CN110871788B - 信息处理装置 - Google Patents

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Abstract

信息处理装置包括：接收器，其配置为从多个应用程序中的每个应用程序接收数据集，该数据集包括作为表示车辆在前后方向上的运动的信息的请求加速度，以及以下作为表示所述车辆在横向方向上的运动的信息的任何一者：转向角、横摆率和旋转半径；仲裁单元，其配置为基于由所述接收器接收到的多个所述数据集，执行表示所述车辆在所述前后方向上的运动的信息的仲裁以及表示所述车辆在所述横向方向上的运动的信息的仲裁；以及第一输出单元，其配置为基于所述仲裁单元的仲裁结果，输出用于驱动所述致动器的指令信息。

Description

信息处理装置
技术领域
本发明涉及控制车辆的运动的信息处理装置。
背景技术
第2007-120352号日本未审查专利申请公开(JP 2007-120352 A)描述了一种用于车辆的控制设备，该控制设备包括仲裁装置，该仲裁装置用于基于驾驶员操作和从驾驶辅助系统到发动机的驱动请求来仲裁对发动机的驱动请求。JP 2007-120352 A中描述的仲裁装置将基于驾驶员操作的驱动请求的目标值和和基于除驾驶员操作之外的操作的驱动请求的目标值转换为相同物理量之后进行仲裁。仲裁装置保持转换物理量之前的目标值。由于仲裁，在需要将选定目标值反向转换为原始物理量的情况下，仲裁装置使用保持的目标值计算发动机的目标控制量，从而避免由于物理量的转换和逆转换而导致的误差或有效位数的减少。
发明内容
近年来，安装在车辆中的驾驶辅助系统(驾驶辅助应用程序)(例如自动驾驶或自动停车)在增多。当驾驶辅助系统的类型增多时，对一个致动器的驱动请求也增多。出于这个原因，在JP 2007-120352A中描述的方法中，仲裁处理变得复杂。
本发明提供了能够容易地执行对从驾驶辅助应用程序输出的驱动请求的仲裁处理的信息处理装置。
本发明的一方面涉及信息处理装置，该信息处理装置仲裁从实现驾驶辅助功能的多个应用程序至致动器的请求。该信息处理装置包括接收器、仲裁单元和第一输出单元。该接收器配置为从所述多个应用程序中的每个应用程序接收数据集，该数据集包括作为表示车辆在前后方向上的运动的信息的请求加速度，以及以下作为表示所述车辆在横向方向上的运动的信息的任何一者：转向角、横摆率和旋转半径。该仲裁单元配置为基于由所述接收器接收到的多个所述数据集，执行表示所述车辆在所述前后方向上的运动的信息的仲裁以及表示所述车辆在所述横向方向上的运动的信息的仲裁。该第一输出单元配置为基于所述仲裁单元的仲裁结果，输出用于驱动所述致动器的指令信息。
根据该方面的信息处理装置，接收器接收的数据集可以包括：指定表示所述车辆在所述横向方向上的运动的信息是所述转向角、所述横摆率或所述旋转半径中的哪一个的信息。
根据该方面的信息处理装置，该请求加速度可以包括上限请求加速度和下限请求加速度。该仲裁单元可以配置为：在表示所述车辆在所述前后方向上的运动的信息的仲裁中，执行所述上限请求加速度的仲裁和所述下限请求加速度的仲裁。
根据该方面的信息处理装置还可以包括第二输出单元，该第二输出单元配置为将包括所述仲裁单元的所述仲裁结果的结果信息输出至所述多个应用程序。
在根据该方面的信息处理装置中，所述第二输出单元可以配置为将所述结果信息输出至所述多个应用程序，所述结果信息进一步包括表示当前的所述车辆的运动控制的状态的信息和表示当前由所述车辆能够实现的运动控制的范围的信息中的至少一个信息。
在根据该方面的信息处理装置中，第一输出单元可以配置为：将由所述仲裁单元选择的所述请求加速度转换为动力，并将包括转换的所述动力的所述指令信息输出至所述致动器的控制器。
根据本发明的该方面，可以提供能够容易地执行对从驾驶辅助系统输出的驱动请求的仲裁处理的信息处理装置。
附图说明
本发明的示例实施例的特征、优点和技术及工业显著性，将在下文中参考附图而加以描述，其中相似标号表示相似要素，且其中：
图1是根据实施例的车辆控制系统的功能框图；
图2是根据实施例的信息处理装置的详细功能框图；
图3是展示从执行单元输出至请求仲裁单元的请求信息的数据集的格式的图；
图4是展示从请求仲裁单元输出至执行单元的结果信息的数据集的格式的图；
图5是展示从请求生成单元输出至动力总成控制器的指令信息的数据集的格式的图；
图6是展示从请求生成单元输出至转向器控制器的指令信息的数据集的格式的图；
图7是展示从请求生成单元输出至制动器控制器的指令信息的数据集的格式的图；
图8是说明在根据实施例的车辆控制系统中的控制处理的序列；和
图9是说明在车辆的长度方向的运动控制的示例的曲线图。
具体实施方式
概述
根据本发明的实施例的信息处理装置仲裁从多个驾驶辅助应用程序输出至致动器的请求。该信息处理装置从驾驶辅助应用程序接收在前后方向上的运动控制量(请求加速度)和在横向方向上的运动控制量(转向角、横摆率和旋转半径中的至少一者)，并基于接收的运动控制量来进行仲裁。基于预先确定的信息来进行来自驾驶辅助应用程序的请求的接收和仲裁，由此，可以容易地执行仲裁处理并且容易地应对驾驶辅助应用程序的数量的增加。
实施例
车辆控制系统的总体配置
图1是根据实施例的车辆控制系统的功能框图。
图1所示的车辆控制系统包括：多个执行单元1a至1c、加速器2、制动器3、转向器4、请求仲裁单元5、请求生成单元6至8、车辆运动控制器9、动力总成控制器10、制动器控制器11、转向器控制器12和致动器13a至13d。
执行单元1a至1c是执行驾驶辅助应用程序(以下简称为“应用程序”)以实现车辆的驾驶辅助功能(例如自动驾驶、自动停车、自适应巡航控制、车道保持辅助和减少碰撞制动)的设备。执行单元1a至1c由计算机(例如均具有处理器(例如中央处理单元，CPU)和存储器的电子控制单元，ECU)实现。执行单元1a至1c与用于实现驾驶辅助功能的应用程序一起构成驾驶辅助系统的一部分。执行单元1a至1c实现不同的驾驶辅助功能并且可以同时操作。在图1中，尽管为简化描述示出了三个执行单元1a至1c，但是实现驾驶辅助功能的执行单元的数量不受限制，并且可以在车辆中安装两个或更少的或者四个或更多的执行单元。执行单元1a至1c将用于请求驱动致动器13a至13d的请求信息输出至下面描述的请求仲裁单元5。
加速器2、制动器3和转向器4是由驾驶员操作以控制车辆的运动的输入设备。驾驶员对加速器2(加速器踏板)的操作量由加速器踏板传感器(未图示)检测，并将其作为用于指定由驾驶员请求的加速度(此后称为“驾驶员请求加速度”)输出至请求生成单元6。驾驶员对制动器3的操作量(致动器踏板)由制动器踏板传感器(未图示)检测，并将其作为用于指定驾驶员请求的加速度的信息输出请求生成单元7。由制动器3的操作输入的驾驶员请求加速度是使得车辆生成制动力的负加速度(注意，在车辆的运动方向上的加速度是正加速度)。驾驶员对转向器4(转向轮)的操作量由转向传感器(未图示)检测，并将其作为用于指定由驾驶员要请求的在车辆的横向方向的转向量(此后称为“驾驶员请求横向控制量”)的信息输出至请求生成单元8。由加速器2或制动器3的操作输入的驾驶员请求加速度以及由转向器4的操作输入的驾驶员请求横向控制量也可以被输出至如下所述的请求仲裁单元5，并且可以将其通过请求仲裁单元5通知至应用程序。
请求仲裁单元5接收从执行单元1a至1c的应用程序发送的请求信息，并仲裁所接收的请求信息。由仲裁单元5从应用程序接收的请求信息包括用于控制在车辆的前后方向上的运动的信息和控制在车辆的横向方向上的运动的信息。在本说明书中，车辆的前后方向可以被称为“纵向方向”。用于控制车辆的前后方向上的运动的信息至少包括应用程序请求的加速度(在下文中，被称为“请求加速度”)。用于控制车辆的横向方向上的运动的信息包括转向角、横摆率以及旋转半径中的至少一者(在下文中，被称为“横向控制量”)。由请求仲裁单元5从应用程序接收的请求信息的细节将在下面描述。
