DE102013212808A1

DE102013212808A1 - Steuervorrichtung zum anwenden einer arbitrierung auf eine mehrzahl von empfangenen steueranfragen

Info

Publication number: DE102013212808A1
Application number: DE102013212808.8A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Tanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2014-01-02
Also published as: US20140005890A1; JP2014008927A

Abstract

Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug kann mehrere Steueranfragen empfangen, die jeweils eine angefragte Position und einen angefragten Schwimmwinkel für das Fahrzeug beschreiben, wobei die Steueranfragen von jeweiligen Steueranfragevorrichtungen, wie beispielsweise Fahrunterstützungsvorrichtungen, stammen. Die Steuervorrichtung führt eine Arbitrierung aus, um eine der Steueranfragen zu wählen, die dann in eine entsprechende Gierratensteueranfrage gewandelt wird. Die gewandelte Gierratensteueranfrage wird an eine Gierratensteuervorrichtung gegeben, welche die Fahrzeugbewegung entsprechend steuert.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der am 02. Juli 2012 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-148533 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, die mehrere Steueranfragen empfängt und diese einer Arbitrierung unterzieht, um eine einzelne Steueranfrage zu wählen.
Stand der Technik
Arten von Vorrichtungen zur Steuerung der Gierrate eines motorbetriebenen Fahrzeugs sind bekannt. Die JP 2008-94214 offenbart beispielsweise solch eine Vorrichtung. Bei dieser Vorrichtung wird eine Steuergröße, die zur Erzeugung eines Sollwerts eines Giermoments benötigt wird, berechnet und die Steuergröße an Vorrichtungen gegeben, welche die Querbewegung des Fahrzeugs ändern können.
Eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine Fahrunterstützungsvorrichtung eines Fahrzeugs, kann jedoch eine Positions-/Lagesteueranfrage (Kombination aus einer angefragten Position und einem angefragten Schwimmwinkel des Fahrzeugs) erzeugen. Beispiele für solch eine Fahrunterstützungsvorrichtung sind ein automatisches Parksystem oder ein autonomes Folgesystem. Es ist erforderlich, solche Steueranfragen von den Dimensionen der Fahrzeugposition und des Schwimmwinkels in die Dimension der Gierrate zu wandeln. Es können mehrere solche Positions-/Lagesteueranfragen von mehreren Fahrunterstützungsvorrichtungen erzeugt werden. Im Stand der Technik ist es erforderlich, einen Hilfssteuerabschnitt zum Ausführen einer solchen Gierratenwandlung in jeder der Fahrunterstützungsvorrichtungen bereitzustellen.
Hierauf wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 7 näher eingegangen. In diesem Beispiel kennzeichnen die Bezugszeichen 101, 111, 121 jeweilige Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen (wie beispielsweise Fahrunterstützungsvorrichtungen). Diese weisen jeweilige Positions-/Lagesteuerungsanfragewandlungsabschnitte 102, 112 und 122 als Hilfssteuerabschnitte auf, um die vorstehend beschriebene Wandlung zu bewirken. Gierratensteueranfragen, die so von den Positions-/Lagesteuerungsanfragewandlungsabschnitten 101, 112 und 122 erzeugt werden, werden an einen Gierratensteueranfragearbitrierungsabschnitt 141 einer Gierratensteuerungsplattform gegeben. Ferner gibt eine Gierratensteueranfragevorrichtung 131 eine Gierratensteueranfrage an den Gierratensteueranfragearbitrierungsabschnitt 141. Der Gierratensteueranfragearbitrierungsabschnitt 141 führt eine Arbitrierungsverarbeitung aus, um eine einzelne Gierratensteueranfrage von den empfangenen mehreren Gierratensteueranfragen zu wählen, und gibt die gewählte Steueranfrage an einen Gierratenanfragewandlungsabschnitt 151 der Gierratensteuerungsplattform. Der Gierratenanfragewandlungsabschnitt 151 reagiert, indem er ein Hilfsdrehmoment-(d. h. eine Lenkmomentunterstützung)-Steueranfrage und eine Bremsmomentsteueranfrage erzeugt, die jeweils an eine Lenksteuervorrichtung 161 und eine Bremssteuervorrichtung 171 gegeben werden. Die Gierrate des Fahrzeugs wird so auf der Grundlage der gewählten Gierratensteueranfrage gesteuert.
Die Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 101, 111, 121 weisen ebenso jeweilige Wandlungsabschnitte 103, 113 und 123 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich auf. Die Gierratensteueranfragevorrichtung 131 weist einen Wandlungsabschnitt 133 für einen erzielbaren Gierratenbereich auf.
Die Lenksteuervorrichtung 161 erzeugt Information, die einen erzielbaren Hilfsmomentbereich (d. h. einen Bereich von Werten eines Hilfsmoments, der aktuell tatsächlich realisiert werden kann) beschreibt, und gibt diese Information jeweils an die Wandlungsabschnitte 103, 113 und 123 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich und an den Wandlungsabschnitt 133 für einen erzielbaren Gierratenbereich. Die Bremssteuervorrichtung 171 erzeugt Information, die einen erzielbaren Bremsmomentbereich (d. h. einen Bereich von Werten des Bremsmoments, der aktuell tatsächlich realisiert werden kann) beschreibt, und gibt diese Information jeweils an die Wandlungsabschnitte 103, 113 und 123 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich und an den Wandlungsabschnitt 133 für einen erzielbaren Gierratenbereich der Gierratensteueranfragevorrichtung 131.
Jeder der Wandlungsabschnitte 103, 113 und 123 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich wandelt den erzielbaren Hilfsdrehmomentbereich und den erzielbaren Bremsmomentbereich in einen aktuell erzielbaren Bereich von Fahrzeugpositionen und einen aktuell erzielbaren Bereich von Fahrzeugschwimmwinkeln und gibt diese an die entsprechende der Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 101, 111 und 121. Der Wandlungsabschnitt 133 für einen erzielbaren Gierratenbereich wandelt den erzielbaren Hilfsdrehmomentbereich und den erzielbaren Bremsmomentbereich in einen aktuell erzielbaren Bereich von Gierraten und gibt diesen an die Gierratensteueranfragevorrichtung 131.
Folglich ist es bei einer herkömmlichen Entwicklung solch eines System erforderlich, dass jede Fahrunterstützungsvorrichtung (Steueranfragevorrichtung), die Steueranfragen erzeugt, die sich von Gierratensteueranfragen unterscheiden, einen entsprechenden Hilfsabschnitt (Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt) aufweist. Dementsprechend muss dann, wenn die Anzahl von Fahrunterstützungsvorrichtungen geändert wird, ebenso die Anzahl solcher Hilfsabschnitte geändert werden, so dass das Problem mangelnder Designeffizienz aufkommt.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist angesichts des obigen Problems folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung bereitzustellen, durch die derartige Hilfsabschnitte weggelassen werden können, um so die Designeffizienz zu verbessern.
Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung eine Steuervorrichtung zur Installation in einem Fahrzeug bereit, wobei die Steuervorrichtung einen Arbitrierungsabschnitt aufweist, der mehrere Positions-/Lagesteueranfragen von jeweiligen Steueranfragevorrichtungen gleichzeitig empfangen kann und eine dieser Anfragen wählt. Jede Positions-/Lagesteueranfrage beschreibt einen erforderlichen Positionswert und einen erforderlichen Schwimmwinkelsteuerwert.
Die Steuervorrichtung weist ferner einen ersten Wandlungsabschnitt, der die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage von der Arbitrierungsschaltung empfängt und sie in eine Gierratensteueranfrage wandelt, und eine Gierratensteuervorrichtung, die die gewandelte Gierratensteueranfrage empfängt und eine Steuerung der Fahrzeugbewegung zur Realisierung der Gierratensteueranfrage ausübt.
Eine angefragte Position kann bezüglich einer absoluten Position oder bezüglich der momentanen Position des Fahrzeugs beschrieben sein. In gleicher Weise kann ein angefragter Schwimmwinkel bezüglich eines absoluten Winkels (Azimutwinkel) oder bezüglich der momentanen Fahrtrichtung des Fahrzeugs beschrieben sein.
Dementsprechend wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, eine einzelne Steueranfrage aus einer Mehrzahl von eingegebenen Steueranfragen gewählt, die jeweils in den Dimensionen von Position und Schwimmwinkel sind, und wird die gewählte Steueranfrage in die Dimension der Gierrate gewandelt. Folglich ist es nicht mehr erforderlich, dass jede Steueranfragevorrichtung, die Steueranfragen in der Dimension von Position und Schwimmwinkel erzeugt, einen individuellen entsprechenden Abschnitt zum Ausführen einer Wandlung in die Gierratendimension aufweist, so wie es im Stand der Technik der Fall von Nöten ist. Dementsprechend kann die erforderliche Anzahl von Gierratenwandlungsabschnitten, unabhängig von irgendeiner Änderung, die in der Anzahl von Steueranfragevorrichtungen vorgenommen wird, die Anfragen in den Dimensionen von Position und Schwimmwinkel senden, fest sein.
Insbesondere ist, im Stand der Technik, wenn jeweilige Steueranfragen von N Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen (N ≥ 2) an die Steuervorrichtung gegeben werden, eine Gesamtzahl von N Hilfsabschnitten für eine Wandlung aus der Positions- und Schwimmwinkeldimension in die Gierratendimension erforderlich, d. h. (N + 1) Abschnitte mit einem Arbitrierungsabschnitt. Folglich nimmt dann, wenn das Systemdesign derart geändert wird, dass die Anzahl von Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen erhöht wird, die erforderliche Anzahl von Hilfsabschnitten entsprechend zu.
Gemäß der vorliegenden Erfindung überschreitet die Gesamtzahl von Abschnitten, die erforderlich ist, um eine Arbitrierung und eine Wandlung aus der Positions- und Schwimmwinkeldimension in die Gierratendimension auszuführen, nicht eine Gesamtzahl von 2, ungeachtet der Anzahl N von Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen, für die eine Arbitrierung ausgeführt werden muss. Folglich wird dann, wenn N den Wert 2 überschreitet, die erforderliche Anzahl von Hilfsabschnitten kleiner als diejenige, die im Stand der Technik erforderlich ist, so dass die Designeffizienz verbessert werden kann.
