DE602004012196T2

DE602004012196T2 - Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE602004012196T2
Application number: DE602004012196T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Yamamura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: EP1484732A3; JP2004362224A; EP1484732B1; EP1484732A2; JP3896993B2; US20040249550A1; DE602004012196D1; US7136755B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technologie zur Unterstützung von Fahrertätigkeiten, und insbesondere bezieht sie sich auf ein Fahrassistenzsystem für ein Fahrzeug, das durch den Fahrer ausgeführte Tätigkeiten unterstützt.
Systeme des Standes der Technik, die dazu dienen Fahrertätigkeiten zu unterstützen, umfassen das in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H10-211886 offenbarte System. Dieses System erfasst um das Fahrzeug herum befindliche Hindernisse und ermittelt jedes möglicherweise bestehende latente Risikopotenzial. Dann hemmt das System eine Lenktätigkeit, die zu einer unerwünschten Situation führen würde, indem das Lenkungsunterstützungsdrehmoment auf der Basis des kalkulierten Risikopotenzials gesteuert wird.
US-B1-6 275 773 bezieht sich auf ein GPS-Warn- und Steuerungssystem zur Fahrzeugkollisionsvermeidung. Dieses System handhabt eine Mehrzahl von Fahrzeugen und ist dafür bestimmt, Fahrer vor drohenden, gefährlichen Situationen zu warnen. Außerdem kann das System in dem Fall, dass der Fahrer keine korrigierenden Aktionen durchführt, automatisch das Fahrzeug steuern bzw. regeln, zum Beispiel durch Bremsen, Lenken und Beschleunigen.
Bei einem solchen Fahrzeug-Fahrassistenzsystem ist es wünschenswert, dem Fahrer das Risikopotenzial in der Fahrzeugumgebung zuverlässig als eine Reaktionskraft zu vermitteln, die erzeugt wird, wenn eine Fahrzeug-Bedienungseinrichtung betätigt wird, während es dem Fahrer ermöglicht wird, leicht zu verstehen, welches Hindernis bei der Reaktionskraft-steuerung bzw. -regelung als ein Zielhindernis verwendet wird.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche umfassen weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Ein Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Hinderniserfassungsmittel (10, 20) zum Erfassen eines Hindernisses, das bezüglich eines Subjekts-Fahrzeugs in jeder von zwei Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden ist; ein TTC-Berechnungsmittel (50) zum Berechnen einer TTC zwischen dem Subjekt-Fahrzeug und jedem der Hindernisse, das heißt, einer Zeit bis zum Kontakt, die eine Zeitdauer ausdrückt, bis das Subjekt-Fahrzeug und das Hindernis in gegenseitigen Kontakt kommen, basierend auf Erfassungsergebnissen des Hinderniserfassungsmittels bzw. Hindernisbestimmungsmittels (10, 20); ein Lateralreaktionskraft-Steuerungsmittel bzw. Regelungsmittel (50, 60) zum Steuern/Regeln einer Reaktionskraft, die in einer Fahrzeugbetätigungseinrichtung für die Fahrbetätigung in einer lateralen Richtung des Subjekt-Fahrzeugs erzeugt wird, basierend auf einer ersten TTC, die die kleinste der in dem TTC-Berechnungsmittel (50) berechneten TTCs ist; und ein Längsreaktionskraft-Steuerungsmittel bzw. Regelungsmittel (50, 80, 90) zum Steuern/Regeln einer Reaktionskraft, die in einer Fahrzeugbetätigungseinrichtung für die Fahrbetätigung in einer Längsrichtungs des Subjekt-Fahrzeugs erzeugt wird, basierend auf einer zweiten TTC, die die größte der in dem TTC-Berechnungsmittel (50) berechneten TTCs ist.
Ein Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst ein Hindernis, das in jeder der zwei Hinderniserfassungsrichtungen bezüglich eines Subjekt-Fahrzeugs vorhanden ist; es berechnet eine TTC zwischen dem Subjekt-Fahrzeug und jedem der Hindernisse, das heißt eine Zeit bis zum Kontakt, die eine Zeitdauer ausdrückt bis das Subjekt-Fahrzeug und das Hindernis in gegenseitigen Kontakt geraten, basierend auf Informationen des erfassten Hindernisses; es steuert/regelt eine Reaktionskraft, die an einer Fahrzeugbetätigungseinrichtung zur Fahrbetätigung in einer lateralen Richtung des Subjekt-Fahrzeugs erzeugt wird, basierend auf einer ersten TTC, die die kleinste der berechneten TTCs ist; und es steuert eine Reaktionskraft, die in einer Fahrzeugbetätigungseinrichtung zur Fahrbetätigung in einer Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs erzeugt wird, basierend auf einer zweiten TTC, die die größte der berechneten TTCs ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines Fahrassistenzsystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Aufbauschaubild eines Fahrzeugs, das mit dem in 1 gezeigten Fahrzeug-Fahrassistenzsystem ausgestattet ist.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführten Prozessablauf des Fahrbetätigungsunterstützung-Steuerungsprogramms zeigt.
4 ist eine Figur, die Hinderniserfassungsrichtungen bezüglich des Subjekt-Fahrzeugs zeigt.
5 zeigt eine Beziehung zwischen einer Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit und einem Öffnungswinkel, der zwischen den Hinderniserfassungsrichtungen gebildet wird.
6 ist eine Figur, die eine Beziehung zwischen einer Zeit bis zum Kontakt und dem Lateralrisikopotenzial zeigt.
7 ist eine Figur, die eine Beziehung zwischen einer Zeit bis zum Kontakt und dem Längsrisikopotenzial zeigt.
8 ist eine Figur, die die Charakteristik des Gaspedal-Reaktionskraft-Anweisungswertes bezüglich des Längsrisikopotenzials zeigt.
9 ist eine Figur, die die Charakteristik des Bremspedal-Reaktionskraft-Anweisungswertes bezüglich des Längsrisikopotenzials zeigt.
10 ist eine Figur, die die Charakteristik des Lenkungs-Reaktionskraft-Anweisungswertes bezüglich des Längsrisikopotenzials zeigt.
11A und 11B sind Figuren zur Darstellung der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozessablauf des in dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführten Fahrbetätigungsunterstützung-Steuerungsprogramms zeigt.
13A und 13B sind Figuren zur Darstellung der Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
– Erstes Ausführungsbeispiel –
Ein Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt den Aufbau eines Fahrzeug-Fahrassistenzsystems 1 des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, und 2 ist ein Aufbauschaubild eines Fahrzeugs, das mit dem Fahrzeug-Fahrassistenzsystem 1 ausgestattet ist.
Zuerst wird der Aufbau des Fahrzeug-Fahrassistenzsystems beschrieben.
Ein Laserradar 10 ist an einem Kühlergrill des Fahrzeugs oder an einer Stoßstange, etc. angebracht, und sendet zum Absuchen Infrarot-Impulse in einer nach vorne gerichteten horizontalen Richtung aus. Das Laserradar 10 misst die reflektierte Ausstrahlung von Infrarot-Impulsen, die von einer Mehrzahl von voraus befindlichen reflektierenden Objekten reflektiert wird, wie von der Rückseite eines voraus befindlichen Fahrzeugs, und erfasst basierend auf der verstrichenen Zeit der aufzunehmenden, reflektierten Ausstrahlung einen Abstand (Fahrzeugzwischenabstand) von dem Subjekt-Fahrzeug zu einem voraus befindlichen Fahrzeug, eine relativ Geschwindigkeit (Relativgeschwindigkeit) von Fahrzeugen, und eine Richtung, in der das voraus befindliche Fahrzeug vorhanden ist. Der Fahrzeugabstand, die relative Geschwindigkeit und die Richtung, die derart erfasst worden sind, werden an eine Steuerungseinrichtung 50 ausgegeben. Es sei angemerkt, dass die Richtung, in der ein Objekt vor dem Fahrzeug bzw. bezüglich der Vorderseite des Fahrzeugs vorhanden ist, als der relative Winkel zu dem Subjekt-Fahrzeug ausgedrückt wird.