例如，作为仲裁处理，基于预定的选择标准，请求仲裁单元5从多条接收的请求信息中选择一条请求信息，或基于接收的多条请求信息设定可允许的控制范围。请求仲裁单元5生成包括仲裁结果的结果信息，并将生成的结果信息发送至执行单元1a至1c。请求仲裁单元5可以基于安装在车辆中的各种传感器的输出值或表示要从后面描述的动力总成控制器10、制动器控制器11和转向器控制器12要通知的致动器13a至13d的操作状态或可用性的信息，来生成如下信息：表示当前车辆的运动控制的状态的信息、表示当前由车辆能够实现的车辆的运动控制的信息、表示驾驶员的操作量的信息等，并可以将生成的各种信息发送至执行单元1a至1c。将描述请求仲裁单元5的配置和仲裁处理的细节。
请求仲裁单元5可以将包括在通过仲裁选择的请求信息中的并通过应用程序所指令的车辆的控制量分配至动力总成控制器10、制动器控制器11和转向器控制器12。例如，车辆的制动力可以由动力总成和制动器设备二者生成。请求仲裁单元5可以根据要被请求的响应性、致动器13a至13c的可用性等，将由应用程序请求的制动力分配至动力总成和制动器设备。除了转向器设备之外，还可以通过单独地控制每个车轮的制动器设备来实现车辆在横向方向上的运动。请求仲裁单元还可以根据要被请求的响应性、致动器13c和13d等，将要由应用程序请求的横向控制量分配至制动器设备和转向器设备。
请求生成单元6基于从加速器2输出的驾驶员请求加速度和由请求仲裁单元5仲裁的请求信息，生成用于生成构成动力总成的致动器13a和13b中的驱动动力的指令信息。请求生成单元6将生成的指令信息输出至动力总成控制器10。请求可以从加速器2和请求仲裁单元5二者输入至请求生成单元6。例如，考虑了通过自适应巡航控制的控制期间驾驶员操作加速器2的情况。请求生成单元6将来自加速器2和请求仲裁单元5中的每一者的请求输出至动力总成控制器10。
请求生成单元7基于从制动器3输出的驾驶员请求加速度和由请求仲裁单元5仲裁的请求信息，生成用于生成构成制动器设备的致动器13c中的制动力的指令信息。请求生成单元7将生成的指令信息输出至制动器控制器11。请求可以从制动器3和请求仲裁单元5输入至请求生成单元7。例如，考虑了在自动驾驶期间或自动停车期间驾驶员有意地操作制动器3以避免碰撞等的情况。在来自驾驶员的请求和来自请求仲裁单元5的请求被同时输入的情况下，请求生成单元基于预先准备的选择标准选择任意一项请求。用于选择来自驾驶员的请求和来自请求仲裁单元5的请求之一者的选择标准可以基于要从驾驶员请求的控制量的大小或符号、在每个应用程序中设定的优先级等来适当地设定。请求生成单元7将来自制动器3和请求仲裁单元5中的每一者的请求输出至制动器控制器11。
请求生成单元8基于要从转向器4输出的驾驶员请求横向控制量和由请求仲裁单元5仲裁的请求信息，生成用于生成构成转向器设备的致动器13d的车辆在横向方向的运动的指令信息。请求生成单元8将生成的指令信息输出至转向器控制器12。驱动请求可以从转向器4和请求仲裁单元5二者输入至请求生成单元8。例如，考虑了在通过车道保持辅助控制的期间，驾驶员有意地操作转向器4以使车辆横向地运动或转弯以避免碰撞风险等的情况。当来自驾驶员的驱动请求和来自请求仲裁单元5的驱动请求被同时输入的情况下，请求生成单元基于预先准备的选择标准选择任意一项请求。用于选择来自驾驶员请求和来自请求仲裁单元5的请求之一者的选择标准可以基于要从驾驶员请求的控制量的大小或符号、在每个应用程序中设定的优先级等来适当地设定。在来自驾驶员的驱动请求和来自请求仲裁单元5的驱动请求中的一者被选择的情况下，请求生成单元8通知请求仲裁单元5选择结果。
车辆运动控制器9通过直接地指示动力总成控制器10、制动器控制器11和转向器控制器12而不经过请求仲裁单元5来控制致动器13a至13d，从而整体地并自主地控制车辆的行驶稳定性。作为由车辆运动控制器9要执行的控制，示例了用于通过调节动力总成的输出或车辆的制动力来抑制轮胎的空转或车辆的侧滑的控制、用于在突然制动时抑制轮胎抱死的控制、用于根据制动器下压量和下压速度检测紧急制动并产生大制动力的控制等。由于当车辆的行驶稳定性受损时需要立即执行由车辆运动控制器9执行的车辆稳定性控制，因此车辆稳定性控制独立于并优先于来自驾驶员的请求和来自执行单元1a至1c的请求而执行。当在执行车辆稳定性控制时，车辆运动控制器9通知请求仲裁单元5正在执行车辆稳定性控制。当在执行这辆稳定性控制时，车辆运动控制器9通知请求仲裁单元5与由致动器13a至13d当前可实现的车辆的运动控制(可用性)相关的信息。从请求仲裁单元5向执行单元1a至1c通知与可用性相关的信息。当在车辆运动控制器9中执行车辆稳定性控制时，致动器13a至13d不能实现来自执行单元1a至1c的请求。车辆运动控制器9通过请求仲裁单元5通知执行单元1a至1c与可用性相关的信息，由此可以允许驾驶辅助应用程序在执行中修正处理。
动力总成控制器10控制构成动力总成(也可称为传动系)的致动器13a、13b的操作，由此生成从请求生成单元6或车辆运动控制器9请求的驱动动力。动力总成控制器10根据动力总成的配置例如由发动机控制ECU、混合动力控制ECU、变速器ECU等中的任意一者或它们的组合来实现。在图1中，为了简化说明，尽管两个致动器13a、13b被示为动力总成控制器10的控制目标，但是根据车辆的动力总成的配置，要由动力总成控制器10控制的致动器的数量可以是一个或三个以上。作为构成动力总成的致动器13a、13b的示例，示例了发动机、驱动电机、离合器、变速器、变矩器等。动力总成控制器10基于从致动器13a、13b输出的信号或传感器的测量值来获取与致动器13a、13b的操作状态相关的信息。作为与致动器的操作状态相关的信息的示例，示例了表示致动器的可用性的信息(表示致动器是否失效的信息或表示致动器的失效程度的信息)、由致动器实现的驱动动力的监视值的信息等。动力总成控制器10通知请求仲裁单元5所获取的与致动器13a、13b的操作状态相关的信息。
制动器控制器11控制操作设置在每个车轮中的制动器设备的致动器13c，从而生成从请求生成单元7或车辆运动控制器9请求的制动力。设置在每个车轮中的车轮速度传感器的输出值通过导线输入至制动器控制器11。制动器控制器11基于从致动器13c输出的信号或传感器的测量值获取与致动器13c的操作状态相关的信息。作为与致动器13c的操作状态相关的信息，除了上述表示可用性的信息或表示要由致动器13c实现的制动力的监视值的信息之外，可以示例特定于致动器13c的信息，例如关于制动器垫的温度是否在过热方向上传递的信息。制动器控制器11通知请求仲裁单元5所获取的与致动器13c的操作状态相关的信息。
转向器控制器12控制设置在电动力转向(EPS)中的致动器13d，从而控制转向角度，即通过齿条齿轮机构连接的轮胎的方向。转向器控制器12例如由动力转向控制ECU实现。转向器控制器12基于从致动器13d输出的信号或传感器的测量值获取与致动器13d的操作状态相关的信息。作为与致动器13d的操作状态相关的信息的示例，示例了上述表示可用性的信息、表示由致动器13d实现的小齿轮角度(转向角度)、横摆率或旋转半径的监测值的信息等。转向器控制器12通知请求仲裁单元5所获取的与致动器13d的操作状态相关的信息。
来自请求生成单元6至8中任一者的驱动请求和来自车辆运动控制器9的驱动请求可以同时输入到动力总成控制器10、制动器控制器11以及转向器控制器12。例如，在动力总成控制器10生成驾驶员请求驱动力的情况下，当检测到车轮的侧滑时，车辆运动控制器9控制要在每个车轮的制动器设备中生成的制动力以及发动机或驱动电机的输出，以抑制车辆的侧滑。在这种情况下，为了实现通过车辆运动控制器9的侧滑抑制，动力总成控制器10、制动器控制器11和转向器控制器12优先考虑来自车辆运动控制器9的指令以控制致动器13a至致动器13d。
信息处理装置的配置
图2是根据实施例的信息处理装置20的详细功能框图。将一同参照图1和图2，描述信息处理装置20的配置。