Eine von der Steuervorrichtung empfangene Positions-/Lagesteueranfrage kann (wenn sie in die Gierratendimension gewandelt wird) eine Gierrate bestimmen, die außerhalb eines erzielbaren Gierratensteuerbereichs liegt, d. h. eines Bereichs von Gierratenwerten, die von der Gierratensteuervorrichtung zum momentanen Zeitpunkt tatsächlich realisiert werden können. Folglich ist die Gierratensteuervorrichtung vorzugsweise dazu ausgelegt, Information auszugeben, die diesen erzielbaren Gierratensteuerbereich beschreibt, wobei der erste Wandlungsabschnitt dazu ausgelegt ist, diese Information zu empfangen, zu beurteilen, wann die gewandelte Gierratensteueranfrage außerhalb dieses Bereichs liegt, und die gewandelte Gierratensteueranfrage abzustimmen, um zu bewirken, dass diese in den erzielbaren Gierratensteuerbereich fällt, wenn dies erforderlich ist.
Die Anzahl von Gierratensteueranfragen, die an die Gierratensteuervorrichtung gegeben wird und außerhalb des erzielbaren Gierratensteuerbereichs liegt, kann so im Wesentlichen reduziert werden. Wenn solch eine Out-of-Range-Anfrage zum momentanen Zeitpunkt an die Gierratensteuervorrichtung gegeben wird, wird der Effekt zum nächsten Steuerzeitpunkt erfasst und muss eine Verarbeitung zur Korrektur dieses Effekts ausgeführt werden. Folglich kann eine Reduzierung solcher Out-of-Range-Anfragen die Steuerleistung verbessern.
Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung ferner einen zweiten Wandlungsabschnitt aufweisen, der dazu ausgelegt ist, den erzielbaren Gierratensteuerbereich in einen erzielbaren Positions-/Lagebereich (d. h. einen erzielbaren Bereich von Positionswerten und einen erzielbaren Bereich von Schwimmwinkelwerten) zu wandeln und Information, die den erzielbaren Positions-/Lagebereich beschreibt, an den Arbitrierungsabschnitt zu geben. In diesem Fall ist der Arbitrierungsabschnitt dazu ausgelegt, zu beurteilen, ob die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage außerhalb des erzielbaren Positions-/Lagebereichs liegt, und diese Steueranfrage derart abzustimmen, dass sie in den erzielbaren Positions-/Lagebereich fällt, sofern dies erforderlich ist.
Hierdurch kann die Anzahl von Out-of-Range-Anfragen, auf die reagiert wird, verringert und so die Steuerleistung weiter verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen zeigt:
1 ein Systemblockdiagramm zur Veranschaulichung der allgemeinen Konfiguration einer Ausführungsform einer Steuerungsplattform;
2 eine Abbildung zur Veranschaulichung der Position und des Schwimmwinkels eines Fahrzeugs;
3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer von einem Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt ausgeführten Verarbeitung gemäß der Ausführungsform;
4A und 4B Zeitdiagramme zur Veranschaulichung von Zeitachsenänderungen von Steueranfragen, die an den Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt gegeben werden, und einer Steueranfrage, die von diesem Arbitrierungsabschnitt gewählt wird;
5 ein konzeptionelles Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Konfiguration eines Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitts der Ausführungsform;
6 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verhältnisses zwischen einer variablen Verstärkung und einer Verschiebungsbetragsänderung; und
7 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der allgemeinen Konfiguration eines herkömmlichen Beispiels einer Steuerungsplattform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der allgemeinen Konfiguration einer Steuerungsplattform 10 zur Installation in einem motorbetriebenen Fahrzeug, das mehrere Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53, eine Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54, eine Lenksteuervorrichtung 61 und eine Bremssteuervorrichtung 62 aufweist. Die Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 erzeugen jeweils Steueranfragen, die jeweils eine angefragte Position und einen angefragten Schwimmwinkel des Host-Fahrzeugs bestimmen, die an die Steuerungsplattform 10 gegeben werden. Die Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54 erzeugt eine Gierratensteueranfrage, die ebenso an die Steuerungsplattform 10 gegeben wird. Die Steuerungsplattform 10 führt eine Arbitrierung zwischen den mehreren empfangenen Steueranfragen aus und gibt die resultierenden Steueranfragen, auf der Grundlage der Arbitrierung, an die Lenksteuervorrichtung 61 und die Bremssteuervorrichtung 62 aus.
Die Steuerziele der Positions-/Lagesteueranfragen, die von den Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 erzeugt werden, sind in den Dimensionen von Position und Schwimmwinkels des Host-Fahrzeugs. Eine Positionssteueranfrage kann eine erforderliche Position des Schwerpunkts des Fahrzeugs anhand von globalen XY-Koordinaten bestimmen, wie beispielsweise in der 2 gezeigt. Es ist jedoch ebenso denkbar, solch eine Position bezüglich einer zuvor erstellten Referenzposition zu bestimmen, die an einem zuvor registrierten Zeitpunkt erhalten wurde. Eine Schwimmwinkelsteueranfrage kann einen erforderlichen Schwimmwinkel des Fahrzeugs anhand von globalen XY-Koordinaten bestimmen, wie beispielsweise einen Winkel θ zwischen der x-Achse und der Längsachsenvorausrichtung des Fahrzeugs zum aktuellen Zeitpunkt, wie in 2 gezeigt. Es wäre jedoch ebenso denkbar, eine Winkeldifferenz bezüglich der Fahrtrichtung, die vom Fahrzeug an einem vorhergehenden Referenzzeitpunkt erzielt wird, zu bestimmen. In dieser Ausführungsform enthält jede Positions-/Lagesteueranfrage, die von den Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 erzeugt wird, eine Kombination von solch einer Positionssteueranfrage und solch einer Schwimmwinkelsteueranfrage.
Jede Positions-/Lagesteueranfrage von den Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 weist ebenso Information auf, die eine maximal zulässige Gierrate und eine minimal zulässige Gierrate bestimmt. Diese Werte werden bezüglich des Standpunkts der Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung 51, 52 oder 53, die diese Positions-/Lagesteueranfrage ausgibt, als zulässig bestimmt.
Bestimmte Beispiele für die Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 sind ein automatisches Parksystem, eine autonomes Fahrzeugfolgesystem, ein autonomes Fahrspurfolgesystem und dergleichen.
Die Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54 erzeugt Steueranfragen mit einer Gierrate als die Dimension des Steuerziels. Bestimmte Beispiele für die Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54 umfassen ein Seitenwindhandhabungssystem, Seitwärtsrutschverhinderungssystem und dergleichen. Jede Gierratensteueranfrage, die von der Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54 erzeugt wird, weist ebenso Information auf, die einen maximalen und einen minimalen Wert einer zulässigen Gierrate bestimmt.
Die Steuerungsplattform 10 ist, wie in 1 gezeigt, im Wesentlichen aus einer Positions-/Lagesteuerplattform 20 und einer Gierratensteuerplattform 40 aufgebaut. Die Positions-/Lagesteuerplattform 20 weist einen Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21, einen Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 und einen Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich auf. Die Gierratensteuerplattform 40 weist einen Gierratensteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 41, einen Gierratenanfragewandlungsabschnitt 42 und einen Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich auf.
Der Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 empfängt die mehreren Positions-/Lagesteueranfragen von den Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 und führt eine Arbitrierung zwischen diesen aus. Insbesondere wird eine der Positions-/Lagesteueranfragen in Übereinstimmung mit einer Arbitrierungsmethode gewählt, die durch eine extern zugeführte Arbitrierungsmethodikanfrage bestimmt wird. Der Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 stimmt die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage derart ab, dass der angefragte Positionswert und der angefragte Schwimmwinkelwert hiervon jeweils innerhalb eines erzielbaren Positionsbereichs und eines erzielbaren Schwimmwinkelbereichs liegen (nachstehend gemeinsam als der erzielbare Positions-/Lagebereich bezeichnet). Information, welche den erzielbaren Positions-/Lagebereich bestimmt, wird vom Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich bereitgestellt.
In dieser Ausführungsform ist die vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 angewandte Arbitrierungsmethode wie folgt. Wenn eine einzige Positions-/Lagesteueranfrage von einer Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung eines Sicherheitssystems des Fahrzeugs empfangen wird, wird diese Anfrage bevorzugt gewählt. Wenn mehrere Positions-/Lagesteueranfragen vorhanden sind und keine dieser von einem Sicherheitssystem stammt, wird die Positions-/Lagesteueranfrage, die einen maximalen Betrag an Positionsverschiebung anfragt (d. h. diesen zur Folge haben wird), gewählt. Wenn mehrere Positions-/Lagesteueranfragen vorhanden sind, die von jeweiligen Steueranfragevorrichtungen des Sicherheitssystems stammen, wird eine dieser mit der höchsten Priorität gewählt (in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Methode bzw. Strategie bezüglich der Steueranfragevorrichtungen des Sicherheitssystems).
Es wäre jedoch ebenso denkbar, die Arbitrierungsmethode in Übereinstimmung mit Faktoren wie beispielsweise Zuständen des Fahrzeugs und/oder den Fahrzeuginsassen zu modifizieren.
Nach Abstimmung der Werte der gewählten Positions-/Lagesteueranfrage, so dass diese, wie vorstehend beschrieben, innerhalb des erzielbaren Positions-/Lagebereichs liegen, gibt der Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 die resultierende abgestimmte Positions-/Lagesteueranfrage an den Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22, so dass diese in eine Gierratensteueranfrage gewandelt werden kann. Der Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 führt eine PID-(Proportional-Integral-Derivative)-FF-(Feed-Forward)-Regelung und eine FB-(Feedback)-Regelung auf der Grundlage der vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 bereitgestellten Positions-/Lagesteueranfrage aus, für eine Wandlung in eine Gierratensteueranfrage, die innerhalb eines erzielbaren Gierratenbereichs liegt (gemäß obiger Beschreibung durch den Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich bestimmt).