Das Laserradar 10 kann das voraus befindliche Gebiet absuchen, das sich ungefähr 6 Grad zu jeder Seite einer zu der Fahrzeug-Längsmittellinie parallelen Achse befindet, und in diesem Bereich befindliche Objekte können erfasst werden. Außerdem erfasst das Laserradar 10 einen relativen Abstand zu einem Hindernis, wie einem Fußgänger, der sich vor dem Fahrzeug befinden kann, und eine Richtung, in der sich ein solches Hindernis befindet, wie auch den Zwischenfahrzeugabstand und die Richtung des voraus befindlichen Fahrzeugs.
Eine vordere Kamera 20 kann eine kompakte CCD-Kamera oder CMOS-Kamera sein, die am oberen Teil der Windschutzscheibe angebracht ist. Die vordere Kamera 20 nimmt ein Bild des voraus befindlichen Gebietes auf, um die Straßenbedingungen vor dem Subjekt-Fahrzeug als ein Bild zu erfassen, und gibt die Bildsignale an die Steuerungseinrichtung 50 aus. Der Erfassungsbereich der vorderen Kamera 20 beträgt ungefähr 30 Grad zu jeder Seite der Längsmittellinie des Subjekt-Fahrzeugs in der horizontalen Richtung, und die in diesem Bereich enthaltene Landschaft der voraus befindlichen Straße wird als ein Bild aufgenommen.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 20 erfasst eine Fahrgeschwindigkeit des Subjekt-Fahrzeugs aus der Drehzahl eines seiner Räder oder der Drehzahl einer Ausgangswelle eines Getriebes, und gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an die Steuerungseinrichtung 50 aus. Ein Lenkwinkelsensor 40 erfasst einen Lenkwinkel eines Lenkrades 62. Der erfasste Lenkwinkel wird an die Steuerungseinrichtung 50 ausgegeben.
Die Steuerungseinrichtung 50 umfasst eine CPU und periphere Vorrichtungen der CPU, wie ROM, RAM, etc, und führt die gesamte Steuerung des Fahrassistenzsystems 1 aus.
Die Steuerungseinrichtung 50 erfasst das Fahrumfeld des Subjekt-Fahrzeugs, d. h. Hindernisbedingungen um das Subjekt-Fahrzeug herum, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 eingegeben wird, der Abstandsinformationen, die von dem Laserradar 10 eingegeben werden, und der Bildinformationen um das Subjekt-Fahrzeug herum, die von der vorderen Kamera 20 eingegeben werden. Es sei angemerkt, dass die Steuerungseinrichtung 50 die Hindernisbedingungen um das Subjekt-Fahrzeug herum erfasst, indem sie mit den von der vorderen Kamera 20 bereitgestellten Bildinformationen eine Bildverarbeitung durchführt.
Die Hindernisbedingungen um das Subjekt-Fahrzeug herum umfassen den Zwischenfahrzeugabstand zu einem voraus befindlichen Fahrzeug, das vor dem Subjekt-Fahrzeug fährt, eine relative Position und einen relativen Winkel zu einer Fahrbahnlinie (aufgemalte Linie) oder einer Leitplanke, wie eine laterale Position der Fahrbahnlinie bezüglich dem Subjekt-Fahrzeug, und die Gestalt der Fahrbahnlinie oder der Leitplanke. Außerdem wird ein Fußgänger oder ein Motorrad, etc., der/das sich vor dem Fahrzeug querend bewegt, auch als ein Hindernis erfasst.
Die Steuerungseinrichtung 50 berechnet auf der Basis der erfassten Hindernisbedingungen ein Risikopotenzial des Subjekt-Fahrzeugs bezüglich jedes Hindernisses, und führt an dem Fahrzeug entsprechend dem Risikopotenzial, das, wie später beschriebenen, berechnet wird, Steuerungen durch.
Eine Lenkungs-Reaktionskraft-Steuerungsvorrichtung (eine SF-Steuerungsvorrichtung) 60, die in ein Lenkungssystem des Subjekt-Fahrzeugs eingebaut ist, steuert das an einem Servomotor 61 erzeugte Drehmoment als Antwort auf eine durch die Steuerungseinrichtung 50 herausgegebene Anweisung. An dem Servomotor 61 wird das zu erzeugende Drehmoment in Übereinstimmung mit einem Anweisungswert gesteuert, der von der SF-Steuerungsvorrichtung 60 ausgegeben wird, und somit kann das Niveau der Lenkungsreaktionskraft, das erzeugt wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 62 betätigt, wie gewünscht durch den Servomotor 61 gesteuert werden.
Eine Gaspedal-Reaktionskraft-Steuerungsvorrichtung (eine AF-Steuerungsvorrichtung) 80 steuert das von einem Servomotor 81 erzeugte Drehmoment, der in einen Verbindungsmechanismus für ein Gaspedal 82 eingebaut ist, als Antwort auf eine von der Steuerungseinrichtung 50 herausgegebenen Anweisung. An dem Servomotor 81 wird die zu erzeugende Reaktionskraft in Übereinstimmung mit einem Anweisungswert gesteuert, der von der AF-Steuerungsvorrichtung 80 ausgegeben wird, und somit kann das Niveau der Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn der Fahrer das Gaspedal 82 betätigt, durch den Servomotor 81 wie gewünscht gesteuert werden.
Wenn die Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung entsprechend dem Risikopotenzial nicht durchgeführt wird, wird die Gaspedal-Reaktionskraftcharakteristik (normale Reaktionskraftcharakteristik) in einer solchen Weise eingestellt, dass, zum Beispiel, die Gaspedal-Reaktionskraft F sich mit der Zunahme des Betätigungsbetrages des Gaspedals 82 linear erhöht.
Die normale Reaktionskraftcharakteristik kann zum Beispiel durch die Federkraft einer Torsionsfeder (in den Zeichnungen nicht gezeigt) erlangt werden, die in dem Rotationszentrum des Servomotors 82 vorgesehen ist.
Eine Bremspedal-Reaktionskraft-Steuerungsvorrichtung (eine BF-Steuerungsvorrichtung) 90 steuert eine Bremsunterstützungskraft, das heißt, eine Leistung zur Unterstützung des Fahrers, um ein Bremspedal 92 herunter zu drücken, die an einem Bremskraftverstärker 91 als Antwort auf eine von der Steuerungseinrichtung 50 ausgegebene Anweisung zu erzeugen ist. Der Bremskraftverstärker 91 erzeugt und steuert die Bremsunterstützungskraft als Antwort auf eine Anweisung von der BF-Steuerungsvorrichtung 90, um so die Reaktionskraft zu steuern, die erzeugt wird, wenn der Fahrer das Bremspedal 92 herunter drückt.
Wenn die Bremsunterstützungskraft größer wird, wird die Bremspedal-Reaktionskraft geringer, wodurch es für den Fahrer leichter wird, das Bremspedal 92 herunter zu drücken. Wenn die Bremspedal-Reaktionskraftsteuerung dem Risikopotenzial entsprechend nicht ausgeführt wird, kann die Bremspedal-Reaktionskraft linear mit der Zunahme des Herunterdrückungsbetrages des Bremspedals 92 ansteigen.
Als nächstes wird die Funktion des Fahrzeug-Fahrassistenzsystems 1 des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die folgende Beschreibung skizziert kurz die Funktion.
Die Steuerungseinrichtung 50 berechnet das Risikopotenzial bezüglich eines Hindernisses, das in der Fahrzeugumgebung vorhanden ist, zum Beispiel, einer aufgemalten Linie und eines voraus befindlichen Fahrzeugs, das vor dem Subjekt-Fahrzeug fährt. Dann führt die Steuerungseinrichtung 50, basierend auf dem berechneten Risikopotenzial, Reaktionskraftsteuerungen in einer Längsrichtung (Zurück- und Vorwärts-Richtung) und in einer Lateralrichtung (rechte und linke Richtung) des Subjekt-Fahrzeugs aus, indem die Gaspedal-Reaktionskraft und die Bremspedal-Reaktionskraft, und die Lenkungs-Reaktionskraft jeweils gesteuert werden.
