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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der Koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2019-0076792 , eingereicht am 27. Juni 2019, welche hiermit durch Bezugnahme zu sämtlichen Zwecken einbezogen wird, als wenn sie hierin vollständig dargelegt wäre.
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HINTERGRUND
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GEBIET
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Ausführungsbeispiele betreffen im Allgemeinen eine Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und insbesondere eine Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, die in der Lage ist, nicht nur eine Backup-Situation mittels dualer autonomer Steuereinrichtungen zu bewältigen, indem Betriebszustände dualer Bremsmodule über ein erstes Kommunikationsnetzwerk in einem autonomen Fahrzeug überwacht werden, sondern auch Betriebszustände und Steuerbefehle zwischen den jeweiligen Bremsmodulen und den jeweiligen autonomen Steuereinrichtungen über ein zweites Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf eine Abnormalität des ersten Kommunikationsnetzwerks (oder in diesem) zu übermitteln und zu empfangen.
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DISKUSSION
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Im Allgemeinen werden autonome Vorrichtungen, die in verschiedenen Antriebsmitteln eingebaut sind, um autonomes Fahren durch Fahrstandortsuche durchzuführen, hauptsächlich bei Schiffen, Flugzeugen usw. eingesetzt. Autonome Vorrichtung wurden auch bei Fahrzeugen eingesetzt, die sich auf der Straße fortbewegen, um beispielsweise einen Benutzer über einen Monitor über verschiedene Arten von Informationen wie Fahrtrouten und Staus zu benachrichtigen oder um Fahrzeuge anzutreiben oder die Fahrbedingungen selbst zu steuern.
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Autonomes Fahren ist eine strategische Technologie für das Zeitalter intelligenter Fahrzeuge und die Autonomiestufe wird nach dem Grad des Fahrereingriffs in die Fahrsteuerung klassifiziert. Beispielsweise klassifiziert die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) das autonome Fahren in eine Vielzahl von Automatisierungsstufen nach dem Grad des Fahrereingriffs, wobei letztendlich nach unbemannten Fahrzeugen ohne Fahrereingriff gestrebt wird. Unter den Automatisierungsstufen ist Stufe 4 (z.B. ein „Mind-Off-Modus“) in der Lage, autonomes Fahren ohne menschlichen Eingriff zu unterstützen, ausgenommen in begrenzten räumlichen Bereichen (z.B. eine bestimmte Straße oder Zone) oder unter bestimmten Umständen. In anderen Worten kann eine Autonomie der Stufe 4 als eine „hochautomatisierte“ Stufe bezeichnet werden. Stufe 5 (z.B. „Lenkrad optional“ Szenario) ist vollständig in der Lage, autonomes Fahren ohne Einschränkungen auf Straßen, in Zonen oder unter bestimmten Umständen zu ermöglichen und kann somit als „vollautomatisierte“ Stufe angesehen werden.
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In der Autonomiestufe 4 oder 5, da ein Fahrer die Fahrsteuerung eines autonomen Fahrzeugs vollständig dem autonomen Fahrzeug selbst überlässt, kann es für den Fahrer schwierig sein, einzugreifen, wenn ein Notfall eintritt, z.B. in Verbindung mit einem Bremsmodul, einer autonomen Steuereinrichtung und/oder einem (z.B. einem ganzen) Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs, so dass das System des autonomen Fahrzeugs selbst mit der Situation umgehen muss. Dementsprechend besteht im Falle der Automatisierungsstufe 4 oder 5 die Notwendigkeit, Redundanz für ein Bremssystem, eine autonome Steuereinrichtung und/oder ein (z.B. ein ganzes) Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs sicherzustellen, um die Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten.
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Der Stand der Technik ist in der Koreanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
10-2011-0059488 , veröffentlicht am 2. Juni 2011, mit dem Titel „System and Method for Controlling Power of Vehicle“ offenbart.
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Die in diesem Teil offenbarten vorstehenden Informationen dienen nur zum Verständnis des Hintergrunds der Erfindungskonzepte und können daher Informationen beinhalten, die nicht den Stand der Technik bilden.
