DE102021206138A1 - Method for bringing a vehicle into a safe state and method for providing an emergency trajectory for bringing a vehicle into a safe state - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen eines Fahrzeugs (100) in einen sicheren Zustand, wobei das Fahrzeug (100) eine Hauptsensorik (104) und eine Zusatzsensorik (106) zum Erfassen einer Umgebung und/oder eines Fahrzustands des Fahrzeugs (100), eine Aktorik (112) zum Steuern des Fahrzeugs (100) sowie ein Hauptsteuergerät (114) und mindestens ein Zusatzsteuergerät (122; 122a, 122b) zum Ansteuern der Aktorik (112) umfasst. Das Verfahren umfasst: Empfangen von durch die Zusatzsensorik (106) erzeugten Zusatzsensordaten (120; 120a, 120b) in dem Zusatzsteuergerät (122; 122a, 122b), wobei ein Zeitstempel (126; 126a, 126b) erzeugt wird; Senden des Zeitstempels (126; 126a, 126b) von dem Zusatzsteuergerät (122; 122a, 122b) an das Hauptsteuergerät (114); Empfangen einer Nottrajektorie (128) zum Überführen des Fahrzeugs (100) in den sicheren Zustand in dem Zusatzsteuergerät (122; 122a, 122b), wobei die Nottrajektorie (128) basierend auf durch die Hauptsensorik (104) erzeugten Hauptsensordaten (116) und dem Zeitstempel (126; 126a, 126b) durch das Hauptsteuergerät (114) bestimmt wurde, wobei die Nottrajektorie (128) mit dem Zeitstempel (126; 126a, 126b) gekennzeichnet wurde; wenn eine Fehlermeldung (130), die einen Fehler beim Ansteuern der Aktorik (112) durch das Hauptsteuergerät (114) anzeigt, empfangen wird: Erzeugen eines Steuersignals (124; 124a, 124b) zum Ansteuern der Aktorik (112), sodass das Fahrzeug (100) in den sicheren Zustand überführt wird, basierend auf den Zusatzsensordaten (120; 120a, 120b) und der Nottrajektorie (128) durch das Zusatzsteuergerät (122; 122a, 122b).The present invention relates to a method for transferring a vehicle (100) into a safe state, the vehicle (100) having a main sensor system (104) and an additional sensor system (106) for detecting an environment and/or a driving state of the vehicle (100), an actuator (112) for controlling the vehicle (100) and a main control unit (114) and at least one additional control unit (122; 122a, 122b) for controlling the actuator (112). The method comprises: receiving additional sensor data (120; 120a, 120b) generated by the additional sensor system (106) in the additional control unit (122; 122a, 122b), a time stamp (126; 126a, 126b) being generated; sending the time stamp (126; 126a, 126b) from the auxiliary controller (122; 122a, 122b) to the main controller (114); Receiving an emergency trajectory (128) for transferring the vehicle (100) to the safe state in the additional control unit (122; 122a, 122b), the emergency trajectory (128) being based on the main sensor data (116) generated by the main sensor system (104) and the time stamp (126; 126a, 126b) was determined by the main control unit (114), the emergency trajectory (128) being identified with the time stamp (126; 126a, 126b); if an error message (130) indicating an error in the actuation of the actuator (112) by the main control unit (114) is received: generating a control signal (124; 124a, 124b) for activating the actuator (112) so that the vehicle ( 100) is transferred to the safe state based on the additional sensor data (120; 120a, 120b) and the emergency trajectory (128) by the additional control unit (122; 122a, 122b).
Description
Gebiet der Erfindungfield of invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Nottrajektorie zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hauptsteuergerät, ein Zusatzsteuergerät, ein Fahrzeugsystem, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium zum Ausführen mindestens eines der genannten Verfahren.The invention relates to a method for bringing a vehicle into a safe state and a method for providing an emergency trajectory for bringing a vehicle into a safe state. Furthermore, the invention relates to a main control unit, an additional control unit, a vehicle system, a computer program and a computer-readable medium for executing at least one of the methods mentioned.
Stand der TechnikState of the art
Ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Pkw oder Lkw kann mit Fahrerassistenzfunktionen ausgestattet sein, die eine teil- oder vollautomatisierte Steuerung des Fahrzeugs ermöglichen. Hierzu können Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs mittels einer geeigneten Sensorik des Fahrzeugs erfasst und in einer digitalen Karte lokalisiert werden. Unter Berücksichtigung von Positionen, Orientierungen und/oder Objektkategorien der erfassten Objekte relativ zum Fahrzeug kann eine entsprechende Trajektorie zum Führen des Fahrzeugs in der digitalen Karte berechnet werden, beispielsweise durch ein Steuergerät des Fahrzeugs. Beispielsweise kann durch automatisches Ansteuern einer Aktorik des Fahrzeugs durch das Steuergerät der Fahrzustand des Fahrzeugs so beeinflusst werden, dass das Fahrzeug automatisch der berechneten Trajektorie folgt.A vehicle such as a passenger car or truck can be equipped with driver assistance functions that enable the vehicle to be controlled partially or fully automatically. For this purpose, objects in the area surrounding the vehicle can be detected by means of a suitable sensor system in the vehicle and localized on a digital map. Taking into account positions, orientations and/or object categories of the detected objects relative to the vehicle, a corresponding trajectory for guiding the vehicle can be calculated in the digital map, for example by a vehicle control unit. For example, the driving state of the vehicle can be influenced by the control unit automatically activating an actuator system of the vehicle in such a way that the vehicle automatically follows the calculated trajectory.