Der Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich wandelt den erzielbaren Gierratenbereich (vom Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich der Gierratensteuerplattform 40 bereitgestellt) in den vorstehend beschriebenen erzielbaren Positions-/Lagebereich, auf der Grundlage des erzielbaren Gierratenbereichs, Eigenschaften des Fahrzeugs (im Voraus als ein Model in einem Speicher gespeichert), der aktuellen Position des Fahrzeugs (von einem Sensor erfasste Information) und des aktuellen Schwimmwinkels des Fahrzeugs (von einem Sensor erfasste Information).
Der Gierratensteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 41 der Gierratensteuerplattform 40 kann mehrere Gierratensteueranfragen empfangen und eine Arbitrierung auf diese anwenden, um eine resultierende Gierratensteueranfrage auszugeben. Insbesondere wählt der Gierratensteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 41 eine der Gierratensteueranfragen, die jeweils von dem Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 und der Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54 ausgegeben werden, über die Wahl, die auf der Grundlage einer von außen zugeführten Arbitrierungsmethodikanfrage ausgeführt wird. Der Gierratensteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 41 stimmt anschließend (wenn dies erforderlich ist) die gewählte Gierratensteueranfrage ab, so dass diese innerhalb des vorstehend beschriebenen erzielbaren Gierratenbereichs liegt, und gibt die resultierende Gierratensteueranfrage an den Gierratenanfragewandlungsabschnitt 42.
Der Gierratenanfragewandlungsabschnitt 42 wandelt diese Gierratensteueranfrage in eine Lenkunterstützungsmomentanfrage und eine Bremsmomentanfrage, indem er eine PID-FF- und FB-Regelung auf der Grundlage der Gierratensteueranfrage ausführt. Die Lenkunterstützungsmomentanfrage wird an eine Lenksteuervorrichtung 61 gegeben, und die Bremsmomentanfrage wird an eine Bremssteuervorrichtung 62 gegeben.
Der Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich wandelt einen erzielbaren Lenkunterstützungsmomentebereich (durch Information von der Lenksteuervorrichtung 61 beschrieben) und einen erzielbaren Bremsmomentbereich (durch Information von der Bremssteuervorrichtung 62 beschrieben) in den vorstehend beschriebenen erzielbaren Gierratenbereich. Insbesondere berechnet der Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich den erzielbaren Gierratenbereich auf der Grundlage des erzielbaren Lenkunterstützungsmomentebereichs, des erzielbaren Bremsmomentbereichs, von Eigenschaften des Host-Fahrzeugs (im Voraus als ein Model in einem Speicher gespeichert) und der Gierrate zum aktuellen Zeitpunkt (von einem Sensor erfasst).
Der Gierratenanfragewandlungsabschnitt 42 gibt wiederholt (mit einer Steuerperiode von einigen ms (Millisekunden)) Lenkunterstützungsmomentanfragen aus, und die Lenksteuervorrichtung 61 reagiert entsprechend, indem sie einen Grad der Lenkunterstützungskraft steuert, um den angefragten Wert des Lenkunterstützungsmoments zu realisieren, wobei das Lenkunterstützungsmoment innerhalb des erzielbaren Lenkunterstützungsmomentebereichs liegt. Die Lenksteuervorrichtung 61 beschreibt den erzielbaren Lenkunterstützungsmomentebereich als einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert eines aktuell tatsächlich erzielbaren Bereichs des Lenkunterstützungsmoments. In gleicher Weise beschreibt die Bremssteuervorrichtung 62 den erzielbaren Bremsmomentbereich als einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert eines aktuell tatsächlich erzielbaren Bereichs des Bremsmoments.
Auf der Grundlage des erzielbaren Lenkunterstützungsmomentebereichs, der von der Lenksteuervorrichtung 61 bereitgestellt wird, des erzielbaren Bremsmomentbereichs, der von der Bremssteuervorrichtung 62 bereitgestellt wird, der Fahrzeugeigenschaften und der Gierrate zum aktuellen Zeitpunkt berechnet der Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich den (aktuell) erzielbaren Gierratenbereich. Der erzielbare Gierratenbereich wird an den Gierratensteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 41, an den Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 und den Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich der Positions-/Lagesteuerplattform 20 und an die Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54 gegeben. Auf der Grundlage dieses erzielbaren Gierratenbereichs berechnet die Gierratensteuerungsanfragevorrichtung 54 eine angefragte Gierrate, die in einer Gierratensteueranfrage an den Gierratensteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 41 ausgegeben wird.
Der Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich empfängt Information, die den erzielbaren Gierratenbereich beschreibt, von dem Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich, die Fahrzeugeigenschaften, die aktuelle Position des Fahrzeugs und den aktuellen Schwimmwinkel des Fahrzeugs und verwendet die Information, um den erzielbaren Positions-/Lagebereich zu berechnen. Information, die den erzielbaren Positions-/Lagebereich beschreibt, wird an den Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 und an jede der Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 gegeben. Die Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 berechnen jeweilige angefragte Positionen und Schwimmwinkel auf der Grundlage des erzielbaren Positions-/Lagebereichs und erzeugen so jeweilige Positions-/Lagesteueranfragen, die an den Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 der Positions-/Lagesteuerplattform 20 gegeben werden, so wie es vorstehend beschrieben wird.
Die Steuerungsplattform 10 dieser Ausführungsform ist als eine ECU (elektronische Steuereinheit) basierend auf einem Mikrocomputer aufgebaut, der in dem Host-Fahrzeug installiert wird, wobei die jeweiligen Funktionen der Positions-/Lagesteuerplattform 20 und der Gierratensteuerplattform 40 ausgeführt werden, indem Module eines Programms ausgeführt werden, das in einem nichtflüchtigen Speicher des Mikrocomputers gespeichert gehalten wird. Dementsprechend liegen keine bestimmten Beschränkungen für die Hardware-Konfiguration der Steuerungsplattform 10 vor. Ferner wäre es ebenso denkbar, dass die Funktionen der Positions-/Lagesteuerplattform 20 und der Gierratensteuerplattform 40 ausgeführt werden, indem jeweilige Programme von Mikrocomputern von zwei oder mehr als zwei separaten ECUs ausgeführt werden. Die Funktionen der Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 können ebenso ausgeführt werden, indem Module eines einzigen Programms ausgeführt werden, das in einem nichtflüchtigen Programm eines Mikrocomputers gespeichert gehalten wird, oder indem Programme von jeweils verschiedenen Mikrocomputern ausgeführt werden, so dass keine bestimmten Beschränkungen für die Hardware-Konfiguration der Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 vorliegen.
Beschreibung des Betriebs
Nachstehend wird der Betrieb von bestimmten Abschnitten der Steuerungsplattform 10 beschrieben.
(1) Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 der Positions-/Lagesteuerplattform 20
Nachstehend wird die Arbitrierungsverarbeitung, die vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das in der 3 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Die in der 3 gezeigte Verarbeitungsroutine wird wiederholt ausgeführt und in der Annahme beschrieben, dass mehrere Positions-/Lagesteueranfragen durch den Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 jeweils von den Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 empfangen werden. Zunächst wird in Schritt S105 dahingehend eine Entscheidung getroffen, ob die empfangenen Anfragen eine Anfrage von einer Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung eines Sicherheitssystems des Host-Fahrzeugs aufweisen. Die Erkennung einer Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung eines Sicherheitssystems wird in einer vorbestimmten Weise auf der Grundlage von Eigenschaften solch einer Vorrichtung ausgeführt (wie beispielsweise auf der Grundlage der Effekte, bezüglich einer Sicherheit, der Fahrunterstützung (Fahrerunterstützung), die durch die Vorrichtung realisiert wird).
Wenn in Schritt S105 beurteilt wird, dass die Positions-/Lagesteueranfragen eine oder mehrere Anfragen von Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen des Sicherheitssystems enthalten, wird anschließend Schritt S110 ausgeführt. In Schritt S110 wird dann, wenn eine einzige Anfrage von einer Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung des Sicherheitssystems vorliegt, dann diese gewählt, während dann, wenn mehrere solcher Anfragen vorliegen, die Anfrage mit der höchsten Priorität gewählt wird. In dieser Ausführungsform kann nur einer von zwei Prioritätsstufen zugewiesen werden, d. h. „hoch” oder „niedrig”. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und es ist ebenso denkbar, drei oder mehr als drei Prioritätsstufen zu verwenden.
Wenn in Schritt S105 beurteilt wird, dass die empfangene Positions-/Lagesteueranfragen keine Anfrage von einer Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung des Sicherheitssystems enthalten, wird anschließend Schritt S107 ausgeführt. In Schritt S107 wird die Positions-/Lagesteueranfrage gewählt, die den größten Betrag an (Positions-)Verschiebung erfordert. Nach einer Ausführung von Schritt S110 oder Schritt S107 wird anschließend Schritt S115 ausgeführt.
