-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Die Society of Automotive Engineers (SAE) hat mehrere Stufen des autonomen Fahrzeugbetriebs definiert. Auf Stufe 0-2 überwacht oder steuert ein menschlicher Fahrer den Großteil der Fahraufgaben, oftmals ohne Hilfe von dem Fahrzeug. Zum Beispiel ist ein menschlicher Fahrer bei Stufe 0 („keine Automatisierung“) für alle Fahrzeugvorgänge verantwortlich. Bei Stufe 1 („Fahrerassistenz“) unterstützt das Fahrzeug gelegentlich beim Lenken, Beschleunigen oder Bremsen, der Fahrer ist jedoch weiterhin für die große Mehrheit der Fahrzeugsteuerung verantwortlich. Bei Stufe 2 („partielle Automatisierung“) kann das Fahrzeug das Lenken, Beschleunigen und Bremsen bei bestimmten Bedingungen ohne menschliche Interaktion steuern. Auf Stufe 3-5 übernimmt das Fahrzeug mehr fahrbezogene Aufgaben. Bei Stufe 3 („bedingte Automatisierung“) kann das Fahrzeug das Lenken, Beschleunigen und Bremsen bei bestimmten Bedingungen bewältigen sowie die Fahrumgebung überwachen. Bei Stufe 3 ist es jedoch erforderlich, dass der Fahrer gelegentlich eingreift. Bei Stufe 4 („hohe Automatisierung“) kann das Fahrzeug die gleichen Aufgaben wie bei Stufe 3 bewältigen, ist jedoch nicht darauf angewiesen, dass der Fahrer in bestimmten Fahrmodi eingreift. Bei Stufe 5 („volle Automatisierung“) kann das Fahrzeug nahezu alle Aufgaben ohne Eingreifen des Fahrers bewältigen.
-
Ein elektronisches Fahrzeugstabilitätssteuersystem in einem Fahrzeug ist ausgebildet, um einen Verlust der Bodenhaftung von Straßenrädern des Fahrzeugs zu verringern. Eine Steuerung, die für die elektronische Fahrzeugstabilitätssteuerung verantwortlich ist, empfängt einen Lenkradwinkel, eine Querbeschleunigung, eine Gierrate des Fahrzeugs und Drehzahlen von jedem der Straßenräder. Die Steuerung bestimmt und vergleicht die vorgesehene Richtung und tatsächliche Richtung des Fahrzeugs. Wenn sich die vorgesehene und tatsächliche Richtung unterscheiden, gerät das Fahrzeug ins Schleudern. Die Steuerung betätigt dann Bremsen an den Straßenrädern einzeln, wie etwa an einem äußeren Vorderrad, um einer Übersteuerung entgegenzuwirken, oder einem inneren Hinterrad, um einer Untersteuerung entgegenzuwirken, um dem Schleudern entgegenzuwirken.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein Schema eines beispielhaften Fahrzeugs.
- 2 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems des Fahrzeugs aus 1.
- 3 ist ein Prozessflussdiagramm eines beispielhaften Prozesses für das Auswählen von Werten, die in einem Computer des Fahrzeugs aus 1 vorprogrammiert sind.
- 4 ist ein Prozessflussdiagramm eines beispielhaften Prozesses für das Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs aus 1.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug 30, das ein Steuersystem 32 beinhaltet, das wiederum einen Computer 34 beinhaltet. Der Computer 34 ist programmiert, um einen Befehl zu einer Anwendung von einem von bis zu einem vorbestimmten Lenkdrehmomentwert und bis zu einem vorbestimmten Nettowert einer asymmetrischen Bremskraft zu geben. Jeder vorbestimmte Wert ist ausgewählt, um ein vorbestimmtes Fahrzeuggierdrehmoment zu erzielen, bei dem es sich höchstens um das niedrigere von einem ersten maximalen Gierdrehmoment, das aus dem Betätigen eines Lenksystems 36 resultiert, und einem zweiten maximalen Gierdrehmoment handelt, das aus dem Betätigen eines Bremssystems 38 resultiert. (Die Adjektive „erste/r“ und „zweite/r“ werden in dieser Schrift als Identifikatoren verwendet und sind nicht dazu gedacht, eine Bedeutung oder Reihenfolge anzuzeigen.)
-
Das Lenksystem 36 kann einen Lenkaktor 50 beinhaltet, bei dem es sich um einen Aktor für eine elektrisch unterstützte Lenkung handelt.