Bei Auftreten eines Systemfehlers, etwa einer Störung der Sensorik und/oder des Steuergeräts, sollte sichergestellt sein, dass das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführt wird. Für solche Fälle kann eine entsprechende Nottrajektorie bestimmt werden, durch die das Fahrzeug beispielsweise kontrolliert zum Stillstand gebracht und/oder in einer aktuellen Fahrspur gehalten werden kann. Dabei sollte das Fahrzeug der Nottrajektorie möglichst präzise folgen.If a system error occurs, such as a fault in the sensors and/or the control unit, it should be ensured that the vehicle is brought into a safe state. For such cases, a corresponding emergency trajectory can be determined, by means of which the vehicle can be brought to a standstill in a controlled manner and/or kept in a current lane. The vehicle should follow the emergency trajectory as precisely as possible.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand, ein Verfahren zum Bereitstellen einer Nottrajektorie zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand, ein entsprechendes Hauptsteuergerät, ein entsprechendes Zusatzsteuergerät, ein entsprechendes Fahrzeugsystem, ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Medium gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, with the approach presented here, a method for bringing a vehicle into a safe state, a method for providing an emergency trajectory for bringing a vehicle into a safe state, a corresponding main control unit, a corresponding additional control unit, a corresponding vehicle system, a corresponding computer program and a corresponding computer-readable medium according to the independent claims. Advantageous developments and improvements of the approach presented here result from the description and are described in the dependent claims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, ein Fahrzeug bei Auftreten eines Systemfehlers weiterhin automatisch zu steuern, sodass das Fahrzeug kontrolliert in einen sicheren Zustand überführt werden kann. Insbesondere wird ermöglicht, dass das Fahrzeug auch dann noch präzise automatisch gesteuert werden kann, wenn ein zentrales Steuergerät des Fahrzeugs von dem Systemfehler betroffen ist. Vorteilhaft ist, dass hierbei auf die Verwendung eines zusätzlichen Umfeldsensors wie etwa einer zusätzlichen Kamera oder eines zusätzlichen Radar- oder Lidarsensors verzichtet werden kann.Embodiments of the present invention make it possible to continue to control a vehicle automatically when a system error occurs, so that the vehicle can be transferred to a safe state in a controlled manner. In particular, it is made possible for the vehicle to be automatically controlled with precision even when a central control unit of the vehicle is affected by the system error. It is advantageous that in this case the use of an additional environment sensor, such as an additional camera or an additional radar or lidar sensor, can be dispensed with.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand. Dabei umfasst das Fahrzeug eine Hauptsensorik und eine Zusatzsensorik zum Erfassen einer Umgebung und/oder eines Fahrzustands des Fahrzeugs, eine Aktorik zum Steuern des Fahrzeugs sowie ein Hauptsteuergerät und mindestens ein Zusatzsteuergerät zum Ansteuern der Aktorik. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: Empfangen von durch die Zusatzsensorik erzeugten Zusatzsensordaten in dem Zusatzsteuergerät, wobei ein Zeitstempel erzeugt wird; Senden des Zeitstempels von dem Zusatzsteuergerät an das Hauptsteuergerät; Empfangen einer Nottrajektorie zum Überführen des Fahrzeugs in den sicheren Zustand in dem Zusatzsteuergerät, wobei die Nottrajektorie basierend auf durch die Hauptsensorik erzeugten Hauptsensordaten und dem Zeitstempel durch das Hauptsteuergerät bestimmt wurde, wobei die Nottrajektorie mit dem Zeitstempel gekennzeichnet wurde; wenn eine Fehlermeldung, die einen Fehler beim Ansteuern der Aktorik durch das Hauptsteuergerät anzeigt, empfangen wird: Erzeugen eines Steuersignals zum Ansteuern der Aktorik, sodass das Fahrzeug in den sicheren Zustand überführt wird, basierend auf den Zusatzsensordaten und der Nottrajektorie durch das Zusatzsteuergerät.A first aspect of the invention relates to a computer-implemented method for bringing a vehicle into a safe state. The vehicle includes a main sensor and an additional sensor for detecting an environment and/or a driving state of the vehicle, an actuator for controlling the vehicle and a main control unit and at least one additional control unit for controlling the actuator. The method comprises at least the following steps: receiving additional sensor data generated by the additional sensor system in the additional control device, with a time stamp being generated; sending the time stamp from the auxiliary controller to the main controller; Receiving an emergency trajectory for transferring the vehicle into the safe state in the additional control unit, the emergency trajectory being determined by the main control unit based on main sensor data generated by the main sensor system and the time stamp, the emergency trajectory being marked with the time stamp; if an error message is received that indicates an error when activating the actuators by the main control unit: generating a control signal for activating the actuators so that the vehicle is transferred to the safe state based on the additional sensor data and the emergency trajectory by the additional control unit.
Das Verfahren kann beispielsweise automatisch durch einen Prozessor des Zusatzsteuergeräts ausgeführt werden.The method can be executed automatically by a processor of the additional control device, for example.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, etwa in Form eines Pkw, Lkw, Busses oder eines Motorrads, sein. Im weiteren Sinn kann unter einem Fahrzeug auch ein autonomer, mobiler Roboter verstanden werden.The vehicle may be an automobile, such as a car, truck, bus, or motorcycle. In a broader sense, a vehicle can also be understood as an autonomous, mobile robot.
Die Hauptsensorik kann mindestens einen Umfeldsensor wie beispielsweise eine Kamera, einen Radar-, Lidar- oder Ultraschallsensor und/oder mindestens einen Fahrdynamiksensor wie beispielsweise einen Beschleunigungs-, Raddrehzahl- oder Lenkradwinkelsensor umfassen. Darüber hinaus kann die Hauptsensorik einen Ortungssensor zur Bestimmung einer absoluten Position des Fahrzeugs mithilfe eines globalen Navigationssatellitensystems wie GPS, GLONASS o. Ä. umfassen.The main sensor system can include at least one environmental sensor such as a camera, a radar, lidar or ultrasonic sensor and/or at least one driving dynamics sensor such as an acceleration, wheel speed or steering wheel angle sensor. In addition, the main sensor system can include a location sensor for determining an absolute position of the vehicle using a global navigation satellite system such as GPS, GLONASS or similar. include.
Im einfachsten Fall kann es sich bei der Zusatzsensorik um eine einzelne zusätzliche inertiale Messeinheit handeln. Dementsprechend können die Zusatzsensordaten relative Positionsdaten des Fahrzeugs umfassen. Möglich sind aber auch komplexere Ausführungsformen der Zusatzsensorik. Beispielsweise kann die Zusatzsensorik analog zur Hauptsensorik mindestens einen Umfeldsensor und/oder Ortungssensor umfassen (siehe weiter oben).In the simplest case, the additional sensor system can be a single additional inertial measuring unit. Accordingly, the auxiliary sensor data may include relative position data of the vehicle. However, more complex embodiments of the additional sensors are also possible. For example, analogously to the main sensor system, the additional sensor system can include at least one environment sensor and/or location sensor (see above).
Es ist denkbar, dass das Zusatzsteuergerät über eine zusätzliche Datenkommunikationsverbindung mit der Aktorik und/oder der Zusatzsensorik zur Datenkommunikation verbunden ist, sodass die Datenkommunikation zwischen dem Zusatzsteuergerät und der Zusatzsensorik und/oder zwischen dem Zusatzsteuergerät und der Aktorik unabhängig von dem Hauptsteuergerät und/oder der Hauptsensorik erfolgen kann.It is conceivable that the additional control unit is connected to the actuator system and/or the additional sensor system for data communication via an additional data communication connection, so that the data communication between the additional control unit and the additional sensor system and/or between the additional control unit and the actuator system takes place independently of the main control unit and/or the Main sensors can be done.
Möglich ist aber auch, dass das Hauptsteuergerät und das Zusatzsteuergerät jeweils über ein und dieselbe Datenkommunikationsverbindung kommunizieren.However, it is also possible for the main control device and the additional control device to each communicate via one and the same data communication connection.
Die Datenkommunikation kann in beiden Fällen beispielsweise über CAN, FlexRay und/oder Ethernet erfolgen.In both cases, the data communication can take place, for example, via CAN, FlexRay and/or Ethernet.
Beispielsweise kann die Zusatzsensorik baulich zumindest teilweise in das Zusatzsteuergerät und/oder die Aktorik integriert sein. Beispielsweise kann die Zusatzsensorik eine in das Zusatzsteuergerät integrierte inertiale Messeinheit umfassen.For example, the additional sensor system can be structurally at least partially integrated into the additional control unit and/or the actuator system. For example, the additional sensor system can include an inertial measuring unit integrated into the additional control device.
