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Die
vorliegende Anmeldung basiert auf der JP-Patentanmeldung Nr. 2004-003104
(A), die am 08.01.2004 beim Japanischen Patentamt hinterlegt wurde,
und auf die hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern einer Mehrzahl
von in einem Fahrzeug eingebauten Betätigungselementen, und insbesondere
ein System, das auf integrierte Weise eine Mehrzahl von Betätigungs
elementen mit der Möglichkeit
einer gegenseitigen Beeinflussung steuert/regelt.
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Beschreibung
des einschlägigen
Standes der Technik
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In
den vergangenen Jahren gab es eine zunehmende Tendenz zur Aufnahme
vieler Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen in ein gleiches Fahrzeug
zum Steuern der Bewegung des Fahrzeugs. Die von den verschiedenen
Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen jeweils hervorgerufenen
Effekte treten nicht notwendigerweise immer auf voneinander unabhängige Weise
an dem Fahrzeug auf. Es besteht die Möglichkeit einer gegenseitigen Beeinflussung.
Daher ist es wichtig, bei der Entwicklung eines Fahrzeugs, das mehrere
Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen beinhaltet, die Wechselwirkung
und Koordination zwischen jeweiligen Bewegungssteuerungsvorrichtungen
ausreichend zu organisieren.
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Wenn
beispielsweise im Entwicklungsstadium eines Fahrzeugs mehrere Arten
von Bewegungssteuerungsvorrichtungen in dem Fahrzeug eingerichtet
werden sollen, ist es möglich,
jeweilige Bewegungssteuerungsvorrichtungen unabhängig voneinander zu entwickeln,
und dann die Wechselwirkung und Koordination zwischen jeweiligen
Bewegungssteuerungsvorrichtungen auf ergänzende oder zusätzliche
Weise zu implementieren.
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Falls
eine Mehrzahl von Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen auf
die genannte Weise entwickelt wird, erfordert die Organisation der Wechselwirkung
und die Koordination zwischen den jeweiligen Bewegungssteuerungsvorrichtungen
eine Menge Zeit und Aufwand.
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Hinsichtlich
des Konzeptes für
die Eingliederung mehrerer Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen
in ein Fahrzeug ist das Konzept bekannt, bei dem ein gleiches Betätigungselement
von den Bewegungssteuerungsvorrichtungen gemeinsam angewendet wird.
Dieses Konzept beinhaltet das Problem, wie die Konkurrenz zwischen
der Mehrzahl von Bewegungssteuerungsvorrichtungen zu lösen sei,
wenn es erforderlich ist, das gleiche Betätigungselement zu einem gleichen
Zeitpunkt zu betätigen.
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In
dem oben beschriebenen Fall, in dem die Wechselwirkung und Koordination
zwischen einer Mehrzahl von Bewegungssteuerungsvorrichtungen auf
ergänzende
oder zusätzliche
Weise organisiert werden sollen, nachdem die Bewegungssteuerungsvorrichtungen
unabhängig
voneinander entwickelt wurden, ist es schwierig, das dargestellte
Problem erfolgreich zu lösen.
In der Praxis kann das Problem nur dadurch bewältigt werden, daß aus der
Mehr zahl von Bewegungssteuerungsvorrichtungen eine geeignete ausgewählt wird,
die Vorrang über
die anderen besitzt, und das Betätigungselement
ausschließlich dieser
ausgewählten
Bewegungssteuerungsvorrichtung zugeordnet wird.
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Ein
Lösungsansatz
für das
oben dargestellte Problem in einem Fahrzeug, das eine Mehrzahl von Betätigungselementen
beinhaltet, zum Betreiben eines Fahrzeugs mit dem angestrebten Verhalten
ist in den nachfolgend genannten Veröffentlichungen beschrieben.
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Die
JP-Patentveröffentlichungsschrift
Nr. 5-85228 (Dokument 1) beschreibt ein elektronisches Steuerungssystem
für ein
Fahrzeug, das in der Lage ist, die für die Entwicklung erforderliche
Zeit zu verkürzen,
und in der Lage ist, die Zuverlässigkeit,
Nutzbarkeit und Wartungseignung des Fahrzeugs zu verbessern. Dieses
elektronische Steuerungssystem für ein
Fahrzeug umfaßt
Elemente, die bei der Durchführung
von Steueraufgaben im Hinblick auf Brennkraftmaschinenleistung,
Antriebsleistung und Bremsbetätigung
gemeinsam wirken, sowie Elemente zum Koordinieren des gemeinsamen
Wirkens der Elemente, um eine Steuerung des Betriebsverhaltens des
Kraftfahrzeugs entsprechend einer Anforderung durch den Fahrer zu
bewirken. Jeweilige Elemente sind in Form einer Mehrzahl von Hierarchieebenen
angeordnet. Wenigstens eines der koordinierenden Elemente der Hierarchieebene
ist dazu angepaßt,
beim Umsetzen der Anforderung durch den Fahrer in ein entsprechendes
Betriebsverhalten des Kraftfahrzeugs auf das Element der nächsten Hierarchieebene
einzuwirken, und somit auf ein vorgegebenes untergeordnetes System
des Fahrer-Fahrzeug-Systems einzuwirken, während es das von der Hierarchieebene
geforderte Verhalten für
dieses untergeordnete System zur Verfügung stellt.
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Indem
das gesamte System in einer hierarchischen Konfiguration entsprechend
diesem elektronischen Steuerungssystem für ein Fahrzeug organisiert
wird, kann eine Anweisung nur in Richtung von einer oberen Ebene
zu einer unteren Ebene weitergegeben werden. Die Anweisung, die
Anforderung durch den Fahrer auszuführen, wird in dieser Richtung übertragen.
Infolgedessen wird eine überschaubare
Struktur von voneinander unabhängigen
Elementen erzielt. Die Verknüpfung
von Einzelsystemen kann in beträchtlichem
Maße verringert
werden. Die Unabhängigkeit
jeweiliger Elemente ermöglicht
nebeneinander eine gleichzeitige Entwicklung der einzelnen Elemente.
Somit kann jedes Element entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe
entwickelt werden. Nur einige wenige Schnittstellen im Hinblick
auf die höhere
Hierarchieebene und eine geringe Anzahl von Schnittstellen für die niedrigere
Hierarchieebene müssen
in Betracht gezogen werden. Demzufolge kann eine Optimierung der
Gesamtheit von Fahrer und elektronischem Steuerungssystem des Fahrzeugs
in Bezug auf Energieverbrauch, Umweltfreundlichkeit, Sicherheit
und Komfort erzielt werden. Im Ergebnis kann ein elektronisches
Steuerungssystem für
ein Fahrzeug zur Verfügung
gestellt werden, das eine Verkürzung
der Entwicklungszeit und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit,
Nutzbarkeit und Wartungseignung eines Fahrzeugs ermöglicht.
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Die
JP-Patentveröffentlichungsschrift
Nr. 2003-191774 (Dokument 2) beschreibt eine Fahrzeugbewegungs-Steuervorrichtung
eines integrierten Typs, die eine Software-Konfiguration für eine Vorrichtung, die eine
Mehrzahl von Betätigungselementen
auf integrierte Weise steuert, auf hierarchische Weise anpaßt, um eine
Bewegungssteuerung einer Mehrzahl von verschiedenen Arten in einem Fahrzeug
durchzuführen,
wodurch die hierarchische Struktur unter dem Gesichtspunkt der praktischen Verwendung
optimiert wird.
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Gemäß dieser
Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung von einem integrierten Typ
ist zumindest die Software-Konfiguration
in Hierarchieebenen organisiert, so daß die Steuereinheit und die Ausführungseinheit
voneinander getrennt sind. Da die Steuereinheit und die Ausführungseinheit
unter dem Gesichtspunkt der Software-Konfiguration voneinander unabhängig sind,
können
jeweilige Stadien der Entwicklung, des Entwurfs, der Entwurfsänderung,
des Debugging und dergleichen problemlos verkürzt werden.
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Die
in Dokument 1 und Dokument 2 beschriebenen Steuervorrichtungen beschreiben
nicht spezifisch die Koordinationssteuerung von Antrieb und Bremsen
bei der Fahrzeugbewegungssteuerung.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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In
Anbetracht des oben Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein integriertes Fahrzeugsteuerungssystem zur Verfügung zu
stellen, das eine Anforderung, die einer manuellen Betätigung durch
den Fahrer entspricht, auch dann ordnungsgemäß reflektieren kann, wenn in
einem solchen integrierten Fahrzeugsteuerungssystem eine automatische
Geschwindigkeitsregelung ("automatic cruising") durchgeführt wird.
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Ein
integriertes Steuerungssystem für
ein Fahrzeug gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Mehrzahl von autonom
arbeitenden Steuereinheiten zum Steuern/Regeln des Fahrzustandes
eines Fahrzeugs auf der Grundlage einer Betätigungsanforderung auf. Jede
Steuereinheit umfaßt
eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer Anforderung durch den
Fahrer und einen Controller zum Steuern des Fahrzeugs durch Erzeugen
einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage einer Anforderung und
Betätigen
eines gemäß jeder
Einheit eingestellten Betätigungselementes.
Das System weist ferner eine Verarbeitungseinheit auf, welche Informationen erzeugt,
die dazu verwendet werden, eine direkte Anforderung an das Betätigungselement
durch den Fahrer einzubeziehen, und an jede der Steuereinheiten
liefert. Diese Informationen sind Prioritätsinformationen, die mit Priorität über eine
am Controller erzeugte Steuerungsvorgabe verwendet werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt die
Mehrzahl von Steuereinheiten z.B. eine von einer Antriebssystem-Steuereinheit, einer
Bremssystem-Steuereinheit, und einer Lenksystem-Steuereinheit. Die
Antriebssystem-Steuereinheit
erfaßt
durch die Erfassungseinheit eine Betätigung des Gaspedals, bei der
es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, um eine Steuerungsvorgabe
des Antriebssystems entsprechend der Gaspedalbetätigung unter Verwendung eines
Antriebsgrundlagen-Fahrermodells zu erzeugen, wodurch ein Antriebsstrang, bei
dem es sich um ein Betätigungselement
handelt, durch einen Controller gesteuert wird. Die Bremssystem-Steuereinheit
erfaßt
durch die Erfassungseinheit eine Bremspedalbetätigung, bei der es sich um
eine Anforderung durch den Fahrer handelt, um eine Steuerungsvorgabe
des Bremssystems entsprechend der Bremspedalbetätigung unter Verwendung eines
Bremsgrundlagen-Fahrermodells zu erzeugen, wodurch eine Bremsvorrichtung,
bei der es sich um ein Betätigungselement
handelt, durch den Controller gesteuert wird. Die Lenksystem-Steuereinheit
erfaßt
durch die Erfassungseinheit eine Lenkbetätigung, bei der es sich um
eine Anforderung durch den Fahrer handelt, um eine Steuerungsvorgabe
des Lenksystems entsprechend der Lenkbetätigung unter Verwendung eines
Lenkgrundlagen-Fahrermodells
zu erzeugen, wodurch eine Lenkvorrichtung, bei der es sich um ein
Betätigungselement
handelt, durch den Controller gesteuert wird. Das integrierte Steuerungssystem
für ein
Fahrzeug weist eine Verarbeitungseinheit auf, die parallel zu der
Antriebssystem-Steuereinheit,
der Bremssystem-Steuereinheit und der Lenksystem-Steuereinheit arbeitet,
welche autonom arbeiten. Die Verarbeitungseinheit erzeugt Informationen,
die dazu verwendet werden, eine direkte Anforderung an ein Betätigungselement
durch den Fahrer einzubeziehen. Diese Informationen werden mit Priorität über die
am Controller erzeugte Steuerungsvorgabe verwendet. Somit kann in
der Antriebssystem-Steuereinheit, die einem "Fahr"-Betrieb,
d.h. dem grundlegenden Betrieb des Fahrzeugs entspricht, der Bremssystem-Steuereinheit, die
einem "Anhalte"-Betrieb entspricht,
und der Lenksystem-Steuereinheit,
die einem "Kurvenfahrt"-Betrieb entspricht,
in einem System, welches das Fahrzeug auf integrierte Weise steuert,
die Anforderung durch den Fahrer verwirklicht werden, der das Betätigungselement
direkt steuern möchte.
