DE102018118568A1

DE102018118568A1 - Redundante aktive steuerungssystemkoordination

Info

Publication number: DE102018118568A1
Application number: DE102018118568.5A
Authority: DE
Inventors: David J. Elenich; Yingmei Si; Kelly T. Jozefowicz
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2019-02-07
Also published as: US20190041837A1; CN109383518A

Abstract

Verfahren, Systeme und Fahrzeuge sind zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems für ein Fahrzeug vorgesehen. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems das Bestimmen eines Zustands eines ersten Steuerungssystems über einen ersten Prozessor des ersten Steuerungssystems; das Bestimmen eines Zustands eines zweiten Steuerungssystems über einen zweiten Prozessor des zweiten Steuerungssystems; das selektive Steuern des aktiven Steuerungssystems mit Anweisungen vom ersten Steuerungssystem oder dem zweiten Steuerungssystem, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems; und das selektive Steuern von Kommunikationen vom ersten Steuerungssystem und dem zweiten Steuerungssystem, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Fahrzeuge und insbesondere auf Verfahren und Systeme zum Steuern aktiver Steuerungsfunktionen für Fahrzeuge.
HINTERGRUND
Verschiedene Fahrzeuge verfügen heute über unterschiedliche aktive Steuerungs- und Warnfunktionen. Unter bestimmten Umständen kann es jedoch wünschenswert sein, den Betrieb der aktiven Steuerungs- und Warnfunktionen zu verbessern.
Dementsprechend ist es wünschenswert, Techniken für einen verbesserten Betrieb aktiver Steuerungssysteme bereitzustellen, beispielsweise im Falle eines erkannten Fehlers. Weiterhin werden weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften des erfinderischen Konzepts aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund offensichtlich.
KURZDARSTELLUNG
Ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems für ein Fahrzeug beinhaltet gemäß einer exemplarischen Ausführungsform das Bestimmen eines Zustands eines ersten Steuerungssystems über einen ersten Prozessor des ersten Steuerungssystems; das Bestimmen eines Zustands eines zweiten Steuerungssystems über einen zweiten Prozessor des zweiten Steuerungssystems; das selektive Steuern des aktiven Steuerungssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems; und das selektive Steuern der Kommunikation durch das erste Steuersystem und das zweite Steuersystem basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems.
Ebenfalls in einer Ausführungsform, wenn für das erste und zweite Steuerungssystem keine Fehler erkannt werden: Das Verfahren sieht vor, dass das aktive Steuerungssystem in einem vollständigen Betriebsmodus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Auch bei einer Ausführungsform: (i) wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt; und (ii) wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Auch in einer Ausführung, wenn ein kritischer Fehler sowohl in Bezug auf das erste Steuerungssystem als auch auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Auch bei einer Ausführungsform: (i) wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem, jedoch nicht des zweiten Steuerungssystems ermittelt wird: das aktive Steuersystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird durch das zweite Steuersystem, jedoch nicht durch das erste Steuerungssystem bereitgestellt; und (ii) wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem, jedoch nicht auf das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird durch das erste Steuersystem, jedoch nicht durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Ebenfalls beinhaltet das aktive Steuerungssystem in einer Ausführungsform ein Lenksystem; und der Schritt des selektiven Steuerns des aktiven Steuerungssystems beinhaltet das selektive Steuern einer aktiven Steuerungsfunktionalität des Lenksystems mit Anweisungen des ersten Steuersystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems.
Ebenfalls beinhaltet das aktive Steuerungssystem in einer Ausführungsform ein Bremssystem; und der Schritt des selektiven Steuerns des aktiven Steuerungssystems beinhaltet das selektive Steuern einer aktiven Steuerungsbremsfunktionalität des Bremssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems.
Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein System zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems ein erstes Steuerungssystem und ein zweites Steuerungssystem. Das erste Steuerungssystem weist einen ersten Prozessor auf, der konfiguriert ist, um den Zustand des ersten Steuerungssystems zu bestimmen. Das zweite Steuerungssystem weist einen zweiten Prozessor auf, der konfiguriert ist, um den Zustand des zweiten Steuerungssystems zu bestimmen. Das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem steuern selektiv das aktive Steuerungssystem mit Anweisungen aus dem ersten Steuerungssystem oder dem zweiten Steuerungssystem, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems. Das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem steuern selektiv die Kommunikation des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems.
Ebenfalls in einer Ausführungsform, wenn für das erste und zweite Steuerungssystem keine Fehler erkannt werden: das System steuert das aktive Steuerungssystem in einem vollständigen Betriebsmodus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Auch bei einer Ausführungsform: (i) wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt; und (ii) wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Auch in einer Ausführung, wenn ein kritischer Fehler sowohl in Bezug auf das erste Steuerungssystem als auch auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Auch bei einer Ausführungsform: (i) wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem, jedoch nicht des zweiten Steuerungssystems ermittelt wird: das aktive Steuersystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird durch das zweite Steuersystem, jedoch nicht durch das erste Steuerungssystem bereitgestellt; und (ii) wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem, jedoch nicht auf das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird durch das erste Steuersystem, jedoch nicht durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Ebenfalls beinhaltet das aktive Steuerungssystem in einer Ausführungsform ein Lenksystem; und das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem sind konfiguriert, um eine aktive Steuerungsfunktionalität des Steuerungssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems, selektiv zu steuern.
Ebenfalls beinhaltet das aktive Steuerungssystem in einer Ausführungsform ein Bremssystem; und das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem sind konfiguriert, um eine aktive Steuerungsbremsfunktionalität des Bremssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems, selektiv zu steuern.
Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug ein aktives Steuerungssystem; ein erstes Steuerungssystem und ein zweites Steuerungssystem. Das erste Steuerungssystem weist einen ersten Prozessor auf, der konfiguriert ist, um den Zustand des ersten Steuerungssystems zu bestimmen. Das zweite Steuerungssystem weist einen zweiten Prozessor auf, der konfiguriert ist, um den Zustand des zweiten Steuerungssystems zu bestimmen. Das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem steuern selektiv das aktive Steuerungssystem mit Anweisungen aus dem ersten Steuerungssystem oder dem zweiten Steuerungssystem, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems. Das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem steuern selektiv die Kommunikation des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems.
Ebenfalls in einer Ausführungsform, wenn für das erste und zweite Steuerungssystem keine Fehler erkannt werden: das aktive Sicherheitssystem des Fahrzeugs arbeitet in einem vollständigen Betriebsmodus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems; und die Kommunikation erfolgt sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem.
Auch bei einer Ausführungsform: (i) wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt; und (ii) wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt.