Die Hauptsensorik und die Zusatzsensorik können an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeug verbaut sein.The main sensor system and the additional sensor system can be installed at different points in the vehicle.
Beispielsweise kann der Zeitstempel durch das Zusatzsteuergerät und/oder die Zusatzsensorik in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten erzeugt werden. Der Zeitstempel kann eine Zeitangabe umfassen, die eine eindeutige zeitliche Zuordnung der Zusatzsensordaten und/oder der Nottrajektorie ermöglicht. Es ist möglich, dass in jedem Zeitschritt mehr als ein Zeitstempel erzeugt wird. Beispielsweise kann in jedem Zeitschritt mindestens einer der folgenden Zeitstempel erzeugt werden: ein Erzeugungszeitstempel, der einen Erzeugungszeitpunkt anzeigt, zu dem die Zusatzsensordaten durch die Zusatzsensorik erzeugt wurden; ein Sendezeitstempel, der einen Sendezeitpunkt anzeigt, zu dem die Zusatzsensordaten von der Zusatzsensorik an das Zusatzsteuergerät und/oder an das Hauptsteuergerät gesendet wurden; ein Empfangszeitstempel, der einen Empfangszeitpunkt anzeigt, zu dem die Zusatzsensordaten in dem Zusatzsteuergerät und/oder dem Hauptsteuergerät empfangen wurden. Der Zeitstempel kann auch einen Bestimmungszeitpunkt anzeigen, zu dem die Nottrajektorie bestimmt wurde oder werden soll.For example, the time stamp can be generated by the additional control unit and/or the additional sensors in a number of consecutive time steps. The time stamp can include a time specification that enables the additional sensor data and/or the emergency trajectory to be clearly assigned in terms of time. It is possible that more than one time stamp is generated in each time step. For example, at least one of the following time stamps can be generated in each time step: a generation time stamp that indicates a generation time at which the additional sensor data was generated by the additional sensor system; a transmission time stamp that indicates a transmission time at which the additional sensor data was sent from the additional sensor system to the additional control unit and/or to the main control unit; a reception time stamp that indicates a reception time at which the additional sensor data was received in the additional control unit and/or the main control unit. The time stamp can also indicate a determination time at which the emergency trajectory was or is to be determined.
Die Aktorik kann konfiguriert sein, um das Fahrzeug zu lenken, zu beschleunigen und/oder abzubremsen. Hierzu kann die Aktorik beispielsweise einen Lenkaktor, einen Bremsaktor, ein Motorsteuergerät, einen elektrischen Antriebsmotor oder eine Kombination aus zumindest zwei der genannten Beispiele umfassen.The actuators can be configured to steer, accelerate and/or brake the vehicle. For this purpose, the actuator can include, for example, a steering actuator, a brake actuator, a motor control unit, an electric drive motor or a combination of at least two of the examples mentioned.
Es ist möglich, dass das Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem bzw. Robotersteuersystem zum teil- oder vollautomatisierten Ansteuern der Aktorik basierend auf den Hauptsensordaten und/oder den Zusatzsensordaten ausgestattet ist. Das Fahrerassistenz- bzw. Robotersteuersystem kann als Hardware und/oder Software in dem Hauptsteuergerät und/oder in dem Zusatzsteuergerät implementiert sein.It is possible for the vehicle to be equipped with a driver assistance system or robot control system for partially or fully automated activation of the actuator system based on the main sensor data and/or the additional sensor data. The driver assistance or robot control system can be implemented as hardware and/or software in the main control unit and/or in the additional control unit.
Das Zusatzsteuergerät kann beispielsweise ein bereits vorhandenes, in die Aktorik integriertes Aktoriksteuergerät sein.The additional control device can, for example, be an existing actuator control device that is integrated into the actuator system.
Im normalen Betrieb des Fahrzeugs, d. h., wenn kein Fehler beim Ansteuern der Aktorik durch das Hauptsteuergerät vorliegt, kann die Ansteuerung der Aktorik basierend auf den Haupt- und/oder Zusatzsensordaten durch das Hauptsteuergerät erfolgen. Bei Auftreten einer Störung des Hauptsteuergeräts, beispielsweise bei Empfangen der Fehlermeldung, kann die Ansteuerung der Aktorik automatisch durch das Zusatzsteuergerät übernommen werden.In the normal operation of the vehicle, i. That is to say, if there is no error when the main control unit actuates the actuator system, the actuator system can be actuated by the main control unit based on the main and/or additional sensor data. If a fault occurs in the main control unit, for example when the error message is received, the activation of the actuators can be automatically taken over by the additional control unit.
Beispielsweise können durch Verarbeiten der Haupt- und/oder Zusatzsensordaten in dem Hauptsteuergerät Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden, etwa andere Verkehrsteilnehmer, Fahrbahnmarkierungen, Verkehrsschilder, Signalanlagen, Gebäude, Bewuchs usw. Hierbei können Positionen, Orientierungen und/oder Objektkategorien der Objekte relativ zum Fahrzeug über mehrere aufeinanderfolgende Zeitschritte bestimmt werden, in einer digitalen Karte abgespeichert und fortlaufend aktualisiert werden. Ferner kann hierbei in jedem Zeitschritt eine Eigenbewegung des Fahrzeugs und/oder eine Position und/oder Orientierung des Fahrzeugs in der digitalen Karte bestimmt werden, beispielsweise in geografischen Koordinaten und/oder relativ zu den Objekten in der digitalen Karte.For example, by processing the main and/or additional sensor data in the main control unit, objects in the vicinity of the vehicle can be detected, such as other road users, lane markings, traffic signs, signaling systems, buildings, vegetation, etc. Positions, orientations and/or object categories of the objects can be relatively are determined for the vehicle over several consecutive time steps, are stored in a digital map and continuously updated. Furthermore, a movement of the vehicle and/or a position and/or orientation of the vehicle in the digital map can be determined in each time step den, for example in geographic coordinates and / or relative to the objects in the digital map.
Die Nottrajektorie kann beispielsweise abhängig von den erkannten Objekten und der Position und/oder Orientierung des Fahrzeugs relativ zu den erkannten Objekten durch das Hauptsteuergerät bestimmt werden.The emergency trajectory can, for example, be determined by the main control unit as a function of the detected objects and the position and/or orientation of the vehicle relative to the detected objects.
Zusätzlich kann die digitale Karte Informationen über in der Umgebung des Fahrzeugs geltende Verkehrsregeln enthalten, die bei der Bestimmung der Nottrajektorie durch das Hauptsteuergerät gegebenenfalls berücksichtigt werden können. Die digitale Karte kann beispielsweise als Rasterkarte realisiert sein. Möglich sind aber auch andere Kartenformen.In addition, the digital map can contain information about the traffic regulations in force in the area surrounding the vehicle, which can optionally be taken into account when the main control unit determines the emergency trajectory. The digital map can be implemented as a raster map, for example. However, other card shapes are also possible.