-
Das Bremssystem 38 kann zwei Bremsen 56 beinhalten, die an entsprechende Räder 46 an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs 30 gekoppelt sind. Des Weiteren kann der Computer 34 programmiert sein, um dem Bremssystem 38 den Befehl zu geben, eine asymmetrische Nettobremskraft aufzubringen, indem jede Bremse 56 eine andere Bremskraft aufbringt als die andere Bremse 56.
-
Der Computer 34 kann ferner programmiert sein, um dem Bremssystem 38 den Befehl zu geben, eine asymmetrische Nettobremskraft als Reaktion auf einen Fehler des Lenksystems 36 aufzubringen. Des Weiteren kann der Computer 34 programmiert sein, um dem Bremssystem 38 den Befehl zu geben, eine Bremskraft als Reaktion auf den Fehler des Lenksystems 36 an dem Fahrzeug 30 aufzubringen. Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 34 programmiert sein, um einem Insassen als Reaktion auf den Fehler des Lenksystems 36 eine Warnung bereitzustellen.
-
Bei dem Computer 36 kann es sich um ein Servolenksteuermodul handeln.
-
Das Steuersystem 32 kann das Lenksystem 36 beinhalten. Des Weiteren kann das Steuersystem 32 das Bremssystem 38 beinhalten.
-
Ein Verfahren beinhaltet Befehlen, dass eines von bis zu einem vorbestimmten Lenkdrehmomentwert und bis zu einem vorbestimmten Nettowert einer asymmetrischen Bremskraft angewendet wird, wobei jeder vorbestimmte Wert ausgewählt ist, um ein vorbestimmtes Fahrzeuggierdrehmoment an dem Fahrzeug 30 zu erzielen, bei dem es sich höchsten um das niedrigere von einem ersten maximalen Gierdrehmoment, das aus dem Betätigen eines Lenksystems 36 resultiert, und einem zweiten maximalen Gierdrehmoment handelt, das aus dem Betätigen eines Bremssystems 38 resultiert.
-
Das Lenksystem 36 kann einen Lenkaktor 50 beinhaltet, bei dem es sich um einen Aktor für eine elektrisch unterstützte Lenkung handelt.
-
Das Bremssystem 38 kann zwei Bremsen 56 beinhalten, die an entsprechende Räder 46 an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs 30 gekoppelt sind. Des Weiteren kann das Verfahren Befehlen beinhalten, dass das Bremssystem 38 eine asymmetrische Nettobremskraft aufbringt, indem jede Bremse 56 eine andere Bremskraft aufbringt.
-
Das Verfahren kann Befehlen beinhalten, dass das Bremssystem 38 eine asymmetrische Nettobremskraft als Reaktion auf einen Fehler des Lenksystems 36 aufbringt. Des Weiteren kann das Verfahren Befehlen beinhalten, dass das Bremssystem 38 eine Bremskraft als Reaktion auf den Fehler des Lenksystems 36 an dem Fahrzeug 30 aufbringt. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren Bereitstellen einer Warnung für einen Insassen als Reaktion auf den Fehler des Lenksystems 36 beinhalten.
-
Das Steuersystem 32 ermöglicht, dass eines von dem Lenksystem 36 und dem Bremssystem 38 die Kontrolle von dem anderen von dem Lenksystem 36 und dem Bremssystem 38 übernimmt, wenn das andere versagt, während das Fahrzeug 30 abbiegt. Dasjenige von dem Lenksystem 36 und dem Bremssystem 38, das noch betriebsfähig ist, kann dann ein ausreichendes Gierdrehmoment auf das Fahrzeug 30 ausüben, um das Abbiegen fortzusetzen. Es ist somit weniger wahrscheinlich, dass das Fahrzeug 30 auf einen Gegenstand aufprallt, wie etwa ein anderes Fahrzeug oder eine Fahrbahnbegrenzung, und es ist weniger wahrscheinlich, dass Insassen des Fahrzeugs 30 verletzt werden.
-
Das Fahrzeug 30 kann auf einer oder mehreren der Stufen des autonomen Fahrzeugbetriebs arbeiten. Für Zwecke dieser Offenbarung ist ein autonomer Modus als ein Modus definiert, in dem jedes von dem Antrieb (z. B. über einen Antriebsstrang, der einen Elektromotor und/oder Verbrennungsmotor beinhaltet), dem Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 30 durch den Computer 34 gesteuert wird; in einem halbautonomen Modus steuert der Computer 34 eines oder zwei von dem Antrieb, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 30. Somit können sich beispielsweise nicht autonome Betriebsmodi auf die SAE-Stufen 0-1 beziehen, partiell autonome oder halbautonome Betriebsmodi können sich auf die SAE-Stufen 2-3 beziehen und voll autonome Betriebsmodi können sich auf die SAE-Stufen 4-5 beziehen.