根据该实施例的信息处理装置20包括请求仲裁单元5、请求生成单元6至8以及车辆运动控制器9。信息处理装置20具有如管理车辆的运动的车辆运动管理器的功能。在本实施例中，信息处理装置20设置在与制动器控制器11相同的ECU(制动器ECU)中，并且可以通过ECU中的布线向制动器控制器11和从制动器控制器11发送和接收信号。信息处理装置20通过车载网络(例如控制器局域网络(CAN))连接，以与执行单元1a至1c、动力总成控制器10和转向器控制器12进行通信。如在该实施例中，在信息处理装置20和制动器控制器11设置在同一ECU中的情况下，从信息处理装置20到制动器控制器11的传输信号不在车载网络上传播。然而，信息处理装置20和制动器控制器11不需要设置在同一ECU中，并且信息处理装置20和制动器控制器11可以设置在不同的ECU中并且可以通过车载网络被连接以进行通信。如在该实施例中那样，以下将描述在同一ECU中设置信息处理装置20和制动器控制器11的优点。
如图2所示，请求仲裁单元5包括接收器21、仲裁单元22、信息获取单元23和仲裁结果输出单元24。
接收器21从要在执行单元1a至1c中的每个执行单元中执行的应用程序接收对致动器13a至13d的请求信息。请求信息作为预定格式的数据集例如每隔给定时间被发送至车载网络。在预定格式的数据集中，包括了表示由应用程序请求的车辆的运动(纵向运动和/或横向运动)的信息。接收器21接收从执行单元1a至1c发送的数据帧，并获取包括请求信息的数据集。从执行单元1a至1c中的每一个执行单元发送到接收器21的数据集可以包括表示车辆在前后方向上的运动的信息和表示车辆在横向方向上运动的信息中的二者或任意一者。下面将描述由接收器21从执行单元1a至1c接收的数据集的细节。
仲裁单元22基于由接收器21接收的多个数据集来仲裁请求信息。仲裁单元22对表示包括在接收的数据集中的车辆在前后方向上的运动的信息和表示包括在接收的数据集中的车辆在横向方向上的运动的信息中的每一个信息执行仲裁。如上所述，在由接收器21接收的数据集中，加速度被包括为表示车辆在前后方向上的运动的信息。仲裁单元22通过比较包括在接收的数据集中的加速度的大小来进行与车辆在前后方向上的运动相关的请求信息的仲裁。此外，在由接收器21接收的数据集中，转向角、横摆率和旋转半径中的任何一者(横向控制量)被包括作为表示车辆在横向方向上的运动的信息。仲裁单元22通过比较包括在接收的数据集中的横向控制量的大小来进行与车辆在横向方向上的运动相关的请求信息的仲裁。下面将描述仲裁单元22的仲裁处理的细节。
信息获取单元23获取与车辆的当前运动控制状态、驾驶员对车辆的操作状态等相关的各种信息。例如，信息获取单元23可以从加速器2、制动器3和转向器4获取操作的存在或不存在、驾驶员要请求的加速度、驾驶员要请求的转向量等。信息获取单元23可以从车辆运动控制器9获取关于是否正执行车辆稳定性控制、当正执行车辆稳定性控制时致动器13a至13d的可用性等的信息。信息获取单元23可以从动力总成控制器10获取与构成动力总成的致动器13a、13b的操作状态、在动力总成控制器10中采用的请求加速度等相关的信息。信息获取单元23可以从制动器控制器11和转向器控制器12获取与构成制动器设备的致动器13c的操作状态相关的信息和与构成转向器设备的致动器13d的操作状态相关的信息。信息获取单元23可以基于安装在车辆中的各种传感器的输出数据来获取加速度、车辆速度、车轮速度等。
仲裁结果输出单元24将反映仲裁单元22的仲裁结果的结果信息发送至执行单元1a至1c。结果信息包括在动力总成控制器10中选择的加速度和由仲裁单元22通过仲裁处理选择的车辆的横向控制量(转向角、横摆率和旋转半径中的任何一者)。尽管下面将描述由仲裁结果输出单元24生成和输出的结果信息的数据集的细节，但是除了所选择的加速度和所选择的横向控制量之外，结果信息的数据集可以包括作为对应用程序进行控制有用的信息，当前车辆的运动控制状态、当前可实现的车辆的运动控制(可用性)、驾驶员的操作状态、执行单元1a至1c和请求仲裁单元5的通信状态等。在结果信息的数据集包括关于当前车辆的运动控制状态、当前可实现的车辆的运动控制、驾驶员的操作状态、通信状态的信息等的情况下，要在执行单元1a至1c中执行的应用可以从结果信息中获取车辆的状态、驾驶员请求等。
请求生成单元6至8基于由仲裁单元22选择的请求加速度和横向控制量生成用于驱动致动器13a至13d中的每个致动器的指令信息，并将生成的指令信息发送至动力总成控制器10、制动器控制器11和转向器控制器12。请求生成单元6、7具有将请求加速度和由仲裁单元22选择的驾驶员请求加速度转换为动力总成和制动器设备的输出的物理量的功能。请求生成单元6、7生成包括转换后的动力的指令信息的数据集。下面将描述由请求生成单元6至8中的每个请求生成单元生成和输出的指令信息的数据集的细节。
在根据本实施例的信息处理装置20的配置中，请求生成单元6至8对应于第一输出单元，该第一输出单元基于仲裁单元22的仲裁结果将指令信息输出至致动器13a至13d，仲裁结果输出单元24对应于第二输出单元，该第二输出单元将包括仲裁单元22的仲裁结果的结果信息输出至执行单元1a至1c。
在根据该实施例的信息处理装置20中，由信息获取单元23获取的各种信息通过仲裁结果输出单元24被反馈回到要在执行单元1a至1c中执行的应用程序。这些应用程序可以基于从仲裁结果输出单元24获取的结果信息来监测用于提供驱动辅助功能的控制处理的执行情况，并且可以根据需要改变或停止控制处理。设置在请求仲裁单元5中的信息获取单元23将各种信息放置在一起，并且仲裁结果输出单元24将所需的信息反馈回到执行单元1a至1c，由此可以抑制信息处理装置20和执行单元1a至1c之间的通信量的增加。
这里，将描述在同一ECU中设置信息处理装置20和制动器控制器11的优点。
由于根据该实施例的信息处理装置20从执行单元1a至1c接收相同格式的请求信息，因此即使在添加了执行新的驾驶辅助应用程序的执行单元的情况下，也具有不需要改变动力总成控制器10、制动器控制器11和转向器控制器12的控制处理的优点。尽管将信息处理装置20提供为独立的ECU，但是信息处理装置20安装在现有的ECU中，由此具有可以抑制成本的优点。控制制动器的制动器ECU安装在所有类型的车辆中。因此，当信息处理装置20和制动器控制器11安装在同一制动器ECU中时，用于仲裁来自多个应用程序的请求的信息处理装置20的功能可被赋予至所有类型的车辆。
作为安装在车辆中的ECU，无论车辆类型如何，存在控制动力总成的ECU或控制转向器的ECU；然而，在ECU之间的通信中断的情况下，控制转向器的ECU不能单独生成制动力。控制动力总成的ECU可以通过传输或再生来生成制动力，但是由于不能使用摩擦制动器，因此对可以生成的制动力存在限制。因此，从在发生故障时确保安全的观点出发，更希望在现有的ECU中的制动器ECU中设置信息处理装置20。
在自动驾驶等期间发生故障(例如ECU之间的通信中断)的情况下，为确保安全而应当进行的控制根据车辆的速度而不同。例如，在故障发生时车辆速度等于或低于3km/h的情况下，希望立即施加制动以停止车辆。相反，在故障发生时车辆速度为50km/h的情况下，突然施加制动器是危险的，需要逐渐降低车辆速度，然后停止车辆。为了高可靠性地检测车辆速度，车轮速度传感器是必不可少的，并且车轮速度传感器的测量值通过用于控制制动的导线输入到制动器ECU。因此，从根据发生故障发生等时的车速来执行用于过渡到安全状态的控制的观点出发，希望在制动器ECU中设置信息处理装置20。四个车轮中的每一个车轮的车轮速度传感器的测量值通过信号线直接输入到制动器ECU。因此，即使在任何车轮速度传感器发生故障的情况下，也能够基于其余车轮速度传感器的测量值来估计车辆速度，并且能够根据车辆速度执行制动器控制。
请求信息的数据集
图3是展示从执行单元输出至请求仲裁单元的请求信息的数据集的格式的图。下面，将一同参照图1和图3，描述请求信息的数据集的细节。
图3中所示的格式表示从在执行单元1a至1c中要执行的应用程序输出至请求仲裁单元5的接收器21以请求驱动致动器13a至13d的请求信息的数据集。请求信息的数据集包括：表示所述车辆在前后方向上的运动的多个数据项(纵向界面(Interface，IF)包)、表示所述车辆在横向方向上的运动的多个数据项(横向界面(IF)包)，以及与车辆的其它运动相关的多个数据项。