Unter einer Nottrajektorie kann im Allgemeinen eine Pfad- und Zeitinformation verstanden werden, die eine Bewegung des Fahrzeugs relativ zu anderen Verkehrsteilnehmern definiert, um das Fahrzeug in einen sicheren Zustand zu überführen, etwa um das Fahrzeug abzubremsen und/oder in einer aktuellen Fahrspur zu halten. Neben kinematischen Bedingungen können dabei auch Komfortkriterien und/oder Kriterien für eine akzeptable Fahrstrategie berücksichtigt werden.An emergency trajectory can generally be understood as path and time information that defines a movement of the vehicle relative to other road users in order to bring the vehicle into a safe state, for example to brake the vehicle and/or keep it in a current lane. In addition to kinematic conditions, comfort criteria and/or criteria for an acceptable driving strategy can also be taken into account.
Die Nottrajektorie kann beispielsweise absolute, geografische Koordinaten des Fahrzeugs umfassen. Ferner kann die Nottrajektorie einen oder mehrere Zeitstempel umfassen, die eine zeitliche Zuordnung der Nottrajektorie zu entsprechenden Zusatzsensordaten der Zusatzsensorik ermöglichen. Mithilfe der Nottrajektorie und den jeweiligen Zusatzsensordaten ist es beispielsweise möglich, eine absolute Position des Fahrzeugs zu einem Empfangszeitpunkt, zu dem die Nottrajektorie in dem Zusatzsteuergerät empfangen wurde, und/oder eine Abweichung der Position des Fahrzeugs relativ zur Nottrajektorie zu bestimmen. Das Steuersignal kann beispielsweise erzeugt werden, um das Fahrzeug durch entsprechendes Ansteuern der Aktorik so zu steuern, dass die Abweichung der Position des Fahrzeugs relativ zur Nottrajektorie minimiert wird.The emergency trajectory can include, for example, absolute geographical coordinates of the vehicle. Furthermore, the emergency trajectory can include one or more time stamps that enable the emergency trajectory to be assigned in terms of time to corresponding additional sensor data of the additional sensor system. Using the emergency trajectory and the respective additional sensor data, it is possible, for example, to determine an absolute position of the vehicle at a time when the emergency trajectory was received in the additional control unit and/or a deviation in the position of the vehicle relative to the emergency trajectory. The control signal can be generated, for example, in order to control the vehicle by appropriately controlling the actuators in such a way that the deviation in the position of the vehicle relative to the emergency trajectory is minimized.
Es ist möglich, dass im normalen Betrieb des Fahrzeugs die Notfalltrajektorie durch das Hauptsteuergerät zyklisch, d. h. in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten, berechnet und an das Zusatzsteuergerät gesendet wird. Dabei können die Zeitstempel, mit denen die Notfalltrajektorien gekennzeichnet sind, und die Zeitstempel, die beim Empfangen der Zusatzsensordaten erzeugt werden, miteinander abgeglichen werden.It is possible that in the normal operation of the vehicle the emergency trajectory is cyclically, i. H. in several consecutive time steps, and sent to the additional control unit. In this case, the time stamps with which the emergency trajectories are identified and the time stamps that are generated when the additional sensor data are received can be compared with one another.
Die Fehlermeldung kann beispielsweise einen einzigen systemrelevanten Fehler anzeigen. Die Fehlermeldung kann aber auch zwei oder mehr als zwei systemrelevante Fehler anzeigen. Beispielsweise kann die Fehlermeldung anzeigen, dass die Datenkommunikation zwischen dem Hauptsteuergerät und der Hauptsensorik und/oder zwischen dem Hauptsteuergerät und/oder der Aktorik gestört ist. Die Fehlermeldung kann in dem Zusatzsteuergerät empfangen werden.For example, the error message can indicate a single system-relevant error. However, the error message can also display two or more than two system-relevant errors. For example, the error message can indicate that the data communication between the main control unit and the main sensor system and/or between the main control unit and/or the actuator system is disrupted. The error message can be received in the additional control unit.
Beispielsweise kann das Steuersignal basierend auf den zuletzt empfangenen Zusatzsensordaten und/oder basierend auf der zuletzt empfangenen Nottrajektorie erzeugt werden. Unter zuletzt empfangenen Zusatzsensordaten können beispielsweise Zusatzsensordaten verstanden werden, die in einem einem aktuellen Zeitschritt unmittelbar vorangehenden Zeitschritt empfangen wurden. Unter einer zuletzt empfangenen Nottrajektorie kann beispielsweise eine Nottrajektorie verstanden werden, die in einem einem aktuellen Zeitschritt unmittelbar vorangehenden Zeitschritt empfangen wurde.For example, the control signal can be generated based on the last additional sensor data received and/or based on the last received emergency trajectory. Additional sensor data received last can be understood to mean, for example, additional sensor data that was received in a time step immediately preceding a current time step. A last-received emergency trajectory can be understood, for example, as an emergency trajectory that was received in a time step immediately preceding a current time step.
Es ist möglich, dass die Zusatzsensordaten unterschiedlicher Zeitschritte temporär in einem Speicher des Zusatzsteuergeräts gespeichert werden. Dabei kann das Steuersignal basierend auf den gespeicherten Zusatzsensordaten eines oder mehrerer Zeitschritte erzeugt werden. Beispielsweise können die Zusatzsensordaten in einem Ringspeicher gespeichert werden.It is possible for the additional sensor data from different time steps to be stored temporarily in a memory of the additional control unit. The control signal can be generated based on the stored additional sensor data of one or more time steps. For example, the additional sensor data can be stored in a ring memory.
Der hier und im Folgenden beschriebene Ansatz kann beispielsweise dadurch umgesetzt werden, dass eine Zusatzsensorik in Form einer hochpräzisen inertialen Messeinheit an einen Bremskraftverstärker und/oder einen Fahrdynamikregler des Fahrzeugs angebunden wird. Dabei ist der Bremskraftverstärker bzw. der Fahrdynamikregler konfiguriert, um einen Algorithmus zum Verarbeiten von Sensordaten der inertialen Messeinheit auszuführen. Die Genauigkeit dieser Sensordaten reicht aus, um das Fahrzeug im Fall eines Systemfehlers automatisch steuern zu können, beispielsweise um das Fahrzeug in der Spur zu halten und/oder kontrolliert zum Stillstand zu bringen. Beispielsweise kann der Bremskraftverstärker bzw. der Fahrdynamikregler hierzu an mindestens ein Lenksystem des Fahrzeugs angebunden sein. Somit kann auf den Einsatz eines zusätzlichen Umfeldsensors, etwa einer zusätzlichen Kamera, verzichtet werden.The approach described here and below can be implemented, for example, by connecting an additional sensor system in the form of a high-precision inertial measuring unit to a brake booster and/or a driving dynamics controller of the vehicle. In this case, the brake booster or the vehicle dynamics controller is configured to execute an algorithm for processing sensor data from the inertial measuring unit. The accuracy of this sensor data is sufficient to be able to automatically control the vehicle in the event of a system error, for example to keep the vehicle in lane and/or bring it to a controlled standstill. For example, the brake booster or the driving dynamics controller can be connected to at least one steering system of the vehicle for this purpose. This means that there is no need to use an additional environment sensor, such as an additional camera.