-
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Steuersystem 32 den Computer 34. Der Computer 34 ist in dem Fahrzeug 30 zum Ausführen verschiedener Vorgänge, einschließlich der hierin beschriebenen, eingeschlossen. Bei dem Computer 34 handelt es sich um eine Rechenvorrichtung, die im Allgemeinen einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet, wobei der Speicher eine oder mehrere Formen von computerlesbaren Medien beinhaltet und Anweisungen, die durch den Prozessor ausführbar sind, speichert, um unterschiedliche Betriebsschritte durchzuführen, umfassend solche, die hierin offenbart sind. Der Speicher des Computers 34 speichert ferner im Allgemeinen Ferndaten, die über verschiedene Kommunikationsmechanismen empfangen werden; z. B. ist der Computer 34 im Allgemeinen für Kommunikation in einem Kommunikationsnetzwerk innerhalb des Fahrzeugs 30 konfiguriert. Die Computer 34 kann zudem eine Verbindung zu einem On-Board-Diagnoseanschluss (OBD-II) aufweisen. Zwar ist in 2 zur Vereinfachung der Darstellung ein Computer 34 gezeigt, es versteht sich jedoch, dass der Computer 34 eine oder mehrere Rechenvorrichtungen beinhalten könnte und unterschiedliche hierin beschriebene Betriebsschritte durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen durchgeführt werden könnten. Der Computer 34 kann ein Steuermodul sein, zum Beispiel ein Servolenksteuermodul, oder kann ein Steuermodul unter anderen Rechenvorrichtungen beinhalten.
-
Der Steuersystem 32 kann Signale über das Kommunikationsnetz, das ein Controller-Area-Network-(CAN)-Bus, ein Ethernet, ein Local Interconnect Network (LIN) oder Bluetooth sein kann, und/oder über ein beliebiges anderes drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationsnetz übertragen. Der Computer 34 kann unter anderen Komponenten mit einem Antriebssystem 40, dem Lenksystem 36, dem Bremssystem 38, Sensoren 42 und/oder einer Benutzerschnittstelle 44 in Verbindung stehen.
-
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 erzeugt das Antriebssystem 40 des Fahrzeugs 30 Energie und wandelt die Energie in Bewegung des Fahrzeugs 30 um. Das Antriebssystem 40 kann ein bekanntes Fahrzeugantriebsteilsystem sein, zum Beispiel Folgendes: ein herkömmlicher Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotors beinhaltet, der an ein Getriebe gekoppelt ist, das die Drehbewegung an Straßenräder 46 überträgt; ein elektrischer Antriebsstrang, der Batterien, einen Elektromotor und ein Getriebe beinhaltet, das die Drehbewegung an die Straßenräder 46 überträgt; ein Hybridantriebsstrang, der Elemente des herkömmlichen Antriebsstrangs und des elektrischen Antriebsstrangs beinhaltet; oder eine beliebige andere Art von Antrieb. Das Antriebssystem 40 steht mit dem Computer 34 und einem menschlichen Fahrer in Verbindung und empfängt Eingaben von diesen. Der menschliche Fahrer kann das Antriebssystem 40 z. B. über ein Gaspedal und/oder einen Gangschalthebel (nicht gezeigt) steuern.
-
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist das Lenksystem 36 üblicherweise ein bekanntes Fahrzeuglenkteilsystem und steuert das Drehen der Straßenräder 46. Das Lenksystem 36 steht mit einem Lenkrad 48 und dem Computer 34 in Verbindung und empfängt Eingaben von diesen. Das Lenksystem 36 kann ein Zahnstangensystem mit elektrisch unterstützter Lenkung über einen Lenkaktor 50, ein Steer-by-Wire-System, wie sie beide in der Technik bekannt sind, oder ein beliebiges anderes geeignetes System sein. Das Lenksystem 36 kann das Lenkrad 48 beinhalten, das an einer Lenksäule 52 fixiert ist, die an eine Lenkzahnstange 54 gekoppelt ist.