在该实施例中，表示车辆在前后方向上的运动的数据项包括：表示下限值的多个数据项(纵向IF包(下限侧))和表示上限值的多个数据项(纵向IF包(上限侧))。在从执行单元1a至1c输出的数据集中提供表示上限值的数据项和表示下限值的数据项，由此可以将车辆在前后方向上的运动控制设定在一范围内。图3中所示的数据集通过车载网络(例如CAN)从执行单元1a至1c被发送至信息处理装置20的请求仲裁单元5。下面，将描述每个数据项。
1-1.纵向IF包(下限侧)
请求纵向ID(下限)是对应用程序的标识符进行指定的数据项。在请求纵向ID(下限)中，设定了下面描述的将值设定为请求加速度(下限)的应用程序的标识符。
请求加速度(下限)是指定由应用程序请求的加速度的下限值的数据项。请求加速度(下限)是指由应用程序在车辆中生成的最小加速度。
制动器允许标志(下限)是指定是否允许使用制动器以实现请求加速度(下限)的数据项。在制动器允许标志(下限)中，可以设定代表“允许”的值和代表“不允许”的值中的任何一个值。
换挡优先请求(下限)是指定应当如何执行换挡控制(档位改变)以实现请求加速度(下限)的数据项。在换挡优先请求(下限)中，可以设定表示“被动”的值、表示“允许”的值和表示“不允许”的值中的任何一个值。“被动”的换挡控制是指为实现请求加速度(下限)而按照预先准备的驱动动力换挡线进行的换挡的控制。“允许”的换挡控制是指为实现请求加速度(下限)而主动地进行换挡(降档)的控制。“不允许”的换挡控制是指为实现请求加速度(下限)而禁止换挡(降档)和将档位固定到特定档位的控制。
响应性请求(下限)是指定用于实现请求加速度(下限)的反馈控制的强度(响应性)的数据项。
加速器超驰禁止标志是指定是否使驾驶员的加速器踏板操作无效的数据项。应用程序可以在加速器超驰禁止标志中设定表示“无效”的值和表示“有效”的值中的任何一个值。
1-2.纵向IF包(上限侧)
请求纵向ID(上限)是指定应用程序的标识符的数据项。在请求纵向ID(上限)中，设定了将一值设定为下面描述的请求加速度(上限值)的应用程序的标识符。
请求加速度(上限)是指定要由应用程序请求的加速度的上限值的数据项。请求加速度(上限)是指应用程序允许车辆的最大加速度。
制动器允许标志(上限)是指定是否允许使用制动以实现请求加速度(上限)的数据项。在制动器允许标志(上限)中，可以设定表示“允许”的值和表示“不允许”的值中的任何一个值。
换档优先请求(上限)是指定应当如何执行换档控制(档位改变)以实现请求加速度(上限)的数据项。在换档优先请求(上限)中，可以设定表示“被动”的值、表示“允许”的值和表示“不允许”的值中的任何一个值。“被动”换档控制是指用于在预先准备的驱动力换档线之后进行换档以实现请求加速度(上限)的控制。“允许”的换档控制是指用于主动地进行换档(降档)以实现请求加速度(上限)的控制。“不允许”的换档控制是指用于禁止换档(降档)和将档位固定到特定档位以实现请求加速度(上限)的控制。
响应性请求(上限)是指定用于实现请求加速度(上限)的反馈控制的强度(响应性)的数据项。
1-3.横向IF包
请求横向ID是对应用程序的标识符进行指定的数据项。在请求横向ID中，设定了将一值设定为如下描述的请求的转向角/横摆率/旋转半径的应用程序的标识符。
请求的转向角/横摆率/旋转半径是对要由应用程序请求的横向运动中的控制量进行指定的数据项。在请求的转向角/横摆率/旋转半径中，可以设定请求的转向角、请求的横摆率和请求的旋转半径中的任何一者。请求的转向角是实现由应用程序计算的车辆的横向运动所需的轮胎的转动角。请求的横摆率是实现由应用程序计算的车辆的横向运动所需的横摆角度的变化率。请求的旋转半径是实现由应用程序计算的车辆的横向运动所需的车辆的旋转半径。在本申请中，尽管可以根据车辆的规格适当地做出关于请求的转向角、请求的横摆率和请求的旋转半径中的任何一者是否用作车辆的横向控制量的确定，但是在整个车辆中使用的横向控制量是统一的，使得可以容易地执行请求仲裁单元中的仲裁处理。
转向角/横摆率/旋转半径切换标志是指定上述请求的转向角/横摆率/旋转半径的数据项中设定的信息类型的数据项。转向角/横摆率/旋转半径切换标志的使用，可以指定在请求的转向角/横摆率/旋转半径的数据项中设定的信息类型，由此，能够根据车辆等的使用而灵活地改变要使用的信息的类型，而不增加数据项的数量。
驾驶员转向标志是指定驾驶员是否是正在转向的数据项。应用程序可以在驾驶员转向标志中设定表示“驾驶员正在转向”的值和表示“驾驶员没有正在转向”的值中的任何一个值。该应用程序可以基于设置在转向器中的传感器的输出值或由摄像头捕获的驾驶员的图像，来获取关于该驾驶员是否正在转向的信息。
响应请求是指定用于实现请求的转向角/横摆率/旋转半径的反馈控制的强度(响应性)的数据项。
1-4.其它数据项
请求的换挡范围是指定要由应用程序请求的换挡范围的数据项。在请求的换档范围内，可以设定指定“驱动(D)”、“空挡(N)”、“反向(R)”、“停车(P)”、“手动(M)”、“运动驱动(S)”等的值中的任何一个值。
换档超驰禁止标志是指定是否使驾驶员的换档操作无效的数据项。在换挡超驰禁止标志中，可以设定指定“无效”的值和指定“有效”的值中的任何一个值。
结果信息的数据集
图4是展示从请求仲裁单元5输出至执行单元1a至1c的结果信息的数据集的格式的图。下面，将一同参照图1和图4，描述结果信息的数据集的细节。
图4中所示的格式表示从请求仲裁单元5的仲裁结果输出单元24输出至执行单元1a至1c的结果信息的数据集。该结果信息的数据集包括表示仲裁后的结果的多个数据项、表示当前车辆的运动控制状态的多个数据项、表示当前可实现的车辆的运动控制的多个数据项，以及表示驾驶员对加速器踏板和制动器踏板的操作状态的多个数据项。图4中所示的数据集通过车载网络(例如CAN)从信息处理装置20的请求仲裁单元5被发送到执行单元1a至1c。在下文中，将描述每个数据项。
2-1.表示仲裁后结果的数据项
仲裁结果_横向ID是设定请求仲裁单元5所选择的横向控制量(请求的转向角、请求的横摆率和请求的旋转半径中的任意一个)的应用程序的标识符的数据项。应用程序可以基于在仲裁结果_横向ID中设定的标识ID与应用程序的标识ID的比较，来确定是否采用由应用程序请求的横向控制量。
所选择的请求的转向角/横摆率/旋转半径是设定由请求仲裁单元5选择的横向控制量(请求的转向角、请求的横摆率和请求的旋转半径中的任何一者)的数据项。
转向角/横摆率/旋转半径切换标志是指定所选择的请求的转向角/横摆率/旋转半径的数据项中设定的信息类型的数据项。
仲裁结果_纵向ID是设定在动力总成控制器10中采用的加速度的请求源的标识符的数据项。对于动力总成控制器10，输入有包括通过在请求仲裁单元5中的仲裁所选择的纵向请求加速度和基于加速器踏板操作的驾驶员请求加速度的指令信息。动力总成控制器10基于包括在所接收的指令信息中的请求加速度与驾驶员请求加速度的比较来选择任何加速度，并且基于所选择的加速度来驱动致动器13a、13b。在动力总成控制器10中，在选择了来自应用程序的请求加速度的情况下，在仲裁结果_纵向ID中设定作为请求加速度的输出源的应用程序的标识符。在动力总成控制器10中，在选择驾驶员请求加速的情况下，在仲裁结果_纵向ID中设定允许判别驾驶员请求的值。每个应用可以基于在仲裁结果_纵向ID中设定的标识ID与应用程序的标识ID的比较，来确定是否采用从应用程序输出的纵向请求加速度。
所选择的加速度是设定在动力总成控制器10中采用的加速度的数据项。
可以基于从动力总成控制器10向请求仲裁单元5(图2的信息获取单元23)通知的信息来设定仲裁结果_纵向ID和所选择的加速度。
2-2.表示当前车辆的运动控制状态的数据项
估计的车身加速度是设定要根据安装在车辆中的传感器的输出值来估计车身的加速度的数据项。可以基于加速度传感器或车轮速度传感器的输出来计算估计的车身加速度。
