.
Das Geschwindigkeitssteuersystem 10 für einen gekrümmten Straßenabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet eine zulässige maximale Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug in einem gekrümmten Abschnitt gefahren werden kann, unter Verwendung von von einer straßenseitigen Einheit 1 gelieferten Informationen, und berechnet eine optimale Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug optimal gefahren werden kann, auf der Grundlage der berechneten zulässigen maximalen Geschwindigkeit, so dass das Fahrzeug geführt werden kann, um mit einer optimalen Geschwindigkeit gefahren zu werden, und somit sicher gefahren wird.
Das Geschwindigkeitssteuersystem 10 für einen gekrümmten Straßenabschnitt kann enthalten: ein Funkkommunikationsmodul 15 für eine Funkkommunikation mit einer externen Vorrichtung wie einer straßenseitigen Einheit 1, eine Berechnungseinheit 25 für eine zulässige Geschwindigkeit, die zulässige maximale Geschwindigkeiten des Fahrzeugs an Punkten einer gekrümmten Straße unter Verwendung von durch die straßenseitige Einheit 1 erhaltenen Informationen berechnet, eine Berechnungseinheit 30 für eine optimale Geschwindigkeit, die eine optimale Geschwindigkeit, die nicht die zulässige maximale Geschwindigkeit überschreitet, unter Berücksichtigung der voreingestellten Grenzen einer Beschleunigung und einer Verlangsamung des Fahrzeugs berechnet, und ein Steuermodul 20, das Operationen der Komponenten enthaltend das Funkkommunikationsmodul 15 steuert und ein Befehlssignal derart erzeugt, dass das Fahren des Fahrzeugs gemäß der optimalen Geschwindigkeit gesteuert werden kann.
Es wurde beschrieben, dass ein Beispiel für eine externe Vorrichtung, die erforderliche Informationen zu dem Geschwindigkeitssteuersystem liefern kann, während sie mit dem Geschwindigkeitssteuersystem 10 kommuniziert, die straßenseitige Einheit 1 ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt, und die externe Vorrichtung enthält alle Typen von Fahrzeugen, die Straßeninformationen (eine Höhe und einen Breitengrad, Radiusinformationen und dergleichen) liefern, die zum Berechnen einer zulässigen maximalen Geschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlich sind.
Das Funkkommunikationsmodul 15 stützt ein Kommunikationsverfahren zur Funkkommunikation mit der straßenseitigen Einheit 1, und die straßenseitige Einheit 1 und das Funkkommunikationsmodul 15 können in einem dedizierten Kurzbereichs-Hochgeschwindigkeits-Paketkommunikationsschema, das als Dedicated Short Range Communcation (DSRC) bezeichnet wird, miteinander kommunizieren. Das DSRC-Kommunikationsschema verwendet eine bidirektionale Kurzbereichs-Kommunikation zwischen der straßenseitigen Einheit 1 und dem Funkkommunikationsmodul 15, eine Kommunikationsfunktion zwischen einem und mehreren, ein Kommunikationsumfeld, das eine Sichtlinie aufrechterhält, eine Hochgeschwindigkeits-Sendefunktion und eine kostengünstige und einfache Modulationstechnologie.
Das Funkkommunikationsmodul 15 empfängt Informationen über Breitengrade, Höhen und Radien mehrerer Punkte von der straßenseitigen Einheit 1, während es mit der straßenseitigen Einheit 1 kommuniziert, und die entsprechenden Informationen werden zu der Berechnungseinheit 25 für die zulässige Geschwindigkeit geliefert. Hier sind die mehrere Punkte solche Punkte, die sich innerhalb eines vorbestimmten Radius von der straßenseitigen Einheit 1 aus befinden, und sie können Punkte sein, deren Radien sich auf einer gekrümmten Straße ändern.
Wenn die straßenseitige Einheit 1 die Punkte auswählt, wählt sie einen Ort einer Straßenseite aus, an der der Radius von dieser auf einer gekrümmten Straße geändert wird, zieht eine vertikale Linie zu der Mitte der Straße hin von dem Ort der Straßenseite, die dem Radius entspricht, und bestimmt den Ortspunkt, an dem die vertikale Linie und die Mittellinie der Straße aufeinander treffen.