-
Unter Bezugnahme auf 1 ist die Lenkzahnstange 54 drehbar an die Straßenräder 46 gekoppelt, zum Beispiel in einer Viergelenkeverbindung. Die Translationsbewegung der Lenkzahnstange 54 führt zu einem Drehen der Straßenräder 46. Die Lenksäule 52 kann über ein Zahnstangensystem an die Lenkzahnstange 54 gekoppelt sein, d. h. ein Zahnrad greift zwischen einem Ritzel und einer Zahnstange (nicht gezeigt) ein.
-
Die Lenksäule 52 wandelt eine Drehung des Lenkrads 48 in eine Bewegung der Lenkzahnstange 54 um. Die Lenksäule 52 kann z. B. eine Welle sein, die das Lenkrad 48 mit der Lenkzahnstange 54 verbindet. Die Lenksäule 52 kann einen Torsionssensor und eine Kupplung (nicht gezeigt) aufnehmen.
-
Das Lenkrad 48 ermöglicht es einem Fahrzeugführer, das Fahrzeug 30 zu steuern, indem eine Drehung des Lenkrads 48 in eine Bewegung der Lenkzahnstange 54 umgewandelt wird. Das Lenkrad 48 kann z. B. ein fester Ring sein, der fest an der Lenksäule 52 angebracht ist, wie bekannt.
-
Mit erneuter Bezugnahme auf 1 ist der Lenkaktor 50 an das Lenksystem 36, z. B. die Lenksäule 52, gekoppelt, um ein Drehen der Straßenräder 46 hervorzurufen. Der Lenkaktor 50 kann zum Beispiel ein Elektromotor sein, der drehbar an die Lenksäule 52 gekoppelt ist, das heißt, gekoppelt, um ein Lenkdrehmoment auf die Lenksäule 52 ausüben zu können. Der Lenkaktor 50 kann mit dem Computer 34 in Verbindung stehen.
-
Der Lenkaktor 50 kann dem Lenksystem 36 eine Servounterstützung bereitstellen. Anders ausgedrückt, kann der Lenkaktor 50 ein Drehmoment in einer Richtung bereitstellen, in der das Lenkrad 48 durch einen menschlichen Fahrer gedreht wird, was es dem Fahrer ermöglicht das Lenkrad 48 mit weniger Mühe zu drehen. Der Lenkaktor 50 kann ein elektrisch unterstützter Lenkaktor sein.
-
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist das Bremssystem 38 üblicherweise ein bekanntes Fahrzeugbremsteilsystem und widersteht der Bewegung des Fahrzeugs 30, um dadurch das Fahrzeug 30 abzubremsen und/oder anzuhalten. Das Bremssystem 38 beinhaltet Bremsen 56, die an die Straßenräder 46 gekoppelt sind. Bei den Bremsen 56 kann es sich um Folgendes handeln: Reibungsbremsen, wie etwa Scheibenbremsen, Trommelbremsen, Bandbremsen und so weiter; Nutzbremsen; eine beliebige andere geeignete Art von Bremsen; oder eine Kombination. Die Bremsen 56 können z. B. bezogen auf die Straßenräder 46 an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs 30 gekoppelt sein. Das Bremssystem 38 steht mit dem Computer 34 und einem menschlichen Fahrer in Verbindung und empfängt Eingaben von diesen. Der menschliche Fahrer kann die Bremsung z. B. über ein Bremspedal (nicht gezeigt) steuern.
-
Unter Bezugnahme auf 2 kann das Fahrzeug 30 die Sensoren 42 beinhalten. Die Sensoren 42 können interne Zustände des Fahrzeugs 30 erfassen, zum Beispiel Radgeschwindigkeit, Radausrichtung und Motor- und Getriebevariablen. Die Sensoren 42 können die Position oder Ausrichtung des Fahrzeugs 30 erfassen, zum Beispiel Global-Positioning-System-(GPS-)Sensoren; Beschleunigungsmesser, wie etwa piezoelektrische oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS); Gyrometer, wie etwa Raten-, Ringlaser- oder Faseroptik-Gyrometer; inertiale Messeinheiten (Inertial Measurements Unit - IMU); und Magnetometer. Die Sensoren 42 können die Außenwelt erfassen, zum Beispiel Radarsensoren, Abtastlaserentfernungsmesser, Light-Detection-and-Ranging(LIDAR)-Vorrichtungen und Bildverarbeitungssensoren, wie etwa Kameras. Die Sensoren 42 können Kommunikationsvorrichtungen beinhalten, zum Beispiel Vorrichtungen von Fahrzeug zu Infrastruktur (V2I) oder von Fahrzeug zu Fahrzeug (V2V).