估计的车身加速度无效标志是设定表示估计的车身加速度是否为无效值的标志的数据项。在安装在车辆中的加速度传感器的输出值由于故障等而无效的情况下，或者在安装在车轮中的车轮速度传感器的一个或多个输出值由于故障等而无效的情况下，表示估计的车身加速度的值是“无效的”值被设定在估计的车身加速度无效标志中。在安装在车辆中的加速度传感器和安装在车轮中的车轮速度传感器的所有输出值都是有效的情况下，表示估计的车身加速度是“有效的”的值被设定在估计的车身加速度无效标志中。
当前换挡范围是设定当前所选择的换挡范围的数据项。在当前换档范围内，可以设定指定“驱动(D)”、“空档(N)”、“反向(R)”、“停车(P)”、“手动(M)”、“运动驱动(S)”等的值中的任何一个值。可以从由动力总成控制器10进行换档控制的致动器获取要设定为当前换档范围的值。
制动控制执行标记是设定表示是否在执行制动控制的标记的数据项。在制动控制执行标志中，可以设定表示制动控制为“执行中”的值和表示制动控制为“未执行”的值中的任何一个值。制动控制执行标记可以基于表示要从制动器控制器(制动控制ECU)获取的制动的操作状态的信息来设定。
停止保持状态是在车辆被制动器停止之后，直到满足预定条件时，设定用于通过制动器保持制动状态的操作状态或控制的异常状态(制动保持控制)的数据项。在停止保持状态下，可以设定表示制动保持控制为“工作中”的值、表示制动保持控制为“未工作”的值、以及表示在制动保持控制中发生“异常状态”的值中的任意一个值。停止保持状态可以基于表示要从制动器控制器11获取的制动的操作状态的信息来设定。
2-3.表示当前可实现的车辆的运动控制的数据项
车辆速度限制标志是设定表示车辆当前可实现的车辆速度是否受到限制的信息的数据项。在致动器13a至13d中的任何一个致动器发生故障的情况下，从故障致动器或控制致动器的控制器(ECU)输出与故障状态相关的信息。在车辆速度限制标志中，表示车辆速度的极限是“请求”的信息和表示车辆速度的极限是“未请求”的信息中的任何一个信息是基于与致动器的故障状态相关的信息而设定的。
车辆速度限制是在要求车辆速度限制的情况下设定车辆速度的上限值的数据项。在车辆速度限制中，设定了基于与从故障致动器或控制致动器的控制器(ECU)输出的故障状态相关的信息而计算的值。车辆速度限制可以基于与请求仲裁单元5中的故障状态相关的信息来计算，或者可以与要假定的故障状态相对应地预先确定。
制动系统辅助等级是设定表示与制动控制或限制功能相关的功能的可用性的信息的数据项。可以基于从构成制动器设备的致动器13c或控制致动器13c的制动器控制器11输出的与故障状态相关的信息，在请求仲裁单元5中生成要在制动系统辅助等级上设定的信息。
驱动系统辅助等级是设定表示与动力系统控制或限制功能相关的功能的可用性的信息的数据项。可以基于从构成动力总成的致动器13a、13b或控制致动器13a、13b的动力总成控制器10输出的表示致动器13a、13b的状态的信息(表示临时异常状态的信息，例如高温、故障等)，在请求仲裁单元5中生成要在驱动系统辅助级别上设定的信息。
横向控制系统辅助等级是设定表示与车辆在横向方向上的运动控制相关的功能的可用性或限制功能的数据项。除了使用转向器设备进行控制之外，还可以通过单独调节在车轮上生成的制动力来控制车辆在横向方向上的运动。因此，在横向控制系统辅助等级中，设定了与转向器设备和制动器设备相关的复合信息。可以基于与从构成转向器设备的致动器13d、转向器控制器12、构成制动器设备的致动器13c和制动器控制器11输出的故障状态相关的信息，在请求仲裁单元5中生成要在横向控制系统辅助等级中设定的信息。
全闭合估计地面加速度是当加速器完全闭合时设定要从动力总成输出的加速度的估计值的数据项。可以基于要从动力总成控制器10通知给请求仲裁单元5的信息来设定全闭合估计地面加速度。
全开放估计地面加速度是当加速器完全开放时设定要从动力总成输出的加速度的估计值的数据项。可以基于要从动力总成控制器10通知给请求仲裁单元5的信息来设定全开放估计地面加速度。
2-4.表示驾驶员的加速器踏板和制动器踏板的操作状态的数据项
与加速器踏板相关的驾驶员请求加速度是基于驾驶员对加速器踏板的按压量来设定要计算的请求加速数据的数据项。可以基于要从动力总成控制器10向请求仲裁单元5通知的信息来设定与加速器踏板相关的驾驶员请求加速度。
与制动器踏板相关的驾驶员请求加速度基于驾驶员对制动器踏板的按压量来设定要计算的请求加速度的数据项。要在制动器踏板驾驶员请求加速度中设定的请求加速度是不包括要由辅助驾驶应用程序的自动制动功能请求的加速度的值。可以基于从制动器控制器11向请求仲裁单元5通知的信息来设定制动踏板驾驶员请求加速度。
指令信息的数据集(用于动力总成控制器)
图5是展示从请求生成单元6输出至动力总成控制器10的指令信息的数据集的格式的图。下面，将一同参照图1和图5，描述用于动力总成控制器的指令信息的数据集的细节。
图5中所示的格式表示从信息处理装置20的请求生成单元6输出至动力总成控制器10的指令信息的数据集。通过请求生成单元6，生成用于动力总成控制器的数据集，并通过车载网络(例如CAN)发送至动力总成控制器10。在下文中，将描述每个数据项。
目标驱动动力(上限)是指定实现应用程序的请求加速度(上限)所需的目标驱动动力的数据项。在目标驱动动力(上限)中，设定了通过将通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(上限)转换为驱动动力而获得的值。
目标纵向ID(上限)是设定应用程序的标识符的数据项。在目标纵向ID(上限)中，设定了输出通过请求仲裁单元5的仲裁来选择的请求加速度(上限)的应用程序的标识符。
目标加速度(上限)是指定应用程序的请求加速度(上限)的数据项。在目标加速度(上限)中，设定了通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(上限)。
目标驱动动力(下限)是指定实现应用的请求加速度(下限)所需的目标驱动动力的数据项。在目标驱动动力(下限)中，设定了通过将通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)转换为驱动动力而获得的值。
目标纵向ID(下限)是设定应用程序的标识符的数据项。在目标纵向ID(下限)中，设定了输出通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)的应用的标识符。
目标加速度(下限)是指定应用程序的请求加速度(下限)的数据项。在目标加速度(下限)中，设定了通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)。
加速器超驰禁止标志是指定是否使驾驶员的加速器踏板操作无效数据项。在加速器超驰禁止标志中，设定了包括在请求信息的数据集中的加速器超驰禁止标志以及通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)。在来自应用程序的请求具有高于驾驶员的加速器踏板操作的优先级的情况下，为了拒绝基于动力传动系控制器10中的加速器踏板操作的驾驶员请求加速度，使用加速器超驰禁止标志。
换档优先标志(上限)是指定应当如何执行换档控制(档位改变)以实现目标驱动动力(上限)的数据项。在换档优先标志(上限)中，设定了包括在请求信息的数据集中的换档优先请求(上限)以及通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(上限)。相应地，在换档优先标志(上限)中，与换档优先请求(上限)类似，设定了表示“被动”的值、表示“允许”的值、表示“不允许”的值中的任何一个值。“被动”的换挡控制是指为实现目标驱动动力(上限)而按照预先准备的驱动动力换挡线进行的换挡的控制。“允许”的换挡控制是指为实现目标驱动动力(上限)而主动地进行换挡(降档)的控制。“不允许”的换挡控制是指为实现目标驱动动力(上限)而禁止换挡(降档)和将档位固定到特定档位的控制。