Beispielsweise kann der hier und im Folgenden beschriebene Ansatz dazu genutzt werden, eine genaue Position des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur bei Auftreten eines sicherheitsrelevanten Systemereignisses zu berechnen. Dazu kann die vorgenannte hochpräzise inertiale Messeinheit beispielsweise über ein entsprechendes Bussystem wie CAN, FlexRay und/oder Ethernet direkt mit einem oder mehreren Komponenten eines oder mehrerer redundanter Lenk- und/oder Bremssysteme des Fahrzeugs verbunden werden. Die Sensordaten können dann durch einen geeigneten Algorithmus, der in dem jeweiligen Lenk- und/oder Bremssystem implementiert sein kann, in Fahrzeugkoordinaten umgewandelt werden, die eine präzise Steuerung des Fahrzeugs entsprechend einer vor Auftreten des Systemereignisses durch das Hauptsteuergerät berechneten Nottrajektorie ermöglichen.For example, the approach described here and below can be used to calculate an exact position of the vehicle within a lane when a safety-relevant system event occurs. For this purpose, the aforementioned high-precision inertial measuring unit, for example via a corresponding bus system such as CAN, FlexRay and / or Ethernet directly with one or more components of one or several redundant steering and/or braking systems of the vehicle can be connected. The sensor data can then be converted into vehicle coordinates by a suitable algorithm, which can be implemented in the respective steering and/or braking system, which enable precise control of the vehicle according to an emergency trajectory calculated by the main control unit before the system event occurs.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Nottrajektorie zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand. Dabei umfasst das Fahrzeug eine Hauptsensorik und eine Zusatzsensorik zum Erfassen einer Umgebung und/oder eines Fahrzustands des Fahrzeugs, eine Aktorik zum Steuern des Fahrzeugs sowie ein Hauptsteuergerät und mindestens ein Zusatzsteuergerät zum Ansteuern der Aktorik (siehe weiter oben). Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: Empfangen von durch die Hauptsensorik erzeugten Hauptsensordaten in dem Hauptsteuergerät; Empfangen eines Zeitstempels in dem Hauptsteuergerät, wobei der Zeitstempel beim Empfangen von durch die Zusatzsensorik erzeugten Zusatzsensordaten in dem Zusatzsteuergerät erzeugt wurde; Bestimmen der Nottrajektorie basierend auf den Hauptsensordaten und dem Zeitstempel durch das Hauptsteuergerät, wobei die Nottrajektorie mit dem Zeitstempel gekennzeichnet wird; und Senden der Nottrajektorie von dem Hauptsteuergerät an das Zusatzsteuergerät. Das Verfahren kann beispielsweise automatisch durch einen Prozessor des Hauptsteuergeräts ausgeführt werden. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Berechnung der Nottrajektorie durch das Hauptsteuergerät mit der Bereitstellung der Zusatzsensordaten durch die Zusatzsensorik zu synchronisieren.A second aspect of the invention relates to a method for providing an emergency trajectory for transferring a vehicle into a safe state. The vehicle includes a main sensor system and an additional sensor system for detecting an environment and/or a driving state of the vehicle, an actuator for controlling the vehicle and a main control unit and at least one additional control unit for controlling the actuator (see above). The method comprises at least the following steps: receiving main sensor data generated by the main sensor system in the main control unit; receiving a time stamp in the main control unit, the time stamp being generated in the additional control unit upon receipt of additional sensor data generated by the additional sensor system; determining the emergency trajectory based on the main sensor data and the time stamp by the main control unit, the emergency trajectory being marked with the time stamp; and sending the emergency trajectory from the main controller to the auxiliary controller. The method can be executed automatically by a processor of the main control device, for example. This method makes it possible to synchronize the calculation of the emergency trajectory by the main control unit with the provision of the additional sensor data by the additional sensors.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Hauptsteuergerät, umfassend einen Prozessor, der konfiguriert ist, um das Verfahren gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung auszuführen. Merkmale des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung können auch Merkmale des Hauptsteuergeräts sein und umgekehrt.A third aspect of the invention relates to a main control device comprising a processor configured to carry out the method according to an embodiment of the first aspect of the invention. Features of the method according to an embodiment of the first aspect of the invention can also be features of the main control device and vice versa.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Zusatzsteuergerät, umfassend einen Prozessor, der konfiguriert ist, um das Verfahren gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung auszuführen. Merkmale des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung können auch Merkmale des Zusatzsteuergeräts sein und umgekehrt.A fourth aspect of the invention relates to an additional control device, comprising a processor which is configured to carry out the method according to an embodiment of the second aspect of the invention. Features of the method according to an embodiment of the second aspect of the invention can also be features of the additional control device and vice versa.
Das Haupt- und/oder Zusatzsteuergerät kann Hardware- und/oder Softwaremodule umfassen. Zusätzlich zum Prozessor kann das Haupt- und/oder Zusatzsteuergerät einen Speicher und Datenkommunikationsschnittstellen zur Datenkommunikation mit Peripheriegeräten umfassen.The main and/or additional control unit can include hardware and/or software modules. In addition to the processor, the main and/or additional control device can include a memory and data communication interfaces for data communication with peripheral devices.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeugsystem, das eine Hauptsensorik und eine Zusatzsensorik zum Erfassen einer Umgebung und/oder eines Fahrzustands eines Fahrzeugs, eine Aktorik zum Steuern des Fahrzeugs sowie ein Hauptsteuergerät gemäß einer Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung und
mindestens ein Zusatzsteuergerät gemäß einer Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung zum Ansteuern der Aktorik umfasst. Merkmale des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform des ersten und/oder zweiten Aspekts der Erfindung können auch Merkmale des Fahrzeugsystems sein und umgekehrt.A fifth aspect of the invention relates to a vehicle system that has a main sensor system and an additional sensor system for detecting an environment and/or a driving state of a vehicle, an actuator system for controlling the vehicle and a main control unit according to an embodiment of the third aspect of the invention and
comprises at least one additional control unit according to an embodiment of the fourth aspect of the invention for controlling the actuators. Features of the method according to an embodiment of the first and/or second aspect of the invention can also be features of the vehicle system and vice versa.
Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm. Das Computerprogramm umfasst Befehle, die einen Prozessor bei Ausführung des Computerprogramms durch den Prozessor veranlassen, das Verfahren gemäß einer Ausführungsform des ersten und/oder zweiten Aspekts der Erfindung auszuführen.A sixth aspect of the invention relates to a computer program. The computer program comprises instructions which, when the computer program is executed by the processor, cause a processor to carry out the method according to an embodiment of the first and/or second aspect of the invention.