Hier wird ein Fall betrachtet, in dem das Risikopotenzial für jedes der bestehenden Hindernisse zum Beispiel in dem Bereich von 360 Grad um das Subjekt-Fahrzeug herum berechnet wird. In diesem Fall können die gesamten Risikopotenziale in der Längsrichtung und in der Lateralrichtung berechnet werden, indem jeweils eine Längskomponente und eine Lateralkomponente des Risikopotenzials bezüglich jedes in der Fahrzeugumgebung bestehenden Hindernisses integriert wird. Dann können, basierend auf Reaktionskraft-Steuerungsgrößen entsprechend den gesamten Risikopotenzialen in der Längsrichtung und in der Lateralrichtung, die Reaktionskraftsteuerungen in der Längsrichtung und der Lateralrichtung kontinuierlich ausgeführt werden.
Für den Fahrer wird es jedoch schwierig, zu verstehen, welches Hindernis aktuell als Zielhindernis der Reaktionskraftsteuerungen verwendet wird, wenn alle Hindernisse, die in dem Bereich von 360 Grad in der Fahrzeugumgebung vorhanden sind, erfasst werden, und die Längs- und Lateral-Reaktionskraftsteuerungen basierend auf den für alle Hindernisse zusammengefassten Risikopotenzialen ausgeführt werden. Außerdem ist das Verfahren zum Berechnen der gesamten Risikopotenziale in den Längs- und Lateralrichtungen komplex, und es ist auch schwierig, die Längsreaktionskraftsteuerung mit der Lateralreaktionskraftsteuerung geeignet abzustimmen.
In Anbetracht dieser Tatsache werden in dem ersten Ausführungsbeispiel zwei Richtungen (Hinderniserfassungsrichtungen) in dem voraus befindlichen Gebiet des Subjekt-Fahrzeugs zum Erfassen von Hindernissen festgelegt, und das Risikopotenzial für ein Hindernis, das in jeder der Hinderniserfassungsrichtungen besteht, wird berechnet. Dann wird durch Vergleichen der Risikopotenziale für diese zwei Hindernisse eine Abstimmung zwischen der Längsreaktionskraft-Steuerungsgröße und der Lateralreaktionskraft-Steuerungsgröße geeignet eingestellt.
Im folgenden wird unter Bezug auf 3 erklärt, wie Reaktionskraft-Steuerungsgrößen, d. h. Reaktionskraft-Steuerungsanweisungswerte zum Ausführen der Lenkungs-Reaktionskraftsteuerung, der Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung und der Bremspedal-Reaktionskraftsteuerung in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt werden. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozessablauf eines Fahrbetätigungsunterstützung-Steuerungsprogramms zeigt, das in der Steuerungseinrichtung 50 in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Diese Verfahrensabläufe werden kontinuierlich in vorbestimmten Zeitabständen von z. B. 50 ms ausgeführt.
– Verfahrensablauf in der Steuerungseinrichtung 50 (3) –
Zuerst werden in Schritt S110 Fahrbedingungen eingelesen. In diesem Schritt werden ein relativer Abstand (Fahrzeugzwischenabstand) D und ein relativer Winkel zu einem vor dem Subjekt-Fahrzeug fahrenden Fahrzeug, die durch das Laserradar 10 erfasst werden, eingelesen. Positionen von Fahrbahnlinien relativ zu dem Subjekt-Fahrzeug, wie eine laterale Position und ein relativer Winkel, die Gestalt der Fahrbahnlinie, ein relativer Abstand und ein relativer Winkel zu dem voraus befindlichen Fahrzeug werden auf der Bildeingabe von der vorderen Kamera 20 basierend auch eingelesen. Außerdem werden eine von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 erfasste Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V und ein von dem Lenkwinkelsensor 40 erfasster Lenkwinkel STR eingelesen.
Die Steuerungseinrichtung 50 führt an dem von der vorderen Kamera 20 aufgenommenen Bild Bildverarbeitung durch und ermittelt den Typ des erfassten Hindernisses, mit anderen Worten, ob das Hindernis ein vierrädriges Fahrzeug, ein zweirädriges Fahrzeug, ein Fußgänger oder eine Fahrbahnlinie ist.
In Schritt S210 werden basierend auf den in Schritt S110 aufgenommenen Fahrzustandsdaten aktuelle Bedingungen der Fahrzeugumgebung erkannt. Konkret werden die relative Position und die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit jedes Hindernisses relativ zu dem Subjekt-Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt auf der Basis der in Schritt S110 erlangten aktuellen Fahrzeugzustandsdaten und der Daten der relativen Position und Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit jedes Hindernisses bezüglich des Subjekt-Fahrzeugs erkannt, die in den vorhergehenden Zyklen erfasst worden sind und in dem Speicher in der Steuerungseinrichtung 50 gespeichert worden sind. Dann werden die Position und die Bewegung eines anderen Fahrzeugs oder einer Fahrbahnlinie, das/die für das Subjekt-Fahrzeug ein Fahrthindernis ist, in Bezug auf Subjekt-Fahrzeug erkannt.
In Schritt S130 werden die Hinderniserfassungsrichtungen eingestellt. Insbesondere werden ein zentraler Winkel θ, der die Mittellinie zwischen zwei Hinderniserfassungsrichtungen bestimmt, und ein Öffnungswinkel α, der zwischen der Mittellinie und jeder der Hinderniserfassungsrichtungen gebildet wird, wie 4 gezeigt, berechnet. In 4 wird eine Hinderniserfassungsrichtung auf der rechten Seite durch einen Pfeil DR dargestellt, und eine Hinderniserfassungsrichtung auf der linken Seite wird durch einen Pfeil DL dargestellt.
Zuerst wird eine ungefähre Richtung, in die das Subjekt-Fahrzeug fährt, aus der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V und dem in Schritt S110 erfassten Lenkwinkel STR geschätzt. Der zentrale Winkel θ, der im wesentlichen mit einem zwischen der Längsmittellinie des Subjekt-Fahrzeugs und der Fahrtrichtung gebildeten Winkel korrespondiert, wird dann bestimmt. Die Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs ist ungefähr in Proportion zu dem Lenkwinkel STR und in umgekehrter Proportion zu der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V. Somit wird der zentrale Winkel θ größer, wenn der Lenkwinkel STR größer wird, während der zentrale Winkel θ kleiner wird, wenn die Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V größer wird.
Der Öffnungswinkel α wird entsprechend der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V bestimmt. Eine Beziehung zwischen der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V und dem Öffnungswinkel α ist in 5 gezeigt. Der Öffnungswinkel α manifestiert eine Änderung in der Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs, die voraussichtlich eintritt, wenn der Lenkwinkel STR sich leicht verändert. Der Öffnungswinkel α wird so eingestellt, dass er kleiner wird, wenn die Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V größer wird, wie in 5 gezeigt, da eine Änderung der Fahrtrichtung in Bezug auf eine Änderung des Lenkwinkels STR sich verringert, wenn die Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V sich erhöht.
In Schritt S140 wird jeweils eine Zeit bis zum Kontakt TTC zu jedem Hindernis berechnet, das auf den in Schritt S130 eingestellten zwei Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden ist. Die Zeit bis zum Kontakt TTC(k) zu jedem Hindernis k kann unter Verwendung des folgenden Ausdrucks 1 berechnet werden. TTC(k) = D(k)/Vr(k) (Ausdruck 1)
In Ausdruck 1 ist D(k) ein Abstand von dem Subjekt-Fahrzeug zu dem Hindernis k, und Vr(k) ist eine relative Geschwindigkeit zu dem Hindernis k.