Auch bei einer Ausführungsform: (i) wenn ein kritischer Fehler sowohl in Bezug auf das erste als auch auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: wird das aktive Steuerungssystem in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation wird sowohl durch das erste Steuerungssystem als auch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt; (ii) wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem, jedoch nicht das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation erfolgt durch das zweite Steuerungssystem, jedoch nicht durch das erste Steuerungssystem; und (iii) wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem, jedoch nicht das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem wird im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert; und die Kommunikation erfolgt durch das erste Steuerungssystem, jedoch nicht durch das zweite Steuerungssystem.
Ebenfalls beinhaltet das aktive Steuerungssystem des Fahrzeugs in einer Ausführungsform ein Lenksystem; und das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem des Fahrzeugs sind konfiguriert, um eine aktive Steuerungsfunktionalität des Steuerungssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems, selektiv zu steuern.
Ebenfalls beinhaltet das aktive Steuerungssystem des Fahrzeugs in einer Ausführungsform ein Bremssystem; und das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem des Fahrzeugs sind konfiguriert, um eine aktive Steuerungsbremsfunktionalität des Bremssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems, selektiv zu steuern.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den nachstehenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines autonomen Fahrzeugs, das ein aktives Steuerungssystem sowie primäre und redundante Steuerungen für das aktive Steuerungssystem gemäß exemplarischen Ausführungsformen beinhaltet; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems mit primären und redundanten Steuerungen, das in Verbindung mit dem Fahrzeug, dem aktiven Steuerungssystem und den Steuerungen aus 1 gemäß exemplarischen Ausführungsformen verwendet werden kann.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen derselben in keiner Weise einschränken. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
In 1 wird ein Fahrzeug 100 bzw. Kraftfahrzeug gemäß einer exemplarischen Ausführungsform veranschaulicht. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, beinhaltet das Fahrzeug 100 ein aktives Steuerungssystem 102, das über ein primäres (oder erstes) Steuerungssystem 104 und ein redundantes (oder zweites) Steuerungssystem 106 gesteuert wird. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug 100 ein Landfahrzeug, das auf Fahrbahnen betrieben wird. Das Fahrzeug 100 kann eines von einer Reihe von verschiedenen Typen von Automobilen, wie zum Beispiel eine Limousine, ein Kombi, ein Lastwagen oder eine Geländelimousine (SUV), sein, und über einen Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Heckantrieb oder Frontantrieb), Vierradantrieb (4WD) oder Allradantrieb (AWD) verfügen.
In einer der in 1 abgebildeten Ausführungsformen beinhaltet das Fahrzeug 100 neben dem vorgenannten aktiven Steuerungssystem 102 ein primäres Steuerungssystem 104, ein redundantes Steuerungssystem 106, ein Fahrgestell 107, eine Karosserie 108, vier Räder 110, eine Antriebsstranganordnung 111 und ein oder mehrere andere Steuerungssysteme 116 (z. B. ein Motorsteuerungssystem, ein elektronisches Steuerungssystem und/oder verschiedene andere Steuerungssysteme). Die Karosserie 108 ist auf dem Fahrgestell 107 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 108 und das Fahrgestell 107 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 110 sind jeweils mit dem Fahrgestell 107 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 108 drehbar gekoppelt. Wie in 1 abgebildet, umfasst jedes Rad 110 eine Radbaugruppe, die einen Reifen, sowie ein Rad und zugehörige Komponenten (welche zum Zwecke vorliegender Anmeldung gemeinsam als „Rad 110“ bezeichnet werden) beinhaltet. In verschiedenen Ausführungsformen kann sich das Fahrzeug 100 vom in 1 dargestellten unterscheiden.
In der exemplarischen Ausführungsform, die in 1 veranschaulicht ist, beinhaltet die Antriebsstranganordnung 111 eine Stellgliedanordnung, die einen Motor 114 beinhaltet. In verschiedenen weiteren Ausführungsformen kann sich die Antriebsstranganordnung 111 von dem in 1 dargestellten und/oder unten beschriebenen unterscheiden (z. B. kann der Antriebsstrang bei einigen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor 114 aufweisen, während in anderen Ausführungsformen hingegen die Antriebsstranganordnung 111 einen Elektromotor, allein oder in Kombination mit einer oder mehreren anderen Komponente(n) der Antriebsstranganordnung 111, wie beispielsweise für Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und dergleichen) beinhalten. In einer in 1 abgebildeten Ausführungsform ist die die Antriebsstranganordnung 111 am Fahrgestell 107 angebracht, das die Räder 110 antreibt. In einer Ausführungsform umfasst der Motor 114 einen Verbrennungsmotor. In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann der Motor 114 anstelle oder zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor einen Elektromotor und/oder eine oder mehrere andere Komponenten eines Übertragungssystems (z. B. für ein Elektrofahrzeug) beinhalten.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist der Motor 114 in einer Ausführungsform mit mindestens einigen der Räder 110 durch eine oder mehrere Antriebswelle(n) 113 verbunden. In einigen Ausführungsformen ist der Motor 114 mechanisch mit dem Getriebe verbunden. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 114 stattdessen mit einem Generator verbunden sein, der einen Elektromotor, der mechanisch mit dem Getriebe verbunden ist, mit Strom versorgt. In bestimmten anderen Ausführungsformen (z. B. Elektrofahrzeuge) ist/sind u. U. kein Motor und/oder kein Getriebe erforderlich.
Das aktive Steuerungssystem 102 führt verschiedene aktive Steuerungsfunktionen für das Fahrzeug 100 aus. Das aktive Steuerungssystem 102 führt beispielsweise in verschiedenen Ausführungsformen unter anderem die Funktionen des Lenkassistenten, des Bremsassistenten, des Spurwechselassistenten, der Spurhaltung und der Objekterkennung aus. Das aktive Steuerungssystem 102 beinhaltet in verschiedenen Ausführungsformen ein Lenksystem 122, ein Bremssystem 124 und/oder ein oder mehrere andere Systeme 126 (z. B. ein Kommunikations- oder Alarmsystem und/oder ein oder mehrere andere Systeme).
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Lenksystem 122 auf dem Fahrgestell 107 angebracht und steuert die Lenkung der Räder 110. In verschiedenen Ausführungsformen steuert das Fahrzeug 100 automatisch die Lenkung des Fahrzeugs 100 (einschließlich automatischer Lenkung, Lenkhilfe, Spurwechsel, Spurhaltung, Hindernisvermeidung und/oder anderer aktiver Steuerungsfunktionen) über Anweisungen der Steuerungssysteme 104, 106 an das Lenksystem 122. In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Steuerungssystem 122 ein elektronisches Servolenkungs-(EPS)-System.