Ein siebter Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gemäß einer Ausführungsform des sechsten Aspekts der Erfindung gespeichert ist. Das computerlesbare Medium kann ein flüchtiger oder nicht flüchtiger Datenspeicher sein. Beispielsweise kann das computerlesbare Medium eine Festplatte, ein USB-Speichergerät, ein RAM, ROM, EPROM oder Flash-Speicher sein. Das computerlesbare Medium kann auch ein einen Download eines Programmcodes ermöglichendes Datenkommunikationsnetzwerk wie etwa das Internet oder eine Datenwolke (Cloud) sein.A seventh aspect of the invention relates to a computer-readable medium on which the computer program according to an embodiment of the sixth aspect of the invention is stored. The computer-readable medium can be volatile or non-volatile data storage. For example, the computer-readable medium can be a hard drive, USB storage device, RAM, ROM, EPROM, or flash memory. The computer-readable medium can also be a data communication network such as the Internet or a data cloud (cloud) enabling a download of a program code.
Merkmale des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform des ersten und/oder zweiten Aspekts der Erfindung können auch Merkmale des Computerprogramms und/oder des computerlesbaren Mediums sein und umgekehrt.Features of the method according to an embodiment of the first and/or second aspect of the invention can also be features of the computer program and/or the computer-readable medium and vice versa.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention can be regarded as being based, among other things, on the ideas and findings described below.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Zusatzsensordaten in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in dem Zusatzsteuergerät empfangen. Dabei wird für jeden Zeitschritt ein Zeitstempel erzeugt und von dem Zusatzsteuergerät an das Hauptsteuergerät gesendet. Dementsprechend wird für jeden Zeitschritt eine Nottrajektorie zum Überführen des Fahrzeugs in den sicheren Zustand in dem Zusatzsteuergerät empfangen. Dabei wurde jede Nottrajektorie basierend auf den Hauptsensordaten und dem jeweiligen Zeitstempel durch das Hauptsteuergerät bestimmt und jede Nottrajektorie wurde mit dem jeweiligen Zeitstempel durch das Hauptsteuergerät gekennzeichnet. Dementsprechend wird das Steuersignal basierend auf den Zusatzsensordaten aus mehreren Zeitschritten und/oder der zuletzt empfangenen Nottrajektorie durch das Zusatzsteuergerät erzeugt. Diese Ausführungsform ermöglicht eine präzise Steuerung des Fahrzeugs entsprechend der Nottrajektorie. Hierzu kann das Steuersignal beispielsweise aus der zuletzt empfangenen Nottrajektorie, den dem Zeitstempel der zuletzt empfangenen Nottrajektorie zugeordneten Zusatzsensordaten und den Zusatzsensordaten aus einem aktuellen Zeitschritt bestimmt werden. Möglich ist aber auch, dass das Steuersignal aus Zusatzsensordaten und/oder Nottrajektorien aus mehr als zwei früheren Zeitschritten bestimmt wird. Beispielsweise kann das Steuersignal aus über mehrere Zeitschritte in einem Ringspeicher zwischengespeicherten Zusatzsensordaten und/oder Nottrajektorien erzeugt werden.According to one specific embodiment, the additional sensor data is received in the additional control device in a plurality of successive time steps. A time stamp is generated for each time step and sent from the additional control unit to the main control unit. Accordingly, for each time step, an emergency trajectory for transferring the vehicle into the safe state in which Receive SCV. Each emergency trajectory was determined by the main control unit based on the main sensor data and the respective time stamp, and each emergency trajectory was identified by the main control unit with the respective time stamp. Accordingly, the control signal is generated by the additional control unit based on the additional sensor data from a plurality of time steps and/or the last received emergency trajectory. This embodiment enables precise control of the vehicle according to the emergency trajectory. For this purpose, the control signal can be determined, for example, from the last received emergency trajectory, the additional sensor data assigned to the time stamp of the last received emergency trajectory and the additional sensor data from a current time step. However, it is also possible for the control signal to be determined from additional sensor data and/or emergency trajectories from more than two earlier time steps. For example, the control signal can be generated from additional sensor data and/or emergency trajectories temporarily stored in a ring memory over a number of time steps.
Gemäß einer Ausführungsform werden zusätzlich die Hauptsensordaten in dem Zusatzsteuergerät empfangen. Dabei wird das Steuersignal zusätzlich basierend auf den Hauptsensordaten durch das Zusatzsteuergerät erzeugt. Damit kann die Genauigkeit des Verfahrens erhöht werden.According to one specific embodiment, the main sensor data is also received in the additional control unit. The control signal is also generated by the additional control unit based on the main sensor data. The accuracy of the method can thus be increased.
Gemäß einer Ausführungsform werden Zeitstempel in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in dem Hauptsteuergerät empfangen. Die Zeitstempel wurden durch das Zusatzsteuergerät beim Empfangen der Zusatzsensordaten in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten in dem Zusatzsteuergerät erzeugt, wobei für jeden Zeitschritt, in dem die Zusatzsensordaten empfangen wurden, ein Zeitstempel erzeugt wurde. Dementsprechend wird für jeden Zeitschritt, in dem die Zusatzsensordaten empfangen wurden, eine Nottrajektorie zum Überführen des Fahrzeugs in den sicheren Zustand basierend auf den Hauptsensordaten und dem jeweiligen Zeitstempel bestimmt. Dabei wird die Nottrajektorie mit dem jeweiligen Zeitstempel gekennzeichnet und von dem Hauptsteuergerät an das Zusatzsteuergerät gesendet. Diese Ausführungsform ermöglicht eine präzise Steuerung des Fahrzeugs entsprechend der Nottrajektorie (siehe auch weiter oben).According to one embodiment, time stamps are received in a number of consecutive time steps in the main control device. The time stamps were generated by the additional control device when the additional sensor data was received in a number of successive time steps in the additional control device, with a time stamp being generated for each time step in which the additional sensor data was received. Accordingly, for each time step in which the additional sensor data was received, an emergency trajectory for bringing the vehicle into the safe state is determined based on the main sensor data and the respective time stamp. The emergency trajectory is marked with the respective time stamp and sent from the main control unit to the additional control unit. This embodiment enables the vehicle to be precisely controlled according to the emergency trajectory (see also above).