Wenn angefragte Positionen in absoluten Koordinaten beschrieben sind, wird dann der Betrag an Verschiebung als die Differenz zwischen der Position, die in der aktuell gewählten Positions-/Lagesteueranfrage bestimmt wird, und der Position, die durch die zuvor gewählte Anfrage bestimmt wird, berechnet. Wenn angefragte Positionen als relative Positionen beschrieben sind, wird dann der Betrag an Verschiebung erhalten als der Abstand zwischen der Position, die in der aktuell gewählten Positions-/Lagesteueranfrage bestimmt wird, und der Position, die durch die zuvor gewählte Anfrage bestimmt wird (als ein Ausgangspunkt).
In Schritt S115 wird dahingehend eine Entscheidung getroffen, ob ein Absolutwert einer Schwimmwinkeldifferenz einen vorbestimmten Vorgabewert überschreitet. Hierin ist die Schwimmwinkeldifferenz die Differenz zwischen dem aktuell angefragten Schwimmwinkel (d. h. durch die aktuell gewählte Positions-/Lagesteueranfrage bestimmt) und dem zuvor angefragten Schwimmwinkel (dessen Wert bei der vorherigen Ausführung der Verarbeitung der 3 erhalten wurde). Der Wert dieses zuvor angefragten Schwimmwinkels wird in einem Speicher des Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitts 21 gespeichert. Der Vorgabewert der Schwimmwinkeldifferenz wird derart vorbestimmt, dass dann, wenn der Wert überschritten werden würde, gegebenenfalls Probleme bezüglich des Fahrzeugstabilität oder des Komforts der Fahrzeuginsassen auftreten.
Wenn in Schritt S115 beurteilt wird, dass der Absolutwert der Schwimmwinkeldifferenz den vorbestimmten Vorgabewert überschreitet, wird anschließend Schritt S120 ausgeführt, in dem eine Glättungsverarbeitung (Filterverarbeitung bzw. Filterung) initiiert wird. Insbesondere wird der angefragte Schwimmwinkelwert (wie an den Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 ausgegeben), soweit erforderlich, graduell erhöht oder verringert, um letztendlich den Schwimmwinkelwert zu erhalten, der durch die aktuell gewählte Positions-/Lagesteueranfrage bestimmt wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass sich der angefragte Schwimmwinkel, der bei der Steuerung des Fahrzeugs tatsächlich angewandt wird, nur graduell ändert. Anschließend wird Schritt S125 ausgeführt.
Wenn in Schritt S115 jedoch beurteilt wird, dass der Absolutwert der Schwimmwinkeldifferenz den vorbestimmten Vorgabewert nicht überschreitet, wird direkt Schritt S125 ausgeführt, wobei Schritt S120 übersprungen wird.
In Schritt S125 wird dahingehend eine Entscheidung getroffen, ob der angefragte Schwimmwinkel (nach der Glättungsverarbeitung, sofern diese angewandt wird) den oberen Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs überschreitet.
Wenn beurteilt wird, dass der angefragte Schwimmwinkel den oberen Grenzwert überschreitet, wird anschließend Schritt S130 ausgeführt, bei dem der obere Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs als der angefragte Schwimmwinkel bestimmt wird. So wird gewährleistet, dass der angefragte Schwimmwinkel innerhalb des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs liegt. Anschließend schreitet der Ablauf zu Schritt S145 voran.
Wenn in Schritt S125 jedoch beurteilt wird, dass der aktuell angefragte Schwimmwinkel nicht den oberen Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs überschreitet, wird anschließend Schritt S135 ausgeführt, bei dem dahingehend eine Entscheidung getroffen wird, ob der angefragte Schwimmwinkel (nach der Glättungsverarbeitung, sofern diese angewandt wird) unter dem unteren Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs liegt.
Wenn in Schritt S135 beurteilt wird, dass der angefragte Schwimmwinkel unter diesem unteren Grenzwert liegt, wird anschließend Schritt S140 ausgeführt, bei dem der untere Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs als der angefragte Schwimmwinkel bestimmt wird. So wird gewährleistet, dass der angefragte Schwimmwinkel innerhalb des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs liegt. Anschließend schreitet der Ablauf zu Schritt S145 voran.
Wenn in Schritt S135 jedoch beurteilt wird, dass der angefragte Schwimmwinkel nicht unter dem unteren Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs liegt, wird anschließend Schritt S145 ausgeführt, wobei Schritt S140 übersprungen wird.
In Schritt S145 wird dahingehend eine Entscheidung getroffen, ob der angefragte Positionsverschiebungsbetrag (gemäß nachstehender Beschreibung definiert), der durch die Positions-/Lagesteueranfrage bestimmt wird, die in Schritt S107 oder Schritt S110 gewählt wird, einen vorbestimmten Vorgabewert überschreitet. Der Vorgabewert wird derart vorbestimmt, dass dann, wenn dieser überschritten wird, gegebenenfalls Probleme bezüglich der Fahrzeugstabilität oder des Komforts der Fahrzeuginsassen auftreten.
Wenn in Schritt S145 beurteilt wird, dass der angefragte Positionsverschiebungsbetrag den Vorgabewert überschreitet, wird anschließend Schritt S150 ausgeführt, bei dem eine Glättungsverarbeitung initiiert wird. Diese wird auf die gleiche Weise ausgeführt (d. h. durch eine graduelle Änderung der angefragten Positionswerte, die vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 ausgegeben werden) wie vorstehend für die Glättung der angefragten Schwimmwinkelwerte beschrieben. Anschließend wird Schritt S155 ausgeführt.
Wenn in Schritt S145 jedoch beurteilt wird, dass der angefragte Positionsverschiebungsbetrag den Vorgabewert nicht überschreitet, wird anschließend direkt Schritt S155 ausgeführt, wobei Schritt S150 übersprungen wird.
In Schritt S155 wird dahingehend eine Entscheidung getroffen, ob der angefragte Positionsverschiebungsbetrag den oberen Grenzwert des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs (durch den Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich bestimmt) überschreitet.
Wenn in Schritt S155 beurteilt wird, dass der angefragte Verschiebungsbetrag den oberen Grenzwert des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs überschreitet, schreitet der Ablauf anschließend zu Schritt S160 voran. In Schritt S160 wird die angefragte Position zu einer Position geändert, die so weit wie möglich von der aktuellen Position entfernt liegt, während der Positionsverschiebungsbetrag innerhalb des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs gehalten wird (d. h. der Positionsverschiebungsbetrag wird gleich dem oberen Grenzwert dieses Bereichs gesetzt), und die entlang der Richtung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und der Position, die durch die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage angefragt wird, liegt.
Wenn in Schritt S155 beurteilt wird, dass der angefragte Verschiebungsbetrag den oberen Grenzwert des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs nicht überschreiten wird, wird anschließend Schritt S165 ausgeführt, um zu beurteilen, ob der angefragte Verschiebungsbetrag kleiner als der untere Grenzwert des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs ist.
Wenn in Schritt S165 beurteilt wird, dass der angefragte Verschiebungsbetrag unter dem unteren Grenzwert des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs liegt, wird anschließend Schritt S170 ausgeführt. In Schritt S170 wird die angefragte Position geändert, um so dicht wie möglich zur aktuellen Position zu liegen (d. h. derart, dass die Positionsverschiebung der untere Grenzwert des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs sein wird), während sie entlang der Richtung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und der Position, die durch die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage angefragt wird, liegt.
Wenn in Schritt S165 jedoch beurteilt wird, dass der angefragte Verschiebungsbetrag nicht unter dem unteren Grenzwert des erzielbaren Verschiebungsbetragsbereichs liegt, wird die Ausführung der Verarbeitungsroutine anschließend beendet.
4A zeigt ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels einer Zeitachsenänderung von Schwimmwinkelwerten, die durch jeweilige von mehreren Positions-/Lagesteueranfragen bestimmt werden, die an den Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 gegeben werden, während 4B entsprechende Ergebnisse einer Arbitrierung durch den Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21, d. h. Ergebnisse, die aus aufeinander folgenden Ausführungen der Verarbeitungsroutine der 3 resultieren, zeigt. In den 4A, 4B ist die Zeit auf der horizontalen Achse und der Schwimmwinkel auf der vertikalen Achse aufgetragen.
Der Abschnitt durchgezogener Linie in der 4A zeigt die Änderung des Schwimmwinkels gemäß einer Bestimmung durch eine Positions-/Lagesteueranfrage von einer ersten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung eines Sicherheitssystems des Host-Fahrzeugs. Der Abschnitt der Einpunktstrichlinie in der 4A zeigt in gleicher Weise die Änderung des angefragten Schwimmwinkels einer Positions-/Lagesteueranfrage von einer zweiten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung des Sicherheitssystems. Der Abschnitt der Doppelpunktsstrichlinie in der 4A zeigt die Änderung eines angefragten Schwimmwinkels gemäß einer Bestimmung durch eine Positions-/Lagesteueranfrage von einer dritten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung, die von einem Fahrzeugsystem stammt, das sich vom Sicherheitssystem unterscheidet. Die zwei (oberer und unterer) Abschnitte gestrichelter Linie zeigen jeweils die Änderung des oberen Grenzwerts des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs und des unteren Grenzwerts dieses Bereichs.
Bei diesem Beispiel wird die Schwimmwinkelanfrage von der zweiten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung (Abschnitt der Einpunktstrichlinie), wie gezeigt, an einem Zeitpunkt t1 beendet.
In der 4B zeigt der Abschnitt fetter Linie die Ergebnisse der Anwendung einer Arbitrierung auf die Anfrageinhalte gemäß der 4A, d. h. zeigt der Abschnitt fetter Linie die angefragten Schwimmwinkelwerte, die vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 ausgegeben werden. Es wird angenommen, dass die zweite Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung die höchste Priorität aufweist. Die in der 4B gezeigten Abschnitte (A) bis (C) werden nachstehend beschrieben.