Das Bremssystem 124 ist am Fahrgestell 107 angebracht und stellt dem Fahrzeug 100 Bremsen zur Verfügung. In verschiedenen Ausführungsformen steuert das Fahrzeug 100 automatisch die Bremsen des Fahrzeugs 100 (einschließlich automatischer Bremsung, Bremsassistent, Notbremsung, Hindernisvermeidung und/oder anderer aktiver Steuerungsfunktionen) über Anweisungen der Steuerungssysteme 104, 106 an das Bremssystem 124.
In einer Ausführungsform sind die Steuerungssysteme 104, 106 auf dem Fahrgestell 107 montiert. Die Steuerungssysteme 104, 106 steuern das aktive Steuerungssystem 102. Darüber hinaus überwachen die Steuerungssysteme 104, 106 den Zustand der Steuerungssysteme 104, 106 und stellen die Arbitrierung zum Steuern des aktiven Steuerungssystems 102 über die Steuerungssysteme und die Kommunikation von den Steuerungssystemen 104, 106 gemäß den in 2 abgebildeten und nachfolgend im Zusammenhang damit näher beschriebenen Schritten des Verfahrens 200 bereit.
Das primäre Steuerungssystem 104 und das redundante Steuerungssystem 106 beinhalten in verschiedenen Ausführungsformen ähnliche Funktionen. Sowohl das primäre Steuerungssystem 104 als auch das redundante Steuerungssystem 106 werden im Folgenden gemäß verschiedener Ausführungsformen behandelt.
Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Ausführungsform des primären Steuerungssystems 104 verschiedene Sensoren 130 (hierin auch als eine Sensoranordnung bezeichnet), ein Sender-Empfänger 132 sowie eine Steuerung 134. Die Sensoren 130 beinhalten verschiedene Sensoren, die Messungen zum Steuern der Lenkung, des Bremsens und/oder anderer aktiver Steuerungsfunktionen für das Fahrzeug 100 bereitstellen.
Der Sender-Empfänger 132 ermöglicht die Kommunikation mit dem redundanten Steuerungssystem 106. Der Sender-Empfänger 132 sieht in verschiedenen Ausführungsformen Übertragungen an das redundante Steuerungssystem 106 bezüglich eines Betriebszustands des primären Steuerungssystems 104 vor. Der Sender-Empfänger 132 empfängt in verschiedenen Ausführungsformen auch Übertragungen vom redundanten Steuerungssystem 106 bezüglich eines Betriebszustands des redundanten Steuerungssystems 106.
Die Steuerung 134 ist mit den Sensoren 130 und dem Sender-Empfänger 132 gekoppelt. Die Steuerung 134 nutzt die Informationen der Sensoren 130 und des Sender-Empfängers 132, um den Zustand des primären Steuerungssystems 104 und des redundanten Steuerungssystems 106 festzustellen, führt eine Arbitrierung bezüglich der Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102 über das primäre Steuerungssystem 104 und das redundante Steuerungssystem 106 durch und stellt gegebenenfalls Anweisungen zum Steuern des aktiven Steuerungssystems 102 bereit. In bestimmten Ausführungsformen können die Anweisungen von der Steuerung 134 zum aktiven Steuerungssystem 102 über eine Kommunikationsverbindung 118, wie beispielsweise einen CAN-Bus und/oder über ein oder mehrere drahtlose Kommunikationsnetze, wie beispielsweise über ein oder mehrere Internet-, Satelliten-, Mobilfunk- und/oder Kurzstreckennetzwerke (z. B. BlueTooth), Systeme, und/oder Vorrichtungen gesendet werden.
Wie in 1 abgebildet, umfasst die Steuerung 134 ein Computersystem. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 134 zudem einen oder mehrere der Sensoren des Sensors 130, dem Sender-Empfänger 132 und/oder Komponenten derselben beinhalten. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass sich die Steuerung 134 ansonsten von der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, unterscheiden kann. Beispielsweise kann der Regler 134 an ein oder mehrere entfernte Steuerungssysteme (z. B. ein oder mehrere andere Steuerungssysteme 116) und/oder ein oder mehrere andere Systeme des Fahrzeugs 100 gekoppelt sein oder anderweitig genutzt werden.
In der abgebildeten Ausführungsform beinhaltet das Computersystem der Steuerung 134 einen Prozessor 140, einen Speicher 142, eine Schnittstelle 144, eine Speichervorrichtung 146 und einen Bus 148. Der Prozessor 140 führt die Rechen- und Steuerfunktionen der Steuerung 134 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltkreise wie beispielsweise einen Mikroprozessor oder jegliche geeignete Anzahl integrierter Schaltkreisvorrichtungen und/oder Leiterplatten umfassen, die zusammenwirken, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit auszuführen. Während des Betriebs führt der Prozessor 140 eines oder mehrere Programme 150 aus, die im Speicher 142 enthalten sind, und steuert als solches den allgemeinen Betrieb der Steuerung 134 und das Computersystem der Steuerung 134 generell durch Ausführen der hierin beschriebenen Verfahren wie dem in Verbindung mit 2 nachstehend weiter beschriebenen Verfahren.
Der Speicher 142 kann eine beliebige Art eines geeigneten Speichers sein. So kann beispielsweise der Speicher 142 verschiedene Arten von dynamischem Direktzugriffsspeicher (DRAM), wie beispielsweise SDRAM, die verschiedenen Arten statischer RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten von nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) beinhalten. In bestimmten exemplarischen Ausführungsformen befindet sich der Speicher 142 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 140 und/oder ist gemeinsam mit demselben angeordnet. In der abgebildeten Ausführungsform speichert der Speicher 142 das vorgenannte Programm 150 zusammen mit den gespeicherten Werten 152 zum Überwachen des Zustands des primären Steuerungssystems 104 und des redundanten Steuerungssystems 106 und zum Steuern des aktiven Steuerungssystems 102.
Der Bus 148 dient zur Übertragung von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems der Steuerung 134. Die Schnittstelle 144 ermöglicht die Kommunikation mit dem Computersystem der Steuerung 134, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens und einer geeigneten Vorrichtung umgesetzt werden. In einer Ausführungsform erhält die Schnittstelle 144 die verschiedenen Daten von den Sensoren der Sensoren 130. Die Schnittstelle 144 kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 144 kann zudem eine oder mehrere Netzwerkschnittstelle(n) für die Kommunikation mit Technikern und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen für die Verbindung mit Speichervorrichtungen (wie beispielsweise die Speichervorrichtung 146) beinhalten.
Bei der Speichervorrichtung 146 kann es sich um jegliche geeignete Art von Speichervorrichtung handeln, darunter auch um Direktzugriffsspeichervorrichtung, wie beispielsweise Festplattenlaufwerke, Flashsysteme, Diskettenlaufwerke und optische Speicherplatten. In einer exemplarischen Ausführungsform umfasst die Speichervorrichtung 146 ein Programmprodukt, aus dem der Speicher 142 ein Programm 150 empfangen kann, das eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Verfahren der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie beispielsweise die weiter unten in Verbindung mit 2 beschriebenen Schritte. In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt im Speicher 142 und/oder auf einer Speicherplatte (z. B. Speicherplatte 154), wie der weiter unten erläuterten, gespeichert sein und/oder anderweitig darauf zugegriffen werden.