Die Zeit bis zum Kontakt TTC ist eine physikalische Größe, die einen aktuellen Näherungsgrad des Subjekt-Fahrzeugs zu einem Hindernis darstellt, und sie drückt eine Zeitdauer aus bis das Subjekt-Fahrzeug und das Hindernis in einen gegenseitigen Kontakt geraten. Die TTC wird berechnet, indem der Abstand D zwischen dem Subjekt-Fahrzeug und dem Hindernis durch die relative Geschwindigkeit Vr geteilt wird. Hier wird eine Zeit bis zum Kontakt TTC(k) zu einem Hindernis k, das sich in der rechten Hinderniserfassungsrichtung, durch den Pfeil DR angezeigt, von den zwei Hinderniserfassungsrichtungen befindet, als TTCr genommen, und eine Zeit bis zum Kontakt TTC(k) zu einem anderen Hindernis k, das sich in der linken Hinderniserfassungsrichtung befindet, durch den Pfeil DL angezeigt, wird als eine TTCl genommen.
Es sei angemerkt, dass, wenn mehr als zwei Hindernisse in einer Hinderniserfassungsrichtung bestehen, eine Zeit bis zum Kontakt TTC für ein Hindernis berechnet wird, das dem Subjekt-Fahrzeug am nächsten ist.
In Schritt S150 werden die in Schritt S140 berechneten Werte von TTCr und TTCl zu den rechten und linken Hindernissen miteinander verglichen, und es wird ermittelt, welcher Wert von der TTCr und der TTCl geringer ist. Wenn die Zeit bis zum Kontakt TTCr zu dem rechten Hindernis geringer ist als die Zeit bis zum Kontakt TTCl zu dem linken Hindernis, wird zu Schritt S160 weitergegangen.
In Schritt S160 wird ein Risikopotenzial RPlateral in einer lateralen Richtung des Subjekt-Fahrzeugs auf der Basis der Zeit bis zum Kontakt TTCr nach rechts, die geringer ist, berechnet. Eine Beziehung zwischen der Zeit bis zum Kontakt TTC und dem Lateralrisikopotenzial RPlateral ist in 6 gezeigt. Wie 6 zeigt, erhöht sich das Lateralrisikopotenzial RPlateral, wenn die Zeit bis zum Kontakt TTC geringer wird und ein Näherungsgrad zu dem Hindernis größer wird. Das Lateralrisikopotenzial RPlateral ist auf einen vorbestimmten Wert RPm festgelegt, wenn die Zeit bis zum Kontakt geringer als ein vorbestimmter Wert TTCl ist.
Als nächstes wird in Schritt S170 ermittelt, ob die Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links größer oder kleiner als ein vorbestimmter Wert T0 ist, oder nicht. Wenn die Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links kleiner als der vorbestimmte Wert T0 ist, wird zu Schritt S180 weitergegangen.
In Schritt S180 wird ein Risikopotenzial RPlängs in einer Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs auf der Basis der Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links berechnet. 7 zeigt eine Beziehung zwischen der Zeit bis zum Kontakt TTC und dem Längsrisikopotenzial RPlängs. Wie in 7 gezeigt, nimmt das Längsrisikopotenzial RPlängs zu, wenn die Zeit bis zum Kontakt TTC geringer wird, und ein Näherungsgrad zu dem Hindernis größer wird. Wenn die Zeit bis zum Kontakt TTC geringer als ein vorbestimmter Wert TTC2 ist, wird das Längsrisikopotenzial RPlängs auf einen vorbestimmten Wert RPn festgelegt.
Wenn in Schritt S170 negativ entschieden wird, dass die größere Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links gleich oder größer als der vorbestimmte Wert T0 ist, wird das Längsrisikopotenzial RPlängs nicht berechnet. Wenn die Zeit bis zum Kontakt TTC gleich oder größer als der vorbestimmte Wert T0 ist, kann bestimmt werden, dass ein Näherungsgrad zu dem Hindernis klein genug ist, um die Längsreaktionskraftsteuerung nicht durchzuführen. Das heißt, dass der vorgegebene Wert T0 eine Schwelle ist, um zu bestimmen, ob ein Näherungsgrad des Subjekt-Fahrzeugs zu dem Hindernis erheblich oder belanglos ist, und um zu entscheiden ob die Längsreaktionskraftsteuerung ausgeführt werden muss, oder nicht. Der vorbestimmte Wert T0 wird zum Beispiel auf ungefähr 7 Sekunden eingestellt.
Wenn in Schritt S150 andererseits ermittelt wird, dass die Zeit bis zum Kontakt TTCl zu dem linken Hindernis gleich oder geringer als die Zeit bis zum Kontakt TTCr zu dem rechten Hindernis ist, wird zu Schritt S260 weitergegangen. In Schritt S260 wird das Lateralrisikopotenzial RPlateral auf der Basis der geringeren Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links berechnet. In diesen Schritt wird ähnlich zu dem Verfahren in Schritt S160 das Lateralrisikopotenzial RPlateral entsprechend der Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links unter Verwendung des in 6 gezeigten Kennfeldes berechnet.
Als nächstes wird in Schritt S270 ermittelt, ob die größere Zeit bis zum Kontakt TTCr nach rechts geringer ist als der vorbestimmte Wert T0, oder nicht. Wenn die Zeit bis zum Kontakt TTCr nach rechts geringer als der vorbestimmte Wert T0 ist, wird zu Schritt S280 weitergegangen. In Schritt S280 wird das Längsrisikopotenzial RPlängs auf der Basis der rechten Zeit bis zum Kontakt TTCr berechnet. Hier wird, ähnlich zu dem Verfahren in Schritt S180, das Längsrisikopotenzial RPlängs entsprechend der Zeit bis zum Kontakt TTCr nach rechts unter Verwendung des in 7 gezeigten Kennfeldes berechnet.
Wenn in Schritt S270 negativ entschieden wird, dass die größere Zeit bis zum Kontakt TTCr nach rechts gleich oder größer als der vorbestimmte Wert T0 ist, wird das Längsrisikopotenzial RPlängs nicht berechnet, so dass die Längsreaktionskraftsteuerung nicht ausgeführt wird.
In Schritt S310 werden Längssteuerung-Anweisungswerte, d. h. ein an die AF-Steuerungsvorrichtung 80 auszugebender Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FA und ein an die BF-Steuerungsvorrichtung 90 auszugebender Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FB auf der Basis des in Schritt S180 oder S280 berechneten Längsrisikopotenzials RPlängs berechnet. Die an dem Gaspedal 82 und dem Bremspedal 92 erzeugten Reaktionskräfte werden jeweils entsprechend dem Längsrisikopotenzial RPlängs in einer solchen Weise gesteuert, dass das Gaspedal 82 zurückgeführt wird, und das Bremspedal 92 unschwer bzw. leicht heruntergedrückt wird, wenn das RPlängs zunimmt. Indem dies getan wird, wird der Fahrer veranlasst, von der Bedienung des Gaspedals 82 zur Bedienung des Bremspedals 92 überzuwechseln.
8 zeigt eine Beziehung zwischen dem Längsrisikopotenzial RPlängs und dem Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FA. Der Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FA erhöht sich, um die Gaspedal-Reaktionskraft zu erhöhen, wenn das Längsrisikopotenzial RPlängs größer wird, wie in 8 gezeigt. Wenn das Längsrisikopotenzial RPlängs einen vorbestimmten Wert oder einen größeren als diesen erreicht, wird der Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FA auf einen maximalen Wert FAmax festgelegt, um die maximale Gaspedal-Reaktionskraft zu erzeugen.
9 zeigt eine Beziehung zwischen dem Längsrisikopotenzial RPlängs und dem Bremspedal-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FB. Wie in 9 gezeigt, wird der Bremspedal-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FB kleiner, wenn das Längsrisikopotenzial RPlängs sich in einem Bereich erhöht, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert RPmax ist, so dass die Bremspedal-Reaktionskraft geringer wird und die Bremsunterstützungskraft größer wird.
Es sei angemerkt, dass, wenn in Schritt S170 oder S270 negativ entschieden wird, die Längsreaktionskraftsteuerung nicht durchgeführt wird. Somit werden entsprechend den Betätigungsbeträgen die normalen Reaktionskräfte an dem Gaspedal 82 und dem Bremspedal 92 erzeugt.