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ÜBERBLICK
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Einige Aspekte sehen eine Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs vor, die in der Lage ist, nicht nur eine Backup-Situation mittels dualer autonomer Steuereinrichtungen zu bewältigen, indem Betriebszustände dualer Bremsmodule über ein erstes Kommunikationsnetzwerk in einem autonomen Fahrzeug überwacht werden, sondern auch Betriebszustände und Steuerbefehle zwischen den jeweiligen Bremsmodulen und den jeweiligen autonomen Steuereinrichtungen über ein zweites Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf eine Abnormalität des ersten Kommunikationsnetzwerks (oder in diesem) zu übermitteln und zu empfangen.
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Zusätzliche Aspekte werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung dargelegt und sind teilweise aus der Offenbarung ersichtlich oder können durch praktische Ausübung der Erfindungskonzepte erlernt werden.
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Gemäß einiger Aspekte weist eine Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs eine erste autonome Steuereinrichtung, eine zweite autonome Steuereinrichtung, ein erstes Bremsmodul, ein zweites Bremsmodul, ein erstes Kommunikationsnetzwerk und ein zweites Kommunikationsnetzwerk auf. Die erste autonome Steuereinrichtung ist zum Steuern autonomen Fahrens ausgebildet. Die zweite autonome Steuereinrichtung ist zum Steuern autonomen Fahrens in einer Backup-Situation ausgebildet. Das erste Bremsmodul ist zum Empfangen eines ersten Abbremsbefehls von der ersten autonomen Steuereinrichtung zum Betätigen einer Bremse ausgebildet. Das zweite Bremsmodul ist zum Empfangen eines zweiten Abbremsbefehls von der zweiten autonomen Steuereinrichtung zum Betätigen der Bremse ausgebildet. Das erste Kommunikationsnetzwerk ist zum Ermöglichen eines Austauschs von Überwachungsinformationen zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsmodul ausgebildet sowie zum Übermitteln des ersten und des zweiten Abbremsbefehls von der ersten und der zweiten autonomen Steuereinrichtung über ein erstes Gateway an das erste und das zweite Bremsmodul. Das zweite Kommunikationsnetzwerk ist zum Übermitteln des ersten und des zweiten Abbremsbefehls von der ersten und der zweiten autonomen Steuereinrichtung über ein zweites Gateway an das erste und das zweite Bremsmodul ausgebildet.
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In einer Ausführungsform können die erste und die zweite autonome Steuereinrichtung zum Übermitteln des ersten und des zweiten Abbremsbefehls über das erste Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf einen normalen Betrieb des ersten Kommunikationsnetzwerks ausgebildet sein und die erste und die zweite autonome Steuereinrichtung können zum Übermitteln des erste und des zweiten Abbremsbefehls über das zweite Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf einen abnormalen Betrieb des ersten Kommunikationsnetzwerks ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform kann das erste Bremsmodul einen erste Bremsaktuator und eine erste Bremssteuereinrichtung aufweisen. Der erste Bremsaktuator kann zum Antreiben der Bremse ausgebildet sein. Die erste Bremssteuereinrichtung kann zum Betätigen des ersten Bremsaktuators als Reaktion auf den ersten Abbremsbefehl ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform kann das zweite Bremsmodul einen zweiten Bremsaktuator und eine zweite Bremssteuereinrichtung aufweisen. Der zweite Bremsaktuator kann zum Antreiben der Bremse ausgebildet sein. Die zweite Bremssteuereinrichtung kann zum Betätigen des zweiten Bremsaktuators als Reaktion auf den zweiten Abbremsbefehl ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform können das erste und das zweite Kommunikationsnetzwerk über ein Controller Area Network (CAN) miteinander verbunden sein.
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In einer Ausführungsform können das erste und das zweite Bremsmodul dazu ausgebildet sein, mindestens eines aus einem Steuerungszustand und Zustandsinformationen eines Bremsaktuator, einem Betriebszustand und Ausfallinformationen über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander auszutauschen.