Das integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug kann durch die
Verarbeitungseinheit die eigene Einschätzung des Fahrers, das Betätigungselement
direkt zu steuern, mit einbeziehen.
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Bevorzugt
umfaßt
die Verarbeitungseinheit eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen von
Prioritätsinformationen
auf der Grundlage von Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs
und einer direkten Anforderung.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die direkte Anforderung durch den Fahrer korrigiert
werden, um Prioritätsinformationen
auf der Grundlage von Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs
wie etwa der Nei gung und/oder der Krümmung der Kurve der gegenwärtig befahrenen
Straße,
dem Reibungskoeffizienten der gegenwärtig befahrenen Straße, der
Relativgeschwindigkeit und/oder Abstandsänderung zwischen dem eigenen
Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug zu erzeugen. Demzufolge
kann eine hohe Fahrsteuerungsfähigkeit beibehalten
werden, während
der Anforderung durch den Fahrer Priorität eingeräumt wird.
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Weiterhin
bevorzugt umfassen die Umgebungsinformationen Informationen bezüglich der Straße, auf
der das Fahrzeug fährt.
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Wenn
beispielsweise eine extreme Beschleunigung oder ein abruptes Lenkmanöver angefordert
wird, während
die Neigung der Straße
ein Gefälle
ist, oder sich eine scharfe Kurve mit einer starken Kurvenkrümmung unmittelbar
voraus befindet, oder der Reibungskoeffizient der gegenwärtig befahrenen
Straße
gering ist, werden die Prioritätsinformationen
auf korrigierte Weise berechnet, um die Anforderung abzuschwächen.
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Weiterhin
bevorzugt umfassen die Umgebungsinformationen Informationen bezüglich eines weiteren,
in der Nähe
befindlichen Fahrzeugs.
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Falls
das Bremspedal stark niedergetreten wird oder in einem manuellen
Gangschalt-Steuermodus ein Herunterschalten gewählt wird, das eine starke Beschleunigung
hervorruft, obgleich sich der relative Abstand von dem vorausfahrenden
Fahrzeug verringert, werden die Prioritätsinformationen auf korrigierte
Weise berechnet, um die Anforderung abzuschwächen.
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Weiterhin
bevorzugt erzeugt jeder Controller auch dann eine Steuerungsvorgabe
auf der Grundlage einer Anforderung, wenn das Fahrzeug auf integrierte
Weise mit den in jeder Steuereinheit verwendeten Prioritätsinformationen
gesteuert wird.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
eine kontinuierliche Erzeugung einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage
der Anforderung, die an den jeweils autonom arbeitenden Steuereinheiten,
nämlich Antriebssystem-Steuereinheit,
Bremssystem-Steuereinheit und Lenksystemsteuereinheit erfaßt werden, auch
dann, wenn Prioritätsinformationen
in jeweiligen Steuereinheiten für
eine integrierte Fahrzeugsteuerung verwendet werden. Jede Steuereinheiten erfaßt die Anforderung
des Fahrers zum Erzeugen einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage
der Anforderung auch dann, wenn das Fahrzeug einer Steuerung gemäß Prioritätsinformationen
unterliegt. Dies ermöglicht
eine sofortige Rückkehr
zu der normalen integrierten Steuerung durch jeweilige Steuereinheiten,
wenn die Anforderung durch den Fahrer, ein Betätigungselement direkt zu steuern,
zurückgezogen wird.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm eines Fahrzeugs, in dem das integrierte Fahrzeugsteuerungssystem der
vorliegenden Ausführungsform
eingebaut ist.
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2 ein
Schemadiagramm einer Konfiguration des integrierten Fahrzeugsteuerungssystems gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
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3 ein
Schemadiagramm einer Konfiguration eines Hauptsteuersystems (1).
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4 ein
Diagramm, das die Ein- und Ausgabe von Signalen in einem Hauptsteuersystem
(1) darstellt.
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5 ein
Diagramm, das die Ein- und Ausgabe von Signalen in einem Hauptsteuersystem
(2) darstellt.
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6 ein
Diagramm, das die Ein- und Ausgabe von Signalen in einem Hauptsteuersystem
(3) darstellt.
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7 eine
Steuerungskonfiguration eines ersten konkreten Beispiels für ein Hauptsteuersystem
(1).
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8 ein
Ablaufdiagramm einer Steuerungskonfiguration des Hauptprogramms,
das von einer ECU ausgeführt
wird, welche ein zweites konkretes Beispiel für ein Hauptsteuersystem (1)
herstellt.
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9 bis 14 Ablaufdiagramme
einer Steuerungskonfiguration der Subroutineprogramme von 8.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
nachfolgenden wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Gleichen Bestandteilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet. Ihre
Bezeichnung und Funktion sind ebenfalls identisch. Eine eingehende
Beschreibung von diesen wird daher nicht wiederholt.
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Unter
Bezugnahme auf das Blockdiagramm von 1 weist
ein integriertes Steuerungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Brennkraftmaschine auf, die als
Antriebsleistungsquelle in ein Fahrzeug eingebaut ist. Die Antriebsleistungsquelle
ist nicht auf eine Brennkraftmaschine beschränkt und kann einfach ein Elektromotor
oder eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor sein.
Die Leistungsquelle des Elektromotors kann eine Sekundärbatterie
oder eine Zelle sein.
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Das
Fahrzeug weist auf jeweiligen Seiten vorne und hinten Räder 100 auf.
In 1 bezeichnet "FL" das linke Vorderrad, "FR" das rechte Vorderrad, "RL" das linke Hinterrad,
und "RR" das rechte Hinterrad.
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Das
Fahrzeug weist eine Brennkraftmaschine 140 als Bewegungsleistungsquelle
auf. Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 140 wird
in Abhängigkeit
von dem Betrag oder Niveau, um den das Gaspedal (bei dem es sich
um ein Beispiel für
ein durch den Fahrer zu bedienendes Element in Bezug auf den Fahrzeugantrieb
handelt) durch den Fahrer betätigt
wird, elektrisch gesteuert. Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 140 wird
unabhängig von
der Betätigung
des Gaspedals 200 durch den Fahrer automatisch nach Bedarf
gesteuert (im nachfolgenden als "Fahrbetrieb" oder "Beschleunigungsbetrieb" bezeichnet).
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Die
elektrische Steuerung der Brennkraftmaschine 140 kann beispielsweise
durch elektrisches Steuern eines Öffnungswinkels (d.h. eines
Drosselklappenöffnungsgrades)
einer Drosselklappe, die in einem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine 140 angeordnet
ist, oder durch elektrisches Steuern der Kraftstoffmenge, die in
den Brennraum der Brennkraftmaschine 140 eingespritzt wird,
implementiert werden.
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Das
Fahrzeug der vorliegenden Ausführungsform
ist ein hinterradgetriebenes Fahrzeug, bei dem das rechte und das
linke Vorderrad angetriebene Räder
sind, und das rechte und das linke Hinterrad Antriebsräder sind.
Der Brennkraftmaschine 140 ist mit jedem der Hinterräder über einen
Drehmomentwandler 220, ein Getriebe 240, eine
Gelenkwelle 260 und eine Differentialeinheit 280,
sowie eine Antriebswelle 300, die mit jedem Hinterrad dreht,
verbunden, wobei diese Bauteile in der genannten Reihenfolge angeordnet
sind. Der Drehmomentwandler 220, das Getriebe 240,
die Gelenkwelle 260 und das Differential 280 sind
leistungsübertragende
Elemente, die für
das rechte und linke Hinterrad gemeinsam vorgesehen sind.
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Das
Getriebe 240 weist ein nicht näher gezeigtes Automatikgetriebe
auf. Dieses Automatikgetriebe steuert elektrisch das Übersetzungsverhältnis, mit
dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine 140 auf die Drehgeschwindigkeit
einer Abtriebswelle des Getriebes 240 geändert wird.
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Das
Fahrzeug weist ferner ein Lenkrad 440 auf, das dazu vorgesehen
ist, durch den Fahrer gedreht zu werden. Eine Lenkgegenkraft-Aufbringvorrichtung 480 beaufschlagt
das Lenkrad 440 elektrisch mit einer Lenkgegenkraft, die
einer Drehbetätigung
durch den Fahrer (im nachfolgenden als "Lenken" bezeichnet) entspricht. Die Stärke der
Lenkgegenkraft ist elektrisch steuerbar.
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Die
Ausrichtung des rechten und des linken Vorderrades, d.h. der Vorderradlenkwinkel,
wird durch eine vordere Lenkvorrichtung 500 elektrisch geändert. Die
vordere Lenkvorrichtung 50 steuert den Vorderradlenkwinkel
basierend auf dem Winkel, oder Lenkradwinkel, um den das Lenkrad 440 durch den
Fahrer gedreht wird. Der Vorderradlenkwinkel wird automatisch, unabhängig von
der Drehbetätigung,
nach Bedarf gesteuert. Anders ausgedrückt, das Lenkrad 440 ist
mechanisch vom rechten und linken Vorderrad abgekoppelt.
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Die
Ausrichtung des linken und des rechten Hinterrades, d.h. der Hinterradlenkwinkel,
wird ebenso wie der Vorderradlenkwinkel elektrisch durch eine Lenkvorrichtung 520 geändert.
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Jedes
Rad 100 ist mit einer Bremse 560 versehen, die
betätigt
wird, um dessen Drehung einzuschränken. Jede Bremse 560 wird
elektrisch in Abhängigkeit
von dem Betätigungsbetrag
eines Bremspedals 580 (bei dem es sich um ein Beispiel
für ein durch
den Fahrer zu bedienendes Element in Bezug auf das Bremsen des Fahrzeugs
handelt) gesteuert, und wird auch individuell für jedes Rad 100 automatisch
gesteuert.
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Bei
dem vorliegenden Fahrzeug ist jedes Rad 100 über eine
jeweilige Aufhängung 620 am Fahrzeugaufbau
(nicht gezeigt) aufgehängt.
Die Aufhängungscharakteristik
der jeweiligen Aufhängung 620 ist
individuell elektrisch steuerbar.
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Die
Bestandteile des oben erwähnten
Fahrzeugs umfassen ein Betätigungselement,
das dazu ausgelegt ist, so bedient zu werden, daß es die folgenden Elemente
jeweils elektrisch betätigt:
- (1) Ein Betätigungselement
zum elektrischen Steuern der Brennkraftmaschine 140;
- (2) Ein Betätigungselement
zum elektrischen Steuern des Getriebes 240;
- (3) Ein Betätigungselement
zum elektrischen Steuern der Lenkgegenkraft-Aufbringvorrichtung 480;
- (4) Ein Betätigungselement
zum elektrischen Steuern der vorderen Lenkvorrichtung 500;
- (5) Ein Betätigungselement
zum elektrischen Steuern der hinteren Lenkvorrichtung 520;
- (6) Eine Mehrzahl von Betätigungselementen,
die im Zusammenhang mit jeweiligen Bremsen 560 zum elektrischen
Steuern des Bremsmoments vorgesehen sind, das von einer entsprechenden Bremse 560 individuell
auf jedes Rad aufgebracht wird;
- (7) Eine Mehrzahl von Betätigungselementen,
die im Zusammenhang mit jeweiligen Aufhängungen 620 zum individuellen
elektrischen Steuern der Aufhängungscharakteristik
einer entsprechenden Aufhängung 620 vorgesehen
sind.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist das integrierte Steuerungssystem
für ein
Fahrzeug in ein Fahrzeug eingebaut, bei dem die genannte Mehrzahl
von Betätigungselementen
angeschlossen ist. Die Bewegungssteuerungsvorrichtung wird durch
die elektrische Leistung betätigt,
die von einer hier nicht gezeigten Batterie (bei der es sich um
ein Beispiel für die
Leistungsversorgung des Fahrzeugs handelt) geliefert wird.