(A) Der Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 wählt fortlaufend die angefragten Schwimmwinkelwerte, die von dieser Vorrichtung stammen, solange wie die Anfrage andauert und der Zustand der Priorität aufrechterhalten wird. Dies entspricht der obigen Verarbeitung in den Schritten S105 bis S110 der 3.
(B) Zum Zeitpunkt t1, wenn die Anfrage von der zweiten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung beendet wird, wählt der Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 die Schwimmwinkelwerte der Positions-/Lagesteueranfrage von der ersten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung (die ebenso vom Sicherheitssystem stammt, Abschnitt durchgezogener Linie in der 4A). Dies führt zu einer plötzlichen großen Änderung im angefragten Schwimmwinkelwert. Folglich wird eine Glättungsverarbeitung gemäß obiger Beschreibung angewandt, um einen graduellen Übergang zu dem angefragten Schwimmwinkelwert, der von der ersten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung angefragt wird, zu erzeugen. Dies entspricht der obigen Verarbeitung in den Schritten S115, S120 der 3.
(C) Zum Zeitpunkt t2 nimmt der obere Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs einen niedrigeren Wert an. Dies führt dazu, dass die angefragten Schwimmwinkelwerte von der ersten Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtung größer als der obere Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs werden. Folglich werden diese Schwimmwinkelwerte verringert, indem sie auf den oberen Grenzwert des erzielbaren Schwimmwinkelbereichs beschränkt werden, um zu gewährleisten, dass der erzielbare Schwimmwinkelbereich nicht überschritten wird. Dies entspricht der obigen Verarbeitung in den Schritten S125 bis S140 der 3.