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In einer Ausführungsform kann das erste Bremsmodul eine erste Lenksteuereinrichtung aufweisen, die zum Betätigen eines ersten Lenkaktuators zum Antreiben einer Lenkvorrichtung ausgebildet ist. Die erste Lenksteuereinrichtung kann zum Empfangen eines ersten Lenkbefehls von der ersten autonomen Steuereinrichtung zum Betätigen des ersten Lenkaktuators ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform kann die erste Lenksteuereinrichtung unmittelbar mit dem ersten Lenkaktuator verbunden sein.
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In einer Ausführungsform kann das zweite Bremsmodul eine zweite Lenksteuereinrichtung aufweisen, die zum Betätigen eines zweiten Lenkaktuators zum Antreiben der Lenkvorrichtung ausgebildet ist. Die zweite Lenksteuereinrichtung kann zum Empfangen eines zweiten Lenkbefehls von der zweiten autonomen Steuereinrichtung zum Betätigen des zweiten Lenkaktuators ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform kann die zweite Lenksteuereinrichtung unmittelbar mit dem zweiten Lenkaktuator verbunden sein.
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In einer Ausführungsform kann die erste Lenksteuereinrichtung unmittelbar mit dem ersten Lenkaktuator verbunden sein und die zweite Lenksteuereinrichtung kann unmittelbar mit dem zweiten Lenkaktuator verbunden sein.
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In einer Ausführungsform können die erste und die zweite autonome Steuereinrichtung zum Übermitteln des ersten und des zweiten Lenkbefehls über das erste Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf einen normalen Betrieb des ersten Kommunikationsnetzwerks ausgebildet sein und die erste und die zweite autonome Steuereinrichtung können zum Übermitteln des ersten und des zweiten Lenkbefehls über das zweite Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf einen abnormalen Betrieb des ersten Kommunikationsnetzwerks ausgebildet sein.
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Gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele kann eine Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs nicht nur auf eine Backup-Situation mittels dualer autonomer Steuereinrichtungen reagieren, indem Betriebszustände dualer Bremsmodule über ein erstes Kommunikationsnetzwerk in dem autonomen Fahrzeug überwacht werden, sondern kann auch Betriebszustände und Steuerbefehle zwischen den jeweiligen Bremsmodulen und den jeweiligen autonomen Steuereinrichtungen über ein zweites Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf eine Abnormalität des ersten Kommunikationsnetzwerks (oder in diesem) übermitteln und empfangen. Daher ist es möglich ein vollständiges autonomen Fahren durchzuführen, sogar im Falle eines Kommunikationsausfalls. Da die dualen Bremsmodule entsprechende Lenksteuereinrichtungen zum Betätigen von Lenkaktuatoren aufweisen können, ist es außerdem möglich, nicht nur das Netzwerk zu reduzieren, sondern auch die Montagefreundlichkeit der Lenkmodule zu erhöhen.
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Die vorstehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende detaillierte Beschreibung sind als beispielhaft und erläuternd zu verstehen und sollen der weiteren Erläuterung der beanspruchten Erfindung dienen.
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Figurenliste
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Die zugehörigen Zeichnungen, die zum weiteren Verständnis der Erfindungskonzepte enthalten sind und in der vorliegenden Spezifikation eingebunden sind und einen Teil dieser bilden, zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindungskonzepte und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung von Prinzipien der Erfindungskonzepte.
- 1 zeigt ein Blockdiagramm mit Darstellung einer Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
- 2 zeigt eine Tabelle zur Erläuterung einer Betriebssituation in einem normalen Zustand durch die Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs aus 1 gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
- 3 zeigt eine Tabelle zur Erläuterung einer Betriebssituation in einem abnormalen Zustand durch die Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs aus 1 gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der nachfolgenden Beschreibung sind zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis verschiedener Ausführungsbeispiele zu ermöglichen. Wie vorliegend verwendet, werden die Begriffe „Ausführungsformen“ und „Implementierungen“ austauschbar verwendet und sind nicht einschränkende Beispiele, die ein oder mehrere der vorliegend offenbarten Erfindungskonzepte einsetzen. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Ausführungsbeispiele ohne diese spezifischen Details oder mit einer oder mehreren äquivalenten Anordnungen ausgeübt werden können. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Form eines Blockdiagramms gezeigt, um das überflüssige Verschleiern verschiedener Ausführungsbeispiele zu vermeiden. Zudem können verschiedene Ausführungsbeispiele unterschiedlich sein, müssen jedoch nicht exklusiv sein. Beispielsweise können spezifische Formen, Ausgestaltungen und Eigenschaften eines Ausführungsbeispiels in einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet oder implementiert werden, ohne von den Erfindungskonzepten abzuweichen.