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Darüber hinaus
kann eine Gaspedalgegenkraft-Aufbringvorrichtung für das Gaspedal 200 vorgesehen
sein. In diesem Fall muß ein
Betätigungselement
zum elektrischen Steuern einer solchen Gaspedalgegenkraft-Aufbringvorrichtung
vorgesehen sein.
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2 ist
ein Schemadiagramm einer Konfiguration des integrierten Fahrzeugsteuerungssystems.
Das integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug besteht aus
drei grundlegenden Steuereinheiten, d.h. einem Hauptsteuersystem
(1) als Antriebssystem-Steuereinheit, einem Hauptsteuersystem
(2) als Bremssystem-Steuereinheit, und einem Hauptsteuersystem
(3) als Lenksystem-Steuereinheit.
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An
dem als die Antriebssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem
(1) wird eine Steuerungsvorgabe des Antriebssystems entsprechend
der Gaspedalbetätigung
unter Verwendung des Antriebsgrundlagen-Fahrermodells auf der Grundlage
der Gaspedalbetätigung
erzeugt, bei der es sich um die erfaßte Anforderung durch den Fahrer handelt,
wodurch das Betätigungselement
gesteuert wird. Am Hauptsteuersystem (1) wird das Eingangssignal
vom Sensor zum Erfassen des Grades der Gaspedalbetätigung durch
den Fahrer (Pedalweg) unter Verwendung des Antriebsgrundlagenmodells zum
Berechnen einer Soll-Längsbeschleunigung
Gx* (DRV0) analysiert. Die Soll-Längsbeschleunigung Gx* (DRV0)
wird durch einen Korrekturfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen
von einer Beratereinheit ("Beratereinheit") korrigiert. Ferner
wird die Soll-Längsbeschleunigung
Gx* (DRV0) durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage
der Informationen von einer Handlungseinheit ("Handlungseinheit") entschieden. Ferner werden das Antriebsmoment
und das Bremsmoment mit dem Hauptsteuersystem (2) verteilt,
und das Soll-Antriebsmoment τx* (DRV0)
der Antriebsseite wird berechnet. Ferner wird das Soll-Antriebsmoment τx* (DRV0)
durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage von Informationen
von einer Unterstützungseinheit
("supporter unit") entschieden, und ein
Soll-Antriebsmoment τx*
(DRV) wird berechnet. Der Antriebsstrang (140, 220, 240)
wird so gesteuert, daß dieses
Soll-Antriebsmoment τx*
(DRV) entwickelt wird.
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An
dem als die Bremssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem
(2) wird eine Steuerungsvorgabe des Bremssystems entsprechend
der Bremspedalbetätigung
unter Verwendung des Bremsgrundlagen-Fahrermodells auf der Grundlage der
Bremspedalbetätigung
erzeugt, bei der es sich um die erfaßte Anforderung durch den Fahrer
handelt, wodurch das Betätigungselement
gesteuert wird.
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Am
Hauptsteuersystem (2) wird das Eingangssignal von einem
Sensor zum Erfassen des Grades der Betätigung des Bremspedals (Niederdrücken) durch
den Fahrer unter Verwendung eines Bremsgrundlagenmodells analysiert,
um eine Soll-Längsbeschleunigung
Gx* (BRK0) zu berechnen. Am Hauptsteuersystem (2) wird
die Soll-Längsbeschleunigung
Gx* (BRK0) durch einen Korrekturfunktionsblock auf der Grundlage
der Informationen von der Beratereinheit korrigiert. Ferner wird
am Hauptsteuersystem (2) die Soll-Längsbeschleunigung
Gx* (BRK0) durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage
der Informationen von der Handlungseinheit entschieden. Ferner werden am
Hauptsteuersystem (2) das Antriebsmoment und das Bremsmoment
mit dem Hauptsteuersystem (1) verteilt, und das Soll-Bremsmoment τx* (BRK0)
der Bremsseite wird berechnet. Ferner wird das Soll-Bremsmoment τx* (BRK0)
durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen
von der Unterstützungseinheit
entschieden, und das Soll-Bremsmoment τx* (BRK) wird berechnet. Das
Betätigungselement
der Bremse 560 wird so gesteuert, daß dieses Soll-Bremsmoment τx* (BRK) entwickelt
wird.
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An
dem als die Lenksystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem
(3) wird eine Steuerungsvorgabe des Lenksystems entsprechend
der Lenkbetätigung
unter Verwendung des Lenkgrundlagen-Fahrermodells auf der Grundlage
der Lenkbetätigung
erzeugt, bei der es sich um die erfaßte Anforderung durch den Fahrer
handelt, wodurch das Betätigungselement
gesteuert wird.
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Am
Hauptsteuersystem (3) wird ein Eingangssignal vom Sensor
zum Erfassen des Lenkwinkels des Fahrers unter Verwendung eines
Lenkgrundlagenmodells analysiert, um einen Soll-Reifenwinkel zu
berechnen. Der Soll-Reifenwinkel wird durch den Korrekturfunktionsblock
auf der Grundlage der Informationen von der Beratereinheit korrigiert. Ferner
wird der Soll-Reifenwinkel durch den Entscheidungsfunktionsblock
auf der Grundlage der Informationen von der Handlungseinheit entschieden. Ferner
wird der Soll-Reifenwinkel vom Entscheidungsfunktionsblock auf der
Grundlage der Informationen von der Unterstützungseinheit entschieden, um
den Soll-Reifenwinkel zu berechnen. Die Betätigungselemente der vorderen
Lenkvorrichtung 500 und der hinteren Lenkvorrichtung 520 werden
so gesteuert, daß der
Soll-Reifenwinkel entwickelt wird.
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Des
weiteren weist das vorliegende integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug
parallel zum Hauptsteuersystem (1) (Antriebssystem-Steuereinheit),
zum Hauptsteuersystem (2) (Bremssystem-Steuereinheit) und
zum Hauptsteuersystem (3) (Lenksystem-Steuereinheit), die
autonom arbeiten, eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten auf.
Die erste Verarbeitungseinheit ist eine Beratereinheit mit einer
Beraterfunktion. Die zweite Verarbeitungseinheit ist eine Handlungseinheit
("agent unit") mit einer Handlungsfunktion.
Die dritte Verarbeitungseinheit ist eine Unterstützungseinheit mit einer Unterstützungsfunktion.
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Die
Beratereinheit erzeugt und liefert an jeweilige Hauptsteuersysteme
Informationen zur Verwendung an jeweiligen Hauptsteuersystemen auf
der Grundlage der Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs
oder von Informationen in Bezug auf den Fahrer. Die Handlungseinheit
erzeugt und liefert an jeweilige Hauptsteuersysteme Informationen
zur Verwendung an jeweiligen Hauptsteuersystemen, um zu veranlassen,
daß das
Fahrzeug ein vorgegebenes Verhalten herstellt. Die Unterstützungseinheit erzeugt
und liefert an jeweilige Hauptsteuersysteme Informationen zur Verwendung
an jeweiligen Hauptsteuersystemen auf der Grundlage des gegenwärtigen dynamischen
Zustands des Fahrzeugs. An jeweiligen Hauptsteuersystemen wird eine
Bestimmung durchgeführt,
ob – und
falls ja, in welchem Maße – solche
von der Beratereinheit, der Handlungseinheit und der Unterstützungseinheit
eingegebene Informationen (andere Informationen als die Anforderung
durch den Fahrer) in der Bewegungssteuerung des Fahrzeugs reflektiert
werden sollen. Des weiteren wird die Steuerungsvorgabe korrigiert, und/oder
Informationen werden zwischen jeweiligen Steuereinheiten übertragen.
Da jedes Hauptsteuersystem autonom arbeitet, werden das Betätigungselement
des Antriebsstrangs, das Betätigungselement der
Bremsvorrichtung, und das Betätigungselement der
Lenkvorrichtung schließlich
an jeweiligen Steuereinheiten auf der Grundlage der letztlichen
Antriebsvorgabe, Bremsvorgabe und Lenkvorgabe, die aus den erfaßten Informationen über eine
Betätigung durch
den Fahrer berechnet werden, von der Beratereinheit, Handlungseinheit
und Unterstützungseinheit eingegebenen
Informationen, und zwischen jeweiligen Hauptsteuersystemen übertragenen
Informationen gesteuert.
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Konkret
erzeugt die Beratereinheit Informationen, die den Grad eines Risikos
im Hinblick auf die Fahrzeugbetriebseigenschaft auf der Grundlage
des Reibungswiderstandes (μ-Wert)
der Straße,
auf der das Fahrzeug fährt,
der Außentemperatur
und dergleichen als Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs
darstellen, und/oder erzeugt Informationen, die den Grad eines Risikos
im Hinblick auf die Betätigung
durch den Fahrer auf der Grundlage des Ermüdungsgrades des Fahrers darstellen,
nachdem ein Bild des Fahrers aufgenommen wurde. Informationen, die
den Risikograd darstellen, werden an jedes Hauptsteuersystem ausgegeben.
Diese Informationen, die den Grad eines Risikos darstellen, werden an
der Beratereinheit verarbeitet, so daß die Informationen an jedem
der Hauptsteuersysteme verwendet werden können. An jedem Hauptsteuersystem
wird der Vorgang dahingehend durchgeführt, ob die Informationen in
Bezug auf das eingegebene Risiko für die Fahrzeugbewegungssteuerung
zusätzlich
zu der von der Verarbeitungseinheit stammenden Anforderung durch
den Fahrer reflektiert werden sollen, in welchem Maße die Informationen
reflektiert werden sollen, und dergleichen.
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Konkret
erzeugt die Handlungseinheit Informationen zum Implementieren einer
automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion zum automatischen Betreiben
des Fahrzeugs. Die Informationen zum Implementieren der automatischen
Geschwindigkeitsregelfunktion werden an jedes Hauptsteuersystem ausgegeben.
An jedem Hauptsteuersystem wird der Vorgang dahingehend durchgeführt, ob
die eingegebenen Informationen zum Implementieren der automatischen
Geschwindigkeitsregelfunktion zusätzlich zu der von der Verarbeitungseinheit
stammenden Anforderung durch den Fahrer reflektiert werden sollen,
in welchem Maße
die Informationen reflektiert werden sollen, und dergleichen.
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Ferner
identifiziert die Unterstützungseinheit vorzugsweise
den gegenwärtigen
dynamischen Zustand des Fahrzeugs und erzeugt Informationen zum Modifizieren
des Sollwertes an jedem Hauptsteuersystem. Die Informationen zum
Modifizieren des Sollwertes werden an jedes Hauptsteuersystem ausgegeben.
An jedem Hauptsteuersystem wird der Vorgang dahingehend ausgeführt, ob
die eingegebenen Informationen zum Modifizieren des Sollwertes auf der
Grundlage des dynamischen Zustandes für die Fahrzeugbewegungssteuerung
zusätzlich
zu der von der Verarbeitungseinheit stammenden Anforderung durch
den Fahrer reflektiert werden sollen, in welchem Maße die Informationen
reflektiert werden sollen, und dergleichen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, sind die Basis-Steuereinheiten,
nämlich
das Hauptsteuersystem (1), Hauptsteuersystem (2)
und Hauptsteuersystem (3), und die unterstützenden
Einheiten, nämlich
die Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit alle so konfiguriert,
daß sie
autonom arbeiten. Das Hauptsteuersystem (1) trägt die Bezeichnung
PT ("Power Train"; Antriebsstrang)-System, das Hauptsteuersystem
(2) trägt
die Bezeichnung ECB ("Electronic
Controlled Brake";
elektronisch gesteuerte Bremse)-System. Das Hauptsteuersystem (3)
trägt die
Bezeichnung STR ("Steering"; Lenkung)-System. Ein
Abschnitt der Beratereinheit und ein Abschnitt der Handlungseinheit
tragen die Bezeichnung DSS ("Driving
Support System";
Fahrunterstützungssystem). Ein
Abschnitt der Beratereinheit, ein Abschnitt der Handlungseinheit,
und ein Abschnitt der Unterstützungseinheit
tragen die Bezeichnung VDM ("Vehicle Dynamics
Management"; Fahrzeugdynamik-Management)-System.