In Schritt S320 wird ein Lateralsteuerung-Anweisungswert, d. h. ein an die SF-Steuerungsvorrichtung 60 auszugebender Lenkungs-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FS, auf der Basis des Lateralrisikopotenzials RPlateral berechnet, das in Schritt S160 oder S260 berechnet worden ist. Der Lenkungs-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FS wird entsprechend dem Lateralrisikopotenzial RPlateral so berechnet, dass eine größere Lenkungsreaktionskraft in einer Richtung für das Subjekt-Fahrzeug erzeugt wird, um ein Risiko zu vermeiden, d. h. in einer Richtung, in die der Lenkwinkel STR zurückgeführt wird, wenn RPlateral sich erhöht.
10 zeigt eine Beziehung zwischen dem Lateralrisikopotenzial RPlateral und dem Lenkungs-Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FS. Ein absoluter Wert des Lenkungs-Reaktionskraft-Steuerungsanweisungswertes FS wird größer, wenn ein absoluter Wert des Lateralrisikopotenzials RPlateral größer wird, was bedeutet, dass die Lenkungsreaktionskraft sich in einer Richtung zum Zurückführen des Lenkrads 62 und zum Vermeiden eines Risikos vergrößert.
Es sei angemerkt, dass in 10 das Lateralrisikopotenzial RPlateral bezüglich dem Hindernis, das in der rechten Hinderniserfassungsrichtung vorhanden ist, in dem positiven Feld gezeigt wird, und das Lateralrisikopotenzial RPlateral bezüglich dem Hindernis, das in der linken Hinderniserfassungsrichtung vorhanden ist, in dem negativen Feld gezeigt wird.
In Schritt S330 werden die in Schritt S310 berechneten Längssteuerung-Anweisungswerte FA und FB jeweils an die AF-Steuerungsvorrichtung 80 und die BE-Steuerungsvorrichtung 90 ausgegeben, und der in Schritt S320 berechnete Lateralsteuerung-Anweisungswert FS wird an die SF-Steuerungsvorrichtung 60 ausgegeben. Die AF-Steuerungsvorrichtung 80 steuert den Servomotor 81 so, dass die Betätigungsreaktionskraft in dem Gaspedal 82 erzeugt wird, die erlangt wird, indem der von der Steuerungseinrichtung 50 eingegebenen Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FA zu der normalen Reaktionskraftcharakteristik addiert wird. Die BF-Steuerungsvorrichtung 90 steuert den Bremskraftverstärker 91 so, dass die Betätigungsreaktionskraft in dem Bremspedal 92 erzeugt wird, die erlangt wird, indem der Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswert FB zu der normalen Reaktionskraftcharakteristik addiert wird. Die SF-Steuerungsvorrichtung 60 steuert die Lenkungsreaktionskraft entsprechend dem Reaktionskraft-Anweisungswert FS. Das Verfahren ist für dieses Mal dann abgeschlossen.
11A und 11B zeigen Figuren zur Darstellung von Funktionen des ersten Ausführungsbeispiels. 11A zeigt einen Zustand, in dem das Subjekt-Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt, und 11B zeigt einen Zustand, in dem das Subjekt-Fahrzeug auf einer kurvenförmigen Straße fährt.
In der in 11A gezeigten Fahrsituation bewegt sich das Subjekt-Fahrzeug gradlinig in einem linken Gebiet der Fahrzeugfahrbahn. Der zentrale Winkel θ ist 0, da die Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs ungefähr in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs ist, das heißt, dass die Fahrtrichtung im Wesentlichen parallel zu der Längsmittellinie des Subjekt-Fahrzeugs ist. Und der Öffnungswinkel α ist auf jeder Seite der Längsmittellinie auf α° eingestellt. In den beiden Hinderniserfassungsrichtungen, die durch den zentralen Winkel θ und den Öffnungswinkel α bestimmt sind, sind auf der rechten Seite und der linken Seite des Subjekt-Fahrzeugs jeweils Fahrbahnlinien vorhanden. Entsprechend berechnet die Steuerungseinrichtung 50 die Zeit bis zum Kontakt TTCr und TTCl zu jeder Fahrbahnlinie. In 11A stellen die Längen der Pfeile DR und DL jeweils das Niveau von TTCr und TTCl dar.
Da das Subjekt-Fahrzeug in einem linken Gebiet der Fahrzeugfahrbahn fährt, wie in 11A gezeigt, ist die Zeit bis zum Kontakt TTCl mit der linken Fahrbahnlinie kleiner als die Zeit bis zum Kontakt TTCr mit der rechten Fahrbahnlinie. Entsprechend berechnet die Steuerungseinrichtung 50 das Lateralrisikopotenzial RPlateral auf der Basis der linken Zeit bis zum Kontakt TTCl, und steuert die Lenkungsreaktionskraft entsprechend dem Lateralrisikopotenzial RPlateral. Außerdem berechnet die Steuerungseinrichtung 50, wenn die rechte Zeit bis zum Kontakt TTCr kleiner ist als der vorbestimmte Wert T0, das Längsrisikopotenzial RPlängs auf der Basis der Zeit bis zum Kontakt TTCr. Dann werden die Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung und die Bremspedal-Reaktionskraftsteuerung entsprechend dem Längsrisikopotenzial RPlängs ausgeführt. Als Ergebnis wird die Lenkungsreaktionskraft entsprechend der linken Fahrbahnlinie erzeugt, und die Gaspedal-Reaktionskraft und die Bremspedal-Reaktionskraft entsprechend der rechten Fahrbahnlinie werden auch erzeugt.
Auf diese Weise werden die Betätigungsreaktionskräfte, die eine geeignete Abstimmung zwischen der Längsrichtung und der Lateralrichtung bewirken, so erzeugt, dass die Fahrbetätigung des Fahrers in eine geeignete Richtung geführt wird. In der in 11A gezeigten Fahrsituation werden, da die rechte Zeit bis zum Kontakt TTCr relativ groß ist, die Reaktionskraft- Steuerungsgrößen in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs nicht maßgeblich eingestellt. Daher wird die Gaspedal-Betätigung oder die Bremspedal-Betätigung durch den Fahrer selbst dann nicht gestört, wenn die Reaktionskraftsteuerung durchgeführt wird.
In der in 11B gezeigten Fahrsituation ist es wahrscheinlich, dass das Subjekt-Fahrzeug von der Fahrzeugfahrbahn abkommt während es auf einer gekrümmten Straße fährt. Der zentrale Winkel θ ist 0, da die Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs ungefähr in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs ist, was heißt, dass die Fahrtrichtung im Wesentlichen parallel zu der Längsmittellinie des Subjekt-Fahrzeugs ist. Und der Öffnungswinkel α ist zu jeder Seite der Längsmittellinie auf α° eingestellt. In den beiden Hinderniserfassungsrichtungen, die durch den zentralen Winkel θ und den Öffnungswinkel α festgelegt sind, sind Fahrbahnlinien jeweils auf der rechten Seite und der linken Seite des Subjekt-Fahrzeugs vorhanden. Entsprechend berechnet die Steuerungseinrichtung 50 die Zeit bis zum Kontakt TTCr und TTCl für jede Fahrbahnlinie. In 11B stellen die Längen der Pfeile DR und DL jeweils das Niveau von TTCr und TTCl dar.
Da es wahrscheinlich ist, dass das Subjekt-Fahrzeug von einer rechten Kurve nach links abkommt, wie in 11B gezeigt, ist die linke Zeit bis zum Kontakt TTCl geringer als die rechte Zeit bis zum Kontakt TTCr. Entsprechend berechnet die Steuerungseinrichtung 50 das Lateralrisikopotenzial RPlateral auf der Basis der linken Zeit bis zum Kontakt TTCl, und steuert die Lenkungsreaktionskraft entsprechend dem Lateralrisikopotenzial RPlateral. Zusätzlich berechnet die Steuerungseinrichtung 50, wenn die rechte Zeit bis zum Kontakt TTCr geringer als der vorbestimmte Wert T0 ist, das Längsrisikopotenzial RPlängs auf der Basis der Zeit bis zum Kontakt TTCr. Dann werden die Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung und die Bremspedal- Reaktionskraftsteuerung gemäß dem Längsrisikopotenzial RPlängs ausgeführt.