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Sofern nicht anders angegeben, sind die dargestellten Ausführungsbeispiele so zu verstehen, dass sie beispielhafte Merkmale unterschiedlicher Details einiger Ausführungsbeispiele liefern. Aus diesem Grund, sofern nicht anders angegeben, können die Merkmale, Komponenten, Module, Schichten, Folien, Paneele, Bereiche, Aspekte etc. (nachfolgend einzeln oder kollektiv als „Element“ oder „Elemente“ bezeichnet) der verschiedenen Darstellungen anderweitig kombiniert, getrennt, ausgetauscht und/oder neu angeordnet werden, ohne von den Erfindungskonzepten abzuweichen.
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Die Verwendung von Kreuzschraffur, Schattierung und/oder Liniendicke in den zugehörigen Zeichnungen dient im Allgemeinen der Verdeutlichung von Grenzen zwischen angrenzenden Elementen. Somit wird weder durch das Vorhandensein noch durch das Fehlen von Kreuzschraffur, Schattierung und/oder Liniendicke eine Präferenz oder das Erfordernis bestimmter Materialien, Materialeigenschaften, Dimensionen, Proportionen, Gemeinsamkeiten zwischen dargestellten Elementen und/oder ein anderes Charakteristikum, Attribut, Eigenschaft etc. des Elements angegeben, wenn nicht festgelegt. Ferner können in den zugehörigen Zeichnungen die Größe und die relativen Größen von Elementen aus Gründen der Klarheit und/oder zu Beschreibungszwecken übertrieben dargestellt sein. Als solches sind die Größen und relativen Größen der jeweiligen Elemente nicht notwendigerweise auf die in den Zeichnungen dargestellten Größen und relativen Größen beschränkt. Wenn ein Ausführungsbeispiel anders implementiert werden kann, kann eine spezifische Prozessreihenfolge anders als die beschriebene Reihenfolge durchgeführt werden. Beispielsweise können zwei nacheinander beschriebene Prozesse im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden oder in einer Reihenfolge umgekehrt zu der beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Ferner bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
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Wenn ein Element als „auf“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element bezeichnet wird, kann es unmittelbar auf dem anderen Element befindlich, mit diesem verbunden oder gekoppelt sein, oder es können zwischengefügte Elemente vorhanden sein. Wenn jedoch ein Element als „unmittelbar auf“, „unmittelbar verbunden mit“ oder „unmittelbar gekoppelt mit“ bezeichnet wird, sind keine zwischengefügten Elemente vorhanden. Andere Begriffe und/oder Phrasen, die zum Beschreiben einer Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten auf gleiche Weise interpretiert werden, z. B. „zwischen“ gegenüber „unmittelbar zwischen“, „angrenzend“ gegenüber „unmittelbar angrenzend“, „auf“ gegenüber „unmittelbar auf“ etc. Ferner kann sich der Begriff „verbunden“ auf physikalische, elektrische und/oder fluidische Verbindungen beziehen. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung können „mindestens eines aus X, Y und Z“ und „mindestens eines, das aus der durch X, Y und Z gebildeten Gruppe gewählt ist“ als nur X, nur Y, nur Z oder jede Kombination aus zwei oder mehr aus X, Y und Z, wie beispielweise XYZ, XYY, YZ und ZZ, verstanden werden. Im vorliegenden Fall umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede beliebige und sämtliche Kombinationen aus einem oder mehr der betreffenden genannten Elemente.