Eine Unterbrechungssteuerung zum Eingreifen in die Steuerung, die
am Hauptsteuersystem (1), Hauptsteuersystem (2)
und Hauptsteuersystem (3) von der Handlungseinheit (automatische
Geschwindigkeitsregelfunktion) ausgeführt wird, wird in der in 2 gezeigten
Steuerung vorgenommen.
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Das
Hauptsteuersystem (1) (Antriebssystem-Steuereinheit) wird
in mehr Detail unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Obgleich die Benennung der verschiedenen Bezeichnungen in den 3 ff
verschieden sein kann, besteht bei der vorliegenden Erfindung kein
wesentlicher Unterschied zwischen ihnen. Beispielsweise ist die
Schnittstelle in 2 mit Gx* (Beschleunigung) bezeichnet,
während
die Schnittstelle in den 3 ff als Fx (Antriebskraft)
bezeichnet ist. Diese entspricht F (Kraft) = m (Masse) × α (Beschleunigung),
wobei die Fahrzeugmasse (m) nicht Gegenstand einer Steuerung ist
und nicht als variabel vorgesehen ist. Es besteht daher kein wesentlicher
Unterschied zwischen Gx* (Beschleunigung) von 2 und
Fx (Antriebskraft) der 3 ff.
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Das
Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um die Einheit zum
Steuern des Antriebssystems handelt, erhält Informationen wie etwa die
Fahrzeuggeschwindigkeit, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes
und dergleichen, die als gemeinsam genutzte Informationen (9)
identifiziert sind. Unter Verwendung solcher Informationen und des
Antriebsgrundlagen-Fahrermodells wird Fxp0, das für die Sollbeschleunigung
in Längsrichtung
steht, als Ausgang des Antriebsgrundlagen-Fahrermodells berechnet.
Das berechnete Fxp0 wird durch eine Korrektur-Funktionseinheit (2)
unter Verwendung eines Umgebungszustandes (6), bei dem
es sich um die Risikograd-Informationen (Index) als Abstraktion
des Risikos und dergleichen handelt, die von der Beratereinheit
eingegeben werden, zu Fxp1 korrigiert. Informationen, die für die Zuweisungsabsicht
in Bezug auf die Verwirklichung einer automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion
stehen, werden von der Korrektur-Funktionseinheit (2) an
die Handlungseinheit (7) ausgegeben. Unter Verwendung des
von der Korrektur-Funktionseinheit (2) korrigierten Fxp1
und von Informationen zur Implementierung einer automatischen Geschwindigkeitsregelungs
("automatic cruise control")-Funktionseinheit (7), die von
der Handlungseinheit eingegeben werden, ist Fxp2 das Ergebnis einer
Entscheidung über
die Informationen (Fxp1, Fxa) durch die Entscheidungs-Funktionseinheit
(3).
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Das
Verhältnis
der Aufteilung von Antriebsmoment und Bremsmoment wird zwischen
dem Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um die das Antriebssystem
steuernde Einheit handelt, und dem Hauptsteuersystem (2),
bei dem es sich um die das Bremssystem ansteuernde Einheit handelt,
berechnet. Am Hauptsteuersystem (1), das der Antriebseinheitseite
entspricht, wird Fxp3 des Antriebssystems berechnet. FxB wird von
der Verteilungs-Funktionseinheit (4) an das Hauptsteuersystem
(2) ausgegeben, und Antriebsverfügbarkeit und Sollwert werden an
die Handlungseinheit (7) bzw. Dynamik (8), d.h. die
Unterstützungseinheit,
ausgegeben.
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An
der Entscheidungs-Funktionseinheit (5) ist Fxp4 das Ergebnis
einer Entscheidung über
die Informationen unter Verwendung von Fxp3, das von der Verteilungs-Funktionseinheit
(4) ausgegeben wird, und Fxp_vdm von der Dynamikompensierungs-Funktionseinheit
(8). Basierend auf dem entschiedenen Fxp4 wird der Antriebsstrang
gesteuert.
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Die
in 3 gezeigten Elemente sind auch im Hauptsteuersystem
(2) und im Hauptsteuersystem (3) vorhanden. Da
das Hauptsteuersystem (2) und das Hauptsteuersystem (3)
unter Bezugnahme auf die 5 bis 6 in weiterem
Detail beschrieben werden, wird eine Beschreibung von Hauptsteuersystem
(2) und Hauptsteuersystem (3) basierend auf Zeichnungen,
die dem Hauptsteuersystem (1) von 3 entsprechen,
nicht wiederholt.
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Die 4 bis 6 stellen
die Steuerungskonfiguration von Hauptsteuersystem (1),
Hauptsteuersystem (2) und Hauptsteuersystem (3)
dar.
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4 zeigt
eine Steuerungskonfiguration des Hauptsteuersystems (1).
Das Hauptsteuersystem (1), das für die Steuerung des Antriebssystems zuständig ist,
ist durch die nachfolgend dargestellten Vorgänge angepaßt.
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Am
Antriebsgrundlagen-Fahrermodell (1) wird der Ausgang des
Antriebsgrundlagen-Fahrermodells (Fxp0) basierend auf HMI (Human
Machine Interface)-Eingabeinformationen wie etwa dem Gaspedal-Öffnungswinkel
(pa), der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd) und dem Übersetzungsverhältnis (ig) des
Getriebes, bei denen es sich gemeinsam genutzte Informationen (9)
handelt, und dergleichen berechnet. Die Gleichung in diesem Stadium
ist durch Fxp0 = f (pa, spd, ig) unter Verwendung der Funktion f
dargestellt.
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An
der Korrektur-Funktionseinheit (2) wird Fxp0 basierend
auf Risk_Idx [n], bei dem es sich um Umgebungsinformationen (6)
von der Beratereinheit (z.B. in das Konzept eines Risikos umgesetzte
Informationen oder dergleichen) zu dem Ausgang Fxp1 korrigiert.
Die Gleichung in diesem Stadium ist durch Fxp1 = f (Fxp0, Risk_Idx
[n]) unter Verwendung der Funktion f dargestellt.
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Konkret
wird z.B. durch Fxp11 = Fxp0 × Risk_Idx
[n] berechnet. Der Risikograd wird von der Beratereinheit etwa als
Risk_Idx [1] = 0.8, Risk_Idx [2] = 0.6, und Risk_Idx [3] = 0.5 eingegeben.
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Darüber hinaus
wird Fxp12, bei dem es sich um eine korrigierte Version von Fxp0
handelt, auf der Grundlage von Informationen berechnet, die aus dem
Fahrzeugzustand (10) in das Konzept von Stabilität und dergleichen
umgesetzt wurden. Die Gleichung in diesem Stadium ist dargestellt
z.B. durch Fxp12 = Fxp0 x Stable_Idx [n]. Die Stabilität wird etwa
als Stable_Idx [1] = 0.8, Stable_Idx [2] = 0.6, und Stable_Idx [3]
= 0.5 eingegeben.
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Der
kleinere Wert von Fxp11 und Fxp12 kann gewählt werden, um als Fxp1 ausgegeben
zu werden.
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In
dieser Korrektur-Funktionseinheit (2) können Zuweisungsabsicht-Informationen
an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7)
ausgegeben werden, bei der es sich um eine Handlungsfunktion handelt,
wenn der Fahrer den Geschwindigkeitsregelungsschalter drückt. Falls
das Gaspedal von einem Typ mit steuerbarer Gegenkraft ist, wird
der Wunsch des Fahrers nach einer automatischen Geschwindigkeitsregelung
basierend auf der Betätigung
durch den Fahrer im Hinblick auf das Gaspedal identifiziert, um
Zuweisungsabsicht-Informationen an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) auszugeben.
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An
der Entscheidungs-Funktionseinheit (3) wird eine Entscheidung
zwischen dem von der Korrektur-Funktionseinheit (2) ausgegebenen
Fxp1 und dem von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) der Handlungseinheit ausgegebenen Fxa vorgenommen,
um Fxp2 an die Verteilungseinheit (4) auszugeben. Wenn
es von zusätzlichen
Informationen (Flag, available_status-Flag) begleitet ist, die angeben,
daß das
von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7)
ausgegebene Fxa gültig
ist, wählt
die Entscheidungsfunktion das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) ausgegebene Fxa mit der höchsten Priorität, um Fxp2
zu berechnen. In anderen Fällen
kann Fxp1, d.h. die Ausgabe von der Korrektur-Funktionseinheit (2),
gewählt
werden, um Fxp2 zu berechnen, oder das von der Korrektur-Funktionseinheit
(2) ausgegebene Fxp1 kann Fxa mit einem vorgegebenen Reflexionsgrad
für die Berechnung
von Fxp2 reflektieren. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise
unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert
wählt, durch
Fxp2 = max (Fxp1, Fxa) dargestellt.
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An
der Verteilungs-Funktionseinheit (4) wird die Verteilungsoperation
hauptsächlich
zwischen dem Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um
die Antriebssystem-Steuereinheit handelt, und dem Hauptsteuersystem
(2), bei dem es sich um die Bremssystem-Steuereinheit handelt,
vorgenommen. Die Verteilungs-Funktionseinheit (4) hat die
Funktion, Fxp3, bei dem es sich um das errechnete Ergebnis handelt,
für die
Verteilung an das Antriebssystem an die Entscheidungs-Funktionseinheit
(5) auszugeben, und gibt FxB, bei dem es sich um das errechnete
Ergebnis handelt, für
die Verteilung auf das Bremssystem an das Hauptsteuersystem (2)
aus. Ferner wird die Antriebsverfügbarkeit Fxp_avail, die als
Information über
diejenige Antriebsleistungsquelle identifiziert ist, die vom Antriebsstrang
ausgegeben werden kann, welcher Gegenstand der Steuerung des Hauptsteuersystems
(1) ist, der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7), die als die Handlungseinheit identifiziert ist, und
der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8), die als
die Unterstützungseinheit
identifiziert ist, zur Verfügung gestellt.
Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion
f durch Fxp3 ← f
(Fxa, Fxp2), FxB = f (Fxa, Fxp2) dargestellt.
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An
der Entscheidungs-Funktionseinheit (5) wird eine Entscheidung
zwischen dem von der Verteilungs-Funktionseinheit (4) ausgegebenen
Fxp3 und dem von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8)
ausgegebenen Fxp_vdm vorgenommen, um Fxp4 an den Antriebsstrang-Controller
auszugeben. Wenn es von zusätzlichen
Informationen (Flag, vdm_status-Flag) begleitet ist, die angeben,
daß das von
der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene
Fxp_vdm gültig
ist, wählt
die Entscheidungsfunktion das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit
(8) ausgegebene Fxp_vdm mit der höchsten Priorität zum Berechnen
von Fxp4. In anderen Fällen
kann das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4) ausgegebene
Fxp3 zum Berechnen von Fxp4 gewählt
werden, oder das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4)
ausgegebene Fxp3 kann Fxp_vdm in einem vorgegebenen Reflexionsgrad
reflektieren, um Fxp4 zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium
ist beispielsweise durch Fxp4 = f (Fxp3, Fxp_vdm) dargestellt.
-
5 stellt
die Steuerungskonfiguration des Hauptsteuersystems (2)
dar. Das Hauptsteuersystem (2), das für die Steuerung des Bremssystems
zuständig
ist, wird durch den nachstehend angegebenen Vorgang angepaßt.
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Am
Bremsgrundlagen-Fahrermodell (1)' wird der Bremsgrundlagen-Fahrermodellausgang
(Fxp0) basierend auf HMI-Eingabeinformationen
wie etwa der Bremspedalbetätigung
(ba) sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd), bei denen es sich
um gemeinsam genutzte Informationen (9) handelt, dem auf
das Fahrzeug einwirkenden horizontalen G (Gy), und dergleichen berechnet.
Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion
f durch Fxb0 = f (pa, spd, Gy) dargestellt.
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An
der Korrektur-Funktionseinheit (2)' wird Fxb0 zu dem Ausgang Fxb1 korrigiert
auf der Grundlage von Risk_Idx [n], bei dem es sich um die Umgebungsinformationen
(6) von der Beratereinheit handelt (z.B. in das Risikokonzept
umgesetzte Informationen und dergleichen). Die Gleichung in diesem
Stadium ist unter Verwendung der Funktion f durch Fxb1 = f (Fxb0,
Risk_Idx [n]) dargestellt.