Auf diese Weise wird die Lenkungsreaktionskraft entsprechend der Fahrbahnlinie auf der linken Seite erzeugt, die zu dem Subjekt-Fahrzeug näher ist, und die Gaspedal-Reaktionskraft und die Bremspedal-Reaktionskraft werden entsprechend der Fahrbahnlinie auf der rechten Seite erzeugt, die weiter weg ist.
Als Ergebnis wird die Lenkungsreaktionskraft in einer Richtung erzeugt, in die das Lenkrad 62 zurückgeführt wird, wenn das Subjekt-Fahrzeug von der gekrümmten Straße abkommen kann, wie in 11B gezeigt, so dass die Fahrbetätigung des Fahrers in eine geeignete Richtung geführt wird. In diesem Stadium, wenn die rechte Zeit bis zum Kontakt TTCr relativ groß ist, werden die Reaktionskraft-Steuerungsgrößen auf relativ kleine Werte berechnet. Wenn dann das Subjekt-Fahrzeug weiter geradeaus fährt und sich der Fahrbahnlinie weiter annähert, werden die linke Zeit bis zum Kontakt TTCl und die rechte Zeit bis zum Kontakt TTCr beide klein, und somit werden die Reaktionskraft-Steuerungsgrößen in der Lateralrichtung und der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs größer. Als Ergebnis wird die Lenkungsreaktionskraft so erzeugt, dass verhindert wird, dass das Subjekt-Fahrzeug von der Kurve abkommt, und auch die Reaktionskräfte werden so erzeugt, dass der Fahrer zur Verzögerungsbetätigung veranlasst wird. Auf diese Weise werden die Reaktionskräfte gesteuert während eine angemessene Abstimmung zwischen den Reaktionskraftsteuerungen in der Längsrichtung und in der Lateralrichtung erreicht wird.
Auf diese Weise können mit dem oben erklärten ersten Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile erzielt werden.

(1) Die Steuerungseinrichtung 50 erfasst ein Hindernis, das bezüglich des Subjekt-Fahrzeugs in jeder der zwei Hinderniserfassungsrichtungen besteht, und berechnet zu jedem der Hindernisse die Zeit bis zum Kontakt TTC. Und das Lateralrisikopotenzial RPlateral wird auf der Basis einer ersten Zeit bis zum Kontakt berechnet, deren Werte der berechneten Zeit bis zum Kontakt geringer sind, und dann wird die Reaktionskraftsteuerung in der Lateralrichtung des Subjekt-Fahrzeugs ausgeführt. Außerdem wird das Längsrisikopotenzial RPlängs auf der Basis einer zweiten Zeit bis zum Kontakt berechnet, die größer ist, und die Reaktionskraft in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs wird gesteuert. Auf diese Weise können Reaktionskraftsteuerungen in der Längs- und Lateralrichtung des Subjekt-Fahrzeugs kombiniert werden, während eine geeignete Abstimmung bei der Längsreaktionskraftsteuerung und der Lateralreaktionskraftsteuerung ausgeführt wird. Außerdem kann der Fahrer einfach verstehen, welches Hindernis in der Fahrzeugumgebung als ein Ziel der Reaktionskraftsteuerung verwendet wird.
(2) Die Steuerungseinrichtung 50 steuert die Reaktionskraft in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs, wenn die zweite Zeit bis zum Kontakt, die größer ist, geringer ist als der vorbestimmte Wert T0. Entsprechend ist es möglich, zusammen mit dem Ausführen der Lenkungs-Reaktionskraftsteuerung, um den Lenkwinkel zurückzuführen, den Fahrer zu veranlassen, die Verzögerungstätigkeit zu beginnen und seine Fahrtätigkeit in eine geeignete Richtung zu führen, um so ein Risiko zu vermeiden, wenn ein Näherungsgrad zwischen dem Subjekt-Fahrzeug und dem Hindernis erheblich ist.
(3) Die Steuerungseinrichtung 50 stellt zwei Richtungen zum Erfassen von vor dem Subjekt-Fahrzeug befindlichen Hindernissen entsprechend dem Fahrzustand des Subjekt-Fahrzeugs ein. Dadurch werden Hindernisse, die die Fahrt des Subjekt-Fahrzeugs stören können, erfasst, und die Betätigungsreaktionskraftsteuerungen können den Fahrbedingungen entsprechend ausgeführt werden.
(4) Die Steuerungseinrichtung 50 stellt einen Winkel ein, der zwischen den beiden Hinderniserfassungsrichtungen gebildet wird, mit anderen Worten, einen Öffnungswinkel α bezüglich der Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs entsprechend der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V. Auf diese Weise können, da die beiden Hinderniserfassungsrichtungen entsprechend der Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs eingestellt werden, die aus der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V geschätzt werden kann, Hindernisse, die die Fahrt des Subjekt-Fahrzeugs behindern können, zuverlässig erfasst werden.
(5) Die Steuerungseinrichtung 50 schätzt eine ungefähre Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs auf der Basis der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V und des Lenkwinkels STR, und stellt die Mittellinie, d. h. den zentralen Winkel θ zwischen den beiden Hinderniserfassungsrichtungen entsprechend der Fahrtrichtung ein. Auf diese Weise können die Hinderniserfassungsrichtungen zum Erfassen von Hindernissen für die Fahrt des Subjekt-Fahrzeugs geeignet eingestellt werden. Es sei angemerkt, dass, obwohl der zentrale Winkel θ in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auf der Basis der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V und des Lenkwinkels STR eingestellt worden ist, es auch möglich ist, den zentralen Winkel θ auf der Basis entweder der Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V oder des Lenkwinkels STR einzustellen. Die Fahrtrichtung des Subjekt-Fahrzeugs kann jedoch genauer geschätzt werden, wenn sowohl die Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit V wie auch der Lenkwinkel STR verwendet werden.
(6) Da die beiden Hinderniserfassungsrichtungen vor dem Subjekt-Fahrzeug eingestellt werden, können Fahrthindernisse des Subjekt-Fahrzeugs zuverlässig erfasst werden.

– Zweites Ausführungsbeispiel –
Als nächstes wird ein Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Aufbau des Fahrzeug-Fahrassistenzsystems des zweiten Ausführungsbeispiels ist identisch mit dem des ersten Ausführungsbeispiels. Hier richten sich Erklärungen auf Punkte, die das zweite Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden Hindernisse, die in den beiden Hinderniserfassungsrichtungen vor dem Subjekt-Fahrzeug bestehen, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben erfasst. Die Reaktionskraftsteuerungen in der Lateral- und Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs werden dann entsprechend der Zeit bis zum Kontakt TTCr und TTCl zu jedem Hindernis ausgeführt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Reaktionskraftsteuerung in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs nur ausgeführt, wenn dasselbe Hindernis in sowohl der rechten Hinderniserfassungsrichtung wie auch der linken Hinderniserfassungsrichtung erfasst wird.
Es wird erklärt, wie Reaktionskraft-Steuerungsgrößen, d. h. Reaktionskraftsteuerung-Anweisungswerte zum Ausführen der Lenkungs-Reaktionskraftsteuerung, der Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung und der Bremspedal-Reaktionskraftsteuerung in dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 12 bestimmt werden. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozessablauf eines Fahrbetätigungsunterstützung-Steuerungsprograms zeigt, das in dem zweiten Ausführungsbeispiel in der Steuerungseinrichtung 50 ausgeführt wird. Die Verfahrensabläufe werden kontinuierlich in vorgegebenen Zeitabständen von z. B. 50 ms ausgeführt.