换档优先标志(下限)是指定应当如何执行换档控制(档位改变)以实现目标驱动动力(下限)的数据项。在换档优先标志(下限)中，设定了包括在请求信息的数据集中的换档优先请求(下限)以及通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)。相应地，在换档优先标志(下限)中，与换档优先请求(下限)类似，设定了表示“被动”的值、表示“允许”的值、表示“不允许”的值中的任何一个值。“被动”的换挡控制是指为实现目标驱动动力(下限)而按照预先准备的驱动动力换挡线进行的换挡的控制。“允许”的换挡控制是指为实现目标驱动动力(下限)而主动地进行换挡(降档)的控制。“不允许”的换挡控制是指为实现目标驱动动力(下限)而禁止换挡(降档)和将档位固定到特定档位的控制。
还可以提供将与通信的可靠性相关的信息通知到动力总成控制器10的数据项。
指令信息的数据集(用于转向器控制器)
图6是从请求生成单元8输出到转向器控制器12的指令信息的数据集的格式。下面，将一同参照图1和图6，描述用于转向器控制器的指令信息的数据集的细节。
图6中所示的格式表示从信息处理装置20的请求生成单元8输出到转向器控制器12的指令信息的数据集。通过请求生成单元8生成用于转向器控制器的数据集，并通过车载网络(例如CAN)并发送至转向器控制器12。在下文中，将描述每个数据项。
目标横向ID是设定应用程序的标识符的数据项。在目标横向ID中，设定了输出通过请求仲裁单元5的仲裁选择的横向控制量的应用程序的标识符。
目标转向角/横摆率/旋转半径是指定用于实现要从应用程序请求的横向控制量的目标值的数据项。在目标转向角/横摆率/旋转半径中，设定了目标转向角、目标横摆率和目标旋转半径中的任何一者。在目标转向角/横摆率/旋转半径中，设定了包括在通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求信息的数据集中的请求的转向角/横摆率/旋转半径的值。
转向角/横摆率/旋转半径切换标志是指定在上述目标转向角/横摆率/旋转半径的数据项中设定的信息类型的数据项。在转向角/横摆率/旋转半径切换标志中，设定了由请求仲裁单元5接收的请求信息的数据集中包括的转向角/横摆率/旋转半径切换标志的值。
驾驶员转向标志是指定驾驶员是否正在转向的数据项。在驾驶员转向标志中，设定了包括在请求信息的数据集中的驾驶员转向标志以及通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求的转向角/横摆率/旋转半径。
响应性请求是指定用于实现上述目标转向角/横摆率/旋转半径的反馈控制的强度(响应性)的数据项。在响应性请求中，设定了包括在请求信息的数据集中的响应性请求以及通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求的转向角/横摆率/旋转半径的值。
指令信息的数据集(用于制动器控制器)
图7是展示从请求生成单元7向制动器控制器11输出的指令信息的数据集的格式的图。以下，将一同参照图1和图7，描述用于制动器控制器的指令信息的数据集的详细情况。
图7中所示的格式表示从信息处理装置20的请求生成单元7输出至制动器控制器11的指令信息的数据集。图7中所示的数据集由请求生成单元7生成。在信息处理装置20设置在与制动器控制器11不同的ECU中的情况下，图7中所示的数据集由请求生成单元7通过车载网络(例如CAN)被发送至制动器控制器11。在信息处理装置20和制动器控制器11设置在同一ECU中的情况下，图7所示的数据集不在车载网络中流动，并且通过ECU中的信号线从请求生成单元7输出至制动器控制器11。
要由制动器设备生成的制动力与要由动力总成以不同方向生成的驱动动力是相同的物理量。因此，从请求生成单元8输出至制动器控制器11的数据集基本上是其中用从请求生成单元6输出至动力总成控制器10的数据集中的制动力代替驱动动力的数据集。在下文中，将描述每个数据项。
目标制动力(上限)是指定实现所要求的应用程序的加速度(上限)所需的目标制动力的数据项。在目标制动力(上限)中，设定了将通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(上限)转换为制动力而获得的值。
目标纵向ID(上限)是设定应用程序的标识符的数据项。在目标纵向ID(上限)中，设定了输出通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(上限)的应用程序的标识符。
目标加速度(上限)是指定应用程序的请求加速度(上限)的数据项。在目标加速度(上限)中，设定了通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(上限)。
目标制动力(下限)是指定实现应用程序的请求加速度(下限)所需的目标制动力的数据项。在目标制动力(下限)中，设定了将通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)转换为制动力而获得的值。
目标纵向ID(下限)是设定应用程序的标识符的数据项。在目标纵向ID(下限)中，设定了输出通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)的应用程序的标识符。
目标加速度(下限)是指定请求的应用的加速度(下限)的数据项。在目标加速度(下限)中，设定了通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)。
换档优先标志(上限)是指定应当如何执行换档控制(档位改变)以实现目标制动力(上限)的数据项。在换档优先标志(上限)中，设定了包括在请求信息的数据集中的换档优先请求(上限)以及通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(上限)。相应地，在换档优先标志(上限)中，与换档优先请求(上限)类似，设定了表示“被动”的值、表示“允许”的值、表示“不允许”的值中的任何一个值。“被动”的换挡控制是指为实现目标制动力(上限)而按照预先准备的制动力换挡线进行的换挡的控制。“允许”的换挡控制是指为实现目标制动力(上限)而主动地进行换挡(降档)的控制。“不允许”的换挡控制是指为实现目标制动力(上限)而禁止换挡(降档)和将档位固定到特定档位的控制。
换档优先标志(下限)是指定应当如何执行换档控制(档位改变)以实现目标制动力(下限)的数据项。在换档优先标志(下限)中，设定了包括在请求信息的数据集中的换档优先请求(下限)以及通过请求仲裁单元5的仲裁选择的请求加速度(下限)。相应地，在换档优先标志(下限)中，与换档优先请求(下限)类似，设定了表示“被动”的值、表示“允许”的值、表示“不允许”的值中的任何一个值。“被动”的换挡控制是指为实现目标制动力(下限)而按照预先准备的制动力换挡线进行的换挡的控制。“允许”的换挡控制是指为实现目标制动力(下限)而主动地进行换挡(降档)的控制。“不允许”的换挡控制是指为实现目标制动力(下限)而禁止换挡(降档)和将档位固定到特定档位的控制。
还可以提供将与通信的可靠性相关的信息通知给制动器控制器11的数据项。
在车辆控制系统中的控制处理
图8展示根据实施例的车辆控制系统中的控制处理的序列图。在图8的描述中，加速器、制动器和转向器统称为“操作单元”，动力总成控制器、制动器控制器和转向器控制器统称为“控制器”。以下，将一同参照图1、2和8，描述在车辆控制系统中进行的控制。
步骤1-1：当操作单元2至4由驾驶员操作时，操作单元2至4根据操作量将驾驶员请求加速度和驾驶员请求横向控制量输出至请求生成单元6至8。
步骤1-2：当操作单元2-4由驾驶员操作时，操作单元2-4还将在步骤1-1中输出的驾驶员请求加速度和驾驶员请求横向控制量输出至请求仲裁单元5。