Der Bus 148 kann aus allen zur Verbindung von Computersystemen und Komponenten geeigneten physischen oder logischen Mitteln bestehen. Dies schließt ohne Einschränkung auch direkt verdrahtete Verbindungen, Faseroptik, sowie Infrarot- und Drahtlosbustechnologien ein. Während des Betriebs wird das Programm 150 im Speicher 142 gespeichert und durch den Prozessor 140 ausgeführt.
Obwohl diese exemplarische Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben wird, versteht es sich, dass Fachleute auf diesem Gebiet erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten von nicht flüchtigen computerlesbaren Signalträgermedien verbreitet werden können, die dazu dienen, das Programm und die zugehörigen Befehle zu speichern und deren Verbreitung auszuführen, beispielsweise ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, welches das Programm und Computerbefehle enthält, die darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor (wie den Prozessor 140) zu veranlassen, das Programm auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann vielerlei Formen annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung in gleicher Weise, unabhängig von der spezifischen für die Verbreitung verwendeten Art von computerlesbarem Signalträgermedium, Anwendung findet. Zu den Beispielen für Signalträgermedien gehören: beschreibbare Medien, wie beispielsweise Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Speicherplatten, sowie Übertragungsmedien, wie beispielsweise digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es versteht sich, dass cloudbasierte Speicherung und/oder andere Techniken in bestimmten Ausführungsformen auch zur Anwendung kommen können. Ebenso versteht es sich, dass das Computersystem der Steuereinheit 134 sich auch anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, beispielsweise darin, dass das Computersystem der Steuerung 134 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Systemen gekoppelt werden oder diese anderweitig nutzen kann.
Das redundante Steuerungssystem 106 beinhaltet ebenso verschiedene Sensoren 160 (hierin auch als Sensorarray bezeichnet), einen Sender-Empfänger 162 und eine Steuerung 164. Die Sensoren 160 beinhalten, ähnlich wie die Sensoren 130 des primären Steuerungssystems 104, verschiedene Sensoren, die Messungen zum Steuern der Lenkung, des Bremsens und/oder anderer aktiver Steuerungsfunktionen für das Fahrzeug 100 bereitstellen.
Der Sender-Empfänger 162 ermöglicht die Kommunikation mit dem primären Steuerungssystem 104. Der Sender-Empfänger 162 sieht in verschiedenen Ausführungsformen Übertragungen an das primäre Steuerungssystem 104 bezüglich eines Betriebszustands des redundanten Steuerungssystems 106 vor. Ebenso sieht der Sender-Empfänger 162 in verschiedenen Ausführungsformen Übertragungen vom primären Steuerungssystem 104 bezüglich eines Betriebszustands des primären Steuerungssystems 104 vor.
Die Steuerung 164 ist mit den Sensoren 160 und dem Sender-Empfänger 162 gekoppelt. Die Steuerung 164 nutzt die Informationen der Sensoren 160 und des Sender-Empfängers 162, um einen Zustand des redundanten Steuerungssystems 106 und des primären Steuerungssystems 104 zu ermitteln, führt eine Arbitrierung bezüglich der Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102 über das redundante Steuerungssystem 106 und das primäre Steuerungssystem 104 durch und liefert bei Bedarf Anweisungen zur Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102. In bestimmten Ausführungsformen können die Anweisungen von der Steuerung 164 zum aktiven Steuerungssystem 102 über eine Kommunikationsverbindung 118, wie beispielsweise einen CAN-Bus und/oder über ein oder mehrere drahtlose Kommunikationsnetze, wie beispielsweise über ein oder mehrere Internet-, Satelliten-, Mobilfunk- und/oder Kurzstreckennetzwerke (z. B. BlueTooth), Systeme, und/oder Vorrichtungen gesendet werden.
Wie in 1 abgebildet, umfasst die Steuerung 164 ein Computersystem. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 164 zudem einen oder mehrere der Sensoren des Sensors 160, dem Sender-Empfänger 162 und/oder Komponenten derselben beinhalten. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass sich die Steuerung 164 ansonsten von der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, unterscheiden kann. Beispielsweise kann die Steuerung 164 an ein oder mehrere entfernte Steuerungssysteme (z. B. ein oder mehrere andere Steuerungssysteme 116) und/oder ein oder mehrere andere Systeme des Fahrzeugs 100 gekoppelt sein oder anderweitig genutzt werden.
In der abgebildeten Ausführungsform ist das Computersystem der Steuerung 164 vom Aufbau und der Funktion her dem der Steuerung 134 des primären Steuerungssystems 104 ähnlich und beinhaltet einen Prozessor 170, einen Speicher 172, eine Schnittstelle 174, eine Speichervorrichtung 176 und einen Bus 178.
Der Prozessor 170 übernimmt die Berechnungs- und Steuerungsfunktionen der Steuerung 164 und ist vom Aufbau und von der Funktion her dem Prozessor 140 des primären Steuerungssystems 104 ähnlich. Der Speicher 172 ist vom Aufbau und der Funktion dem Speicher 142 des primären Steuerungssystems 104 ähnlich und beinhaltet ein ähnliches Programm 180 und gespeicherte Werte 182. Die Schnittstelle 174 und der Bus 178 sind ähnlich der Schnittstelle 144 und dem Bus 148 des primären Steuerungssystems 104. Die Speichervorrichtung 176 ist ähnlich der Speichervorrichtung 146 des primären Steuerungssystems 104 und kann beispielsweise eine ähnliche Diskette 184 usw. beinhalten.
Es ist offensichtlich, dass das Fahrzeug 100 in verschiedenen Ausführungsformen über Anweisungen von einem oder mehreren menschlichen Fahrern oder Bedienern oder automatisiert über Befehle, Anweisungen und/oder Eingaben, die an Bord des Fahrzeugs „von selbst erzeugt“ werden, bedient werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug 100 durch Befehle, Anweisungen, und/oder Eingaben gesteuert werden, die von einer oder mehreren Komponenten oder Systemen außerhalb des Fahrzeugs 100 erzeugt werden, einschließlich, ohne Einschränkung: andere autonome Fahrzeuge; ein Backend-Serversystem; eine Steuervorrichtung oder ein System, das sich in der Betriebsumgebung befindet; oder dergleichen. In bestimmten Ausführungsformen kann daher das Fahrzeug 100 unter Verwendung von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Datenkommunikation, Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Datenkommunikation und/oder Infrastruktur-zu-Fahrzeug-Kommunikation unter anderen Variationen (einschließlich teilweiser oder vollständiger Steuerung durch die Fahrer oder andere Bediener in bestimmten Modi, zum Beispiel wie oben diskutiert) steuerbar sein.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 200 zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems mit primären und redundanten Steuerungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen. Das Verfahren 200 kann in Verbindung mit dem Fahrzeug 100, dem aktiven Steuerungssystem 102 und den primären und redundanten Steuerungssystemen 104, 106 von 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform eingesetzt werden.