Unter den von der straßenseitigen Einheit 1 gelieferten Informationen stellen die Informationen über den Radius einen Grad dar, um den die gekrümmte Straße gekrümmt ist, und er kann einen (+)- oder (-)-Wert haben gemäß der Krümmungsrichtung an dem Punkt. Beispielsweise ist, wie in 2 illustriert ist, die gekrümmte Straße am Punkt 1 und am Punkt 2 nach rechts gekrümmt und durch (+) angezeigt, und die gekrümmte Straße am Punkt 3 und am Punkt 4 ist nach links gekrümmt und durch (-) angezeigt. Demgegenüber können die Radien am Punkt 1 und am Punkt 2 durch (-) angezeigt werden, und die Radien am Punkt 3 und am Punkt 4 können durch (+) angezeigt werden. Die Radiusinformationen können in einem Datenpaket von 16 Bits enthalten sein.
Die Breitengrade und die Höhen sind erforderlich, um einen Ort und einen Krümmungsgrad einer gekrümmten Straße zu bestimmen, und sie können in Datenpaketen von jeweils 32 Bits enthalten sein.
Das Funkkommunikationsmodul 15 kann Informationen betreffend die Anzahl von Punkten, die von der straßenseitigen Einheit 1 zu dem Fahrzeug geliefert werden, zusammen mit Informationen über die Breitengrade, Höhen und Radien von der straßenseitigen Einheit 1 empfangen. Demgemäß kann das Steuermodul 20 die Anzahl von Informationselementen, die tatsächlich von der straßenseitigen Einheit 1 empfangen wurden, mit der Anzahl von Punkten, die durch die straßenseitige Einheit 1 geliefert wurden, vergleichen und kann bestimmen, ob Informationen über sämtliche Punkte empfangen wurden.
Im Allgemeinen kann, da der Bereich, der durch die straßenseitige Einheit 1 erfasst werden kann, bestimmt wurde, vorhergesagt werden, wie stark sich die gekrümmte Straße ändert gemäß der Anzahl der von der straßenseitigen Einheit 1 erfassten Punkte. Das heißt, wenn die Anzahl von durch die straßenseitige Einheit 1 erfassten Punkten größer ist, kann vorhergesagt werden, dass die gekrümmte Straße sich stärker ändert.
Die straßenseitigen Einheiten 1 sind Kommunikationsvorrichtungen, die in einem vorbestimmten Abstand (zum Beispiel 1 Km) an der Straße installiert sind, und sie werden durch eindeutige ID identifiziert und speichern Informationen (die Krümmung der Straße, Radiusinformationen und dergleichen) über den Straßenbereich, der durch die straßenseitigen Einheiten 1 abgedeckt wird, zusätzlich zu Informationen (Höhen und Breitengrade) über die Orte von dieser, und führen in einem vorbestimmten Intervall Rundsendungen der Informationen nach außen durch.
Wenn die Berechnungseinheit 25 für die zulässige Geschwindigkeit Informationen über Breitengrade, Höhen und Radien mehrerer Punkte von der straßenseitigen Einheit 1 empfängt, kann sie zulässige maximale Geschwindigkeiten berechnen, mit denen das Fahrzeug mit maximalen Geschwindigkeiten an Punkten gefahren werden kann, und kann die berechneten zulässigen maximalen Geschwindigkeiten zu der Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit liefern.
Die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten können auf der Grundlage von Werten, die durch Multiplizieren der Radien R mehrerer Punkte und einer zulässigen maximalen seitlichen Geschwindigkeit ay erhalten wurden, berechnet werden.
Beispielsweise berechnet die Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten an den Punkten unter Verwendung der Gleichung 1, durch die eine seitliche Beschleunigung erhalten wird. $a_{y} = \frac{V^{2}}{R}$
In der Gleichung 1, bezeichnet V eine zulässige maximale Geschwindigkeit, R bezeichnet einen Radius, und ay bezeichnet eine seitliche Beschleunigung. Hier wird der Radius R von der straßenseitigen Einheit 1 erhalten, und die zulässige seitliche Beschleunigung ay wird durch den Designer vorbestimmt.
Demgemäß erhält die Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit eine zulässige maximale Geschwindigkeit, bei der die seitliche Beschleunigung ay kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn beispielsweise die zulässige maximale seitliche Beschleunigung ay auf 0,3 g gesetzt ist, kann die Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit eine zulässige maximale Geschwindigkeit erhalten, wenn die seitliche Beschleunigung ay kleiner als 0,3 g ist.
Wenn beispielsweise die maximale seitliche Beschleunigung ay auf 0,3 g gesetzt ist, kann die Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit die zulässige maximale Geschwindigkeit V gemäß Gleichung 2 berechnen. $V = \sqrt{0,3 R}$
Die Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit kann die optimale Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Verwendung der zulässigen maximalen Geschwindigkeiten an den Punkten, die durch die Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit erhalten wurden, berechnen.