-
Die Benutzerschnittstelle 44 stellt einem Insassen des Fahrzeugs 30 Informationen dar und empfängt Informationen von diesem. Die Benutzerschnittstelle 44 kann sich z. B. an einem Armaturenbrett in einer Fahrgastkabine (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 30 oder an einer beliebigen Stelle befinden, an der sie ohne Weiteres durch den Insassen gesehen werden kann. Die Benutzerschnittstelle 44 kann Zifferblätter, Digitalanzeigen, Bildschirme, Lautsprecher und so weiter zur Ausgabe beinhalten, d. h. zum Bereitstellen von Informationen für den Insassen, z. B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine Interface - HMI), die Elemente beinhaltet, wie sie bekannt sind. Die Benutzerschnittstelle 44 kann Schaltflächen, Knöpfe, Tastenfelder, Touchscreens, Mikrofone und so weiter zum Empfangen einer Eingabe beinhalten, d. h. Informationen, Anweisungen usw. von dem Insassen.
-
3 ist ein Prozessflussdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 300 zum Auswählen des vorbestimmten Lenkdrehmomentwerts und des vorbestimmten Nettowerts einer asymmetrischen Bremskraftwert veranschaulicht. Der Prozess 300 kann während des Ausbildens des Fahrzeugs 30 ausgeführt werden.
-
Der Prozess 300 beginnt bei einem Block 305. Bei dem Block 305 wird ein erstes maximales Gierdrehmoment bestimmt, das aus dem Betätigen des Lenksystems 36 resultiert. Bei einem Gierdrehmoment handelt es sich um ein Drehmoment, das üblicherweise eine Drehung des Fahrzeugs 30 um eine Achse hervorruft, die bezogen auf das Fahrzeug 30 senkrecht ist, anders ausgedrückt, ein Drehmoment, das üblicherweise eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 30 ändert. Bei dem ersten maximalen Gierdrehmoment handelt es sich um eine physische Grenze des Lenksystems 36, insbesondere um das größte Gierdrehmoment, das an dem Fahrzeug 30 lediglich durch das Betätigen des Lenksystems 36 erzeugt werden kann. Das erste maximale Gierdrehmoment kann durch Gleichungen der Dynamik des Fahrzeugs 30, durch Simulationen des Fahrzeugs 30, durch Experimente an dem Fahrzeug 30 oder durch Kombinationen aus Gleichungen, Simulationen und Experimenten bestimmt werden.
-
Als nächstes wird bei einem Block 310 ein zweites maximales Gierdrehmoment bestimmt, das aus dem Betätigen des Bremssystems 38 resultiert. Bei dem zweiten maximalen Gierdrehmoment handelt es sich um eine physische Grenze des Bremssystems 38, insbesondere um das größte Gierdrehmoment, das an dem Fahrzeug 30 lediglich durch das Betätigen des Bremssystems 38 erzeugt werden kann. Das Bremssystem 38 kann ein Gierdrehmoment an dem Fahrzeug 30 erzeugen, indem die Bremsen 56 asymmetrisch betätigt werden, das heißt, indem jede Bremse 56 mit einer anderen Bremskraft betätigt wird als die andere Bremse 56, wodurch die Kräfte von dem Bremssystem auf das Fahrzeug 30 asymmetrisch werden. Die asymmetrische Nettobremskraft ist somit als eine Differenz der Gesamtbremskraft an dem Ende eines Momentarms rechts des Schwerpunkts des Fahrzeugs 30 und der Gesamtbremskraft an dem Ende eines Momentarms links des Schwerpunkts des Fahrzeugs 30 definiert und kann in Krafteinheiten gemessen werden, z. B. Newton. Das zweite maximale Gierdrehmoment kann durch Gleichungen der Dynamik des Fahrzeugs 30, durch Simulationen des Fahrzeugs 30, durch Experimente an dem Fahrzeug 30 oder durch Kombinationen aus Gleichungen, Simulationen und Experimenten bestimmt werden.
-
Als nächstes wird das vorbestimmte Fahrzeuggierdrehmoment bei einem Block 315 ausgewählt, um höchstens das niedrigere von dem ersten maximalen Gierdrehmoment und dem zweiten maximalen Gierdrehmoment zu sein. Das vorbestimmte Fahrzeuggierdrehmoment wird ausgewählt, um höchstens gleich dem niedrigeren der maximalen Gierdrehmomente zu sein, oder das vorbestimmte Fahrzeuggierdrehmoment kann ausgewählt sein, um um einen Sicherheitsspielraum, der ausgewählt ist, um Sicherheitsziele zu erreichen, geringer als das niedrigere der maximalen Gierdrehmomente zu sein.