(2) Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 der Positions-/Lagesteuerplattform 20
Nachstehend wird der Betrieb des Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitts 22 unter Bezugnahme auf das in der 5 gezeigte konzeptionelle Blockdiagramm beschrieben. Die Funktionen dieses Abschnitts werden ausgeführt, indem ein Programm ausgeführt wird, das in einem internen Speicher der Positions-/Lagesteuerplattform 20 gespeichert wird.
Der Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 ist, wie in 5 gezeigt, im Wesentlichen aus einem Referenzfahrzeugmodellabschnitt 71, einem Rauschfilterabschnitt 72, einem Bestimmungsabschnitt 73 für eine variable Verstärkung, einem FF-Controller 74, einem FB-Controller 75 und einem Gierraten-Controller 76 aufgebaut. Der Referenzfahrzeugmodellabschnitt 71 wendet eine Filterverarbeitung jeweils auf den angefragten Schwimmwinkel- und Positionswerte an, die durch die aktuell gewählte Positions-/Lagesteueranfrage bestimmt werden (d. h. Werte, die durch eine Beschränkung und/oder Glättungsverarbeitung modifiziert worden sind, sofern dies erforderlich ist). Diese Filterverarbeitung ist von einer ähnlichen Ordnung wie eine Frequenzcharakteristik der Gierratensteuerplattform 40.
Der Rauschfilterabschnitt 72 wendet eine Rauschfilterung an, um weißes Rauschen (Zufallsrauschen) aus Istwerten des Fahrzeugschwimmwinkels und der Fahrzeugposition zu entfernen, die von Sensoren, wie beispielsweise einem Geschwindigkeitssensor und dergleichen, des Host-Fahrzeugs empfangen werden.
Der Bestimmungsabschnitt 73 für eine variable Verstärkung bestimmt einen ersten variablen Verstärkungswert (der, wie nachstehend noch beschrieben wird, durch den FB-Controller 75 anzuwenden ist) in Übereinstimmung mit dem Ausmaß der Abweichung zwischen dem angefragten Positionswert, so wie er vom Referenzfahrzeugmodellabschnitt 71 erzeugt wird, und dem tatsächlichen Positionswert, so wie er vom Rauschfilterabschnitt 72 erzeugt wird. Hierdurch soll gewährleistet werden, dass eine Steuerkonvergenz nicht verloren geht, d. h. gewährleistet werden, dass die angefragten Gierratenwerte keine Zeitachsenauflösung aufweisen werden, die höher als die Auflösung (Steuerperiode) der Gierratensteuerung ist. Der erste variable Verstärkungswert wird in Übereinstimmung mit dem Betrag der Verschiebungsabweichung zwischen der angefragten Position, so wie sie vom Referenzfahrzeugmodellabschnitt 71 erzeugt wird, und der tatsächlichen Position des Fahrzeugs, so wie sie vom Rauschfilterabschnitt 72 erzeugt wird, bestimmt. Insbesondere wird, wie beispielsweise in 6 gezeigt, dann, wenn der Betrag der Verschiebungsabweichung einen Schwellenwert ΔL1 nicht überschreitet, dann der erste variable Verstärkungswert als α bestimmt, während dann, wenn der Betrag der Verschiebungsabweichung einen Schwellenwert ΔL2 (> ΔL1) überschreitet, dann der erste variable Verstärkungswert als β bestimmt wird. Wenn der Betrag der Verschiebungsabweichung zwischen ΔL1 und ΔL2 liegt, wird der erste variable Verstärkungswert durch eine lineare Interpolation zwischen α und β bestimmt.
Ein zweiter variabler Verstärkungswert wird in gleicher Weise zur Anwendung durch den FB-Controller 75 auf die Schwimmwinkelwerte bestimmt.
Der Einfachheit der Beschreibung halber ist in der 5 kein Unterschied zwischen der Verarbeitung der Positionswerte und der Verarbeitung der Schwimmwinkelwerte gezeigt.
Der FF-Controller 74 berechnet eine angefragte Gierrate auf der Grundlage der Ergebnisse der Multiplikation der angefragten Positions- und Schwimmwinkelwerte (wie vom Referenzfahrzeugmodellabschnitt 71 ausgegeben) mit jeweiligen Proportionalverstärkungswerten und gibt das Ergebnis als die angefragte FF-Gierrate aus.
Der FB-Controller 75 multipliziert die Abweichung zwischen der angefragten Position (vom Referenzfahrzeugmodellabschnitt 71 ausgegeben) und der tatsächlichen Position (vom Rauschfilterabschnitt 72 ausgegeben) mit dem ersten variablen Verstärkungswert und multipliziert die Abweichung zwischen dem angefragte Schwimmwinkel (vom Referenzfahrzeugmodellabschnitt 71 ausgegeben) und dem tatsächlichen Schwimmwinkel (vom Rauschfilterabschnitt 72 ausgegeben) mit dem zweiten variablen Verstärkungswert. Es wird eine Regelung (in dieser Ausführungsform eine PID-Regelung) auf die resultierenden Positionswerte und Schwimmwinkelwerte angewandt und ein Gierratenwert aus diesen berechnet und als die angefragte FB-Gierrate ausgegeben.
Wenn jedoch eine der zwei folgenden Bedingungen (1) oder (2) eintritt, wird eine Ausnahmeverarbeitung wie folgt entsprechend auf die Integrationsverarbeitung der PID-Regelung angewandt:

(1) Wenn der Verarbeitungsbegrenzungszustand des Gierraten-Controllers 76 (nachstehend noch beschrieben) den EIN-Zustand annimmt, wird die Integrationsverarbeitung unmittelbar gestoppt und der Integrationswert (Integrationsergebnis), das zu diesem Zeitpunkt erzielt worden ist, gespeichert. Anschließend wird, wenn der Verarbeitungsbegrenzungszustand des Gierraten-Controllers 76 in den AUS-Zustand zurückkehrt, die Integrationsverarbeitung wieder begonnen, wobei der gespeicherte Integrationswert als der Anfangswert verwendet wird.

Information, die den Verarbeitungsbeschränkungszustand anzeigt, wird, wie in 5 gezeigt, vom Gierraten-Controller 76 an den FB-Controller 75 gegeben.

(2) Wenn der variable Verstärkungswert den Wert α annimmt, wird dann die Integrationsverarbeitung gestoppt und der Integrationswert auf null gesetzt. Anschließend wird, wenn die variable Verstärkung einen von α verschiedenen Wert annimmt, die Integrationsverarbeitung wieder begonnen, wobei null als der Anfangswert verwendet wird. Es sollte beachtet werden, dass α null gesetzt werden kann.

Der Gierraten-Controller 76 beschränkt die Summe der angefragten FF-Gierrate und der angefragten FB-Gierrate (wobei dieser Summenwert nachstehend als die angefragte Vorbeschränkungsgierrate bezeichnet wird) auf einen Wert zwischen der minimal zulässigen Gierrate und der maximale zulässigen Gierrate, wobei sie ebenso innerhalb des erzielbaren Gierratenbereichs liegt (gemäß obiger Beschreibung durch den Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich bestimmt). Die Werte der minimal zulässigen Gierrate und der maximal zulässigen Gierrate werden als Teil der Information bestimmt, welche die Positions-/Lagesteueranfrage bildet, die durch den Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 empfangen wird.
Insbesondere wird die folgende Verarbeitung angewandt, bei der MAX(A, B) den größeren der beiden Werte A und B kennzeichnet, während MIN(A, B) den kleineren der Werte A und B kennzeichnet:

Wenn [angefragte Vorbeschränkungsgierrate] < MAX([minimal zulässige Gierrate], [unterer Grenzwert des erzielbaren Gierratenbereichs]), dann ist
[angefragte Gierrate] = MAX([minimal zulässige Gierrate], [unterer Grenzwert des erzielbaren Gierratenbereichs]), und
Verarbeitungsbeschränkungszustand = EIN-Zustand

Wenn MAX([minimal zulässige Gierrate], [unterer Grenzwert des erzielbaren Gierratenbereichs]) ≤ [angefragte Vorbeschränkungsgierrate] ≤ MIN([maximal zulässige Gierrate], [oberer Grenzwert des erzielbaren Gierratenbereichs]), dann ist
[angefragte Gierrate] = angefragte Vorbeschränkungsgierrate, und
Verarbeitungsbeschränkungszustand = AUS-Zustand

Wenn [angefragte Vorbeschränkungsgierrate] > MIN([maximal zulässige Gierrate], [oberer Grenzwert des erzielbaren Gierratenbereichs]), dann ist
[angefragte Gierrate] = MIN([maximal zulässige Gierrate], [unterer Grenzwert des erzielbaren Gierratenbereichs]), und
Verarbeitungsbeschränkungszustand = EIN-Zustand
Die angefragte Gierrate, die so berechnet wird, wird an die Gierratensteuerplattform 40 ausgegeben.
Effekte der Ausführungsform
Bei der Steuerungsplattform 10 der obigen Ausführungsform führt die Positions-/Lagesteuerplattform 20 eine Arbitrierung zwischen Positions-/Lagesteueranfragen aus, die entsprechend von mehreren Steueranfragevorrichtungen 51, 52, 53 empfangen werden, um eine einzelne Anfrage zu wählen. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Anzahl von Steuerabschnitten (die sich von den Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen unterscheiden), die im System benötigt wird, bei einem festen Wert gehalten werden kann, und zwar ungeachtet der Anzahl von Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen. Auf diese Weise kann die Designeffizienz verbessert werden.
Ferner wird in der obigen Ausführungsform, wenn mehrere Positions-/Lagesteueranfragen empfangen werden und diese eine Anfrage von einer Positions-/Lagesteuervorrichtung eines Sicherheitssystems enthalten, diese Anfrage vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 vorrangig gewählt. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass eine Arbitrierung von Steueranfragen ausgeführt wird, ohne die Sicherheit zu gefährden.
Ferner wird, wenn eine Positions-/Lagesteueranfrage vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 neu gewählt wird, dann, wenn ein resultierender Betrag einer Änderung von der Position oder dem Schwimmwinkel, die durch die zuvor gewählte Steueranfrage angefragt wurden, einen vorbestimmten Vorgabewert überschreitet, eine Glättungsverarbeitung angewandt. Dies gewährleistet einen graduellen Übergang zu den neu angefragten Positions- und Schwimmwinkelwerten und verhindert abrupte Änderungen in der Bewegung des Host-Fahrzeugs.
Ferner wird, wenn eine Positionssteueranfrage oder eine Lagesteueranfrage, die durch die aktuell gewählte Positions-/Lagesteueranfrage bestimmt wird, außerhalb eines Bereichs liegt, der durch den Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich bestimmt wird, die Steueranfrage vom Positions-/Lagesteuerungsanfragearbitrierungsabschnitt 21 abgestimmt, um innerhalb des betreffenden Bereichs zu liegen.
Ferner wird im Betrieb des Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitts 22, wenn eine Gierratensteueranfrage außerhalb des Bereichs liegt, der durch den Wandlungsabschnitt 43 für einen erzielbaren Gierratenbereich bestimmt wird, die angefragte Gierrate abgestimmt, um innerhalb dieses Bereichs zu liegen.
Folglich tritt ein Zustand, infolge dessen eine Steueranfrage an die Lenksteuervorrichtung 61 (oder die Bremssteuervorrichtung 62) gegeben wird, die nicht ausgeführt werden kann, und infolge dessen dieser Zustand beim nächsten Steuerzeitpunkt erfasst wird und anschließend eine Korrekturverarbeitung ausgeführt werden muss, weniger häufig auf. Dementsprechend ist eine Verbesserung im Regelverhalten zu erwarten.
Was die beigefügten Ansprüche betrifft, so: entsprechen mehrere Steueranfragevorrichtungen in den Ansprüchen den Positions-/Lagesteuerungsanfragevorrichtungen 51, 52, 53 der bevorzugten Ausführungsform; entspricht ein Arbitrierungsabschnitt dem Arbitrierungsabschnitt 21 der Ausführungsform; entspricht ein erster Wandlungsabschnitt einem Positions-/Lageanfragewandlungsabschnitt 22 der Ausführungsform; entspricht eine Gierratensteuervorrichtung einer Kombination aus der Gierratensteuerplattform 40, der Lenksteuervorrichtung 61 und der Bremssteuervorrichtung 62; und entspricht ein zweiter Wandlungsabschnitt dem Wandlungsabschnitt 23 für einen erzielbaren Positions-/Lagebereich der Ausführungsform.
Weitere Ausführungsformen
Die Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden. Beispiele hierfür sind wie folgt.