步骤2-1：在执行单元1a至1c中执行的应用程序生成用于向致动器请求执行驱动辅助功能所需的控制的请求信息，并通过车载网络向请求仲裁单元5发送所生成的请求信息。更详细地，应用程序生成其中请求的值被设定在图3所示的格式的所需的数据项中的数据集，并将生成的数据集以被存储在用于通信的数据帧中的状态发送至车载网络。其中应用程序应当设定请求的值的数据项根据要由应用程序提供的驾驶辅助功能而不同。例如，在提供有自适应巡航控制的应用程序的情况下，在图3中所示的纵向IF包(下限侧)和纵向IF包(上限侧)中都设定请求的值，由此能够规定车辆的加速度(车辆速度)的范围。在提供有车道保持辅助的应用程序的情况下，可以至少在图3中所示的横向IF包中设定请求的值。与自动驾驶或自动停车类似，在提供有控制车辆在纵向方向上的运动和车辆在横向方向上的运动的功能的应用程序的情况下，在图3所示的纵向IF包(下限侧)、纵向IF包(上限侧)和横向IF包中设定请求的值。根据由应用程序提供的功能或控制适当地设定图3中所示的其它类型的信息。因为在请求仲裁单元5中用于仲裁的数据项是请求加速度(下限)、请求加速度(上限)和请求横向控制量(请求的转向角/横摆率/旋转半径)，当这些数据项中的至少一个数据项被设定时，可以执行仲裁处理。
步骤2-2：请求仲裁单元5对从应用程序中接收到的请求进行仲裁。在请求仲裁单元5中，首先，接收器21接收从执行单元1a至1c发送的请求信息的数据集。接着，仲裁单元22基于请求加速度和包括在所接收的数据集中的横向控制量来执行仲裁处理。仲裁单元22根据图3中所示的纵向IF包(下限侧)、纵向IF包(上限侧)和横向IF包进行仲裁。以下，将描述仲裁方法的示例。
基于包括在多个接收的数据集中的请求加速度(下限)的比较来进行纵向IF包(下限侧)的仲裁。例如，仲裁单元22可以选择多个请求加速度(下限)的值的最小值作为仲裁后的请求的加速度(下限)。仲裁单元22将包括在与所选择的请求加速度(下限)相同的请求信息的数据集中的纵向IF包(下限侧)，选择作为在纵向方向上的运动的下限侧的仲裁结果。
还基于包括在多个接收的数据集中的请求加速度(上限)的比较来进行纵向IF包(上限侧)的仲裁。例如，仲裁单元22可以选择多个请求加速度(上限)的值的最小值作为仲裁后的请求的加速度(上限)。仲裁单元22将包括在与所选择的请求加速度(下限)相同的请求信息的数据集中的纵向IF包(上限侧)，选择为在纵向方向上的运动的上限侧的仲裁结果。
基于包括在所接收的数据集中的请求的转向角/横摆率/旋转半径(横向控制量)的比较来进行横向IF包的仲裁。在没有与要仲裁的横向控制量不同的请求的情况下，例如，仲裁单元22可以将请求的横向控制量的最大横向控制量选择为仲裁后的横向控制量。在有与要仲裁的横向控制量不同的请求的情况下，可以根据预先确定的规则优先选择满足特定条件的请求。
步骤2-3：请求仲裁单元5的仲裁单元22将选择为仲裁结果的纵向IF包(下限侧)和(上限侧)输出至请求生成单元6、7，将选择为仲裁结果的横向IF包输出至请求生成单元8。
步骤2-4：请求生成单元6至8基于仲裁单元22的仲裁结果生成包括用于驱动致动器13a至13d的目标控制值的指令信息的数据集。
请求生成单元6使用由仲裁单元22选择的纵向IF包(下限侧)和(上限侧)(以下统称为“所选择的纵向IF包”)生成用于动力总成控制器的指令信息的数据集(图5)。具体地，请求生成单元6将包括在所选择的纵向IF包中的请求加速度(上限)和(下限)转换为动力，并将转换后的值设定在图5中所示的数据集的目标驱动动力(上限)和(下限)中。请求生成单元6分别将包括在所选择的纵向IF包中的请求纵向ID(上限)和(下限)、请求加速度(上限)和(下限)、加速器超驰禁止标志、换挡优先请求(上限)和(下限)，设定到图5中所示的数据集中的目标纵向ID(上限)和(下限)、目标加速度(上限)和(下限)、加速器超驰禁止标志、以及换档优先请求(上限)和(下限)中。请求生成单元6根据需要在通信无效标志中设定值。在仲裁单元22未选择纵向IF包(下限侧)和纵向IF包(上限侧)中的任何一者的情况下，请求生成单元6生成仅包括与所选择的信息相对应的指令值的数据集。
请求生成单元7使用由仲裁单元22选择的纵向IF包生成用于制动器控制器11的指令信息的数据集(图7)。具体地，请求生成单元7将包括在所选择的纵向IF包中的请求加速度(上限)和(下限)转换为动力，并将转换后的值设定在图5中所示的数据集的目标制动力(上限)和(下限)中。请求生成单元7分别将包括在所选择的纵向IF包中的请求纵向ID(上限)和(下限)、请求加速度(上限)和(下限)、加速器超驰禁止标志、换挡优先请求(上限)和(下限)，设定到图7中所示的数据集中的目标纵向ID(上限)和(下限)、目标加速度(上限)和(下限)、加速器超驰禁止标志、以及换档优先请求(上限)和(下限)中。请求生成单元6根据需要在通信无效标志中设定值。
请求生成单元8使用由仲裁单元22选择的纵向IF包生成用于转向器控制器12的指令信息的数据集(图6)。具体地，请求生成单元8分别将包括在所选择的纵向IF包中的请求横向ID、请求的转向角/横摆率/旋转半径、转向角/横摆率/旋转半径切换标志、驾驶员转向标志和响应性请求，设定到图6中所示的数据集中的目标横向ID、目标转向角/横摆率/旋转半径、转向角/横摆率/旋转半径切换标志、驾驶员转向标志、以及响应性请求中。
步骤2-5：请求生成单元6至8分别将生成的指令信息的数据集输出至控制器10至12。在有来自操作单元2至4的输入的情况下，请求生成单元6至8将从操作单元2至4输入的驱动请求连同指令信息一起输出至控制器10至12。
步骤2-6：控制器10至12基于包括在指令信息中的目标值和从请求生成单元6至8接收的驾驶员请求来控制致动器13a至13d。动力总成控制器10可以基于包括在指令信息和驾驶员请求中的每个数据项的上限值和下限值的大小以及加速器超驰禁止标志，确定在动力总成控制器10中采用包括在指令信息中的哪一个驾驶员请求的目标值。下面将描述动力总成控制器10中的驱动动力(加速度)的控制处理的示例。
步骤2-7：控制器10至12将与执行器13a至13d的操作状态或所采用的控制量相关的信息输出至请求仲裁单元5。
步骤2-8：请求仲裁单元5生成结果信息的数据集(图4)。在请求仲裁单元5中，仲裁结果输出单元24分别将包括在由仲裁单元22选择的横向IF包中的请求横向ID、请求的转向角/横摆率/旋转半径、转向角/横摆率/旋转半径切换标志，设定至图4所示的数据集中的仲裁结果横向ID、所选择的转向角/横摆率/旋转半径、以及转向角/横摆率/旋转半径切换标志中。仲裁结果输出单元24基于与由信息获取单元23从动力总成控制器10获取的动力总成控制器10中所采用的加速度相关的信息，来设定图4中展示的数据集的仲裁结果_纵向ID和所选择的加速度。仲裁结果输出单元24基于由信息获取单元23获取的各种信息，来设定图4中所示的数据集的“表示车辆当前运动控制状态的信息”、“表示车辆当前可实现的运动控制的信息”和“表示驾驶员的加速器踏板和制动器踏板的操作状态的信息”。
步骤2-9：仲裁结果输出单元24将生成的结果信息输出至执行单元1a至1c。
上述步骤1-1和1-2以及步骤2-1至2-9是并行执行的处理。上述步骤2-1至2-9是以给定时间间隔重复执行的处理。
下面，将参照图9描述基于由请求生成单元6生成的指令信息和驾驶员请求加速度而由动力总成控制器10执行的车辆的驱动动力控制的示例。图9中所示的车辆的驱动动力控制对应于在图8的步骤2-6中由动力总成控制器10执行的控制。
图9是说明车辆在纵向方向上的运动控制的示例的曲线图。在图9中，横轴表示时间，纵轴表示驱动动力。图9中所示的粗实线表示要从动力总成输出的实现驱动动力，并且表示车辆的运动方向上的驱动动力和与运动方向相反的方向上的制动力的总和。
在图9中，与水平轴线平行的长虚线表示基于来自自动驾驶、巡航控制等的驱动辅助应用程序的请求加速度而设定的目标驱动动力的上限和下限。向动力总成控制器10同时输入由请求生成单元6基于请求仲裁单元5的仲裁结果而生成的指令信息和根据加速器踏板操作而请求的驾驶员加速度。在以下描述中，假设在由请求生成单元6生成的指令信息中，目标值被设定在目标驱动动力(上限)和(下限)的两个数据项中。作为第一阶段，动力总成控制器10将驾驶员请求的驱动动力与目标驱动动力(下限)相比较，并选择较大的驱动动力。作为第二阶段，动力总成控制器10将在第一阶段中所选择的驱动动力与目标驱动动力(上限)相比较，并选择较小的驱动动力。在第二阶段中，在第一阶段中所选择的驱动动力和目标驱动动力(上限)之间选择较小的驱动动力是为了更安全地控制车辆。动力总成控制器10将表示所采用的驱动动力的请求源的信息通知给请求仲裁单元5的信息获取单元23。