-
Als nächstes wird der vorbestimmte Lenkdrehmomentwert bei einem Block 320 ausgewählt. Das Lenkdrehmoment ist hierin als ein Drehmoment definiert, das auf die Lenksäule 52 ausgeübt wird, wie etwa das Drehmoment, das durch den Lenkaktor 50 auf die Lenksäule 52 oder eine andere Komponente des Lenksystems 36 ausgeübt wird, und kann in Krafteinheiten gemessen werden, z. B. Newtonmeter. Bei dem vorbestimmten Lenkdrehmomentwert handelt es sich um das Lenkdrehmoment, welches in Abwesenheit von anderen Kräften oder Einwirkungen auf das Fahrzeug 30 das vorbestimmte Fahrzeuggierdrehmoment erzeugt.
-
Als nächstes wird der vorbestimmte Nettowert der asymmetrischen Bremskraft bei einem Block 325 ausgewählt. Bei dem vorbestimmten Nettowert der asymmetrischen Bremskraft handelt es sich um die asymmetrische Nettobremskraft, welche in Abwesenheit von anderen Kräften oder Einwirkungen auf das Fahrzeug 30 das vorbestimmte Fahrzeuggierdrehmoment erzeugt.
-
Als nächstes werden der vorbestimmte Lenkdrehmomentwert und der vorbestimmte Nettowert der asymmetrischen Bremskraft bei einem Block 330 in einem Speicher des Computers 34 gespeichert, um einen Zugriff durch Programmanweisungen zu gewähren, die durch einen Prozessor ausgeführt werden können. Nach dem Block 330 endet der Prozess 300.
-
4 ist ein Prozessflussdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 400 zum Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs 30 veranschaulicht. Der Computer 34 ist mit den Schritten des Prozesses 400 programmiert. Der Prozess 400 kann verhindern, dass das Lenksystem 36 über einer Grenze betätigt wird, an der das Bremssystem 38 in dem Falle die Kontrolle übernehmen könnte, in dem das Lenksystem 36 versagt, und der Prozess 400 beschreibt, wie das Bremssystem 38 die Kontrolle übernehmen würde, wenn das Lenksystem 36 versagt. Der Computer 34 kann den Prozess anwenden, wenn das Fahrzeug 30 autonom betrieben wird oder wenn das Fahrzeug 30 halbautonom betrieben wird.
-
Der Prozess 400 beginnt bei einem Block 405. Bei dem Block 405 bestimmt der Computer 34, ob das Fahrzeug 30 ein Abbiegen ausführt, das heißt, das Lenksystem 36 ein Lenkdrehmoment ausübt. Das Abbiegen kann wie bekannt durch einen Steueralgorithmus eines autonomen oder halbautonomen Fahrzeugs ausgewählt werden, um das Fahrzeug 30 zu einem Ziel zu navigieren. Dementsprechend kann ein Abbiegen durch Überwachen einer Ausgabe eines solche Steueralgorithmus bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 34 Lenkwinkelinformationen von einem Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs 30 erhalten und ein Abbiegen erfassen, wenn ein Lenkwinkel einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, z. B. zehn Grad. Wenn das Fahrzeug 30 nicht abbiegt, wird der Prozess 400 mit einem Entscheidungsblock 415 fortgesetzt.
-
Wenn das Fahrzeug 30 abbiegt, gibt der Computer 34 nach dem Block 405 bei dem Block 410 den Befehl zum Anwenden von bis zu dem vorbestimmten Lenkdrehmomentwert. Insbesondere gibt der Computer 34 dem Lenkaktor 50 den Befehl, ein Lenkdrehmoment auszuüben, wie z. B. durch den Steueralgorithmus des autonomen Fahrzeugs bestimmt, das jedoch begrenzt ist, um nicht höher als der vorbestimmte Lenkdrehmomentwert zu sein. Bei dem vorbestimmten Lenkdrehmomentwert handelt es sich um einen Wert, der in einem Speicher des Computers 34 gespeichert ist, z. B. wie vorangehend beschrieben. Nach dem Block 410 wird der Prozess 400 mit einem Entscheidungsblock 415 fortgesetzt.