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Genauer
gesagt wird beispielsweise durch Fxb11 = Fxb0 × Risk_Idx [n] gerechnet. Der
Risikograd wird von der Beratereinheit etwa als Risk_Idx [1] = 0.8,
Risk_Idx [2] = 0.6, und Risk_Idx [3] = 0.5 eingegeben.
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Ferner
wird Fxb12, bei dem es sich um eine korrigierte Version von Fxb0
handelt, auf der Grundlage von Informationen berechnet, die aus
dem Fahrzeugzustand (10) in das Konzept von Stabilität umgesetzt
wurden, und dergleichen. Es wird beispielsweise berechnet durch
Fxb12 = Fxb0 x Stable_Idx [n]. Beispielsweise werden Stable_Idx
[1] = 0.8, Stable_Idx [2] = 0.6, und Stable_Idx [3] = 0.5 eingegeben.
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Der
größere Wert
von Fxb 11 und Fxb12 kann gewählt
werden, um als Fxb1 ausgegeben zu werden. Konkret kann der Ausgang
in Abhängigkeit von
dem Abstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug korrigiert werden,
der von einem Millimeterwellenradar erfaßt wird, von der Entfernung
bis zu der nächsten
Kurve, die von der Navigationsvorrichtung erfaßt wird, oder dergleichen.
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An
der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)' wird eine Entscheidung vorgenommen
zwischen Fxb1, das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)' ausgegeben wurde,
und Fxba, das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7)
ausgegeben wurde, bei der es sich um die Handlungseinheit zum Ausgeben
von Fxb2 an die Verteilungseinheit (4)' handelt. Wenn es von zusätzlichen Informationen
(Flag, available_Status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von
der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7)
ausgegebene Fxba gültig
ist, wählt
die Entscheidungsfunktion das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) ausgegebene Fxba mit der höchsten Priorität, um Fxb2
zu berechnen. In anderen Fällen
kann das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)' ausgegebene Fxb1
gewählt
werden, um Fxb2 zu berechnen, oder das von der Korrektur-Funktionseinheit
(2)' ausgegebene
Fxb1 kann Fxba in einem vorgegebenen Reflexionsgrad reflektieren,
um Fxb2 zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise
unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert
auswählt, durch
Fxb2 = max (Fxb1, Fxba) dargestellt.
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An
der Verteilungs-Funktionseinheit (4)' wird eine Verteilungsoperation zwischen
dem Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um die Antriebssystem-Steuereinheit
handelt, und dem Hauptsteuersystem (2), bei dem es sich
um die Bremssystem-Steuereinheit handelt, vorgenommen. Die funktionelle Verteilungseinheit
(4)' entspricht
der Verteilungs-Funktionseinheit (4) des Hauptsteuersystems (1).
Die Verteilungs-Funktionseinheit (4)' gibt Fxb3, bei dem es sich um das errechnete
Ergebnis handelt, zur Verteilung auf das Bremssystem an die Entscheidungs-Funktionseinheit
(5)' aus,
und gibt FxP, bei dem es sich um das errechnete Ergebnis handelt,
an das Hauptsteuersystem (1) zur Verteilung auf das Antriebssystem
aus. Ferner wird die Bremsverfügbarkeit
Fxb_avail, die als Informationen identifiziert ist, die von der
Bremse ausgegeben werden können, welche
Gegenstand der Steuerung durch das Hauptsteuersystem (2)
ist, an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) geliefert, die als die Handlungseinheit identifiziert
ist, und an die Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8),
die als die Unterstützungseinheit
identifiziert ist. Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung
der Funktion f durch Fxb3 ← f
(Fxba, Fxb2), FxP = f (Fxba, Fxb2) dargestellt.
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Die
Entscheidungs-Funktionseinheit (5)' nimmt eine Entscheidung vor zwischen
Fxb3, das von der Verteilungs- Funktionseinheit
(4)' ausgegeben
wurde, und Fxb_vdm, das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit
(8) ausgegeben wurde, bei der es sich um die Unterstützungseinheit
handelt, um Fxb4 an den Bremsen-Controller auszugeben. Wenn es von
zusätzlichen
Informationen (Flag, vdm_status-Flag)
begleitet ist, die angeben, daß das von
der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene
Fxb_vdm gültig
ist, wählt
die Entscheidungsfunktion das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit
(8) ausgegebene Fxb_vdm mit der höchsten Priorität zum Berechnen
von Fxb4. In anderen Fällen
kann das von der Verteilungs-Funktionseinheit
(4)' ausgegebene
Fxb3 zum Berechnen von Fxb4 gewählt
werden, oder das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4)' ausgegebene Fxb3
kann Fxb_vdm in einem vorgegebenen Reflexionsgrad reflektieren,
um Fxb4 zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise
unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert
auswählt,
durch Fxb4 = max (Fxb3, Fxb_vdm) dargestellt.
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6 zeigt
eine Steuerungskonfiguration des Hauptsteuersystems (3).
Das Hauptsteuersystem (3), das für die Steuerung des Lenksystems
zuständig
ist, wird für
eine Steuerung durch den nachstehend angegebenen Vorgang angepaßt.
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Am
Lenkgrundlagen-Fahrermodell (1)'' wird der
Lenkgrundlagen-Fahrermodellausgang (Δ0) auf der Grundlage von HMI-Eingabeinformationen
wie etwa dem Lenkwinkel (sa), der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd),
bei denen es sich um gemeinsam genutzte Informationen (9)
handelt, dem auf das Fahrzeug einwirkenden seitlichen G (Gy), und
dergleichen berechnet. Die Gleichung in diesem Stadium ist unter
Verwendung der Funktion f durch Δ0
= f (sa, spd, Gy) dargestellt.
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An
der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' wird Δ0 zu dem
Ausgang Δ1
korrigiert auf der Grundlage von Risk_Idx [n], bei dem es sich um
Umgebungsinformationen (6) von der Beratereinheit handelt
(z.B. in das Konzept eines Risikos umgesetzte Informationen oder
dergleichen). Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung
der Funktion f durch Δ1
= f (Δ0,
Risk_Idx [n]) dargestellt.
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Konkret
wird es durch Δ11
= Δ0 × Risk_Idx [n]
berechnet. Der Risikograd wird von der Beratereinheit etwa als Risk_Idx
[n] = 0.8, Risk_Idx [2] = 0.6, und Risk_Idx [3] = 0.5 eingegeben.
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Ferner
wird Δ12,
bei dem es sich um eine korrigierte Version von Δ0 handelt, auf der Grundlage von
Informationen berechnet, die aus dem Fahrzeugzustand (10)
in das Konzept von Stabilität
umgesetzt wurden, und dergleichen. Die Gleichung in diesem Stadium
ist dargestellt durch Δ12 Δ0 × Stable_Idx
[n]. Beispielsweise werden Stable_Idx [1] = 0.8, Stable_Idx [2]
= 0.6, und Stable_Idx [3] = 0.5 eingegeben.
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Der
kleinere Wert von Δ11
und Δ12
kann gewählt
werden, um als Δ1
ausgegeben zu werden.
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An
der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' können Zuweisungsabsicht-Informationen
an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7)
ausgegeben werden, bei der es sich um die Handlungsfunktion handelt,
wenn der Fahrer den Fahrspurbeibehaltungs-Unterstützungsschalter
gedrückt
hat. Des weiteren kann der Ausgang in Abhängigkeit von einer äußeren Störung, wie
etwa Seitenwind, an der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' korrigiert werden.
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An
der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)'' wird
eine Entscheidung vorgenommen zwischen Δ1, das von der Korrektur-Funktionseinheit
(2)'' ausgegeben wurde,
und Δa,
das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) ausgegeben wurde, bei welcher es sich um die Handlungseinheit
handelt, um Δ2
an die Entscheidungseinheit (5)'' auszugeben.
Wenn es von zusätzlichen
Informationen (Flag, available_status-Flag) begleitet ist, die angeben,
daß das
von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) ausgegebene Δa
gültig
ist, wählt
die Entscheidungsfunktion das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit
(7) ausgegebene Δa
mit der höchsten
Priorität,
um Δ2 zu
berechnen. In anderen Fällen
kann das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' ausgegebene Δ1 zum Berechnen von Δ2 gewählt werden,
oder das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' ausgegebene Δ1 kann Δa in einem vorgegebenen Reflexionsgrad
für die
Berechnung von Δ2
reflektieren. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise
durch Δ2
= f Δ1, Δa) dargestellt.
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An
der Entscheidungs-Funktionseinheit (5)'' wird
eine Entscheidung zwischen Δ2,
das von der Entscheidungs-Funktionseinheit
(3)'' ausgegeben wurde,
und Δ_vdm,
das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8)
ausgegeben wurde, bei welcher es sich um die Unterstützungseinheit
handelt, vorgenommen, um Δ4
an den Lenk-Controller zu
liefern. Wenn es von zusätzlichen
Informationen (Flag, vdm_status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von
der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene Δ_vdm gültig ist,
wählt die
Entscheidungsfunktion das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit
(8) ausgegebene Δ_vdm
mit der höchsten
Priorität
zum Berechnen von Δ4.
In anderen Fällen
kann das von der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)'' ausgegebene Δ2 zum Berechnen von Δ4 gewählt werden,
oder das von der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)'' ausgegebene Δ2 kann Δ_vdm in einem vorgegebenen Reflexionsgrad
reflektieren, um Δ4
zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise
unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert
auswählt,
durch Δ4
= max (Δ2, Δ_vdm) dargestellt.
-
Der
Betrieb eines Fahrzeugs, in dem das vorstehend erläuterte integrierte
Steuerungssystem eingebaut ist, ist im nachfolgenden beschrieben.
-
Während der
Fahrt betätigt
der Fahrer das Gaspedal 200, das Bremspedal 580 und
das Lenkrad 440, um die Antriebssystem-Steuereinheit, die
dem "Fahr"-Betrieb, d.h. dem
grundlegenden Betrieb eines Fahrzeugs entspricht, die Bremssystem-Steuereinheit,
die dem "Anhalte"-Betrieb entspricht,
und die Lenksystem-Steuereinheit, die einem "Kurvenfahrt"-Betrieb entspricht, auf der Grundlage
von Informationen zu steuern, die vom Fahrer durch seine eigenen
Sinnesorgane (hauptsächlich
durch Sicht) erfaßt
werden. Im Prinzip steuert der Fahrer das Fahrzeug durch HIM-Eingabe.
Es kann auch einen Fall geben, in dem der Fahrer den Gangwahlhebel
des Automatikgetriebes betätigt,
um hilfsweise das Übersetzungsverhältnis des
Getriebes 240 zu modifizieren.
-
Während der
Fahrt eines Fahrzeugs werden zusätzlich
zu den Informationen, die vom Fahrer durch seine eigenen Sinnesorgane
erfaßt
werden, verschiedene Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs
durch verschiedene im Fahrzeug eingebaute Vorrichtungen erfaßt. Die
Informationen beinhalten beispielsweise den Abstand von dem vorausfahrenden
Fahrzeug, der von einem Millimeterwellenradar erfaßt wird,
die gegenwärtige
Position des Fahrzeugs und den vorausliegenden Straßenzustand
(Kurve, Verkehrsstau und dergleichen), der von der Navigations vorrichtung
erfaßt
wird, den Straßenneigungszustand,
der von einem G-Sensor erfaßt
wird (ebene Straße,
Straße
mit Steigung, Straße mit
Gefälle),
die Außentemperatur
des Fahrzeugs, die von einem Außentemperatursensor
erfaßt
wird, örtliche
Wetterinformationen über
die gegenwärtig durchfahrene
Gegend, die von einer mit einem Empfänger ausgerüsteten Navigationsvorrichtung
empfangen werden, den Straßenwiderstandskoeffizienten
(Straßenzustand
mit niedrigem μ-Wert
und dergleichen wegen einer gefrorenen Fahrbahn), den Fahrzustand
des vorausfahrenden Fahrzeugs, der von einem "Blind Curve"-Sensor (Sensor für nicht einsehbare Kurven)
erfaßt
wird, einen Fahrspurbeibehaltungszustand, der auf der Grundlage
einer von einer Außenkamera
aufgenommenen, bildverarbeiteten Aufnahme erfaßt wird, den Fahrzustand des
Fahrers, der auf der Grundlage einer von einer Innenkamera aufgenommenen,
bildverarbeiteten Aufnahme erfaßt
wird (Körperhaltung
des Fahrers, wacher Zustand, einnickender Zustand), den Einschlafzustand eines
Fahrers, der durch Erfassen und Analysieren des Griffs der Hand
des Fahrers durch einen am Lenkrad vorgesehenen Drucksensor erfaßt wird,
und dergleichen. Solche Informationen werden in Umgebungsinformationen
im Umfeld des Fahrzeugs und Informationen über den Fahrer selbst unterteilt.