Wie in 2 dargestellt, beginnt das Verfahren 200 entlang zweier entsprechender Bahnen 202, 204. In verschiedenen Ausführungsformen erfolgt die Durchführung des ersten Pfads 202 über das primäre Steuerungssystem 104, der zweite Pfad 204 über das redundante Steuerungssystem 106 von 1. In einer Ausführungsform beginnt der Prozess 200, wenn ein autonomes Fahrzeug in Betrieb ist, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug in einem „Antriebsmodus“ befindet, sich entlang einer Bahn oder Fahrbahn bewegt und/oder bereit für eine Bewegung entlang eines gewünschten Weges ist. Auch in verschiedenen Ausführungsformen werden der erste Pfad und der zweite Pfad 202, 204 gleichzeitig oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitig zueinander ausgeführt.
In verschiedenen Ausführungsformen beginnt der erste Pfad 202 mit Schritt 206. Während Schritt 206 wird das primäre Steuerungssystem 104 von 1 gestartet oder eingeleitet.
Es wird ein Fehlerstatus des primären Steuerungssystems ermittelt (Schritt 208). In verschiedenen Ausführungsformen führt die Steuerung 134 von 1 eine interne Diagnose für das primäre Steuerungssystem 104 durch, wobei die Daten der Sensoren 130 und/oder des Prozessors 140 von 1 verwendet werden. Auch führt die Steuerung 134 in verschiedenen Ausführungsformen (z. B. der Prozessor 140) Prüfungen auf etwaige Fehler im Prozessor 140 selbst durch. Ebenso werden bei bestimmten Ausführungsformen ähnliche Prüfungen wie bei allen anderen Fehlern im primären Steuerungssystem 104, wie den Sensoren 130, dem Sender-Empfänger 132 und/oder dem Speicher 142, durchgeführt.
Die Kommunikation des Fehlerzustands erfolgt an das redundante Steuerungssystem 106 (Schritt 210). Insbesondere überträgt das primäre Steuerungssystem 104 in verschiedenen Ausführungsformen bei Schritt 210 Meldungen über den Sender-Empfänger 132, über Anweisungen des Prozessors 140, an das redundante Steuerungssystem 106 von 1.
Ähnlich beginnt in verschiedenen Ausführungsformen der zweite Pfad 204 mit Schritt 212. Bei Schritt 212 wird das redundante Steuerungssystem 106 von 1 gestartet oder eingeleitet.
Im weiteren Verlauf des zweiten Pfads 204 wird ein Fehlerzustand des redundanten Steuerungssystems ermittelt (Schritt 214). In verschiedenen Ausführungsformen führt die Steuerung 164 von 1 eine interne Diagnose für das redundante Steuerungssystem 106 durch, wobei die Daten der Sensoren 160 und/oder des Prozessors 170 von 1 verwendet werden. Auch führt die Steuerung 164 in verschiedenen Ausführungsformen (z. B. der Prozessor 170) Prüfungen auf etwaige Fehler im Prozessor 170 selbst durch. Ebenso werden bei bestimmten Ausführungsformen ähnliche Prüfungen wie bei allen anderen Fehlern im primären Steuerungssystem 104, wie den Sensoren 160, dem Sender-Empfänger 162 und/oder dem Speicher 172, durchgeführt.
Die Kommunikation des Fehlerzustands erfolgt an das primäre Steuerungssystem 104 (Schritt 216). Insbesondere überträgt das redundante Steuerungssystem 106 in verschiedenen Ausführungsformen bei Schritt 216 Meldungen über den Sender-Empfänger 162, über Anweisungen des Prozessors 170, an das redundante Steuerungssystem 104 von 1.
Die jeweiligen Meldungen zu den jeweiligen Fehlerzuständen werden bei den Schritten 218 und 220 empfangen. Insbesondere empfängt das primäre Steuerungssystem 104 bei Schritt 218 die Kommunikation zum Fehlerzustand von Schritt 216 des redundanten Steuerungssystems 106. Insbesondere empfängt das redundante Steuerungssystem 106 bei Schritt 220 die Kommunikation zum Fehlerzustand von Schritt 210 des primären Steuerungssystems 104. In verschiedenen Ausführungsformen werden bei den Schritten 218 und 220 die Kommunikationen über die jeweiligen Sender-Empfänger 132, 162 der primären und redundanten Steuerungssysteme 104, 106 empfangen.
In verschiedenen Ausführungsformen werden die jeweiligen Arbitrierungsroutinen von den primären und redundanten Steuerungssystemen 104, 106 basierend auf den empfangenen Kommunikationen bezüglich der anderen Steuerung durchgeführt, wie nachfolgend erläutert. Insbesondere leitet das primäre Steuerungssystem 104 (z. B. über den Prozessor 140) in verschiedenen Ausführungsformen eine Arbitrierungsroutine der primären Steuerung ein (Schritt 222) und übermittelt dem redundanten Steuerungssystem 106 (Schritt 224) eine Stoppbefehlsanforderung und Stoppbefehlsberechtigung (z. B. über den Sender-Empfänger 132, basierend auf den Anweisungen des Prozessors 140). Ebenso leitet das redundante Steuerungssystem 106 (z. B. über den Prozessor 170) in verschiedenen Ausführungsformen eine Arbitrierungsroutine der redundanten Steuerung ein (Schritt 226) und übermittelt dem primären Steuerungssystem 104 (Schritt 228) eine Stoppbefehlsanforderung und Stoppbefehlsberechtigung (z. B. über den Sender-Empfänger 162, basierend auf den Anweisungen des Prozessors 170).
Ebenfalls wird die Kommunikation von Schritt 228 aus dem redundanten Steuerungssystem 106 in verschiedenen Ausführungsformen vom primären Steuerungssystem 104 in der Arbitrierungsroutine der primären Steuerung in anschließenden Iterationen von Schritt 222 genutzt. Ebenso werden die Kommunikationen von Schritt 224 aus dem primären Steuerungssystem 104 in der Arbitrierungsroutine der redundanten Steuerung in anschließenden Iterationen von Schritt 226 durch das redundante Steuerungssystem 106 genutzt.