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Zwar werden die Begriffe „erster“, „zweiter“ etc. vorliegend verwendet, um verschiedene Elemente zu beschreiben, jedoch sollten diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe dienen der Unterscheidung eines Elements von einem anderen Element. Somit kann ein im Folgenden erörtertes erstes Element als zweites Element bezeichnet werden, ohne den Rahmen der Lehre der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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Räumliche Bezugswörter wie „unterhalb“, „unter“, „tiefer“, „oberhalb“, „obere“, „über“, „höher“, „seitlich“ (z. B. wie in „Seitenwand“) und dergleichen können vorliegend für Beschreibungszwecke verwendet werden und somit der Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Verhältnisses eines Elements zu einem oder mehreren anderen Elementen dienen. Räumliche Bezugswörter sollen zusätzlich zu der in den Zeichnungen dargestellten Ausrichtung unterschiedliche Ausrichtungen einer Vorrichtung im Gebrauch, im Betrieb und/oder bei der Herstellung umfassen. Wenn beispielsweise die Vorrichtung in den Zeichnungen umgedreht ist, wären als „unterhalb“ oder „unter“ anderen Elementen oder Einrichtungen befindlich beschriebene Elemente sodann „über“ den anderen Elementen oder Einrichtungen angeordnet. Somit kann der exemplarische Ausdruck „unter“ sowohl eine Anordnung über als auch unter einem Element oder einer Einrichtung umfassen. Ferner kann die Vorrichtung auch anders ausgerichtet sein (beispielsweise um 90 Grad gedreht oder eine andere Ausrichtung aufweisen) und somit sind die vorliegend verwendeten räumlichen Bezugsdeskriptoren entsprechend zu interpretieren.
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Die vorliegend verwendete Terminologie dient der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Die vorliegend verwendeten Singularformen „ein/-e/-er“ und „der/die/das“ umfassen auch die Pluralformen, sofern der Kontext nicht deutlich anderes angibt. Ferner geben die Begriffe „aufweisen“, „aufweisend“, „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn sie in der Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein angegebener Einrichtungen, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Gruppen derselben an, ohne das Vorhandensein oder das Hinzufügen einer oder mehrerer anderer Einrichtungen, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Gruppen derselben auszuschließen. Es ist zudem anzumerken, dass die Ausdrücke „im Wesentlichen“ und „in etwa“ und andere ähnliche Ausdrücke, wenn sie vorliegend verwendet werden, als Ausdrücke der Näherung und nicht als Ausdrücke eines Grads verwendet werden und zur Berücksichtigung inhärenter Abweichungen in gemessenen, berechneten und/oder bereitgestellten Werten eingesetzt werden, die durch eine Fachperson auf dem Gebiet erkannt werden würden.
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Verschiedene Ausführungsbeispiele können vorliegend unter Bezugnahme auf Schnittansichten, isometrische Ansichten, perspektivische Ansichten, Draufsichten und/oder Explosionsdarstellungen beschrieben werden, bei welchen es sich um schematische Darstellungen idealisierter Ausführungsbeispiele und/oder Zwischenstrukturen handelt. Abweichungen von den in den Abbildungen gezeigten Formen infolge von beispielsweise Herstellungsverfahren, Techniken und/oder Toleranzen sind somit zu erwarten. Daher sollten vorliegend offenbarte Ausführungsbeispiele nicht als auf die besonderen dargestellten Formen von Bereichen beschränkt, sondern als beispielsweise durch die Herstellung verursachte Abweichungen in den Formen umfassend angesehen werden. Als solche sind die in den Zeichnungen dargestellten Bereiche von schematischer Natur und Formen dieser Bereiche sollen nicht die tatsächlichen Formen von Bereichen einer Vorrichtung darstellen und sollen somit nicht als einschränkend angesehen werden.
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Sofern nicht anderweitig definiert, haben sämtliche vorliegend verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) dieselbe Bedeutung, die sie für eine durchschnittliche Fachperson auf dem Gebiet haben, in das die vorliegende Offenbarung fällt. Begriffe, wie solche die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, sind so zu interpretieren, dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Kontext des relevanten Gebiets konsistent sind, und sind nicht in einem idealisierten oder übermäßig formellen Sinn zu interpretieren, es sei denn, dies ist vorliegend ausdrücklich so angegeben.