具体地，在图9中所示的时刻t0，由短虚线表示的驾驶员请求驱动动力小于基于来自应用程序的请求信息设定的目标驱动动力的下限。在这种情况下，动力总成控制器10拒绝小于应用程序的目标驱动动力的下限的驾驶员请求驱动动力，并且使致动器13a、13b输出与应用的目标驱动动力的下限值相对应的驱动动力。
在9图中所示的时刻t1至t2处，由于驾驶员请求的驱动动力等于或大于目标驱动动力(下限)并且等于或小于基于来自应用程序的请求信息设定的目标驱动动力(上限)，动力总成控制器10使致动器13a、13b输出与驾驶员请求的驱动动力相对应的驱动动力。
在图9所示的时刻t3处，由短虚线指示的驾驶员请求的驱动动力超过基于来自应用程序的请求信息设定的目标驱动动力(上限)。在这种情况下，动力总成控制器10和/或制动器控制器11控制致动器13a至13c的一部分或全部致动器，以生成与超过目标驱动动力(上限)的过剩的驱动动力具有相同大小的制动力，由此，取消过剩的驱动动力，并将所实现的驱动动力抑制到目标驱动动力的设定上限。
这样，在动力总成控制器10和制动器控制器11中，能够基于应用程序请求和由请求仲裁单元5仲裁的驾驶员请求来控制车辆在纵向方向上的运动。
效果等
如上所述，根据实施例的信息处理装置20接收请求信息的数据集，该请求信息的数据集包括作为表示车辆在前后方向上的运动的信息的请求加速度，并且包括作为表示车辆在横向方向上的运动的信息的转向角、横摆率和旋转半径中的任何一者，该信息处理装置基于接收到的请求信息来仲裁多个应用程序的多个请求，并基于仲裁结果执行致动器的驱动指令。信息处理装置20基于预先确定的信息(请求加速度和/或横向控制量)来进行仲裁，由此即使在实现驾驶辅助功能的应用程序的类型增加的情况下，也可以容易地执行仲裁处理而无需请求的值的转换等。由信息处理装置20接收的信息是预先确定的，由此，即使在实现驾驶辅助功能的应用程序的类型增加的情况下，也不需要改变信息处理装置20中的仲裁处理，或动力总成控制器10、制动器控制器11、以及转向器控制器12中的控制处理。在请求加速度被用作要由请求仲裁单元5中的仲裁所使用的数据项的情况下，在驾驶辅助应用程序中，不需要考虑每种类型的车辆的特殊信息，例如，车辆的重量或空气阻力，以及仅仅需要考虑车辆所要请求的运动。在以加速度指示应用程序的请求的情况下，可以相对容易地进行从物理量到动力的转换。因此，请求加速度被采用为表示车辆在前后方向上的运动的信息，具有容易地进行驾驶辅助应用程序的开发的优点。被用作表示车辆在横向方向上的运动的信息的转向角/横摆率/旋转半径可以在应用程序、信息处理装置20、动力总成控制器10、制动器控制器11和转向器控制器12中共同使用，而不需要转换为另一控制量。因此，转向角/横摆率/旋转半径被采用为表示车辆在横向方向上的运动的信息，从而能够容易地执行仲裁处理。
在由根据实施例的信息处理装置20接收的请求信息的数据集中，提供了指定表示车辆在横向方向上的运动的信息是否为转向角、横摆率或旋转半径的数据项(转向角/横摆率/旋转半径切换标志)。对于数据项的用户，可以切换并使用一个数据项来表示多个信息分类中的任何一个信息分类。与将数据项被分配给多个信息分类中的每个信息分类的情况相比，可以减少数据量。
根据本实施例的信息处理装置20接收的请求信息的数据集包括作为请求加速度的请求加速度的上限和请求加速度的下限作为请求加速度。在以这种方式构成请求信息的数据集的情况下，可以将要从应用程序请求的加速度规定在一范围内。
根据实施例的信息处理装置20包括仲裁结果输出单元24，该仲裁结果输出单元将包括仲裁结果的结果信息输出至作为请求源的应用程序。仲裁结果被反馈至应用程序，由此可以适当地校正用于在应用程序中实现驾驶辅助功能的控制处理。在这种情况下，希望仲裁结果输出单元24将包括除了仲裁结果之外、还包括表示当前车辆的运动控制的状态的信息和表示车辆当前可实现的运动控制的信息中的至少一个信息的结果信息，反馈至应用程序。在表示当前车辆的运动控制状态的信息和表示车辆当前可实现的运动控制的信息中的至少一个信息包括在结果信息中的情况下，可以基于当前车辆的状态校正用于实现驾驶辅助功能的控制处理。
根据本实施例的信息处理装置20包括请求生成单元6、7，该请求生成单元6、7将由请求仲裁单元5的仲裁单元22所仲裁的请求加速度转换为作为动力总成的输出的单元的动力，并利用包括转换后的动力的指令信息进行向致动器13a至13c的驱动请求。所需的转换处理由请求生成单元6、7执行，由此不需要改变由请求仲裁单元5的接收器21所接收的请求信息的格式，或在仲裁单元22中进行物理量的转换处理。
如上所述，本实施例已被描述为本公开中的说明性示例。为此，提供了附图和详细描述。因此，附图中说明的和详细描述中所描述的部件不仅可以包括用于对问题的解决所必需的部件，还可以包括对于上述技术的说明来说，对于问题的解决所不必需的部件。因此，仅仅基于在附图说明的和在详细描述中所描述的不是必需的部件的事实，不是必需的部件不应立即确定为必需的部件。此外，由于上述实施例说明了本公开中的技术，因此可以在权利要求或其等同物的范围内进行各种改变、替换、添加、省略等。
本发明可用于能够基于多个驾驶辅助应用程序的请求来控制车辆的运动的车辆控制设备。

Claims (5)

1.信息处理装置，其仲裁从实现驾驶辅助功能的多个驾驶辅助应用程序至致动器的请求，其特征在于，所述信息处理装置包括：
接收器，其配置为从所述多个驾驶辅助应用程序中的每个驾驶辅助应用程序接收具有多个数据项的相同格式的数据集，该数据集包括作为表示车辆在前后方向上的运动的信息的请求加速度的数据项，以及以下作为表示所述车辆在横向方向上的运动的信息的任何一者的数据项：转向角、横摆率和旋转半径；
仲裁单元，其配置为基于由所述接收器接收到的多个所述数据集，执行表示所述车辆在所述前后方向上的运动的信息的仲裁以及表示所述车辆在所述横向方向上的运动的信息的仲裁；
第一输出单元，其配置为基于所述仲裁单元的仲裁结果，生成用于驱动所述致动器的指令信息，并且输出所述指令信息；以及
第二输出单元，所述第二输出单元配置为将包括所述仲裁单元的所述仲裁结果和代表所述车辆的驾驶员的操作的信息的结果信息输出至所述多个驾驶辅助应用程序。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，由所述接收器接收到的所述数据集包括：指定表示所述车辆在所述横向方向上的运动的信息是所述转向角、所述横摆率或所述旋转半径中的哪一个的信息。
3.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于：
所述请求加速度包括上限请求加速度和下限请求加速度；并且
所述仲裁单元配置为：在表示所述车辆在所述前后方向上的运动的信息的仲裁中，执行所述上限请求加速度的仲裁和所述下限请求加速度的仲裁。
4.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，所述第二输出单元配置为将所述结果信息输出至所述多个驾驶辅助应用程序，所述结果信息进一步包括表示当前的所述车辆的运动控制的状态的信息和表示当前由所述车辆能够实现的运动控制的范围的信息中的至少一个信息。
5.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，所述第一输出单元配置为：将由所述仲裁单元选择的所述请求加速度转换为动力，并将包括转换的所述动力的所述指令信息输出至所述致动器的控制器。
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