In verschiedenen Ausführungsformen fährt der erste Pfad 202 mit Schritt 230 fort. Insbesondere wird während des Schrittes 230 durch die primäre Steuerung 134 (z. B. durch deren Prozessor 140) bestimmt, ob ein kritischer Fehler entweder für das primäre Steuerungssystem 104 und/oder das redundante Steuerungssystem 106 erkannt wurde. In bestimmten Ausführungsformen, wie sie in dieser Anwendung verwendet werden, bezieht sich ein kritischer Fehler auf einen Fehler in einem entsprechenden Prozessor des Steuerungssystems und/oder einen Fehler in einer anderen Komponente des jeweiligen Steuerungssystems, von dem angenommen werden kann, dass er den Betrieb des jeweiligen Steuerungssystems erheblich beeinträchtigt.
Wenn in Schritt 230 bestimmt wird, dass in keinem der primären oder redundanten Steuerungssysteme 104, 106 ein kritischer Fehler vorliegt (d. h. dass kein Steuerungssystem einen kritischen Fehler aufweist), fährt das Verfahren mit Schritt 232 fort. Während Schritt 232 wird das aktive Steuerungssystem 102 von 1 in einer normalen oder typischen Betriebsart (z. B. einer Betriebsart, in der keine signifikanten Fehler vorliegen) gesteuert, in der die aktiven Steuerungsfunktionen voll funktionsfähig sind. Ebenfalls wird während Schritt 232 das aktive Steuerungssystem 102 über das primäre Steuerungssystem 104 gesteuert. So werden beispielsweise in verschiedenen Ausführungsformen Lenk-, Brems- und/oder andere Befehle über den Prozessor 140 des primären Steuerungssystems 104 bereitgestellt und/oder über das Lenksystem 122, das Bremssystem 124 und/oder andere Systeme 126 des aktiven Steuerungssystems von 1 mit der vollen aktiven Steuerungsfunktionalität implementiert. So werden beispielsweise während Schritt 232 verschiedene aktive Steuerungsfunktionen des Lenksystems 122, des Bremssystems 124 und/oder der anderen Systeme 126 des aktiven Steuerungssystems 102 von 1 (z. B. automatische Lenkung, Lenkunterstützung, Spurwechsel, Spurhaltung, Hindernisvermeidung, automatische Bremsung, Bremsunterstützung, Notbremsung, Hindernisvermeidung und/oder andere aktive Steuerungsfunktionen) je nach Bedarf während Schritt 232 mit voller Funktionalität zur Verfügung gestellt. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen kommuniziert das primäre Steuerungssystem 104 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Wird dagegen in Schritt 230 bestimmt, dass ein kritischer Fehler in einem oder beiden der primären oder redundanten Steuerungssysteme 104, 106 vorliegt (d. h. dass mindestens ein Steuerungssystem einen kritischen Fehler aufweist), so fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 234 fort. Während Schritt 234 wird durch die primäre Steuerung 134 (z. B. durch deren Prozessor 140) ermittelt, ob ein Kommunikationsfehler bezüglich der Kommunikation vom redundanten Steuerungssystem 106 aufgetreten ist und/oder ob vom redundanten Steuerungssystem 106 keine Arbitrierung empfangen wurde.
Wenn in Schritt 234 ermittelt wird, dass ein Kommunikationsfehler in Bezug auf die Kommunikation vom redundanten Steuerungssystem 106 aufgetreten ist oder dass keine Arbitrierung vom redundanten Steuerungssystem 106 oder von beiden empfangen wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 236 fort. Während Schritt 236 wird das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben. So werden beispielsweise in verschiedenen Ausführungsformen Lenk-, Brems- und/oder andere Befehle über den Prozessor 140 des primären Steuerungssystems 104 bereitgestellt und/oder über das Lenksystem 122, das Bremssystem 124 und/oder andere Systeme 126 des aktiven Steuerungssystems von 1 mit nur teilweise aktiver Steuerungsfunktionalität implementiert. Wenn beispielsweise in bestimmten Ausführungsformen eine aktuelle Funktion des aktiven Steuerungssystems 102 (z. B. automatische Lenkung, Lenkunterstützung, Spurwechsel, Spurhaltung, Hindernisvermeidung, automatische Bremsung, Bremsunterstützung, Notbremsung, Hindernisvermeidung und/oder andere aktive Steuerungsfunktionen) nicht eingeleitet wurde, kann eine erneute Auslösung dieser Funktion nicht eingeleitet werden, solange sich das aktive Steuerungssystem 102 im degradierten Modus befindet. Auch in bestimmten Ausführungsformen kann eine aktuelle Funktion des aktiven Steuerungssystems 102 (z. B. automatische Lenkung, Lenkunterstützung, Spurwechsel, Spurhaltung, Hindernisvermeidung, automatische Bremsung, Bremsunterstützung, Notbremsung, Hindernisvermeidung und/oder andere aktive Steuerungsfunktionen) bereits eingeleitet worden sein, wodurch diese Funktion wirksam reduziert, schrittweise abgeschaltet und/oder schrittweise in einen anderen sicheren Betriebszustand heruntergefahren werden kann. Auch in verschiedenen Ausführungsformen, während Schritt 234, behält das primäre Steuerungssystem 104 die Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102. Darüber hinaus kommuniziert das primäre Steuerungssystem 104 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Umgekehrt, wenn in Schritt 234 ermittelt wird, dass kein Kommunikationsfehler in Bezug auf die Kommunikation vom redundanten Steuerungssystem 106 aufgetreten ist und dass die Arbitrierung nicht vom redundanten Steuerungssystem 106 empfangen wurde, geht das Verfahren stattdessen zu Schritt 238 über. Während Schritt 238 wird durch die primäre Steuerung 134 (z. B. durch deren Prozessor 140) bestimmt, ob ein kritischer Fehler entweder sowohl am primären Steuerungssystem 104 als auch dem redundanten Steuerungssystem 106 erkannt wurde.
Wenn in Schritt 238 ermittelt wird, dass sowohl am primären Steuerungssystem 104 als auch am redundanten Steuerungssystem 106 ein kritischer Fehler erkannt wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 240 fort. Während Schritt 240 wird das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben. In verschiedenen Ausführungsformen ist der degradierte Modus ähnlich dem des vorstehend beschriebenen Schritts 236. Auch in verschiedenen Ausführungsformen, während Schritt 240, behält das primäre Steuerungssystem 104 die Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen kommuniziert das primäre Steuerungssystem 104 während Schritt 240 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Wird umgekehrt in Schritt 238 ermittelt, dass für beide Steuerungssysteme 104, 106 keine kritischen Fehler erkannt wurden (d. h. dass mindestens eines der Steuerungssysteme 104, 106 keinen kritischen Fehler aufweist), so fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 242 fort. Während Schritt 242 wird durch die primäre Steuerung 134 (z. B. durch deren Prozessor 140) bestimmt, ob ein kritischer Fehler entweder für das primäre Steuerungssystem 104 (z. B. ein kritischer Fehler des Prozessors 140) erkannt wurde.