Die Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit kann eine optimale Geschwindigkeit derart berechnen, dass die zulässige maximale Geschwindigkeit nicht überschritten wird, unter Berücksichtigung der Grenzen der voreingestellten Beschleunigung und Verlangsamung, und ein Bereich, innerhalb dessen die optimale Geschwindigkeit geändert werden kann, das heißt, der Bereich eines Neigungswerts der Geschwindigkeitsänderung oder des Beschleunigungs-/Verlangsamungswerts wird vorher gesetzt unter Berücksichtigung der Grenzen der Beschleunigung und der Verlangsamung.
Hier werden die Beschleunigungs- und die Verlangsamungsgrenze experimentell gesetzt durch Messen von Beschleunigungs- und Verlangsamungsabschnitten, in denen der Fahrer sich behaglich fühlt, wenn das Fahrzeug beschleunigt und verlangsamt wird, und durch Begrenzen der maximalen Beschleunigung und Verlangsamung der Abschnitte. Im Allgemeinjen ist es bevorzugt, da der maximale Bereich, in welchem das Fahrzeug gemäß dem Typ und dem Modell des Fahrzeugs beschleunigt und verlangsamt werden kann, den maximalen Bereich zu berücksichtigen.
Im Allgemeinen kann, wenn die physische Grenze oder die Fahrbequemlichkeit eines Fahrzeugs berücksichtigt wird, die obere Grenze der Beschleunigung, die durch das Fahrzeug ausgeübt werden kann, auf etwa +0,1 g gesetzt werden, und die obere Grenze der Verlangsamung kann auf etwa -0,3 g gesetzt werden. In diesem Fall berechnet die Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit eine optimale Geschwindigkeit anhand der zulässigen maximalen Geschwindigkeit in einem Bereich, der nicht von dem Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereich abweicht.
Das Verfahren zum Berechnen der zulässigen maximalen Geschwindigkeit und der optimalen Geschwindigkeit wird im Einzelnen mit Bezug auf 5 beschrieben.
Das Steuermodul 20 betätigt das Funkkommunikationsmodul 15, um das Funkkommunikationsmodul 15 derart zu steuern, dass das Funkkommunikationsmodul 15 Informationen zu der straßenseitigen Einheit 1 sendet und von dieser empfängt, und wenn Informationen nicht automatisch von der straßenseitigen Einheit 1 erhalten werden, kann eine Anforderung von Informationen über die Anzahl von Punkten zusammen mit Informationen über die Höhen, Breitengrade und Radien der Punkte durch das Funkkommunikationsmodul 15 bei der straßenseitigen Einheit 1 erfolgen. Das Steuermodul 20 kann die Informationen, die von der straßenseitigen Einheit 1 geliefert werden, zu der Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit liefern.
Wenn die Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten für die Punkte berechnet, kann das Steuermodul 20 die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten für die benachbarten Punkte vergleichen. Das heißt, bezugnehmend auf 2 wird die zulässige maximale Geschwindigkeit für Punkt 3 erhalten, und das Steuermodul 20 vergleicht die zulässige maximale Geschwindigkeit mit der zulässigen maximalen Geschwindigkeit für Punkt 2. Wenn die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten für Punkt 2 und Punkt 3 die gleichen oder um einen Grad, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, in dem Vergleichsergebnis verschieden sind, kann das Steuermodul 20 die Berechnungseinheit 30 für die maximale Geschwindigkeit so steuern, dass die Berechnungseinheit 30 für die maximale Geschwindigkeit die optimale Geschwindigkeit nicht berechnet. Die Funktion des Steuermoduls 20 wird gegenüber einem Fall vorbereitet, in welchem die straßenseitige Einheit 1 Informationen über einen Punkt liefert, der ein anderer als die Punkte ist, an denen die Radien hiervon geändert werden. Demgemäß braucht, wenn die straßenseitige Einheit 1 Informationen nur über einen Punkt, an dem der Radius hiervon geändert wird, sendet, das Steuermodul 20 die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten der Punkte nicht zu vergleichen.