(1) Bei der Arbitrierung in der obigen Ausführungsform wird eine einzige Steueranfrage aus mehreren eingegebenen Steueranfragen gewählt. Es wäre jedoch beispielsweise ebenso denkbar, eine einzige Steueranfrage zu erhalten, indem eine Mittelung auf alle der eingegebenen Positions-/Lagesteueranfragen angewandt wird, d. h. indem der Mittelwert der jeweils angefragten Werte der Position und der Mittelwert der jeweils angefragten Werte des Schwimmwinkels gebildet wird.
(2) Es wäre ebenso denkbar, Lenksteueranfragen anstelle von Lenkunterstützungssteueranfragen an die Lenksteuervorrichtung 61 zu geben. D. h., die Lenksteuervorrichtung 61 würde derart gesteuert werden, dass ein angefragter Lenkwinkel eingestellt wird.

Ferner kann die Lenksteuervorrichtung 61 oder die Bremssteuervorrichtung 62 weggelassen werden oder können zusätzliche Steuervorrichtungen (wie beispielsweise eine Vorrichtung zur Verteilung eines erforderlichen Drehmoments und dergleichen) eingesetzt werden, wobei geeignete Steueranfragen an solche Steuervorrichtungen gegeben werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012-148533 [0001]
JP 2008-94214 [0003]

Claims

Steuervorrichtung zur Installation in einem Fahrzeug, mit: – einem Arbitrierungsabschnitt, der verbunden ist, um mehrere Positions-/Lagesteueranfragen zu empfangen, die jeweils von mehreren Steueranfragevorrichtungen erzeugt werden, und zum Wählen und Ausgeben von einer der Positions-/Lagesteueranfragen, wobei jede der Positions-/Lagesteueranfragen eine Positionssteueranfrage und eine Schwimmwinkelsteueranfrage beschreibt; – einem ersten Wandlungsabschnitt, der dazu ausgelegt ist, die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage in eine gewandelte Gierratensteueranfrage zu wandeln; und – einer Gierratensteuervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, die gewandelte Gierratensteueranfrage zu empfangen und eine Gierratensteuerung des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der empfangenen Anfrage zu bewirken.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Gierratensteuervorrichtung dazu ausgelegt ist, Information auszugeben, die einen erzielbaren Gierratensteuerbereich beschreibt, als einen Bereich, in dem eine Steuerung tatsächlich durch die Gierratensteuervorrichtung bewirkt werden kann; und – der erste Wandlungsabschnitt dazu ausgelegt ist, zu beurteilen, wann die gewandelte Gierratensteueranfrage außerhalb des erzielbaren Gierratensteuerbereichs liegt, zur Abstimmung der gewandelten Gierratensteueranfrage, um innerhalb des erzielbaren Gierratensteuerbereichs zu liegen, und zur Ausgabe einer resultierenden Gierratensteueranfrage an die Gierratensteuervorrichtung.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiten Wandlungsabschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, – den erzielbaren Gierratensteuerbereich in einen erzielbaren Positions-/Lagebereich zu wandeln, wobei der erzielbare Positions-/Lagebereich einen momentan erzielbaren Bereich von Positionen des Fahrzeugs und einen momentan erzielbaren Bereich von Schwimmwinkeln des Fahrzeugs aufweist; und – Information, die den erzielbaren Positions-/Lagebereich beschreibt, an den Arbitrierungsabschnitt zu geben, wobei – der Arbitrierungsabschnitt dazu ausgelegt ist, zu beurteilen, wann die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage außerhalb des erzielbaren Positions-/Lagebereichs liegt, die gewählte Positions-/Lagesteueranfrage abzustimmen, um innerhalb des erzielbaren Positions-/Lagebereichs zu liegen, wenn beurteilt wird, dass sie außerhalb dieses Bereichs liegt, und eine resultierende Positions-/Lagesteueranfrage an den ersten Wandlungsabschnitt auszugeben.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandlungsabschnitt dazu ausgelegt ist, die Information, die den erzielbaren Positions-/Lagebereich beschreibt, an jede der mehreren Steueranfragevorrichtungen zu senden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbitrierungsabschnitt dazu ausgelegt ist, – eine Differenz zwischen einer ersten Steuergröße, die durch eine vorhergehend gewählte Steueranfrage bestimmt wird, und einer zweiten Steuergröße, die durch die aktuell gewählte Steuergröße bestimmt wird, zu beurteilen, und – dann, wenn beurteilt wird, dass die Differenz einen vorbestimmten Vorgabewert überschreitet, eine Glättungsverarbeitung auszuführen, zur Erzeugung von aufeinander folgenden Werten der Steuerungsgröße, die von dem Wert der zweiten Steuergröße zu dem Wert der ersten Steuergröße graduell variieren, und die aufeinander folgenden Werte der Steuergröße an den ersten Wandlungsabschnitt zu geben, – um so einen graduellen Übergang zu der Steuergröße zu bewirken, die durch die aktuell gewählte Steueranfrage bestimmt wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mikrocomputer mit einem nichtflüchtigen Speicher mit einem im Voraus im Speicher gespeicherten Programm aufweist, wobei jeweilige Funktionen der Steuervorrichtung ausgeführt werden, indem das Programm durch den Mikrocomputer ausgeführt wird.