Es wird angemerkt, daß beide
Informationen nicht durch die Sinnesorgane des Fahrers erfaßt werden.
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Des
weiteren wird der dynamische Zustand des Fahrzeugs von einem am
Fahrzeug vorgesehenen Sensor erfaßt. Die Informationen beinhalten
beispielsweise die Radgeschwindigkeit Vw, die Fahrzeuggeschwindigkeit
in der Längsrichtung
Vx, die Längsbeschleunigung
Gx, die seitliche Beschleunigung Gy, die Gierrate γ, und dergleichen.
-
Das
vorliegende Fahrzeug beinhaltet ein Geschwindigkeitsregelungssystem
und ein Fahrspurbeibehaltungs-Unter stützungssystem als Fahrunterstützungssystem
zum Unterstützen
des Fahrers beim Fahren. Diese Systeme werden durch die Handlungseinheit
gesteuert. Es steht zu erwarten, daß eine Weiterentwicklung der
Handlungseinheit zur Implementierung eines vollautomatischen geschwindigkeitsgeregelten
Betriebs führen
wird, der über
die pseudoautomatische Geschwindigkeitsregelung hinausgeht. Das
integrierte Steuerungssystem der vorliegenden Ausführungsform
ist auf solche Fälle
anwendbar. Insbesondere wird die Implementierung eines solchen automatischen
Geschwindigkeitsregelungssystems dadurch ermöglicht, daß die automatische Geschwindigkeitsregelfunktion
der Handlungseinheit einfach zu einer automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion
auf einer höheren Ebene
modifiziert wird, ohne die dem Hauptsteuersystem (1) entsprechende
Antriebssystem-Steuereinheit, die dem Hauptsteuersystem (2)
entsprechende Bremssystem-Steuereinheit, die dem Hauptsteuersystem
(3) entsprechende Lenksystem-Steuereinheit, die Beratereinheit
und die Unterstützungseinheit zu
modifizieren.
-
Es
sei ein Fall angenommen, in dem bei der Fahrt auf der gegenwärtig befahrenen
Straße
eine Kurve vorausliegt. Diese Kurve ist durch den Fahrer visuell
nicht erkennbar, und der Fahrer weiß nichts von einer solchen
Kurve. Die Beratereinheit des Fahrzeugs erfaßt das Vorhandensein einer
solchen Kurve auf der Grundlage von Informationen von einer Navigationsvorrichtung.
-
Wenn
der Fahrer in dem genannten Fall auf das Gaspedal 200 tritt,
um zu beschleunigen, drückt er
anschließend
auf das Bremspedal 580, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
an der Kurve zu reduzieren. Am Hauptsteuersystem (1) wird
auf der Grundlage des Gaspedal-Öffnungswinkels
(pa), der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd), des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes (ig) und derglei chen der Antriebsgrundlagen-Fahrermodellausgang
Fxp0 durch Fxp0 = f (pa, spd, ig) berechnet. Herkömmlicherweise
wird ein hoher angeforderter Antriebsmomentwert basierend auf diesem
Fxp0 berechnet, um ein Öffnen
der Drosselklappe der Brennkraftmaschine 140 zu veranlassen,
und/oder das Übersetzungsverhältnis des
Getriebes 240 herabzusetzen, um eine Beschleunigung des
Fahrzeugs zu veranlassen. Bei der vorliegenden Erfindung berechnet
die Beratereinheit den Risikograd Risk_Idx [n] basierend auf dem
Vorhandensein der vorausliegenden Kurve und gibt diese Information
an die Korrektur-Funktionseinheit (2) aus. Die Korrektur-Funktionseinheit
(2) führt eine
Korrektur derart durch, daß die
Beschleunigung, die der Fahrer aufgrund seiner Betätigung des
Gaspedals 200 erwartet, nicht eintritt.
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Wenn
die Unterstützungseinheit
erfaßt,
daß die
Fahrbahn gefroren ist und in diesem Stadium eine Möglichkeit
eines seitlichen Rutschens aufgrund der Fahrzeuglängsbeschleunigung
besteht, wird Stable_Idx [n], d.h. der Risikograd in Bezug auf Stabilität, berechnet
und an die Korrektur-Funktionseinheit (2) ausgegeben. Somit
führt die
Korrektur-Funktionseinheit (2) eine Korrektur derart durch,
daß die Beschleunigung,
die der Fahrer aufgrund seiner Betätigung des Gaspedals 200 erwartet,
nicht eintritt.
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Wenn
ein Rutschen des Fahrzeugs erfaßt wird,
gibt die Unterstützungseinheit
an die Entscheidungs-Funktionseinheit (5) ein Signal aus,
welches das Antriebsmoment reduziert. In diesem Fall wird Fxp_vdm
von der Unterstützungseinheit
mit Priorität angewendet,
so daß der
Antriebsstrang gesteuert wird, um ein weiteres Rutschen des Fahrzeugs
zu unterdrücken.
Auch wenn der Fahrer das Gaspedal 200 stark betätigt, wird
daher eine solche Entscheidung getroffen, daß die Beschleunigung, die der Fahrer
aufgrund seiner Betätigung
des Gaspedals 200 erwartet, nicht eintritt.
-
Ein
solches integriertes Steuerungssystem wird im nachfolgenden ausführlicher
beschrieben.
-
Erstes Ausführungsbeispiel
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Das
erste Ausführungsbeispiel
betrifft eine Steuerung, bei der die manuelle Betätigung durch den
Fahrer Priorität über die
Steuerungsvorgabe von der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit
erhält,
um das Fahrzeug mit Priorität
für die
manuelle Betätigung
durch den Fahrer zu steuern. Das obenstehend dargestellte integrierte
Fahrzeugsteuerungssystem ist dadurch gekennzeichnet, wie das Niveau
der manuellen Betätigung
durch den Fahrer in der Steuerung des Antriebssystems reflektiert
wird.
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7 stellt
den Betrieb des Steuerungssystems bei der Implementierung einer
solchen Steuerung dar. 7 entspricht dem Hauptsteuersystem (1)
(Gaspedal) von 2.
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Bei
einem normalen Betrieb wird die angeforderte Beschleunigung unter
Verwendung eines Fahrergrundlagenmodells auf der Grundlage der Gaspedalbetätigung durch
den Fahrer berechnet (Vorgang A). Das angeforderte Antriebsmoment
zum Herstellen der angeforderten Beschleunigung wird berechnet.
Auf der Grundlage des angeforderten Antriebsmomentes und der Fahrzeuggeschwindigkeit
werden das Soll-Übersetzungsverhältnis und
der Soll-Brennkraftmaschinenwert
(angefordertes Brennkraftmaschinen-Drehmoment, angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehzahl)
berechnet (Vorgang B oder C). In diesem Stadium können das
angeforderte Antriebsmoment und Soll-Übersetzungsverhältnis auf
der Grundlage der Steuerungsvorgabe von der Beratereinheit, der
Handlungseinheit und der Unterstützungseinheit
korrigiert werden.
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Dieses
Soll-Übersetzungsverhältnis und
dieser Soll-Brennkraftmaschinenwert
werden zum Steuern der Brennkraftmaschine 140 und des Getriebes 240 an
das EMS (Engine Management System) bzw. das ECT (Electronically
Controlled Automatic Transmission) geliefert.
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Falls
das Fahrzeug auf der Grundlage einer solchen Steuerung auf integrierte
Weise gesteuert wird, wird das angeforderte Übersetzungsverhältnis eingegeben,
indem die Gangschaltposition durch den manuellen Gangwahlhebel gemäß dem HMI
(im Ergebnis wird das angeforderte Übersetzungsverhältnis eingegeben)
oder durch den Lenkradschalter der sequentiellen Schaltung eingestellt
wird (Vorgang D). Unter diesen Umständen wird eine Steuerung des Antriebsstranges
unter Verwendung des manuellen Übersetzungsverhältnisses
durch den Fahrer mit Priorität über das
in den Vorgängen
A-C berechnete Soll-Übersetzungsverhältnis verwendet.
Auf der Grundlage des vom Fahrer durch die manuelle Schaltanforderung
angewendeten Übersetzungsverhältnisses
werden die angeforderte Brennkraftmaschinendrehzahl und das angeforderte
Brennkraftmaschinen-Drehmoment berechnet. Eine obere und untere
Grenze oder Schutzbegrenzung in dem angeforderten Übersetzungsverhältnis, das
durch den Fahrer manuell angewendet wird, wird unter dem Gesichtspunkt
einer Einschränkung
der Fahrzeugbewegungsleistung zur Verfügung gestellt. Der Zweck hierbei
ist es, solche manuelle Betätigungen
abzulehnen, welche die Leistungseigenschaften des Fahrzeugs übersteigen.
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Hinsichtlich
dieser manuellen Schaltanweisung kann das angeforderte Antriebsmoment
die beiden Modifikationstypen einbeziehen, nämlich den durch die Vorgänge A-C
berechneten Wert, d.h. eine Modifikation des ECT-Übersetzungsverhältnisses, und
eine Modifikation des angeforderten Antriebsmomentes und ECT-Übersetzungsverhältnisses.
Falls auch das angeforderte Antriebsmoment modifiziert werden soll,
wird eine Berechnung des angeforderten Antriebsmomentes kontinuierlich
ausgegeben, um die Rückkehr
zu einer normalen Steuerung vorzubereiten. Mit anderen Worten, wenn
der Fahrer des Fahrzeugs, dessen angefordertes Antriebsmoment auf
der Grundlage der manuellen Schaltung des Getriebes modifiziert
ist, z.B. auf die D-Position zurückkehrt,
kann das Fahrzeug rasch zu einer normalen Steuerung zurückkehren,
weil das angeforderte Antriebsmoment bereits berechnet wurde.
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Falls
die angeforderte Antriebskraft nicht modifiziert ist, können die
angeforderte Brennkraftmaschinendrehzahl und das angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehmoment
wie in Vorgang E oder F aus dem angeforderten Übersetzungsverhältnis berechnet
werden. Ferner werden die Gangschalt-Drehmomentvariation-Verfügbarkeit
und die Brennkraftmaschinen-Verzögerungsmoment-Verfügbarkeit
wie in Vorgang G auf das Fahrergrundlagenmodell zurückgeführt. Durch
Rückführen der
Verfügbarkeit
von der niedrigeren Hierarchie zur höheren Hierarchie kann die Verfügbarkeit
als Informationen für
eine allgemeine Identifizierung des erwarteten Fahrzeugbewegungszustandes
verwendet werden, wenn der manuellen Betätigung durch den Fahrer Priorität eingeräumt werden
soll. Es ist anzumerken, daß der
manuellen Betätigung
durch den Fahrer die höchste
Priorität
eingeräumt
wird.
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Eine
Drehmomentvariation in der Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit
tritt während
des Gangschaltens auf, wenn das Übersetzungsverhältnis des
Getriebes 240 durch die manuelle Gangschaltbetätigung durch
Fahrer geändert
werden soll. Die Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit kann unter Verwendung
eines Modells des Getriebes 240 auf der Grundlage einer
Funktion wie etwa der Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit = f (gegenwärtiges angefordertes
Antriebsmoment, angefordertes Antriebsmoment nach dem Gangschalten,
gegenwärtiges Übersetzungsverhältnis, zukünftiges Übersetzungsverhältnis, Fahrzeuggeschwindigkeit)
berechnet werden. Zusätzlich
kann die Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit
so angepaßt
sein, daß sie
unter Verwendung eines Diagramms anstatt einer Funktion berechnet
wird.