Das Steuermodul 20 kann den Fahrer derart führen, dass der Fahrer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in die entsprechende optimale Geschwindigkeit ändert, indem die von der Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit berechnete optimale Geschwindigkeit dem Fahrer angezeigt wird. Zusammen kann das Steuermodul 20 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch steuern durch Liefern eines Befehlssignals zu einer Maschinensteuereinheit zum automatischen Steuern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Wenn der Fahrer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs direkt ändert, kann das Steuermodul 20 die optimale Geschwindigkeit durch ein Navigationssystem, eine Anzeigeeinheit, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) oder dergleichen nach außen anzeigen, oder kann ein Sprachsignal für den Fahrer liefern. Dann führt das Steuermodul 20 den Fahrer derart, dass das Fahrzeug die optimale Geschwindigkeit bis zu dem nächsten Punkt erreicht, indem die optimale Geschwindigkeit des nächsten Punkts angezeigt wird, wenn jeweils das Fahrzeug die Punkte erreicht.
3 ist ein Diagramm, das die zulässige maximale Geschwindigkeit und die optimale Geschwindigkeit wiedergibt, wenn die auf den Mittellinien entsprechend den Punkten von 2 berechneten zulässigen maximalen Geschwindigkeiten geändert werden.
Wie illustriert ist, werden, wenn die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten für die Punkte berechnet werden, die Geschwindigkeitsänderungen der Punkte so gesetzt, dass sie sich linear ändern. Wenn die optimalen Geschwindigkeiten für die Punkte berechnet werden, können die Geschwindigkeitsänderungen der Punkte zum Erreichen der optimalen Geschwindigkeiten auch so gesetzt werden, dass sie linear geändert werden.
Demgemäß kann, wie in 3 illustriert ist, wenn eine optimale Geschwindigkeit an einem Punkt in eine optimale Geschwindigkeit an dem nächsten Punkt geändert wird, das Steuermodul 20 ein Befehlssignal derart erzeugen, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs linear geändert wird, und kann das Befehlssignal zu einer Maschinensteuereinheit liefern.
Ein Vorgang des Steuerns einer Geschwindigkeit in einem gekrümmten Straßenabschnitt durch Kommunikation mit der straßenseitigen Einheit 1 in dem Geschwindigkeitssteuersystem 10 in einem gekrümmten Steuerabschnitt wird mit Bezug auf 4 beschrieben.
Wenn die straßenseitige Einheit 1 erfasst wird und Informationen an den Punkten nicht durch die straßenseitige Einheit 1 empfangen werden, kann das Steuermodul 20 Informationen über die Anzahl der straßenseitigen Einheiten 1 zusammen mit Informationen über Höhen, Breitengrade und Radien von den straßenseitigen Einheiten 1 durch das Funkkommunikationsmodul 15 anfordern.
Wenn das Steuermodul 20 die entsprechenden Informationen von der straßenseitigen Einheit 1 empfängt (S400) liefert das Steuermodul 20 die Radiusinformationen zu der Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit, und berechnet die zulässige maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs, dessen seitliche Beschleunigung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, unter Verwendung der Radiusinformationen der Punkte (S410).
Wenn die Berechnungseinheit 25 für zulässige Geschwindigkeit die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten für die Punkte berechnet, vergleicht das Steuermodul 20 die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten an den Punkten mit den zulässigen maximalen Geschwindigkeiten an den benachbarten Punkten und liefert nur dann die entsprechenden zulässigen maximalen Geschwindigkeiten zu der Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit, wenn die zulässige maximale Geschwindigkeit in dem Vergleichsergebnis geändert ist, um die Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit zu betätigen. Der Prozess kann ausgelassen werden, wenn die straßenseitigen Einheiten 1 nur die Informationen für die Punkte liefern, an denen die Radien von diesen geändert werden.
Die Berechnungseinheit 30 für optimale Geschwindigkeit berechnet optimale Geschwindigkeiten an Punkten unter Berücksichtigung der Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenzen des Fahrzeugs (S420).
Die berechneten optimalen Geschwindigkeiten an den Punkten werden zu dem Steuermodul 20 geliefert, und das Steuermodul 20 zeigt die optimalen Geschwindigkeiten nach außen an, so dass der Fahrer die optimalen Geschwindigkeiten gemäß der Funktion des Fahrzeugs erkennt (S430), oder steuert automatisch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch Liefern der optimalen Geschwindigkeiten zu dem Maschinensteuermodul 20 des Fahrzeugs (S435).
5 ist ein Diagramm, das eine Änderung der zulässigen maximalen Geschwindigkeiten und der optimalen Geschwindigkeiten, die in Straßenabschnitten oder an Punkten berechnet werden, wiedergibt.