-
Der Computer 34 bestimmt, wenn das Fahrzeug 30 nach dem Entscheidungsblock 405 nicht abbiegt oder wenn das Fahrzeug 30 nach dem Block 410 abbiegt, bei dem Entscheidungsblock 415, ob das Fahrzeug 30 bremst, das heißt, das Bremssystem 38 eine Bremskraft aufbringt. Das Bremsen kann wie bekannt durch einen Steueralgorithmus eines autonomen oder halbautonomen Fahrzeugs ausgewählt werden, um das Fahrzeug 30 zu einem Ziel zu navigieren. Das Bremsen kann außerdem z. B. durch ein elektronisches Stabilitätssteuersystem, wie bekannt, ausgewählt werden, um einem Schleudern von einem oder mehreren der Straßenräder 46 entgegenzuwirken. Wenn das Fahrzeug 30 nicht bremst, wird der Prozess 400 mit einem Entscheidungsblock 425 fortgesetzt.
-
Wenn das Fahrzeug 30 bremst, gibt der Computer 34 nach dem Block 415 bei einem Block 420 den Befehl zum Anwenden von bis zu dem vorbestimmten Nettowert der asymmetrischen Bremskraft. Insbesondere gibt der Computer 34 dem Bremssystem 38 den Befehl, eine asymmetrische Bremskraft aufzubringen, wie z. B. durch den Steueralgorithmus des autonomen Fahrzeugs oder den elektronischen Stabilitätssteueralgorithmus bestimmt, die jedoch begrenzt ist, um nicht höher als der vorbestimmte Nettowert der asymmetrischen Bremskraft zu sein. Das Bremssystem 38 kann die asymmetrische Bremskraft aufbringen, indem jede Bremse 56 eine andere Bremskraft aufbringt als die andere Bremse 56. Bei dem vorbestimmten Nettowert der asymmetrischen Bremskraft handelt es sich um einen Wert, der in einem Speicher des Computers 34 gespeichert ist, z. B. wie vorangehend beschrieben.
-
Der Computer 34 bestimmt, wenn das Fahrzeug 30 nach dem Entscheidungsblock 415 nicht bremst oder wenn das Fahrzeug 30 nach dem Block 420 bremst, bei dem Entscheidungsblock 425, ob das Lenksystem 36 betriebsfähig ist, das heißt, ob Befehle von dem Computer 34 für vorgesehene Lenkhandlungen in ein Drehen der Straßenräder 46 umgewandelt werden. Wenn das Lenksystem 36 betriebsfähig ist, wird der Prozess 400 mit einem Entscheidungsblock 445 fortgesetzt.
-
Wenn das Lenksystem 36 nicht betriebsfähig ist, gibt der Computer 34 nach dem Block 425 bei einem Block 430 dem Bremssystem 38 den Befehl, einen Nettowert der asymmetrischen Bremskraft auszuüben; das bedeutet, der Computer 34 gibt dem Bremssystem 38 als Reaktion auf die Nicht-Betriebsfähigkeit des Lenksystems 36 den Befehl, die asymmetrische Nettobremskraft aufzubringen. „Als Reaktion auf bedeutet im Zusammenhang dieser Offenbarung „als eine Folge von“ oder „hervorgerufen durch“. Die asymmetrische Nettobremskraft wird derart ausgewählt, dass das sich direkt aus der asymmetrischen Nettobremskraft resultierende Gierdrehmoment etwa gleich einem Gierdrehmoment ist, das direkt vor dem Versagen des Lenksystems 36 aus dem Lenkdrehmoment resultiert. Somit ist das Gierdrehmoment, das durch das Fahrzeug 30 vor und nach dem Versagen, d. h. der Nichtbetriebsfähigkeit, des Lenksystems 36 erfahren wird, dasselbe und ist das Fahrzeug 30 in der Lage seinen Weg fortzusetzen, der z. B. durch den Steueralgorithmus des autonomen Fahrzeugs ausgewählt wurde. Durch das Aufbringen der asymmetrischen Nettobremskraft wird außerdem eine Bremskraft an dem Fahrzeug 30 aufgebracht, wodurch das Fahrzeug 30 abgebremst und das Gierdrehmoment verringert wird, das erforderlich ist, um durch eine Abbiegung auf dem Weg weiterzufahren.