Wenn in Schritt 242 ermittelt wird, dass kein kritischer Fehler am primären Steuerungssystem 104 erkannt wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 244 fort. Während Schritt 244 wird das redundante Steuerungssystem 106 als kritisch eingestuft. Während Schritt 244 wird das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben. In verschiedenen Ausführungsformen ist der degradierte Modus ähnlich dem des vorstehend beschriebenen Schritts 236. Auch in verschiedenen Ausführungsformen, während Schritt 244, behält das primäre Steuerungssystem 104 die Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen kommuniziert das primäre Steuerungssystem 104 während Schritt 244 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Umgekehrt, wenn in Schritt 242 ermittelt wird, dass ein kritischer Fehler am primären Steuerungssystem 104 erkannt wurde, fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 246 fort. Während Schritt 246 wird die Kommunikation für das primäre Steuerungssystem 104 abgeschaltet. Insbesondere stoppt das primäre Steuerungssystem 104 in verschiedenen Ausführungsformen das Senden von Steuerbefehlen für das aktive Steuerungssystem 102. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen wird während Schritt 246 das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben. In verschiedenen Ausführungsformen ähnelt der degradierte Modus dem vorstehend beschriebenen Schritt 236 (z. B. das Nicht-Einleiten neuer Funktionen und das Herunterfahren bestehender Funktionen usw.), mit der Ausnahme, dass das redundante Steuerungssystem 106 die Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102 behält und die Kommunikation für das primäre Steuerungssystem 104 abgeschaltet wird. In verschiedenen Ausführungsformen während Schritt 246, während das primäre Steuerungssystem 104 die Kommunikation der Anweisungen für das aktive Steuerungssystem 102 stoppt, setzt das redundante Steuerungssystem 106 die Kommunikation der Anweisungen für das aktive Steuerungssystem 102 fort.
Mit Bezug zurück auf die Ausführungen der vorstehenden Schritte 222-228 in verschiedenen Ausführungsformen, genau wie der erste Pfad 202 mit Schritt 230 weitergeht wird, fährt der zweite Pfad 204 ähnlich mit Schritt 250 fort. Insbesondere wird während des Schrittes 250 durch die redundante Steuerung 164 (z. B. durch deren Prozessor 170) bestimmt, ob ein kritischer Fehler entweder für das primäre Steuerungssystem 104 und/oder das redundante Steuerungssystem 106 erkannt wurde.
Wenn in Schritt 250 bestimmt wird, dass in keinem der primären oder redundanten Steuerungssysteme 104, 106 ein kritischer Fehler vorliegt (d. h. dass kein Steuerungssystem einen kritischen Fehler aufweist), fährt das Verfahren mit Schritt 252 fort. Während Schritt 252 wird das aktive Steuerungssystem 102 von 1 in einer normalen oder typischen Betriebsart (z. B. einer Betriebsart, in der keine signifikanten Fehler vorliegen) gesteuert, wie zuvor in Verbindung mit Schritt 232 beschrieben. Ebenfalls wird während Schritt 252 das aktive Steuerungssystem 102 über das primäre Steuerungssystem 104 gesteuert, ebenfalls ähnlich wie in Schritt 232. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen kommuniziert das redundante Steuerungssystem 106 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Wird dagegen in Schritt 250 bestimmt, dass ein kritischer Fehler in einem oder beiden der primären oder redundanten Steuerungssysteme 104, 106 vorliegt (d. h. dass mindestens ein Steuerungssystem einen kritischen Fehler aufweist), so fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 254 fort. Während Schritt 254 wird durch die redundante Steuerung 164 (z. B. durch deren Prozessor 170) ermittelt, ob ein Kommunikationsfehler bezüglich der Kommunikation vom primären Steuerungssystem 104 aufgetreten ist und/oder ob vom primären Steuerungssystem 104 keine Arbitrierung empfangen wurde.
Wenn in Schritt 254 ermittelt wird, dass ein Kommunikationsfehler in Bezug auf die Kommunikation vom primären Steuerungssystem 104 aufgetreten ist oder dass keine Arbitrierung vom primären Steuerungssystem 104 oder von beiden empfangen wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 256 fort. Während Schritt 256 wird das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben, ähnlich dem vorstehend beschriebenen degradierten Modus von Schritt 236. Auch in verschiedenen Ausführungsformen, während Schritt 256, behält das primäre Steuerungssystem 104 die Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102. Darüber hinaus kommuniziert das redundante Steuerungssystem 106 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Umgekehrt, wenn in Schritt 254 ermittelt wird, dass kein Kommunikationsfehler in Bezug auf die Kommunikation vom primären Steuerungssystem 104 aufgetreten ist und dass die Arbitrierung nicht vom primären Steuerungssystem 104 empfangen wurde, geht das Verfahren stattdessen zu Schritt 258 über. Während Schritt 258 wird durch die redundante Steuerung 164 (z. B. durch deren Prozessor 170) bestimmt, ob ein kritischer Fehler entweder sowohl am primären Steuerungssystem 104 als auch dem redundanten Steuerungssystem 106 erkannt wurde.
Wenn in Schritt 258 ermittelt wird, dass sowohl am primären Steuerungssystem 104 als auch am redundanten Steuerungssystem 106 ein kritischer Fehler erkannt wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 260 fort. Während Schritt 260 wird das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben. In verschiedenen Ausführungsformen ist der degradierte Modus ähnlich dem des vorstehend beschriebenen Schritts 236. Auch in verschiedenen Ausführungsformen, während Schritt 260, behält das primäre Steuerungssystem 104 die Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102. Darüber hinaus kommuniziert das redundante Steuerungssystem 106 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Wird umgekehrt in Schritt 258 ermittelt, dass für beide Steuerungssysteme 104, 106 keine kritischen Fehler erkannt wurden (d. h. dass mindestens eines der Steuerungssysteme 104, 106 keinen kritischen Fehler aufweist), so fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 262 fort. Während Schritt 262 wird durch die redundante Steuerung 164 (z. B. durch deren Prozessor 170) bestimmt, ob ein kritischer Fehler entweder für das primäre Steuerungssystem 104 (z. B. ein kritischer Fehler des Prozessors 140) erkannt wurde.
Wenn in Schritt 262 ermittelt wird, dass kein kritischer Fehler am primären Steuerungssystem 104 erkannt wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 264 fort. Während Schritt 264 wird das redundante Steuerungssystem 106 als kritisch eingestuft. Die Kommunikationen für das redundante Steuerungssystem 106 sind abgeschaltet. Insbesondere führt das redundante Steuerungssystem 106 in verschiedenen Ausführungsformen weiterhin Berechnungen durch, sendet jedoch keine Anweisungen (d. h. Steuerbefehle) für das aktive Steuerungssystem 102. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen wird während Schritt 264 das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben. In verschiedenen Ausführungsformen ist der degradierte Modus ähnlich dem von Schritt 236, wie vorstehend beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Kommunikation für das redundante Steuerungssystem 106 abgeschaltet wurde (während das primäre Steuerungssystem 104 weiterhin Anweisungen für das aktive Steuerungssystem 102 sendet). Auch in verschiedenen Ausführungsformen, während Schritt 244, behält das primäre Steuerungssystem 104 die Steuerung des aktiven Steuerungssystems 102.