Die ausgezogene Linie in 5 zeigt eine zulässige maximale Geschwindigkeit an, und die gestrichelte Linie in 5 zeigt eine optimale Geschwindigkeit an.
Unter der Annahme eines Straßenumfelds nach 2 werden zulässige maximale Geschwindigkeiten für Straßenabschnitte zwischen Punkten auf der Grundlage von Ortsinformationen und Radiusinformationen der Punkte 1 bis 4 berechnet.
Die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten sind konstante Werte an den Punkten und sind unterschiedlich an den Punkten. Demgemäß sind, wie durch die ausgezogene Linie in 5 angezeigt ist, die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten für mehrere Punkte oder Straßenabschnitte diskrete Werte.
Da jedoch die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht diskret geändert werden kann, werden die optimalen Geschwindigkeiten derart berechnet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sich in dem Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereich, der die physische des Fahrzeugs und die Bequemlichkeit des Fahrers berücksichtigt, kontinuierlich ändert.
Wie in 5 illustriert ist, wird die zulässige maximale Geschwindigkeit in einem Straßenabschnitt nahe Punkt 1 so bestimmt, dass sie V1 ist, und die zulässige maximale Geschwindigkeit in einem Straßenabschnitt nahe Punkt 2 wird so bestimmt, dass sie V2 ist, und die beiden zulässigen maximalen Geschwindigkeiten werden diskontinuierlich geändert.
Dann kann, da das Geschwindigkeitssteuersystem die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten für die Straßenabschnitte, in denen der Fahrer als nächstes fährt, berechnen kann unter Verwendung von Informationen von den straßenseitigen Einheiten, dieses erkennen, dass die zulässige maximale Geschwindigkeit zu einer vorbestimmten späteren Zeit in V geändert wird, während das Fahrzeug am Punkt 1 fährt.
Demgemäß berechnet das Geschwindigkeitssteuersystem eine optimale Geschwindigkeit derart, dass das Fahrzeug am Punkt A nahe dem Punkt 1 beginnt, verlangsamt zu werden, so dass die optimale Geschwindigkeit, die eine tatsächliche Zielgeschwindigkeit ist, kontinuierlich geändert werden kann.
Das heißt, die gestrichelte Linie, die am Punkt A von 5 beginnt, zeigt die optimale Geschwindigkeit an, und die Neigung der gestrichelten Linie sollte innerhalb des Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereichs (-0,3 g bis 0,1 g) liegen, der berücksichtigt wird, wenn die optimale Geschwindigkeit berechnet wird.
Auf diese Weise empfängt das Geschwindigkeitssteuersystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung Krümmungsinformationen über einen gekrümmten Straßenabschnitt unter Verwendung der straßenseitigen Einheiten 1, berechnet zulässige optimale Geschwindigkeiten, mit denen das Fahrzeug in den Kurvenabschnitten unter Verwendung der Informationen gefahren werden kann, und berechnet optimale Geschwindigkeiten, die die zulässige maximale Geschwindigkeit nicht überschreiten, derart, dass das Fahrzeug in einem Kurvenabschnitt stabil gefahren werden kann. Demgemäß kann das Fahrzeug stabil gefahren werden und der Fahrer kann sich sicher und behaglich fühlen, während das Fahrzeug gefahren wird.
In dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Standardinhalte oder Standarddokumente weggelassen, um die Beschreibung kurz zu halten, und sie bilden einen Teil der Beschreibung. Demgemäß ist darauf hinzuweisen, dass der Vorgang des Hinzufügens einiger Inhalte der Standardinhalte und der Standarddokumente zu der Beschreibung oder den Ansprüchen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt.
Obgleich die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben wurden, ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne den Bereich und den Geist der Erfindung zu verlassen. Daher wurden beispielhafte Aspekte der vorliegenden Offenbarung nicht für den Zweck einer Beschränkung beschrieben. Der Bereich der vorliegenden Erfindung soll auf der Grundlage der begleitenden Ansprüche in einer solchen Weise ausgelegt werden, dass sämtliche technischen Ideen, die innerhalb des zu den Ansprüchen äquivalenten Bereichs enthalten sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.