-
Als nächstes gibt der Computer 34 bei einem Block 435 dem Bremssystem 38 den Befehl, eine Bremskraft an dem Fahrzeug 30 aufzubringen, die über die Bremskraft von der asymmetrischen Nettobremskraft hinaus geht. Die Bremskraft kann ausgewählt werden, um das Fahrzeug 30 anzuhalten. Das Fahrzeug 30 kann seine Bewegung durch weitere Manöver fortsetzen, die durch den Steueralgorithmus des autonomen Fahrzeugs ausgewählt werden, wie etwa an einer Seite der Straße anhalten.
-
Als nächstes stellt der Computer 34 bei einem Block 440 einem Insassen des Fahrzeugs 30 eine Warnung bereit. Der Computer 34 kann der Benutzerschnittstelle 44 die Anweisung geben, die Warnung bereitzustellen, zum Beispiel eine akustische Warnung, wie etwa ein Piepen oder eine vorher aufgezeichnete Nachricht, oder eine visuelle Warnung, wie etwa ein Anzeigelicht oder eine Nachricht auf einem Bildschirm. Nach dem Block 440 endet der Prozess 400.
-
Wenn das Lenksystem 36 nach dem Entscheidungsblock 425 betriebsfähig ist, bestimmt der Computer 34 bei dem Entscheidungsblock 445, ob sich das Fahrzeug 30 noch bewegt, zum Beispiel entlang einer ausgewählten Route zu einem Ziel betrieben wird. Wenn sich das Fahrzeug 30 noch bewegt, kehrt der Prozess 400 zu dem Entscheidungsblock 405 zurück, um den Prozess 400 erneut zu beginnen. Wenn sich das Fahrzeug 30 nicht bewegt, zum Beispiel sein Ziel erreicht hat oder geparkt wurde, endet der Prozess 400.
-
Der ein Nomen modifizierende Artikel „ein/e“ soll derart verstanden werden, dass er sofern nicht anders vorgegeben oder der Kontext es anders erfordert einen oder mehrere bezeichnet. Der Ausdruck „auf Grundlage von“ schließt teilweise oder ganz auf Grundlage von ein.
-
Rechenvorrichtungen, wie in dieser Schrift erwähnt, beinhalten im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehend identifizierten, und zum Ausführen von Blöcken oder Schritten von vorstehend beschriebenen Prozessen ausgeführt werden können. Die Begriffe „Rechenvorrichtung“ und „Computer“ können in dieser Offenbarung austauschbar verwendet werden. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt wurden, einschließlich unter anderem, entweder einzeln oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er ein oder mehrere Prozesse durchführt, die einen oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse beinhalten. Derartige Anweisungen und weitere Daten können unter Verwendung einer Vielzahl computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in der Rechenvorrichtung 105 ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw.
-
Ein computerlesbares Medium schließt jedes Medium ein, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen), die durch einen Computer gelesen werden können, beteiligt ist. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. Nichtflüchtige Medien schließen zum Beispiel optische oder magnetische Platten und andere Dauerspeicher ein. Zu flüchtigen Medien gehört dynamischer Direktzugriffsspeicher (Dynamic Random Access Memory - DRAM), der üblicherweise einen Hauptspeicher darstellt. Gängige Formen computerlesbarer Medien schließen zum Beispiel Folgendes ein: eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das von einem Computer gelesen werden kann.
-
Hinsichtlich der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. ist davon auszugehen, dass, wenngleich die Schritte solcher Prozesse usw. als in einer entsprechenden Reihenfolge erfolgend beschrieben wurden, derartige Prozesse durchgeführt werden können, wobei die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, welche von der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte hierin beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Zum Beispiel können in dem Prozess 600 einer oder mehrere der Schritte ausgelassen werden oder die Schritte können in einer anderen Reihenfolge als der in 6 gezeigten ausgeführt werden. Anders ausgedrückt, sind die Beschreibungen von Systemen und/oder Prozessen in der vorliegenden Schrift zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und sollten keinesfalls so ausgelegt werden, dass sie den offenbarten Gegenstand einschränken.
-
Dementsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung, einschließlich der vorstehenden Beschreibung und der begleitenden Figuren und nachfolgenden Ansprüche, veranschaulichenden und nicht einschränkenden Charakters ist. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, bei denen es sich nicht um die bereitgestellten Beispiele handelt, werden dem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung festgelegt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die hierzu beigefügten Ansprüche unter Hinzunahme des vollständigen Umfangs an Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigen. Es wird erwartet und ist beabsichtigt, dass es hinsichtlich der in der vorliegenden Schrift erläuterten Techniken zukünftige Entwicklungen geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt versteht es sich, dass der offenbarte Gegenstand modifiziert und variiert werden kann.