Gemäß einer Ausführungsform werden zusätzlich die Zusatzsensordaten in dem Hauptsteuergerät empfangen. Dabei wird die Nottrajektorie zusätzlich basierend auf den Zusatzsensordaten durch das Hauptsteuergerät bestimmt. Damit kann die Genauigkeit des Verfahrens erhöht werden.According to one embodiment, the additional sensor data is also received in the main control unit. The emergency trajectory is also determined by the main control unit based on the additional sensor data. The accuracy of the method can thus be increased.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Zusatzsensorik mindestens eine inertiale Messeinheit. Dementsprechend können die Zusatzsensordaten Beschleunigungsdaten und/oder aus Beschleunigungsdaten erzeugte Geschwindigkeits- und/oder Positionsdaten bezüglich des Fahrzeugs umfassen. Eine solche Zusatzsensorik kann mit geringem Kostenaufwand bereitgestellt werden und ermöglicht eine hochpräzise Positionsbestimmung.According to one embodiment, the additional sensor system includes at least one inertial measuring unit. Accordingly, the additional sensor data can include acceleration data and/or speed and/or position data relating to the vehicle generated from acceleration data. Such an additional sensor system can be provided at low cost and enables highly precise position determination.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Zusatzsensorik unabhängig von der Hauptsensorik und/oder dem Hauptsteuergerät mit elektrischer Energie versorgbar. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass die Zusatzsensorik auch dann noch funktioniert, wenn die Stromversorgung über das Hauptbordnetz des Fahrzeugs nicht mehr gewährleistet ist.According to one embodiment, the additional sensor system can be supplied with electrical energy independently of the main sensor system and/or the main control unit. In this way, it can be achieved, for example, that the additional sensors continue to function even when the power supply via the vehicle's main on-board network is no longer guaranteed.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Zusatzsteuergerät unabhängig von dem Hauptsteuergerät und/oder der Hauptsensorik mit elektrischer Energie versorgbar. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass das Zusatzsteuergerät auch dann noch funktioniert, wenn die Stromversorgung über das Hauptbordnetz des Fahrzeugs nicht mehr gewährleistet ist.According to one embodiment, the additional control device can be supplied with electrical energy independently of the main control device and/or the main sensor system. In this way it can be achieved, for example, that the additional control unit still functions even if the power supply via the vehicle's main electrical system is no longer guaranteed.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Aktorik mindestens zwei redundante Lenk- und/oder Bremssysteme zum Lenken und/oder Bremsen des Fahrzeugs. Dabei umfasst jedes Lenk- und/oder Bremssystem ein Zusatzsteuergerät gemäß einer Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung zum Ansteuern des jeweiligen Lenk- und/oder Bremssystems. Jedes Lenk- und/oder Bremssystem kann mindestens einen Lenkaktor und/oder mindestens einen Bremsaktor umfassen. Die Aktoren unterschiedlicher Lenk- und/oder Bremssysteme können unabhängig voneinander durch das jeweilige Zusatzsteuergerät ansteuerbar sein. Die Zusatzsteuergeräte unterschiedlicher Lenk- und/oder Bremssysteme können mit ein und demselben Hauptsteuergerät zur Datenkommunikation verbunden sein. Die Zusatzsteuergeräte unterschiedlicher Lenk- und/oder Bremssysteme können mit ein und derselben Zusatzsensorik verbunden sein. Alternativ kann die Zusatzsensorik mindestens zwei Sensoren zum Erfassen der Umgebung und/oder des Fahrzustands des Fahrzeugs umfassen. Dabei kann jedes Zusatzsteuergerät an einen eigenen Sensor der Zusatzsensorik angebunden sein (siehe auch weiter unten). Durch diese Ausführungsform kann die Wahrscheinlichkeit eines Kontrollverlusts im Fehlerfall erheblich reduziert werden.According to one specific embodiment, the actuator system includes at least two redundant steering and/or braking systems for steering and/or braking the vehicle. Each steering and/or braking system includes an additional control device according to an embodiment of the fourth aspect of the invention for controlling the respective steering and/or braking system. Each steering and/or braking system can include at least one steering actuator and/or at least one braking actuator. The actuators of different steering and/or braking systems can be controlled independently of one another by the respective additional control device. The additional control units of different steering and/or braking systems can be connected to one and the same main control unit for data communication. The additional control units of different steering and/or braking systems can be connected to one and the same additional sensor system. Alternatively, the additional sensor system can include at least two sensors for detecting the surroundings and/or the driving status of the vehicle. Each additional control unit can be connected to its own sensor of the additional sensor system (see also below). This embodiment can significantly reduce the probability of a loss of control in the event of an error.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Zusatzsteuergeräte unterschiedlicher Lenk- und/oder Bremssysteme an ein und denselben Sensor der Zusatzsensorik angebunden. Beispielsweise können die Zusatzsteuergeräte an ein und dieselbe inertiale Messeinheit der Zusatzsensorik angebunden sein. Dadurch können die Kosten für die Bereitstellung der Zusatzsensorik niedrig gehalten werden.According to one embodiment, the additional control units of different steering and/or braking systems are connected to one and the same sensor of the additional sensor system. For example the additional control devices can be connected to one and the same inertial measuring unit of the additional sensors. As a result, the costs for providing the additional sensors can be kept low.
Gemäß einer Ausführungsform ist jedes Zusatzsteuergerät an einen eigenen Sensor der Zusatzsensorik angebunden. Anders ausgedrückt kann die Zusatzsensorik mehrere, eventuell redundante Sensoren zum Erfassen der Umgebung und/oder des Fahrzustands des Fahrzeugs umfassen, wobei jedes Zusatzsteuergerät an einen anderen Sensor der Zusatzsensorik angebunden sein kann. Beispielsweise kann jedes Zusatzsteuergerät an eine eigene inertiale Messeinheit der Zusatzsensorik angebunden sein. Dadurch kann, wie weiter oben erwähnt, die Ausfallsicherheit des Fahrzeugsystems erhöht werden.According to one embodiment, each additional control device is connected to its own sensor of the additional sensor system. In other words, the additional sensor system can include multiple, possibly redundant sensors for detecting the surroundings and/or the driving state of the vehicle, with each additional control unit being able to be connected to a different sensor in the additional sensor system. For example, each additional control device can be connected to its own inertial measuring unit of the additional sensor system. As mentioned above, this can increase the reliability of the vehicle system.