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Wie auf dem Gebiet üblich, können einige Ausführungsbeispiele in den zugehörigen Zeichnungen als Funktionsblöcke, -einheiten und/oder -module dargestellt sein. Fachleuten ist verständlich, dass diese Blöcke, Einheiten und/oder Module physisch durch elektronische (oder optische) Schaltungen wie Logikschaltungen, diskrete Komponenten, Mikroprozessoren, drahtgebundene Schaltungen, Speicherelemente, Drahtverbindungen und dergleichen implementiert sind, die mit Hilfe von halbleiterbasierten Fertigungstechniken oder anderen Herstellungstechnologien gebildet werden können. Wenn die Blöcke, Einheiten und/oder Module durch Mikroprozessoren oder ähnliche Hardware implementiert sind, können sie mittels Software (z.B. Mikrocode) programmiert und gesteuert sein, um verschiedene hierin erörterte Funktionen auszuführen, und können optional mittels Firmware und/oder Software angetrieben werden. Alternativ kann jeder Block, jede Einheit und/oder jedes Modul durch dedizierte Hardware oder als eine Kombination aus dedizierter Hardware für die Durchführung einiger Funktionen und einem Prozessor (z.B. ein oder mehrere programmierte Mikroprozessoren und zugehörige Schaltungen) zur Durchführung anderer Funktionen implementiert sein. Jeder Block, jede Einheit und/oder jedes Modul einiger Ausführungsbeispiele kann zudem physisch in zwei oder mehr interagierende diskrete Blöcke, Einheiten und/oder Module getrennt sein, ohne vom Erfindungskonzept abzuweichen. Ferner können Blöcke, Einheiten und/oder Module einiger Ausführungsbeispiele physisch zu komplexeren Blöcken, Einheiten und/oder Modulen kombiniert werden, ohne vom Erfindungskonzept abzuweichen.
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt ein Blockdiagramm mit Darstellung einer Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsbeispielen. 2 zeigt eine Tabelle zur Erläuterung einer Betriebssituation in einem normalen Zustand durch die Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs aus 1 gemäß einigen Ausführungsbeispielen. 3 zeigt eine Tabelle zur Erläuterung einer Betriebssituation in einem abnormalen Zustand durch die Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs aus 1 gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
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Wie in 1 dargestellt, kann eine Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsbeispielen eine erste autonome Steuereinrichtung 30, eine zweite autonome Steuereinrichtung 40, ein erstes Bremsmodul 10, ein zweites Bremsmodul 20, ein erstes Kommunikationsnetzwerk und ein zweites Kommunikationsnetzwerk aufweisen.
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Die erste autonome Steuereinrichtung 30 kann einen Steuerbefehl für ein Fahrzeug zum autonomen Fahren durch Beschleunigung, Verlangsamung, Lenkung und Bremsung ausgeben, nachdem eine Umgebungssituation des Fahrzeugs z.B. durch einen oder mehrere Sensoren, z.B. mindestens einem aus Radar, Lichtdetektion und Entfernungsmessung (LiDAR), Kamera usw., ermittelt wurde.
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Die erste autonome Steuereinrichtung 30 kann mindestens eines aus einem Abbremsbefehl und einem Lenkbefehl an das erste Bremsmodul 10 ausgeben. Die zweite autonome Steuereinrichtung 40 kann mindestens eines aus einem Abbremsbefehl und einem Lenkbefehl an das zweite Bremsmodul 20 ausgeben, während sie als erste autonome Steuereinrichtung 30 in einer Backup-Situation für vollständig autonomes Fahren auf Automatisierungsstufe 4 oder 5 fungiert.
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Das erste Bremsmodul 10 kann einen Abbremsbefehl von der ersten autonomen Steuereinrichtung 30 zum Betätigen einer Bremse 70 empfangen. Das erste Bremsmodul 10 kann einen ersten Bremsaktuator 14 zum Antreiben der Bremse 70 und eine erste Bremssteuereinrichtung 12 zum Betätigen des ersten Bremsaktuators 14 als Reaktion auf den Abbremsbefehl aufweisen.