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Die
Brennkraftmaschinen-Verzögerungsmoment-Verfügbarkeit
wird so berechnet, daß das Brennkraftmaschinen-Drehmoment für jede Fahrzeuggeschwindigkeit
bei einem vollständig
geschlossenen Zustand der Drosselklappe unter Verwendung von zwei
Diagrammen für
einen Kraftstoffeinspritzungszustand und einen Kraftstoffabsperrzustand
in der Gangschalt-Drehmomentvariation-Verfügbarkeit beinhaltet ist. Die
Berechnung der angeforderten Beschleunigung und des angeforderten
Drehmomentes wird unter Verwendung einer solchen Verfügbarkeit vorgenommen.
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In
dem integrierten Fahrzeugsteuerungssystem der vorliegenden Erfindung
kann das Fahrzeug entsprechend der manuellen Anforderung durch den Fahrer
ordnungsgemäß gesteuert
werden.
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Das Übersetzungsverhältnis des
oben beschriebenen konkreten Beispiels ist nur beispielhaft, und
die Anforderung durch den Fahrer ist nicht auf das Übersetzungsverhältnis beschränkt. Das
Fahrzeug kann entsprechend der manuellen Anforderung durch den Fahrer
auch dann ordnungsgemäß gesteuert
werden, wenn das Fahrzeug dazu angepaßt ist, eine manuelle Eingabe
der angeforderten Beschleunigung und des angeforderten Antriebsmomentes
durch den Fahrer zuzulassen.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
betrifft die Korrektur eines Parameters in dem integrierten Fahrzeugsteuerungssystem
auf der Grundlage der manuellen Betätigung durch den Fahrer. Das
Fahrzeugsteuerungssystem ist dadurch gekennzeichnet, wie das Niveau
der manuellen Betätigung
durch den Fahrer in der Antriebssystemsteuerung reflektiert wird.
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Eine
Steuerungskonfiguration eines Programms, das durch die ECU des Hauptsteuersystems
(Gaspedal) der integratierten Fahrzeugsteuerungsvorrichtung des
vorliegenden Beispiels ausgeführt
wird, wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Im
Schritt (im nachfolgenden ist Schritt als "S" abgekürzt) 1000
führt die
ECU einen HMI-Eingabevorgang aus. Der Vorgang dieses S1000 wird
im nachfolgenden im Detail beschrieben.
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Bei
S1100 berechnet die ECU die Fahrzeugbewegung. Der Vorgang dieses
S1100 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben. Bei S1200 berechnet
die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1). Der
Vorgang bei diesem S1200 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben.
Bei S1300 führt
die ECU einen Manuellmodus-Vorgang aus. Als Ergebnis des Manuellmodus-Vorgangs
werden die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2) und
das angeforderte Übersetzungsverhältnis (1)
berechnet. Der Vorgang dieses S1300 wird im nachfolgenden im Detail
beschrieben.
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Bei
S1400 führt
die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (Straßenzustand) aus. Als Ergebnis
dieses Umgebungsinformationen-Vorgangs (Straßenzustand) werden die vom
Fahrer erwartete Beschleunigung (3) und das angeforderte Übersetzungsverhältnis (2)
berechnet. Der Vorgang dieses S1400 wird im nachfolgenden im Detail
beschrieben.
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Bei
S1500 führt
die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (vorderes Fahrzeug) aus. Durch
diesen Umgebungsinformationen-Vorgang (vorderes Fahrzeug) werden
die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (4) und das angeforderte Übersetzungsverhältnis (3)
berechnet. Der Vorgang dieses S1500 wird im nachfolgenden im Detail
beschrieben.
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Bei
S1600 berechnet die ECU die Fahrzeugvorgabe. In diesem Stadium wird
der Fahrzeugbewegungs-Sollwert auf der Grundlage der Anforderung durch
den Fahrer berechnet.
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Bei
S1700 führt
die ECU die Bremsen-/Antrieb-Aufteilungsberechnung durch. Das angeforderte
Antriebsmoment wird durch diese Bremsen-/Antrieb-Aufteilungsberechnung
berechnet.
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Bei
S1800 berechnet die ECU das angeforderte Übersetzungsverhältnis sowie
das angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehmoment und die angeforderte
Brennkraftmaschinen-Drehzahl. In diesem Vorgang von S1800 wird das
angeforderte Übersetzungsverhältnis unter
Berücksichtigung
des bei S1300 berechneten angeforderten Übersetzungsverhältnisses
(1), des bei S1400 berechneten angeforderten Übersetzungsverhältnisses
(2), und des bei S1500 berechneten angeforderten Übersetzungsverhältnisses
(3) berechnet.
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Bei
S1900 bestimmt die ECU, ob eine solche Steuerung beendet werden
soll.
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Diese
Bestimmung wird auf der Grundlage eines durch einen manuellen Modusschalter
an die ECU gelegten Eingangssignals vorgenommen. Wenn die Steuerung
beendet werden soll (JA bei S1900), endet der Vorgang, ansonsten
(NEIN bei S1900) kehrt der Vorgang zurück zu S1000.
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Die
Einzelheiten des Vorgang von S1000 von 8 werden
im nachfolgenden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Bei
S1010 erfaßt
die ECU den Modusschalter. Dieser Modusschalter kann als Hardware
oder Software ausgeführt
sein und ermöglicht
die Auswahl z.B. eines allgemeinen sportlichen Modus, eines allgemeinen
wirtschaftlichen Fahrmodus und dergleichen. Dieser Modusschalter
ist an einer Position vorgesehen, an der er durch den Fahrer betätigt werden kann.
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Bei
S1020 erfaßt
die ECU den Zustand des Lenkradschalters. Dieser Lenkradschalter
ist beispielsweise für
das Hochschalten oder Herunterschalten der Gänge des Getriebes 240 durch
sequentielle Schaltung vorgesehen. Bei S1030 erfaßt die ECU
die Öffnung
des Gaspedals. Bei S1040 erfaßt
die ECU die Öffnung
des Bremspedals.
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Durch
den in 9 gezeigten HMI-Eingabevorgang kann der Zustand
von Modusschalter, Lenkradschalter, Gaspedal und Bremspedal erfaßt werden.
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Der
Vorgang von S1100 von 8 wird im Detail unter Bezugnahme
auf 10 beschrieben.
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Bei
S1110 berechnet die ECU die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Die
Bewegungsrichtung unterteilt sich in die Längsrichtung (X) und die Seitenrichtung
(Y). Konkret ist die Längsbewegung (X)
des Fahrzeugs durch Beschleunigung und Verzögerung dargestellt. Die Seitenbewegung
(Y) des Fahrzeugs entspricht der Bewegung des Fahrzeugs nach rechts
und links, die durch Lenken verursacht wird. Solche Bewegungsrichtungen
werden als Längsbeschleunigung
Gx und seitliche Beschleunigung Gy berechnet.
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Der
Vorgang von S1200 von 8 wird im Detail unter Bezugnahme
auf 11 beschrieben.
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Bei
S1210 bestimmt die ECU, ob der Modusschalter EIN ist. Wenn der Modusschalter
EIN ist (JA bei S1210), geht der Vorgang weiter zu S1220, ansonsten
(NEIN bei S1210) geht der Vorgang weiter zu S1230. Ein EIN-Zustand
des Modusschalters bedeutet, daß der
Fahrer beabsichtigt, die direkte Steuerung von Brennkraftmaschine 140,
Getriebe 240 und Bremse 560 zu übernehmen.
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Bei
S1220 wählt
die ECU ein Erwartungswert-Berechnungsdiagramm (A). Bei S1230 wählt die ECU
ein Erwartungswert-Berechnungsdiagramm (B). Das Erwartungswert-Berechnungsdiagramm
(A) und das Erwartungswert-Berechnungsdiagramm (B) sind in einem
Speicher in der ECU gespeichert. Diese Erwartungswert-Berechnungsdiagramme
weisen unterschiedliche Absolutwerte und Steigungen für die Berechnung
des Erwartungswertes auf. Beispielsweise ist das Verhältnis zwischen
der Gaspedalöffnung
und der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung als Diagramm gespeichert.
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Bei
S1240 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung
(1) (Längsrichtung, Seitenrichtung) und/oder
das vom Fahrer erwartete Fahrzeug-Antriebsdrehmoment.
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Bei
der Berechnung der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung (1)
wird die Beschleunigung auf der Grundlage der angewendeten allgemeinen
Gaspedalbetätigung
erzeugt. Als Alternative zu diesem Diagramm kann die Beschleunigung
durch eine Gleichung wie etwa vom Fahrer erwartete Beschleunigung
(1) = f (Betrag der Gaspedalbetätigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Übersetzungsverhältnis) × f (Geschwindigkeit
der Gaspedalbetätigung, Übersetzungsverhältnis) dargestellt
sein.
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Der
Vorgang von S1300 von 8 wird im Detail unter Bezugnahme
auf 12 beschrieben.
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Bei
S1310 liest die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1)
aus, bei der es sich um den bei dem vorausgegangenen S1240 berechneten Wert
handelt.
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Bei
S1320 bestimmt die ECU, ob die Schaltkulisse der Bodenschaltung
bzw. Mittelschaltung EIN ist. Wenn die Schaltkulisse EIN ist (JA
bei S1320), geht der Vorgang weiter zu S1330, ansonsten (NEIN bei
S1320) geht der Vorgang weiter zu S1350.
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Bei
S1330 erfaßt
die ECU den +/--Schalter der Schaltkulisse. Bei S1340 berechnet
die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2). Konkret wird
die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2) in Abhängigkeit
davon berechnet, ob der Fahrer an der an der Schaltkulisse vorgesehenen
sequentiellen Schaltung ein Hochschalten oder Herunterschalten angefordert
hat. In diesem Stadium wird die vom Fahrer erwartete Beschleunigung
(1), die bei S1310 ausgelesen wurde, auf die vom Fahrer
erwartete Beschleunigung (2) korrigiert. Im Anschluß an diesen S1340
geht der Vorgang weiter zu S1370.
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Bei
S1350 erfaßt
die ECU, ob der Lenkradschalter betätigt worden ist. Der Lenkradschalter
ist zum Hochschalten und Herunterschalten entsprechend der sequentiellen
Schaltung an der Lenkung vorgesehen. Wenn eine Betätigung des
Lenkradschalters erfaßt
wird (JA bei S1350), geht der Vorgang weiter zu S1360, ansonsten
(NEIN bei S1350) geht der Vorgang weiter zu S1380.
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Bei
S1360 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung
(2).
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Bei
S1370 berechnet die ECU das angeforderte Übersetzungsverhältnis (1).
Die Operation zum Berechnen des angeforderten Übersetzungsverhältnisses
wird in dem Übersetzungsverhältnis- oder Gangschaltbereich
gehalten, der durch eine Schaltereingabe oder auch eine herkömmlich durchgeführte manuelle
Gangschaltung bestimmt wurde.
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Bei
S1380 setzt die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2)
auf den Standardwert (normalerweise 0).
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Bei
S1390 bestimmt die ECU die Eingabe eines steifen Modus. Insbesondere
wird der steife Modus in Abhängigkeit
davon bestimmt, ob der Überbrückungsmechanismus
des Drehmomentwandlers 220 EIN oder AUS ist. Wenn der Überbrückungsmechanismus
EIN ist, ist die Brennkraftmaschine 140 direkt mit dem
Getriebe 240 gekoppelt, was einem steifen Gefühl entspricht.
Wenn der Überbrückungsmechanismus
AUS ist, ist die Brennkraftmaschine 140 nicht mit dem Getriebe 240 gekoppelt
(Fluidkopplung), was einem lockeren Gefühl entspricht. Wenn ein steifer
Modus bestimmt wurde, wird das steife Schaltgefühl und/oder das steife Gefühl durch
einen EIN-Zustand der Überbrückungskupplung
des Drehmomentwandlers 220 auf der Antriebsstrangseite
verarbeitet, oder ein physikalischer Sollwert dafür wird an die
Antriebsstrangseite übertragen.