Figurenlistecharacter list
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
-
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
2 zeigt schematisch ein Fahrzeugsystem mit zwei redundanten Lenk- und Bremssystemen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
3 zeigt schematisch ein Fahrzeugsystem mit zwei redundanten Lenk- und Bremssystemen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 shows schematically a vehicle with a vehicle system according to an embodiment of the invention. -
2 shows schematically a vehicle system with two redundant steering and braking systems according to an embodiment of the invention. -
3 shows schematically a vehicle system with two redundant steering and braking systems according to an embodiment of the invention.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are merely schematic and not true to scale. In the figures, the same reference symbols denote the same features or features that have the same effect.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Das Fahrzeugsystem 102 umfasst ferner eine Aktorik 112 zum Steuern des Fahrzeugs 100. Die Aktorik 112 kann mehrere Aktoren wie beispielsweise Lenk- oder Bremsaktoren umfassen (siehe
Im normalen, d. h. störungsfreien Betrieb des Fahrzeugs 100 erfolgt die Ansteuerung der Aktorik 112 über ein Hauptsteuergerät 114, das Hauptsensordaten 116, die in diesem Beispiel Kamera- und Radardaten umfassen, von der Hauptsensorik 104 empfängt und in ein entsprechendes Hauptsteuersignal 118 zum Ansteuern der Aktorik 112 umsetzt.In normal, i. H. fault-free operation of
Beispielsweise kann das Hauptsteuergerät 114 konfiguriert sein, um basierend auf den Hauptsensordaten 116 Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs 100 zu erkennen und eine entsprechende Trajektorie zum Führen des Fahrzeugs 100 zu berechnen. Durch das Hauptsteuersignal 118 wird die Aktorik 112 veranlasst, das Fahrzeug 100 so zu steuern, dass es der berechneten Trajektorie folgt.For example, the
Das Hauptsteuergerät 114 kann konfiguriert sein, um zusätzlich zu den Hauptsensordaten 116 Zusatzsensordaten 120, die beispielsweise Beschleunigungsdaten und/oder aus Beschleunigungsdaten erzeugte Positionsdaten umfassen können, von der Zusatzsensorik 106 zu empfangen und das Hauptsteuersignal 118 zusätzlich basierend auf den Zusatzsensordaten 120 zu erzeugen.The
Um das Fahrzeug 100 im Fall eines kritischen Fehlers, d. h. im Fall einer gestörten Ansteuerung der Aktorik 112 durch das Hauptsteuergerät 114, in einen sicheren Zustand überführen zu können, beispielsweise durch kontrolliertes Abbremsen des Fahrzeugs 100 bis zum Stillstand und/oder durch Halten des Fahrzeugs 100 in einer aktuellen Spur, umfasst das Fahrzeugsystem 102 ein Zusatzsteuergerät 122, das die Zusatzsensordaten 120 von der Zusatzsensorik 106 empfängt und bei Erkennen des kritischen Fehlers in ein entsprechendes Zusatzsteuersignal 124 zum Ansteuern der Aktorik 112 umsetzt.To protect the
Optional kann das Zusatzsteuersignal 124 basierend auf einer Kombination der entsprechenden Zusatzsensordaten 120 mit den entsprechenden Hauptsensordaten 116 durch das Zusatzsteuergerät 122 erzeugt werden.Optionally, the
Beispielsweise kann das Zusatzsteuergerät 122 in die Aktorik 112 integriert sein.For example, the
Es ist möglich, dass die Zusatzsensorik 106 und/oder das Zusatzsteuergerät 122 unabhängig von der Hauptsensorik 104 und/oder dem Hauptsteuergerät 114 mit elektrischer Energie versorgt werden, etwa über ein zusätzliches Bordnetz.It is possible for the
Das Zusatzsteuergerät 122 kann konfiguriert sein, um zusätzlich zu den Zusatzsensordaten 120 die Hauptsensordaten 116 von der Hauptsensorik 104 zu empfangen und das Zusatzsteuersignal 124 zusätzlich basierend auf den Hauptsensordaten 116 zu erzeugen.The
Das Fahrzeugsystem 102 kann auch mehr als ein Zusatzsteuergerät 122 umfassen (siehe
Im normalen Betrieb kann das Zusatzsteuergerät 122 zyklisch Zeitstempel 126 an das Hauptsteuergerät 114 senden. Die Zeitstempel 126 können beispielsweise beim Erzeugen und/oder Empfangen der Zusatzsensordaten 120 in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten erzeugt werden. Dabei kann beispielsweise in jedem Zeitschritt ein Zeitstempel 126 erzeugt werden und von dem Zusatzsteuergerät 122 an das Hauptsteuergerät 114 gesendet werden. During normal operation, the
Das Hauptsteuergerät 114 kann für jeden empfangenen Zeitstempel 126 eine Nottrajektorie 128 berechnen, durch die das Fahrzeug 100 bei Erkennen des Systemfehlers in den sicheren Zustand überführt werden soll. Dabei kann die Nottrajektorie 128 basierend auf den entsprechenden Hauptsensordaten 116 oder auch basierend auf einer Kombination der entsprechenden Hauptsensordaten 116 mit den entsprechenden Zusatzsensordaten 120 aus mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten berechnet werden. In jedem Zeitschritt sendet das Hauptsteuergerät 114 die jeweilige Nottrajektorie 128, die mit dem jeweiligen Zeitstempel 126 gekennzeichnet ist, an das Zusatzsteuergerät 122.The
Das Zusatzsteuergerät 122 kann konfiguriert sein, um die den jeweiligen Zeitstempeln 126 zugeordneten Zusatzsensordaten 120 über mehrere Zeitschritte zwischenzuspeichern, beispielsweise in einem Ringspeicher für eine Dauer von 1 s.The
Das Zusatzsteuergerät 122 kann konfiguriert sein, um die von dem Hauptsteuergerät 114 empfangenen Nottrajektorien 128 über mehrere Zeitschritte zwischenzuspeichern.The
Zusätzlich kann das Zusatzsteuergerät 122 konfiguriert sein, um die von dem Hauptsteuergerät 114 empfangenen Hauptsensordaten 116 über mehrere Zeitschritte zwischenzuspeichern.In addition, the
Empfängt das Zusatzsteuergerät 122 eine Fehlermeldung 130, die den Fehler beim Ansteuern der Aktorik 112 durch das Hauptsteuergerät 114 anzeigt, so erzeugt das Zusatzsteuergerät 122 basierend auf der Nottrajektorie 128, beispielsweise der zuletzt empfangenen Nottrajektorie 128, zusammen mit den entsprechenden Zusatzsensordaten 120, beispielsweise den Zusatzsensordaten 120 aus einem aktuellen Zeitschritt und einem oder mehreren früheren Zeitschritten, das Zusatzsteuersignal 124 und sendet dieses an die Aktorik 112, um das Fahrzeug 100 entsprechend der Nottrajektorie 128 zu steuern.If the
Die zuletzt empfangene Nottrajektorie 128 kann die absoluten Koordinaten des Fahrzeugs 100 zum Sendezeitpunkt der Nottrajektorie 128 und den jeweiligen Zeitstempel 126 umfassen, wobei der Zeitstempel 126 einen Zeitpunkt anzeigen kann, zu dem die Nottrajektorie 128 berechnet wurde.The last received
Aus diesen Informationen können nun zusammen mit den zwischengespeicherten Zusatzsensordaten 120 die absoluten Koordinaten des Fahrzeugs 100 zum Empfangszeitpunkt der Nottrajektorie 128 und eine Abweichung der Position des Fahrzeugs 100 von der Nottrajektorie 128, beispielsweise ein Abstand des Fahrzeugs 100 zu einem nächstgelegenen Punkt auf der Nottrajektorie 128, berechnet werden.From this information, together with the temporarily stored
Das Zusatzsteuersignal 124 kann beispielsweise erzeugt werden, um einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 entsprechend dieser Abweichung zu korrigieren.The
Beispielsweise können die Zusatzsteuergeräte 122a, 122b beim jeweiligen Empfangen der Zusatzsensordaten 120 entsprechende Zeitstempel 126a bzw. 126b erzeugen und an das Hauptsteuergerät 114 senden.For example, the
Die Zusatzsensorik 106 umfasst in
Das Fahrzeugsystem 100 kann derart konfiguriert sein, dass die Zusatzsensorik 106 beim Ausfall einer der beiden Lenk- und Bremssysteme 112a, 112b weiterhin funktional ist.The
Wie in
Abschließend wird darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“ etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.Finally, it is noted that terms such as "comprising," "comprising," etc. do not exclude other elements or steps, and terms such as "a" or "an" do not exclude a plurality. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting.
Claims (15)
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DE102021206138.9A DE102021206138A1 (en) | 2021-06-16 | 2021-06-16 | Method for bringing a vehicle into a safe state and method for providing an emergency trajectory for bringing a vehicle into a safe state |
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DE102021206138.9A DE102021206138A1 (en) | 2021-06-16 | 2021-06-16 | Method for bringing a vehicle into a safe state and method for providing an emergency trajectory for bringing a vehicle into a safe state |
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