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Das zweite Bremsmodul 20 kann den Abbremsbefehl von der zweiten autonomen Steuereinrichtung 40 zum Betätigen der Bremse 70 in einer Backup-Situation empfangen. Das zweite Bremsmodul 20 kann einen zweiten Bremsaktuator 24 zum Antreiben der Bremse 70 und eine zweite Bremssteuereinrichtung 22 zum Betätigen des zweite Bremsaktuators 24 als Reaktion auf den Abbremsbefehl aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen können das erste und das zweite Bremsmodul 10 und 20 gemeinsam überwachen, ob ein Ausfall auftritt, während dem gegenseitigen Austauschen von Steuerungszuständen, Zustandsinformationen und/oder Ausfallinformationen.
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Das erste Kommunikationsnetzwerk kann ermöglichen, dass Überwachungsinformationen zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsmodul 10 und 20 ausgetauscht werden und kann die Abbremsbefehle von der ersten und der zweiten autonomen Steuereinrichtung 30 und 40 über ein erstes Gateway 60 an das erste und das zweite Bremsmodul 10 und 20 übermitteln. Das erste und das zweite Bremsmodul 10 und 20 können eines oder mehreres aus dem Steuerungszustand und Zustandsinformationen des Bremsaktuators, einen Betriebszustand und/oder Ausfallinformationen über das erste Kommunikationsnetzwerk austauschen.
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Das zweite Kommunikationsnetzwerk kann die Abbremsbefehle von der ersten und der zweiten autonomen Steuereinrichtung 30 und 40 über ein zweites Gateway 50 an das erste und das zweite Bremsmodul 10 und 20 übermitteln. Zudem können von im Fahrzeug befindlichen Sensoren gemessene Werte ebenfalls über das zweite Kommunikationsnetzwerk übermittelt werden.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste und die zweite autonome Steuereinrichtung 30 und 40 die Abbremsbefehle über das erste Kommunikationsnetzwerk übermitteln, wenn die Kommunikation normal ist, und über das zweite Kommunikationsnetzwerk übermitteln als Reaktion auf eine abnormal Kommunikation über das erste Kommunikationsnetzwerk, z.B. als Reaktion auf einen mit dem ersten Kommunikationsnetzwerk in Zusammenhang gebrachten weichen oder harten Ausfall.
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Das erste und das zweite Kommunikationsnetzwerk können über ein Controller Area Network (CAN) miteinander verbunden sein.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann das erste Bremsmodul 10 ferner eine erste Lenksteuereinrichtung 16 aufweisen, die zum Betätigen des ersten Lenkaktuators 18 zum Antreiben einer Lenkvorrichtung ausgebildet ist. Als solches kann die erste Lenksteuereinrichtung 16 einen Lenkbefehl von der ersten autonomen Steuereinrichtung 30 zum Betätigen des ersten Lenkaktuators 18 empfangen. Die erste Lenksteuereinrichtung 16 kann unmittelbar mit dem ersten Lenkaktuator 18 zum Betätigen des ersten Lenkaktuators 18 verbunden sein, so dass es möglich ist, das Netzwerk zu reduzieren, z.B. die Größe und/oder Komplexität des Netzwerks. Zudem ist es möglich, da die erste Lenksteuereinrichtung 16 in dem ersten Bremsmodul 10 vorgesehen sein kann, die Montagefreundlichkeit zu erhöhen.
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Ähnlich wie das erste Bremsmodul 10 kann das zweite Bremsmodul 20 ferner eine zweite Lenksteuereinrichtung 26 aufweisen, die zum Betätigen eines zweiten Lenkaktuators 28 zum Antreiben der Lenkvorrichtung ausgebildet ist. In einer Backup-Situation kann die zweite Lenksteuereinrichtung 26 einen Lenkbefehl von der zweiten autonomen Steuereinrichtung 40 zum Betätigen des zweiten Lenkaktuators 28 empfangen. Die zweite Lenkeinrichtung 26 kann unmittelbar mit dem zweiten Lenkaktuator 28 zum Betätigen des zweiten Lenkaktuators 28 verbunden sein, so dass es möglich ist, das Netzwerk zu reduzieren. Zudem ist es möglich, da die zweite Lenkeinrichtung 26 in dem zweiten Bremsmodul 20 vorgesehen sein kann, die Montagefreundlichkeit zu erhöhen.