– Verfahrensablauf in der Steuerungseinrichtung 50 (12) –
Das Verfahren in Schritten S1110 bis S1160 ist identisch mit dem Verfahren in Schritt S110 bis S160, die mit Bezug auf das Ablaufdiagramm von 3 in dem ersten Ausführungsbeispiel erklärt werden, daher werden deren Erklärungen hier weggelassen. Nachdem ein Risikopotenzial RPlateral in der Lateralrichtung des Subjekt-Fahrzeugs auf der Basis der Zeit bis zum Kontakt TTCr nach rechts, die geringer ist, berechnet worden ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt S1170.
In Schritt S1170 wird ermittelt, ob Hindernisse in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen dieselben sind, oder nicht. Wenn zum Beispiel dieselbe Fahrbahnlinie in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden ist, wie in 13B gezeigt, wird zu Schritt S1180 weitergegangen. In Schritt S1180 wird ein Risikopotenzial RPlängs in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs auf der Basis der Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links, die größer ist, berechnet. Hier wird, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, das Längsrisikopotenzial unter Verwendung des in 7 gezeigten Kennfeldes berechnet. Andererseits wird, wenn die in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen vorhandene Fahrbahnlinien unterschiedlich sind, wie in 13A gezeigt, das Längsrisikopotenzial RPlängs nicht berechnet. Indem Bildverarbeitung auf das von der vorderen Kamera 20 erfasste Bild angewandt wird und der Typ des erfassten Hindernisses bestimmt wird, kann ermittelt werden, ob Hindernisse in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen dieselben sind, oder nicht.
Wenn in Schritt S1150 ermittelt worden ist, dass die Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links gleich oder kleiner als die Zeit zum Kontakt TTCr nach rechts ist, wird zu Schritt S1260 weitergegangen. In Schritt S1260 wird, Bezug nehmend auf 6, das Lateralrisikopotenzial RPlateral auf der Basis der Zeit bis zum Kontakt TTCl nach links berechnet. Als nächstes wird in Schritt S1270 ermittelt, ob die Hindernisse in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen dieselben sind, oder nicht. Wenn dasselbe Hindernis in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen erfasst wird, wird zu Schritt S1280 weitergegangen. In Schritt S1280 wird, unter Bezugnahme auf 7 das Längsrisikopotenzial RPlängs auf der Basis der rechten Zeit bis zum Kontakt TTCr berechnet. Wenn andererseits die in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen erfassten Hindernisse unterschiedlich sind, wird das Längsrisikopotenzial RPlängs nicht berechnet.
Das Verfahren in den folgenden Schritten S1310 bis S1330 ist identisch mit dem in dem Ablaufdiagramm von 3 gezeigten Verfahren in Schritten S310 bis S330, so dass deren Erklärungen hier weggelassen werden.
Die Funktionen des zweiten Ausführungsbeispiels werden im folgenden mit Bezug auf 13A und 13B erklärt. 13A zeigt einen Zustand, in dem das Subjekt-Fahrzeug auf einer geraden Straße bei einem kleinen Gierwinkel fährt, und 13B zeigt einen Zustand, in dem das Subjekt-Fahrzeug wahrscheinlich bei einem großen Gierwinkel von einer geraden Straße abkommt.
In der in 13A gezeigten Fahrsituation bewegt sich das Subjekt-Fahrzeug geradlinig in ein linkes Gebiet der Fahrzeugfahrbahn. Der zentrale Winkel θ ist 0, da sich die Fahrtrichtung der Subjekt-Fahrzeugs ungefähr in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs befindet, was heißt, dass die Fahrtrichtung im wesentlichen parallel zu der Längsmittellinie des Subjekt-Fahrzeugs ist. Und der Öffnungswinkel α ist zu jeder Seite der Längsmittellinie auf α° eingestellt. In den beiden Hinderniserfassungsrichtungen, die durch den zentralen Winkel θ und den Öffnungswinkel α festgelegt sind, gibt es jeweils eine Fahrbahnlinie auf der rechten Seite des Subjekt- Fahrzeugs und eine Fahrbahnlinie auf der linken Seite des Subjekt-Fahrzeugs. Die Steuerungseinrichtung 50 berechnet die Zeit bis zum Kontakt TTCr und TTCl zu jeder Fahrbahnlinie. In 13A stellen die Längen der Pfeile DR und DL jeweils das Niveau von TTCr und TTCl dar.
Die Steuerungseinrichtung 50 berechnet das Lateralrisikopotenzial RPlateral auf der Basis der linken Zeit bis zum Kontakt TTCl, welche die geringere von der rechten und linken Zeit bis zum Kontakt TTCr und TTCl ist. Die Lenkungsreaktionskraft wird dann entsprechend dem Lateralrisikopotenzial RPlateral gesteuert. In diesem Fall sind, wie in 13A gezeigt, die in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen erfassten Hindernisse nicht dieselben. Daher wird das Längsrisikopotenzial RPlängs nicht berechnet, und die Längsreaktionskraftsteuerung wird nicht ausgeführt. Wie oben beschrieben, wird, wenn in jeder der rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen ein unterschiedliches Hindernis erfasst wird, nur die Lateralreaktionskraftsteuerung ausgeführt.
In einer Situation, in der der Gierwinkel des Subjekt-Fahrzeugs größer ist und das Subjekt-Fahrzeug wahrscheinlich von der Fahrzeugfahrbahn abkommt, wie in 13B gezeigt, wird dieselbe Fahrbahnlinie in beiden der zwei Hinderniserfassungsrichtungen erfasst. Entsprechend berechnet die Steuerungseinrichtung 50 das Lateralrisikopotenzial RPlateral auf der Basis der linken Zeit bis zum Kontakt TTCl, die geringer ist, und steuert die Lenkungsreaktionskraft entsprechend dem Lateralrisikopotenzial RPlateral. Zusätzlich wird das Längsrisikopotenzial RPlängs auf der Basis der rechten Zeit bis zum Kontakt TTCr berechnet, die größer ist, und die Gaspedal-Reaktionskraftsteuerung und die Bremspedal-Reaktionskraftsteuerung werden entsprechend dem derart berechneten Längsrisikopotenzial RPlängs ausgeführt.
Auf diese Weise werden die Lateralreaktionskraftsteuerung und die Längsreaktionskraftsteuerung für das Subjekt-Fahrzeug so ausgeführt, dass die Lenktätigkeit des Fahrers in eine geeignete Richtung geführt wird, und so, dass der Fahrer zur Verzögerungstätigkeit veranlasst wird, wenn das Subjekt-Fahrzeug wahrscheinlich von der Fahrzeugfahrbahn abkommt. Wenn das Subjekt-Fahrzeug sich der Fahrbahnlinie weiter nähert als in der in 13B gezeigten Situation, erhöhen sich die Reaktionskraft-Steuerungsgrößen in der Längsrichtung und der Lateralrichtung so, dass der Fahrer veranlasst wird, die Fahrtätigkeit auszuführen, um das Abkommen von der Fahrzeugfahrbahn vermeidet.
Auf diese Weise können mit dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie oben erklärt, die folgenden Vorteile erzielt werden.
Die Steuerungseinrichtung 50 ermittelt den Typ des Hindernisses, das in jeder der zwei Hinderniserfassungsrichtungen besteht, und führt, wenn die Hindernisse in den zwei Richtungen dieselben sind, die Reaktionskraftsteuerung in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeug zusätzlich zu der Lateralreaktionskraftsteuerung aus. Entsprechend ist es möglich, die Tätigkeit des Fahrers in eine geeignete Richtung zu führen, indem der Fahrer zur Verzögerungstätigkeit veranlasst wird und die Lenktätigkeit in eine geeignete Richtung geführt wird, wenn es wahrscheinlich ist, dass das Subjekt-Fahrzeug von der Fahrzeugfahrbahn abkommt, wie in 13B gezeigt. Die Reaktionskraftsteuerung in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs wird nicht ausgeführt, wenn in den zwei Hinderniserfassungsrichtungen unterschiedliche Hindernisse vorhanden sind. Somit wird, zum Beispiel, selbst wenn die Breite der Fahrzeugfahrbahn sich verengt, was bewirkt, dass die Zeit bis zum Kontakt TTCr und TTCl sich verringert, während die Fahrbahnlinien rechts und links von dem Subjekt-Fahrzeug in den rechten und linken Hinderniserfassungsrichtungen erfasst werden, die Tätigkeit des Fahrers nicht durch die Zunahme der Gaspedal-Reaktionskraft gestört.