Claims

Geschwindigkeitssteuersystem für einen gekrümmten Straßenabschnitt, welches aufweist: ein Funkkommunikationsmodul (15), das eine Kommunikation mit straßenseitigen Einheiten (1) stützt und Straßeninformationen für mehrere Punkte auf einer gekrümmten Straße benachbart den straßenseitigen Einheiten von den straßenseitigen Einheiten (1) empfängt; eine Berechnungseinheit (25) für zulässige Geschwindigkeit, die zulässige maximale Geschwindigkeiten, die die höchsten Geschwindigkeiten sind, mit denen ein Fahrzeug fährt, für die mehreren Punkte unter Verwendung der Straßeninformationen berechnet; eine Berechnungseinheit (30) für optimale Geschwindigkeit, die eine optimale Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereich, der unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenze des Fahrzeugs gesetzt ist, berechnet; und ein Steuermodul (20), das die von der Berechnungseinheit (30) für optimale Geschwindigkeit berechnete optimale Geschwindigkeit anzeigt oder die berechnete optimale Geschwindigkeit zu einem anderen Steuersystem in dem Fahrzeug derart, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert wird, liefert, wobei die Straßeninformationen die Anzahl der Punkte umfassen, die von einer der straßenseitigen Einheiten (1) empfangen werden, und das Steuermodul (20) gemäß der Anzahl der Punkte vorhersagt, wie stark sich die gekrümmte Straße ändert.
Geschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Straßeninformationen an den mehreren Punkten zumindest eine von den Informationen über die Höhen, Breitengrade und Radien der gekrümmten Straße an den mehreren Punkten aufweisen.
Geschwindigkeitssteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die mehreren Punkte sich innerhalb eines vorbestimmten Radius von den straßenseitigen Einheiten (1) aus befinden, und die Punkte solche Punkte sind, an denen gerade Linien, die sich von einem Ort einer Straßenseite, an dem der Radius der Straße sich ändert, vertikal zu der Mitte der Straße hin erstrecken, auf die Mittellinie der Straße treffen.
Geschwindigkeitssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Berechnungseinheit (25) für zulässige Geschwindigkeit die zulässigen maximalen Geschwindigkeiten auf der Grundlage von Werten, die durch Multiplizieren der Radien (R) der mehreren Punkte und einer zulässigen maximalen seitlichen Beschleunigung (ay) erhalten wurden, berechnet.
Geschwindigkeitssteuersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Radiusinformationen durch (+) oder (-) in Abhängigkeit davon, ob die mehreren Straßen nach rechts oder nach links gekrümmt sind, angezeigt werden und durch die straßenseitigen Einheiten geliefert werden.
Geschwindigkeitssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Berechnungseinheit (30) für optimale Geschwindigkeit die optimale Geschwindigkeit innerhalb eines Bereichs eines Neigungswerts einer Geschwindigkeitsänderung, die unter Berücksichtigung der Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenze des Fahrzeugs gesetzt ist, berechnet.
Geschwindigkeitssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Berechnungseinheit (30) für optimale Geschwindigkeit die optimale Geschwindigkeit derart berechnet, dass die optimale Geschwindigkeit zwischen zwei zulässigen maximalen Geschwindigkeiten kontinuierlich geändert wird.
Geschwindigkeitssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Steuermodul (20) ein Befehlssignal zum Steuern des Fahrens des Fahrzeugs in der Weise, dass eine optimale Geschwindigkeit von einem Punkt aus, an dem die optimale Geschwindigkeit hiervon berechnet wird, linear zu einem anderen Punkt hin geändert wird, erzeugt.
Geschwindigkeitssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Steuermodul (20) die optimalen Geschwindigkeiten an jedem der Punkte unter Verwendung von zumindest einem von einem Bildsignal und einem Sprachsignal anzeigt.
Geschwindigkeitssteuerverfahren für einen gekrümmten Straßenabschnitt, welches aufweist: Empfangen von Straßeninformationen von den straßenseitigen Einheiten (1) für mehrere Punkte auf einer gekrümmten Straße benachbart den straßenseitigen Einheiten; Berechnen von zulässigen maximalen Geschwindigkeiten an den mehreren Punkten; Berechnen einer optimalen Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereich, der unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenze des Fahrzeugs gesetzt ist; und Steuern des Fahrzeugs derart, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert wird durch Anzeigen der optimalen Geschwindigkeit oder durch Liefern der optimalen Geschwindigkeit zu einem anderen Steuersystem in dem Fahrzeug, wobei die Straßeninformationen die Anzahl der Punkte umfassen, die von einer der Straßenseitigen Einheiten (1) empfangen werden, und das Geschwindigkeitssteuerverfahren ferner ein Vorhersagen, wie stark sich die gekrümmte Straße ändert, gemäß der Anzahl der Punkte umfasst.