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Wenn das erste und das zweite Bremsmodul 10 und 20 die erste bzw. die zweite Steuereinrichtung 16 und 26 aufweisen, können die erste und die zweite autonome Steuereinrichtung 30 und 40 die Lenkbefehle über das erste Kommunikationsnetzwerk übermitteln, wenn die Kommunikation normal ist, und über das zweite Kommunikationsnetzwerk übermitteln, wenn die Kommunikation abnormal ist.
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Die Betriebssituation der Vorrichtung zum Steuerung eines autonomen Fahrzeugs mit der oben genannten Ausgestaltung wird nun ausführlicher beschrieben. In einem normalen Zustand kann die Vorrichtung derart betätigt werden, dass die erste autonome Steuereinrichtung 30 den Abbremsbefehl an das erste Bremsmodul 10 über das erste Gateway 60 als das erste Kommunikationsnetzwerk übermittelt, wie in 2 dargestellt.
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Die zweite autonome Steuereinrichtung 40 kann den Abbremsbefehl über das erste Gateway 60 an das zweite Bremsmodul 20 übermitteln. Ferner können das erste und das zweite Bremsmodul 10 und 20 Steuerungszustand und Zustandsinformationen eines Bremsaktuators, einen Betriebszustand und/oder Ausfallinformationen zur gemeinsamen Überwachung über das erste Kommunikationsnetzwerk miteinander austauschen.
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In einer Betriebssituation, in der die Kommunikation abnormal ist, wie in 3 dargestellt, kann die erste autonome Steuereinrichtung 30 den Abbremsbefehl an das erste Bremsmodul 10 über das zweite Gateway 50 als das zweite Kommunikationsnetzwerk übermitteln und die zweite autonome Steuereinrichtung 40 kann den Abbremsbefehl über das zweite Gateway 50 an das zweite Bremsmodul 20 übermitteln.
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Das erste Bremsmodul 10 kann die Ausfallinformationen über das zweite Gateway 50 an die erste autonome Steuereinrichtung 30 übermitteln und das zweite Bremsmodul 20 kann die Ausfallinformationen über das zweite Gateway 50 an die zweite autonome Steuereinrichtung 40 übermitteln. Somit können die Ausfallinformationen sowohl an die erste als auch an die zweite autonome Steuereinrichtung 30 und 40 über das zweite Kommunikationsnetzwerk übermittelt werden, sogar in einem abnormalen Kommunikationszustand. Daher ermöglichen die erste und die zweite autonome Steuereinrichtung 30 und 40 das Durchführen autonomen Fahrens durch Bestimmen der Initiative in Abhängigkeit von dem Ausfallzustand.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Vorrichtung zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs nicht nur auf eine Backup-Situation mittels dualer autonomer Steuereinrichtungen reagieren, indem Betriebszustände dualer Bremsmodule über ein erstes Kommunikationsnetzwerk in dem autonomen Fahrzeug überwacht werden, sondern kann auch Betriebszustände und Steuerbefehle zwischen den jeweiligen Bremsmodulen und den jeweiligen autonomen Steuereinrichtungen über ein zweites Kommunikationsnetzwerk als Reaktion auf ein abnormal funktionierendes erstes Kommunikationsnetzwerk übermitteln und empfangen. Daher ist es möglich, ein vollständiges autonomen Fahren durchzuführen, sogar im Falle eines Kommunikationsausfalls, z.B. einen harten Ausfall oder einem weichen Ausfall. Da die dualen Bremsmodule entsprechende Lenksteuereinrichtungen zum Betätigen von Lenkaktuatoren aufweisen können, ist es außerdem möglich, nicht nur das Netzwerk zu reduzieren, sondern auch die Montagefreundlichkeit der Lenkmodule zu erhöhen.
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Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele und Implementierungen vorliegend beschrieben wurden, sind andere Ausführungsformen und Modifikationen aus der Beschreibung ersichtlich. Dementsprechend sind die Erfindungskonzepte nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt, sondern vielmehr auf den breiteren Rahmen der zugehörigen Ansprüche und verschiedene offensichtliche Modifikationen und äquivalente Anordnungen, wie für eine gewöhnliche Fachperson auf dem Gebiet ersichtlich wäre.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 1020190076792 [0001]
- KR 1020110059488 [0006]