In den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen werden beispielhaft Erklärungen für einen Fall gegeben, in dem Fahrbahnlinien in den Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden sind. Die Längs- und Lateralreaktionskraftsteuerungen werden in der gleichen Weise wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt, wenn andere Hindernisse als Fahrbahnlinien, wie andere Fahrzeuge, in den Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden sind. In einem solchen Fall ist es möglich, die Zeit bis zum Kontakt des Subjekt-Fahrzeugs dem Typ des erfassten Hindernisses entsprechend zu gewichten.
In den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Steuerung beim Betrieb des Subjekt-Fahrzeugs in der Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs mittels der Gaspedal-Reaktionskraft-Steuerungsvorrichtung 80 und der Bremspedal-Reaktionskraft-Steuerungsvorrichtung 90 ausgeführt wird. Mit anderen Worten das Gaspedal 82 und das Bremspedal 92 werden als Fahrzeugbetätigungseinrichtungen für die Fahrbetätigung in der Längsrichtung verwendet. Jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt sein, und es ist akzeptabel, dass, zum Beispiel, nur eine der Reaktionskraft-Steuerungsvorrichtungen 80 und 90 verwendet wird, um die Reaktionskraft in der Längsrichtung zu steuern. In den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wird die Bremsunterstützungskraft erzeugt, indem der negative Druck eines Motors bei dem Bremskraftverstärker 91 verwendet wird, aber die vorliegende Erfindung soll nicht auf diesen Aufbau beschränkt sein. Die Bremsunterstützungskraft kann stattdessen durch Anwendung hydraulischer Antriebskraft erzeugt werden, die durch einen Computer gesteuert wird.
In den obigen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wird das Lenkrad 62 beispielhaft als eine Fahrzeugbetätigungseinrichtung zur Fahrbetätigung in der lateralen Richtung verwendet.
Das Fahrzeug, in dem das Fahrzeug-Fahrassistenzsystem der vorliegenden Erfindung angebracht ist, soll nicht auf den in 2 gezeigten Aufbau beschränkt sein.
Obwohl das Laserradar 10 und die vordere Kamera 20 in dem oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel als Mittel zum Erfassen eines Hindernisses in der Fahrzeugumgebung verwendet werden, soll die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt sein. Zum Beispiel können stattdessen ein Millimeterwellen-Radar, ein magnetischer Stift bzw. Magnetic Nail, oder ein Differenzial-GPS-System, etc., als Mittel zum Erfassen eines Hindernisses verwendet werden. Eine Vorrichtung, die auf dem Bildsignal von der vorderen Kamera 20 Bildverarbeitung ausführt, kann unabhängig von der Steuerungseinrichtung 50 installiert sein.

Claims

Fahrzeug-Fahrassistenzsystem, umfassend: ein Hinderniserfassungsmittel (10, 20) zum Erfassen eines Hindernisses, das bezüglich eines Subjekt-Fahrzeugs in jeder von zwei Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden ist; ein TTC-Berechnungsmittel (50) zum Berechnen einer TTC zwischen dem Subjekt-Fahrzeug und jedem der Hindernisse, das heißt, einer Zeit bis zum Kontakt, die eine Zeitdauer ausdrückt bis das Subjekt-Fahrzeug und das Hindernis in gegenseitigen Kontakt kommen, basierend auf den Erfassungsergebnissen des Hinderniserfassungsmittels (10, 20); ein Lateralreaktionskraft-Steuerungsmittel (50, 60) zum Steuern einer Reaktionskraft, die in einer Fahrzeugbetätigungseinrichtung für die Fahrbetätigung in einer lateralen Richtung des Subjekt-Fahrzeugs erzeugt wird, basierend auf einer ersten TTC, die die kleinste der in dem TTC-Berechnungsmittel (50) berechneten TTCs ist; und ein Längsreaktionskraft-Steuerungsmittel (50, 80, 90) zum Steuern einer Reaktionskraft, die in einer Fahrzeugbetätigungseinrichtung für die Fahrbetätigung in einer Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs erzeugt wird, basierend auf einer zweiten TTC, die die größte der in dem TTC-Berechnungsmittel (50) berechneten TTCs ist.
Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß Anspruch 1, wobei: das Längsreaktionskraft-Steuerungsmittel (50, 80, 90) die Steuerung der Reaktionskraft in der Längsrichtung ausführt, wenn die zweite TTC geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: ein Hindernistyp-Bestimmungsmittel (50) zum Bestimmen eines Typs eines Hindernisses, das durch das Hindernisbestimmungsmittel (10, 20) erfasst wird, wobei das Längsreaktionskraft-Steuerungsmittel (50, 80, 90) die Steuerung der Reaktionskraft in der Längsrichtung ausführt, wenn das Hindernistyp-Bestimmungsmittel (50) bestimmt, dass dasselbe Hindernis in den zwei Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden ist.
Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein Fahrzustand-Erfassungsmittel (30, 40) zum Erfassen eines Fahrzustands das Subjekt-Fahrzeugs, und ein Richtungseinstellungsmittel (50) zum Einstellen der Hinderniserfassungsrichtungen entsprechend den Erfassungsergebnissen des Fahrzustand-Erfassungsmittels (30, 40).
Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß Anspruch 4, wobei: das Richtungseinstellungsmittel (50) einen Winkel, der zwischen den beiden Hinderniserfassungsrichtungen gebildet wird, entsprechend einer durch das Fahrzustand-Erfassungsmittel (30) erfassten Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit bestimmt.
Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei: das Richtungseinstellungsmittel (50) eine zentrale Linie zwischen den zwei Hinderniserfassungsrichtungen entsprechend einer Subjekt-Fahrzeug-Geschwindigkeit und/oder einem Lenkwinkel bestimmt, die durch das Fahrzustand-Erfassungsmittel (30, 40) erfasst werden.
Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei: das Richtungseinstellungsmittel (50) die zwei Hinderniserfassungsrichtungen in einem voraus befindlichen Gebiet des Subjekt-Fahrzeugs einstellt.
Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die Fahrzeugbetätigungseinrichtung für die Fahrbetätigung in der lateralen Richtung ein Lenkrad (62) ist, und die Fahrzeugbetätigungseinrichtung für die Fahrbetätigung in der Längsrichtung ein Gaspedal (82) und/oder ein Bremspedal (92) ist.
Fahrzeug, umfassend: ein Fahrzeug-Fahrassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Fahrzeug-Fahrassistenzverfahren, umfassend: Erfassen eines Hindernisses, das bezüglich eines Subjekt-Fahrzeugs in jeder von zwei Hinderniserfassungsrichtungen vorhanden ist; Berechnen einer TTC zwischen dem Subjekt-Fahrzeug und jedem der Hindernisse, das heißt einer Zeit bis zum Kontakt, die eine Zeitdauer ausdrückt bis das Subjekt-Fahrzeug und das Hindernis in gegenseitigen Kontakt kommen, basierend auf Informationen über das erfasste Hindernis; Steuern einer in der Fahrzeugbetätigungseinrichtung erzeugten Reaktionskraft für die Fahrbetätigung in einer lateralen Richtung des Subjekt-Fahrzeugs, basierend auf einer ersten TTC, die die geringste der berechneten TTCs ist; und Steuern einer in einer Fahrzeugbetätigungseinrichtung erzeugten Reaktionskraft für die Fahrbetätigung in einer Längsrichtung des Subjekt-Fahrzeugs, basierend auf einer zweiten TTC, die die größte der berechneten TTCs ist.