Umgekehrt, wenn in Schritt 262 ermittelt wird, dass ein kritischer Fehler am primären Steuerungssystem 104 erkannt wurde, fährt das Verfahren stattdessen mit Schritt 266 fort. Während Schritt 266 wird das aktive Steuerungssystem 102 in einem degradierten Modus betrieben. In verschiedenen Ausführungsformen ähnelt der degradierte Modus dem vorstehend beschriebenen Schritt 236, mit der Ausnahme, dass das aktive Steuerungssystem 102 durch das redundante Steuerungssystem 106 anstelle des primären Steuerungssystems 104 gesteuert wird. Ebenfalls in verschiedenen Ausführungsformen kommuniziert das redundante Steuerungssystem 106 während Schritt 266 weiterhin wie gewohnt, einschließlich der Bereitstellung von Anweisungen (d. h. Steuerbefehlen) für das aktive Steuerungssystem 102.
Dementsprechend werden Verfahren, Systeme und Fahrzeuge offenbart, welche die Steuerung eines aktiven Steuerungssystems eines Fahrzeugs unter Verwendung eines primären Steuerungssystems und eines redundanten Steuerungssystems vorsehen. In verschiedenen Ausführungsformen überwachen die primären und redundanten Steuerungssysteme ihren eigenen Betriebszustand sowie den des anderen Steuerungssystems und koordinieren die Kommunikation zwischen den Steuerungssystemen und die Steuerung des aktiven Steuerungssystems unter Verwendung von Arbitrierungsverfahren, die von den primären und redundanten Steuerungssystemen basierend auf dem Betriebszustand der primären und redundanten Steuerungssysteme implementiert werden.
Es versteht sich, dass die offenbarten Verfahren, Systeme und Fahrzeuge von denjenigen abweichen können, die in den Figuren dargestellt und hierin beschrieben sind. Das Fahrzeug 100 kann zum Beispiel das aktive Steuerungssystem, die Steuerungssysteme und/oder verschiedene Komponenten derselben von den in 1 dargestellten und in Verbindung der damit beschriebenen abweichen. Es versteht sich ebenso, dass die Schritte des Verfahrens 200 entweder gleichzeitig und/oder in unterschiedlicher Reihenfolge als diejenigen, die in 2 abgebildet werden und in Verbindung damit beschrieben werden, stattfinden können.
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der hinzugefügten Patentansprüche und deren rechtlichen Entsprechungen abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen eines Zustands eines ersten Steuerungssystems über einen ersten Prozessor des ersten Steuerungssystems; Bestimmen eines Zustands eines zweiten Steuerungssystems über einen zweiten Prozessor des zweiten Steuerungssystems; selektives Steuern des aktiven Steuerungssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems; und selektives Steuern der Kommunikation durch das erste Steuersystem und das zweite Steuersystem basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems.
Verfahren nach Anspruch 1, worin, wenn keine Fehler für das erste und zweite Steuerungssystem erkannt werden: das aktive Steuerungssystem in einem vollen Betriebsmodus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen sowohl vom ersten Steuerungssystem als auch vom zweiten Steuerungssystem bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, worin: wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen sowohl vom ersten Steuerungssystem als auch vom zweiten Steuerungssystem bereitgestellt werden; und wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen sowohl vom ersten Steuerungssystem als auch vom zweiten Steuerungssystem bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, worin, wenn ein kritischer Fehler sowohl in Bezug auf das erste Steuerungssystem als auch auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen sowohl vom ersten Steuerungssystem als auch vom zweiten Steuerungssystem bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, worin: wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem, jedoch nicht das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen durch das zweite Steuerungssystem, jedoch nicht durch das erste Steuerungssystem bereitgestellt werden; und wenn ein kritischer Fehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem, jedoch nicht das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen durch das erste Steuerungssystem, nicht jedoch durch das zweite Steuerungssystem bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, worin: das aktive Steuerungssystem ein Lenksystem umfasst; und der Schritt des selektiven Steuerns des aktiven Steuerungssystems das selektive Steuern einer aktiven Steuerungsfunktionalität des Lenksystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin: das aktive Steuerungssystem ein Bremssystem umfasst; und der Schritt des selektiven Steuerns des aktiven Steuerungssystems das selektive Steuern einer aktiven Steuerungsbremsfunktionalität des Bremssystems mit Anweisungen des ersten Steuerungssystems oder des zweiten Steuerungssystems, basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems umfasst.
System zum Steuern eines aktiven Steuerungssystems für ein Fahrzeug, wobei das System Folgendes umfasst: ein erstes Steuerungssystem, wobei das erste Steuerungssystem einen ersten Prozessor aufweist, der konfiguriert ist, um den Zustand des ersten Steuerungssystems zu bestimmen; und ein zweites Steuerungssystem, wobei das zweite Steuerungssystem einen zweiten Prozessor aufweist, der konfiguriert ist, um den Zustand des zweiten Steuerungssystems zu bestimmen; worin das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem selektiv das aktive Steuerungssystem mit Anweisungen vom ersten Steuerungssystem oder dem zweiten Steuerungssystem basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems steuern; und worin das erste Steuerungssystem und das zweite Steuerungssystem selektiv Kommunikationen vom ersten Steuerungssystem und dem zweiten Steuerungssystem basierend auf dem Zustand des ersten Steuerungssystems und des zweiten Steuerungssystems steuern.
System nach Anspruch 8, worin, wenn keine Fehler für das erste und zweite Steuerungssystem erkannt werden: das aktive Steuerungssystem in einem vollen Betriebsmodus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen sowohl vom ersten Steuerungssystem als auch vom zweiten Steuerungssystem bereitgestellt werden.
System nach Anspruch 9, worin: wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das erste Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem in einem degradierten Modus gemäß den Anweisungen des zweiten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen sowohl vom ersten Steuerungssystem als auch vom zweiten Steuerungssystem bereitgestellt werden; und wenn ein Kommunikationsfehler in Bezug auf das zweite Steuerungssystem ermittelt wird: das aktive Steuerungssystem im degradierten Modus gemäß den Anweisungen des ersten Steuerungssystems gesteuert wird; und Kommunikationen sowohl vom ersten Steuerungssystem als auch vom zweiten Steuerungssystem bereitgestellt werden.