Die Bestimmung des steifen Modus basiert auf dem Gaspedalweg, der Fahrzeuggeschwindigkeit,
dem Übersetzungsverhältnis und
dergleichen, wobei es sich um das Niveau der Betätigung durch den Fahrer handelt.
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Das
Ablaufdiagramm von 12 entspricht einer manuellen
Betätigung
durch den Fahrer. Es ist anzumerken, daß die vom Fahrer erwartete
Beschleunigung (1) ungeachtet des Vorliegens einer manuellen
Betätigung
ständig
berechnet wird. Durch ständiges
Berechnen der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung unabhängig von
einer manuellen Betätigung
durch den Fahrer kann das Fahrzeug sofort in den vorherigen Zustand
zurückkehren,
wenn der Zustand der manuellen Betätigung beendet wird.
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Der
Vorgang von S1400 in 8 wird im Detail unter Bezugnahme
auf 13 beschrieben.
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Bei
S1410 führt
die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (Straßenzustand) durch. Die Straßenkonfiguration
wird durch eine Navigationsvorrichtung erfaßt. Der Zustand der Straße, auf
der das Fahrzeug fährt,
wird durch eine Onboard-Kamera erfaßt. Temperatur, Regenmenge
und dergleichen werden durch verschiedene Sensoren identifiziert. Bei
S1420 schätzt
die ECU den μ-Wert,
bei dem es sich um den Reibungswiderstand der Straße handelt.
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Bei
S1430 berechnet die ECU die Straßenneigung. Bei S1440 berechnet
die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (3). Die
Berechnung wird so durchgeführt,
daß beispielsweise
eine Verzögerung
zunimmt, wenn sich das Fahrzeug auf der Grundlage von Informationen
von der Navigationsvorrichtung einer Kurve nähert. In diesem Stadium wird
bevorzugt ein Multiplikationsfaktor verwendet. Dieser Multiplikationsfaktor
wird durch ein Diagramm mit der Krümmung der Kurve und/oder der
Straßenneigung
als Parameter angewendet. Wenn geschätzt wird, daß der μ-Wert, der dem Reibungswiderstand der
Straße
entspricht, niedrig ist, wird ein großer Multiplikationsfaktor genommen
(Verzögerung
verringern), um ein Rutschen des Fahrzeugs infolge eines übermäßigen Brennkraftmaschinen-Verzögerungsmomentes
zu unterdrücken.
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Bei
S1450 berechnet die ECU das angeforderte Übersetzungsverhältnis (2)
aus der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung (3), die bei
S1440 berechnet wurde.
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Der
Vorgang von S1500 in 8 wird im Detail unter Bezugnahme
auf 14 beschrieben.
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Bei
S1510 führt
die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (vorderes Fahrzeug) durch. Verschiedene
Informationen werden verarbeitet, wobei das vorausfahrende Fahrzeug,
das durch eine Onboard-Kamera, ein Millimeterwellenradar oder dergleichen
erfaßt
wird, das Erfassungsobjekt darstellt.
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Bei
S1520 berechnet die ECU den Relativzustand zwischen dem eigenen
Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug. Bei dieser Relativzustandberechnung
wird ein Faktorwert berechnet, der aus einem zweidimensionalen Diagramm
erhalten wird, das aus Informationen über den Abstand des Fahrzeugs
von dem vorausfahrenden Fahrzeug und der Fahrzeuggeschwindigkeit
gebildet ist.
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Bei
S1530 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung
(4). In diesem Stadium wird der Multiplikationsfaktor,
der aus dem bei S1520 berechneten Sekun därdiagramm erhalten wurde, bei der
Korrekturberechnung verwendet. Bei S1540 berechnet die ECU das vom
Fahrer angeforderte Übersetzungsverhältnis (3)
auf der Grundlage der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung (4),
die bei S1530 berechnet wurde.
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Gemäß dem vorliegenden
Beispiel werden die vom Fahrer erwartete Beschleunigung und das angeforderte Übersetzungsverhältnis gemäß der grundlegenden
Betätigung
durch den Fahrer berechnet, wenn keine Eingabe von einer manuellen
Betätigungsvorrichtung
des Fahrers vorliegt, oder wenn keine Ausgabe aus den höheren Funktionseinheiten wie
etwa der Ratgebereinheit, Handlungseinheit oder Unterstützungseinheit
vorliegt. Dieser Wert wird letztlich der Bremsen-/Antriebs-Parameter
oder der Parameter, der das Übersetzungsverhältnis des
Getriebes darstellt. In einem Modus des manuellen Betriebs durch
den Fahrer (z.B. Schaltkulissenwahl durch Gangwahlhebel mit Schaltkulisse
oder Eingabe durch den Schalter am Lenkrad oder den Hebelschalter
hinter dem Lenkrad) wird der vom Fahrer erwartete Wert verarbeitet
oder neu berechnet. Wenn der Fahrer den Modusschalter wählt, wird
der vom Fahrer erwartete Wert verarbeitet oder neu berechnet. Insbesondere
wenn eine Eingabe von der manuellen Betätigungsvorrichtung des Fahrers
vorliegt und Fahrzeugumgebungsinformationen (Straßenzustand,
Informationen über
das vorausfahrende Fahrzeug) und dergleichen erfaßt werden,
wird der vom Fahrer erwartete Wert verarbeitet oder neu berechnet.
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Somit
arbeitet das integrierte Fahrzeugsteuerungssystem der vorliegenden
Ausführungsform
folgendermaßen:
an dem als die Antriebssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem
(1) wird eine Gaspedalbetätigung erfaßt, bei der es sich um eine
Anforderung durch den Fahrer handelt, und eine der Gaspedalbetätigung entspre chende
Steuerungsvorgabe des Antriebssystems wird unter Verwendung eines
Antriebsgrundlagen-Fahrermodells erzeugt, wodurch der Antriebsstrang,
bei dem es sich um ein Antriebsbetätigungselement handelt, gesteuert
wird. An dem als die Bremssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem
(2) wird eine Bremspedalbetätigung erfaßt, bei der es sich um eine
Anforderung durch den Fahrer handelt, und eine der Bremspedalbetätigung entsprechende
Steuerungsvorgabe des Bremssystems wird unter Verwendung eines Bremsgrundlagen-Fahrermodells
erzeugt, wodurch die Bremsenvorrichtung, bei der es sich um das
Bremsenbetätigungselement
handelt, gesteuert wird. An dem als die Lenksystemsteuereinheit
identifizierten Hauptsteuersystem (3) wird eine Lenkbetätigung erfaßt, bei
der es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, und eine
der Lenkbetätigung
entsprechende Steuerungsvorgabe des Lenksystems wird unter Verwendung
eines Lenkgrundlagen-Fahrermodells erzeugt, wodurch die Lenkvorrichtung,
bei der es sich um ein Betätigungselement handelt,
gesteuert wird. Diese Steuereinheit arbeiten autonom.
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Zusätzlich zu
Antriebssystem-Steuereinheit, Bremssystem-Steuereinheit, und Lenksystem-Steuereinheit,
die autonom arbeiten, sind des weiteren eine Beratereinheit, eine
Handlungseinheit und eine Unterstützungseinheit vorgesehen. Die
Beratereinheit erzeugt und liefert an jeweilige Steuereinheiten Informationen
zur Verwendung an jeweiligen Steuereinheiten auf der Grundlage von
Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs oder Informationen
in Bezug auf den Fahrer. Die Beratereinheit verarbeitet Informationen,
die den Grad eines Risikos in Bezug auf eine Betriebscharakteristik
des Fahrzeugs auf der Grundlage des Reibungswiderstandes der befahrenen
Straße,
der Außentemperatur
und dergleichen als Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs
darstellen, und/oder Informationen, die den Grad eines Risikos im
Hinblick auf die Betätigung
durch einen Fahrer auf der Grundlage des Ermüdungsgrades des Fahrers darstellen,
nachdem ein Bild des Fahrers aufgenommen wurde, so daß diese
Informationen zwischen jeweiligen Steuereinheiten gemeinsam genutzt
werden. Die Handlungseinheit erzeugt und liefert an jeweilige Steuereinheiten
Informationen zur Verwendung an jeweiligen Steuereinheiten, um das
Fahrzeug zu veranlassen, ein vorgegebenes Verhalten herzustellen.
Die Handlungseinheit erzeugt Informationen zum Implementieren einer
automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion für eine automatische Geschwindigkeitsregelung
des Fahrzeugs. Informationen zum Implementieren der automatischen
Geschwindigkeitsregelfunktion werden an jeweilige Steuereinheiten
ausgegeben. Die Unterstützungseinheit
erzeugt und liefert an jeweilige Steuereinheiten Informationen zur Verwendung
an jeweiligen Steuereinheiten auf der Grundlage des gegenwärtigen dynamischen
Zustands des Fahrzeugs. Die Unterstützungseinheit identifiziert
den gegenwärtigen
dynamischen Zustand des Fahrzeugs zum Erzeugen von Informationen,
die zum Modifizieren des Sollwertes an jeweiligen Steuereinheiten
benötigt
werden.
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An
jeweiligen Steuereinheiten wird eine Entscheidungsverarbeitung durchgeführt, ob – und falls ja,
in welchem Maße – von der
Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit ausgegebene Informationen
bei der Bewegungssteuerung des Fahrzeugs reflektiert werden sollen.
Diese Steuereinheit, Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit
arbeiten autonom. Schließlich
werden an jeweiligen Steuereinheiten der Antriebsstrang, die Bremsvorrichtung
und die Lenkvorrichtung auf der Grundlage des letztlichen Antriebsvorgabe,
Bremsvorgabe und Lenkvorgabe gesteuert, die mit Informationen berechnet
werden, die von der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit
eingegeben werden, sowie Informationen, die zwischen jeweiligen
Steuereinheiten übermittelt
werden.
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Somit
sind die Antriebssystem-Steuereinheit, die einem "Fahr"-Betrieb entspricht,
bei dem es sich um den grundlegenden Betrieb des Fahrzeugs handelt,
die Bremssystem-Steuereinheit, die einem "Anhalte"-Betrieb entspricht, und die Lenksystem-Steuereinheit,
die einem "Kurvenfahrt"-Betrieb entspricht,
so vorgesehen, daß sie
unabhängig
voneinander arbeiten können.
Hinsichtlich dieser Steuereinheiten sind die Beratereinheit, Handlungseinheit und
Unterstützungseinheit
vorgesehen, die Informationen in Verbindung mit dem Risiko und der
Stabilität in
Bezug auf Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs und Informationen
in Bezug auf den Fahrer, Informationen zum Implementieren einer
automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion für eine automatische Geschwindigkeitsregelung
des Fahrzeugs, sowie Informationen zum Modifizieren des Sollwertes
von jeweiligen Steuereinheiten erzeugen und an jeweilige Steuereinheiten
ausgeben können. Es
kann daher ein integriertes Steuerungssystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt
werden, das eine automatische Geschwindigkeitsregelung auf einem hohen
Niveau problemlos bewältigen
kann.
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Durch
Berechnen der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung und des angeforderten Übersetzungsverhältnisses
auf der Grundlage der erwarteten Beschleunigung gemäß einer
Anforderung durch eine manuelle Betätigung durch den Fahrer kann
ein Verhalten des Fahrzeugs auf der Grundlage der manuellen Betätigung durch
den Fahrer hergestellt werden.
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Dadurch,
daß der
Betätigung
durch den Fahrer die höchste
Priorität
eingeräumt
wird, wird eine Steuerung unter Verwendung von Signalen von den Fahrunterstützungs einheiten,
nämlich
der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit nicht durchgeführt, wenn
die Flags von diesen Fahrunterstützungseinheiten
zurückgesetzt
sind.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht
wurde, so ist doch zu verstehen, daß dies rein veranschaulichend
und beispielhaft gedacht ist und nicht als Einschränkung aufzufassen
ist, da der Grundgedanke und der Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung einzig durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist.