DE112018001402T5

DE112018001402T5 - Elektronische steuervorrichtung für fahrzeug

Info

Publication number: DE112018001402T5
Application number: DE112018001402.9T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya HORIGUCHI; Hideyuki Sakamoto; Teppei Hirotsu
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-12-19
Also published as: WO2018198547A1; US11352019B2; US20200070847A1; CN110536821A; JP6815925B2; JP2018184021A; CN110536821B

Abstract

Es wird eine elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs geschaffen, die mit einer verhältnismäßig einfachen Konfiguration in der Lage ist zu bestimmen, ob ein anomaler Zustand aufgetreten ist. Eine elektronische Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Handlungsvorhersageeinheit S2, die auf der Grundlage externer Informationen, die von Detektionseinheiten 21 und 22 externer Informationen, die externe Informationen des Fahrzeugs detektieren, erfasst werden, die Handlung eines Objekts um das Fahrzeug vorhersagt, und eine Bestimmungseinheit S45 für eine Detektionseinheit, die durch Vergleichen von der Detektionseinheit für externe Informationen erfasster externer Informationen zu dem Zeitpunkt, der einem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit entspricht, mit dem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit bestimmt, ob in der Detektionseinheit für externe Informationen eine Anomalie aufgetreten ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Im Fall eines Systemfehlers des Systems für automatisches Fahren ist es erforderlich, dass eine elektronische Steuereinheit (ECU) des Systems für automatisches Fahren, die eine Steuervorrichtung höherer Ebene zum Steuern des automatischen Fahrens ist, die automatische Fahroperation für eine bestimmte Zeitdauer fortsetzt, bis der Fahrer den Betrieb übernimmt. Ein solcher Fehler enthält z. B. eine Anomalie, die während der Berechnung in einer Arithmetikverarbeitung, die Berechnungen für die Steuerung des automatischen Fahrens ausführt, auftritt, und eine Anomalie, die in einem Sensor auftritt.
Um den Betrieb für eine festgesetzte Zeitdauer fortzusetzen, selbst wenn ein Fehler auftritt, ist es notwendig, die Anomalie zu detektieren und die Steuerung zu der der Anomalie entsprechenden Steuerung zu schalten. Verfahren, die verwendet werden, um einen solchen Fehler oder eine solche Anomalie zu detektieren, enthalten üblicherweise ein Verfahren des Vergleichens der Ausgabe durch Multiplexieren der Arithmetikverarbeitung oder von Sensoren und ein Verfahren des Verifizierens der Gültigkeit des Berechnungsergebnisses oder des Sensorausgabewerts unter Verwendung eines anderen Sensorwerts oder Berechnungsergebnisses. Allerdings gibt es im Fall des Multiplexierens von Sensoren und Arithmetikvorrichtungen wegen einer Zunahme der Anzahl der Sensoren und wegen einer Zunahme der Arithmetikverarbeitungslast ein Problem wie etwa eine Verkomplizierung der Systemkonfiguration, so dass ein Verfahren zum Verifizieren der Gültigkeit erforderlich ist.
PTL 1 offenbart eine Vorrichtung, die eine Wertabweichung eines Sensors, der eine Zustandsgröße eines Trägerfahrzeugs detektiert, unter Verwendung eines anderen Sensortyps als dem des Sensors detektiert oder korrigiert. In PTL 1 wird eine Anomalie durch Auswerten der Gültigkeit eines Sensorausgangswerts detektiert.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
PTL 1: JP 2009-061942 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Durch das in PTL 1 beschriebene Verifizierungsverfahren ist es möglich, einen Fehler oder eine Anomalie, der bzw. die in einem Bestimmungszielsensor aufgetreten ist, unter Verwendung eines Verifizierungssensors, der von dem Bestimmungszielsensor verschieden ist, zu detektieren, wobei aber kein Mittel zum Detektieren der Anomalie, die in dem Verifizierungssensor auftritt, offenbart ist.
In der ECU für automatisches Fahren werden die Position und die Geschwindigkeit eines Umgebungsobjekts unter Verwendung mehrerer Sensoren gleichzeitig und Ergänzen der Eigenschaften der jeweiligen Sensoren erkannt. Somit sind eine ergänzende Verifizierungsverarbeitung und Anomaliedetektionsverarbeitung unter Verwendung verschiedener Sensoren notwendig.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht, und es ist ihre Aufgabe, eine elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs zu schaffen, die mit einer verhältnismäßig einfachen Konfiguration bestimmen kann, ob ein anomaler Zustand aufgetreten ist.
Lösung des Problems
Zur Lösung der obigen Probleme enthält eine elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung eine Handlungsvorhersageeinheit, die eine Handlung eines Objekts um das Fahrzeug gemäß externen Informationen, die von einer Detektionseinheit für externe Informationen, die externe Informationen des Fahrzeugs detektiert, erfasst werden, vorhersagt, und eine Bestimmungseinheit für eine Detektionseinheit, die durch Vergleichen der von der Detektionseinheit für externe Informationen erfassten externen Informationen zu dem Zeitpunkt, der einem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit entspricht, mit dem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit bestimmt, ob in der Detektionseinheit für externe Informationen eine Anomalie aufgetreten ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten einer Anomalie in der Detektionseinheit für externe Informationen durch Vergleichen des Ergebnisses der Handlung des Objekts um das Fahrzeug, das auf der Grundlage der externen Informationen von der Detektionseinheit für externe Informationen vorhergesagt wird, mit den externen Informationen von der Detektionseinheit für externe Informationen zu der Zeit, die dem Vorhersageergebnis entspricht, bestimmt werden.
Figurenliste

1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs.
2 ist eine Ablaufplan, der den Gesamtprozess darstellt.
3 ist ein Blockschaltplan, der eine Operation der Sensorfusionsverarbeitung darstellt.
4 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Unterschied zwischen einer Karte eines Objekts und einer Vorhersagekarte des Objekts um ein Trägerfahrzeug, die Positionen von Objekten um das Trägerfahrzeug angibt, im Zeitverlauf darstellt.
5 ist ein Blockschaltplan einer Eigendiagnosefunktion, die eine Anomalie eines Sensors oder eines Mikrocomputers bestimmt.
6 ist ein Ablaufplan der Eigendiagnoseverarbeitung.
7 ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Verfahren zum Ausführen einer Gesamtbestimmung auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses eines Mikrocomputers und des Bestimmungsergebnisses von Sensordaten darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine vorgegebene Berechnung auf der Grundlage erster Informationen, die durch eine Informationsdetektionseinheit (Detektionseinheit 20 externer Informationen) detektiert werden, ausgeführt und wird ein erstes Berechnungsergebnis mit zweiten Informationen (wobei die zweiten Informationen nach den ersten Informationen detektiert werden), die durch die Informationsdetektionseinheit detektiert werden, oder mit einem zweiten Berechnungsergebnis, das durch Ausführen einer vorgegebenen Berechnung auf der Grundlage der zweiten Informationen erhalten wird, verglichen. Somit kann die vorliegende Ausführungsform eine Eigendiagnose ausführen, ob in der Informationsdetektionseinheit oder in der Arithmetikverarbeitungseinheit, die eine vorgegebene Operation ausführt, eine Anomalie aufgetreten ist.
Ein Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, wie sie im Folgenden ausführlich beschrieben ist, enthält die Detektionseinheit 20 externer Informationen, die externe Informationen eines Fahrzeugs 1 detektiert, und eine Handlungsvorhersageeinheit (S2), die ein Verhalten (eine Handlung) eines Objekts, das sich um das Fahrzeug 1 befindet, vorhersagt. Informationen M2(T1), die durch Vorhersagen der Handlung des umgebenden Objekts durch die Handlungsvorhersageeinheit erhalten werden, werden mit externen Informationen verglichen, die von der Detektionseinheit 20 externer Informationen erhalten werden, um das Auftreten einer Anomalie in der Detektionseinheit 20 externer Informationen zu bestimmen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Anomalie, die in der Detektionseinheit 20 externer Informationen auftritt, durch Vergleichen von Informationen, die von früheren externen Informationen (Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit) vorhergesagt werden, mit den aktuellen externen Informationen zu detektieren. Ferner ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls möglich, die in dem Gesamtberechnungsergebnis auftretende Anomalie dadurch zu detektieren, dass das Berechnungsergebnis einer integrierten Berechnungseinheit (S1), die eine integrierte Berechnung auf der Grundlage der externen Informationen von der Detektionseinheit 20 externer Informationen ausführt, mit dem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit, der allgemeinen Berechnungseinheit, verglichen wird.
Somit ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Auftreten einer Anomalie in der Detektionseinheit 20 externer Informationen oder in der integrierten Berechnungseinheit (S1) mit einer verhältnismäßig einfachen Konfiguration zu diagnostizieren, ohne die Detektionsschaltung, die Arithmetikverarbeitungsschaltung und das Computerprogramm zu multiplexieren.
Erste Ausführungsform
Anhand von 1 bis 7 wird eine Ausführungsform beschrieben. 1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Das Fahrzeug 1 enthält z. B. eine Fahrzeugkarosserie, Räder, die vorn, hinten, rechts und links an der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, einen Motor, der an der Fahrzeugkarosserie montiert ist, einen Führerstand (die nicht dargestellt sind) und dergleichen. Die ECU 10 für automatisches Fahren ist eine elektronische Steuervorrichtung für automatisches Fahren des Fahrzeugs 1. Die ECU 10 für automatisches Fahren enthält z. B. eine Arithmetikverarbeitungseinheit (einen Mikrocomputer) 11 und einen Speicher 12, der durch den Mikrocomputer 11 verwendet wird.
Mit der ECU 10 für automatisches Fahren ist die Detektionseinheit 20 externer Informationen verbunden, die externe Informationen des Fahrzeugs 1 detektiert. Die Detektionseinheit 20 externer Informationen enthält z. B. ein Millimeterwellenradar 21 und eine Kamera 22. Zusätzlich zu diesen Sensoren 21 und 22 können ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor oder dergleichen verwendet sein. In der folgenden Beschreibung können das Millimeterwellenradar 21 und die Kamera 22 als Sensoren 21 und 22 bezeichnet sein.
Außerdem ist mit der ECU 10 für automatisches Fahren eine Fahrzeugzustands-Detektionseinheit 30 verbunden, die einen internen Zustand des Fahrzeugs 1 detektiert. Die Fahrzeugzustands-Detektionseinheit 30 enthält z. B. Karteninformationen 31 und einen Trägerfahrzeug-Positionssensor 32. Der Trägerfahrzeug-Positionssensor 32 kann ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) oder ein Positionsdetektionssystem, in dem ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor oder ein Beschleunigungssensor mit dem GPS kombiniert ist, sein.
Die ECU 10 für automatisches Fahren führt unter Verwendung des Mikrocomputers 11 auf der Grundlage der externen Informationen, die von der Detektionseinheit 20 externer Informationen zugeführt werden, der Karteninformationen 31 und der Informationen von dem Trägerfahrzeug-Positionssensor 32 eine Arithmetikverarbeitung in Bezug auf das automatische Fahren aus. Nach dem Berechnen einer Fahrtrajektorie des Trägerfahrzeugs als ein Ergebnis der Berechnung sendet die ECU 10 für automatisches Fahren einen Steuerbefehlswert an die ECU-Gruppe 40 niedrigerer Ebene, die eine Bremssteuervorrichtung 41, eine Motorsteuervorrichtung 42 und eine Lenksteuervorrichtung 43 enthält. Im Ergebnis fährt das Trägerfahrzeug 1 automatisch auf einem sicheren Weg.
Die von der Detektionseinheit 20 externer Informationen in die ECU 10 für automatisches Fahren eingegebenen Daten können Ausgangsdaten, die direkt von den Sensoren 21 und 22 ausgegeben werden, oder Daten, die durch eine dedizierte ECU (nicht dargestellt) für die Sensoren 21 und 22 vorverarbeitet werden, sein.
Der Ablaufplan aus 2 stellt die Hauptverarbeitung der ECU 10 für automatisches Fahren dar. Diese Verarbeitung wird durch den Mikrocomputer 11 in einem vorgegebenen Zyklus ausgeführt.
Der Mikrocomputer 11 führt Berechnungen der Sensorfusionsverarbeitung S1 zum Integrieren verschiedener externer Informationen, die von der Detektionseinheit 20 externer Informationen bereitgestellt werden, eine Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte zur Vorhersage der Handlung von Objekten um das Trägerfahrzeug unter Verwendung der Karte des Objekts um das Trägerfahrzeug, die im Ergebnis der Sensorfusionsverarbeitung S1 erhalten wird, eine Trägerfahrzeugtrajektorien-Planungsverarbeitung S3 zum Erzeugen einer Trägerfahrzeugtrajektorie auf der Grundlage der Handlungsvorhersage der umgebenden Objekte um das Trägerfahrzeug und eine Eigendiagnoseverarbeitung S4 aus.
3 stellt eine Übersicht über die interne Verarbeitung der Sensorfusionsverarbeitung S1 dar. Die Sensorfusionsverarbeitung S1 ist ein Beispiel der „integrierten Berechnungseinheit“ und führt eine Zeitsynchronisationsverarbeitung S11 und eine Sensorintegrationsverarbeitung S12 aus.
In der Sensorfusionsverarbeitung S1 sind Sensordaten, die von dem Millimeterwellenradar 21 oder von der Kamera 22 für die ECU 10 für automatisches Fahren bereitgestellt werden, nicht zeitlich synchronisiert. Somit werden die Sensordaten, an denen ein Zeitstempel vorgesehen ist, von der Detektionseinheit 20 externer Informationen empfangen, um die Zeitsynchronisationsverarbeitung S11 auszuführen.
Die Daten, an denen die Zeitsynchronisationsverarbeitung S11 abgeschlossen worden ist, werden als synchronisierte Millimeterwellenradardaten und synchronisierte Kameradaten bezeichnet. Die Sensorintegrationsverarbeitung S12 berechnet auf der Grundlage der synchronisierten Millimeterwellenradardaten und der synchronisierten Kameradaten Positionskoordinaten der umgebenden Objekte, die sich um das Fahrzeug 1 befinden. Die Sensorintegrationsverarbeitung S12 bildet die Position der Objekte um das Trägerfahrzeug 1 durch Bezugnahme auf die Karte um das Trägerfahrzeug von den Karteninformationen 31 unter Verwendung des Sensorwerts von dem Trägerfahrzeug-Positionssensor 32 zusätzlich zu den Positionskoordinaten jedes umgebenden Objekts ab.
4 stellt unter Verwendung der Sensorfusionsverarbeitung S1 durch Integrieren von Informationen von Positionen, Größe, Bewegungsgeschwindigkeit der Objekte um das Trägerfahrzeug M, die mit dem Millimeterwellenradar 21 und mit der Stereokamera 22 detektiert werden, auf einer Karte eines Objekts um das Trägerfahrzeug M eine beispielhafte grafische Darstellung von Objekten dar. Außer einer Trägerfahrzeugposition 101 bildet die Karte des Objekts um das Trägerfahrzeug M außerdem die Position 102 eines anderen Fahrzeugs, eine Fahrradposition 103 und eine Fußgängerposition 104 ab.
Eine Karte des Objekts um das Trägerfahrzeug M1 enthält eine Karte, die den aktuellen Zustand angibt (eine Karte, die die aktuelle Situation angibt), und eine Karte, die einen Zustand zu einem künftigen Zeitpunkt vorhersagt. Ein Bezugszeichen M1(T1) gibt die zum Zeitpunkt T1 erzeugte tatsächliche Karte an. Ein Bezugszeichen M2(T1) gibt eine Karte an, die eine künftige Situation zum Zeitpunkt T2 zum Zeitpunkt T1 vorhersagt. Ein Bezugszeichen M2(T2) gibt die zum Zeitpunkt T2 erzeugte tatsächliche Karte an. Die vorhergesagte Karte kann als eine Vorhersagekarte bezeichnet werden.
4(1) stellt die Karte M1(T1) des Objekts um das Trägerfahrzeug dar, die den durch die Sensorfusionsverarbeitung S1 zum Zeitpunkt T1 erzeugten aktuellen Zustand zum Zeitpunkt T1 angibt. Es ist angenommen, dass das Trägerfahrzeug 101(1) in der Zeichnung nach rechts fährt. In der Fahrtrichtung des Trägerfahrzeugs 101(1) sind Objekte wie etwa ein anderes Fahrzeug 102(1), ein Fahrrad 103(1) und ein Fußgänger 104(1) vorhanden. Wie es hier verwendet ist, entsprechen die Zahlen in Klammern, die auf die Symbole der Objekte folgen, den Zahlen in Klammern von 4(1) bis (3). Wenn die Erzeugungszeit und die Vorhersagezeit in der folgenden Beschreibung nicht unterschieden sind, sind die Symbole wie etwa das Trägerfahrzeug 101, das andere Fahrzeug 102, das Fahrrad 103 und der Fußgänger 104 abgekürzt.
4(2) stellt die Karte M2(T1) des Objekts um das Trägerfahrzeug dar, die die Situation zum Zeitpunkt T2 vorhersagt, die zum Zeitpunkt T1 durch die Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte vorhergesagt wird. Die Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte sagt Handlungen der umgebenden Objekte um das Trägerfahrzeug 1 in dem Mikrocomputer 11 auf der Grundlage der Karte M1(T1) des Objekts um das Trägerfahrzeug vorher.
In der Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte werden die Handlungen verschiedener auf die Karte M1(T1) des Objekts um das Trägerfahrzeug abgebildeter umgebender Objekte 102(1) bis 104(1) vorhergesagt. Ein Vorhersageverfahren enthält z. B. ein Verfahren des Extrapolierens und des Ermittelns der künftigen Position der umgebenden Objekte auf der Grundlage der aktuellen Position und der Geschwindigkeit jedes umgebenden Objekts.
Die Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte stellt eine Vorhersagekarte um das Trägerfahrzeug M2(T1) bereit, die die Zukunft der Objekte um das Trägerfahrzeug vorhersagt, wie sie in 4(2) dargestellt ist. Die Vorhersagekarte um das Trägerfahrzeug M2(T1) bildet eine vorhergesagte Position 101(2) des Trägerfahrzeugs 1, eine vorhergesagte Position 102(2) des anderen Fahrzeugs, eine vorhergesagte Position 103(2) des Fahrrads und eine vorhergesagte Position 104(2) des Fußgängers ab.
In 4(2) sind die vorhergesagten Positionen der Objekte durch die Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte zur Erläuterung durch Strichlinien angegeben. Die Position 102(1) des anderen Fahrzeugs, die Fahrradposition 103(1) und die Fußgängerposition 104(1) zu dem aktuellen Zeitpunkt T1, die sich aus der Sensorfusionsverarbeitung S1 ergeben, sind durch durchgezogene Linien angegeben. Die tatsächlichen Positionen sind nicht notwendig in dem Ergebnis der Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte enthalten. Obgleich in 4(2) für jedes Objekt nur eine vorhergesagte Position dargestellt ist, können für jedes Objekt eine Anzahl vorhergesagter Positionen, die für die spätere Trägerfahrzeugtrajektorien-Planungsverarbeitung S3 notwendig sind, erzeugt werden.
Zum Beispiel werden unter der Annahme, dass die Trajektorie des Trägerfahrzeugs 1 für 10 Sekunden für alle 100 Millisekunden in der Trägerfahrzeugtrajektorien-Planungsverarbeitung S3 geplant wird, maximal 100 vorhergesagte Positionen für jedes Objekt (andere Fahrzeuge, Fahrräder, Fußgänger usw.) erzeugt werden
(100 = 10.000 Millisekunden/100 Millisekunden). Unter Verwendung der vorhergesagten Positionen der Objekte wird in dem Mikrocomputer 11 die Trägerfahrzeugtrajektorien-Planungsverarbeitung S3 ausgeführt und wird eine Fahrzeugtrajektorie erzeugt. Es wird ein Steuerbefehlswert für die niedrigere ECU-Gruppe 40, der der erzeugten Fahrzeugtrajektorie genügt, erzeugt und an die niedrigere ECU-Gruppe 40 gesendet. Somit wird die Hauptfunktionsverarbeitung der ECU 10 für automatisches Fahren abgeschlossen.
Andererseits diagnostiziert die Eigendiagnoseverarbeitung S4 in dem Hauptfunktionsverarbeitungsablauf der ECU 10 für automatisches Fahren eine Anomalie in den Eingangswerten der Sensorfusionsverarbeitung S1 und der Sensoren 21 und 22.
5 stellt eine Gesamtkonfiguration der Eigendiagnoseverarbeitung S4 dar. Es wird angemerkt, dass die in 5 dargestellte Eigendiagnoseverarbeitung (Anomaliebestimmungsverarbeitung) durch Extrahieren des relevanten Teils von dem in 2 dargestelltem Hauptfunktionsverarbeitungsablauf der ECU 10 für automatisches Fahren bereitgestellt wird.
Die Hauptfunktionsverarbeitung der ECU 10 für automatisches Fahren ist periodisch, wobei nach Abschluss einer Reihe von Verarbeitungsschritten, die zu einem bestimmten Zeitpunkt T1 begonnen wurden, ähnliche Verarbeitungsschritte bei dem nächsten Zeitpunkt T2 erneut beginnen. Somit ist der Ablauf der Verarbeitungsschritte in der ECU 10 für automatisches Fahren in 5 durch Angeben eines Teils der Reihe der Verarbeitungsschritte in der horizontalen Richtung und des Zeitpunkts zum Beginn der Reihe von Prozessschritten in der vertikalen Richtung dargestellt. Einzelheiten der Verarbeitung werden später anhand von 6 beschrieben. In 5 sind Schrittnummern beschrieben, die die Entsprechung mit dem Prozess aus 6 angeben.
Die Reihe der Verarbeitungsschritte S1(T1) und S2(T1), die zum Zeitpunkt T1 begonnen werden, bestimmt die Karte M1(T1) des Objekts um das Trägerfahrzeug zum Zeitpunkt T1 und bestimmt die zum Zeitpunkt T1 berechnete Umgebungsvorhersagekarte M2(T1) zum Zeitpunkt T2 (4(1), (2)). Ferner bestimmen eine Reihe von Verarbeitungsschritten S1(T2), die zum Zeitpunkt T2 begonnen werden, eine Umgebungsobjektposition M2(T2), die eine Karte ist, die die Positionen umgebender Objekte zum Zeitpunkt T2 angibt (4(3)).
Mit anderen Worten, durch Vergleichen der zum Zeitpunkt T1 vorhergesagten Vorhersagekarte um das Trägerfahrzeug M2(T1) mit der zum Zeitpunkt T2 detektierten Umgebungsobjektkarte M2(T2) ist es möglich zu bestimmen, ob die Sensorfusionsverarbeitung S1 die Anomalie enthält (S43). Durch Vergleichen der zum Zeitpunkt T1 vorhergesagten Vorhersagekarte um das Trägerfahrzeug M2(T1) mit den von den Sensoren 21 und 22 zum Zeitpunkt T2 erfassten Sensordaten (Sensordaten nach der Zeitsynchronisationsverarbeitung) (S45) ist es möglich zu bestimmen, ob die Sensoren 21 und 22 eine Anomalie aufweisen.
Wie später anhand von 6 und 7 beschrieben wird, stellt die Eigendiagnoseverarbeitung S4 auf der Grundlage des Diagnoseergebnisses (Bestimmungsergebnisses) über das Berechnungsergebnis der Sensorfusionsverarbeitung S1 und des Diagnoseergebnisses (Bestimmungsergebnisses) über die Sensordaten eine abschließende Gesamtbestimmung bereit. Die ECU 10 für automatisches Fahren führt dann gemäß der abschließenden Gesamtbestimmung eine Steuerung wie etwa das Benachrichtigen des Fahrers über die Anomaliedetektion oder das Zuweisen des Fahrers zum Fahren des Fahrzeugs 1 aus.
6 ist ein Ablaufplan, der ein ausführliches Beispiel der Eigendiagnoseverarbeitung S4 darstellt, die durch den Mikrocomputer 11 ausgeführt wird. Es ist angenommen, dass der aktuelle Zeitpunkt T2 ist.
Der Mikrocomputer 11 erfasst von der Verarbeitung S2 der Vorhersage der Handlung umgebender Objekte die zum Zeitpunkt T1 vorhergesagte Vorhersagekarte M2(T1) umgebender Objekte (S41). Der Mikrocomputer 11 erfasst die zum Zeitpunkt T2 berechnete Karte von Objekten um das Trägerfahrzeug M2(T2) (S42). Daraufhin vergleicht der Mikrocomputer 11 die in Schritt S41 erfasste Vorhersagekarte M2(T1) mit der in Schritt S42 erfassten aktuellen Karte M2(T2), um zu bestimmen, ob in dem Berechnungsergebnis der Sensorfusionsverarbeitung S1 die Anomalie aufgetreten ist (S43).
Es wird hier ein Beispiel des Vergleichsverfahrens in Schritt S43 beschrieben. Zum Beispiel gibt es ein Verfahren des Vergleichens der Abweichungsbreite der Position jedes umgebenden Objekts mit einem vorgegebenen Schwellenwert. Zwischen der vorhergesagten Position 103(2) des Fahrrads zum Zeitpunkt T2, die zum Zeitpunkt T1 in 4(2) berechnet wurde, und der Position 103(3) des Fahrrads zum Zeitpunkts T2 in 4(3) gibt es in der Zeichnung einen Positionsfehler von weniger als einem Rasterfeld.
Somit kann unter der Annahme, dass der Schwellenwert zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Anomalie z. B. als ein „halbes Rasterfeld“ definiert ist, bestimmt werden, dass zum Zeitpunkt T2 eine Anomalie an der Fahrradposition 103(3) aufgetreten ist. Dies ermöglicht es, die Anwesenheit oder Abwesenheit der Anomalie, die aufgetreten ist, zu detektieren, bevor die Sensorfusionsverarbeitung S1 in dem Hauptfunktionsverarbeitungsablauf der ECU 10 für automatisches Fahren erfolgt. Das Bestimmungsergebnis des Schritts S43 wird an den Gesamtbestimmungsschritt S46 gesendet.
Andererseits erfasst der Mikrocomputer 11 synchronisierte Millimeterwellenradardaten und synchronisierte Kameradaten von der Zeitsynchronisationsverarbeitung S11 in der Sensorfusionsverarbeitung S1 (S44). Der Mikrocomputer 11 vergleicht die in Schritt S44 erfassten synchronisierten Daten (synchronisierten Millimeterwellenradardaten, synchronisierten Kameradaten) mit der zum Zeitpunkt T1 berechneten vorhergesagten Position M2(T1) umgebender Objekte zum Zeitpunkt T2 (S45).
In der Vergleichsverarbeitung in Schritt S45 wird die zum Zeitpunkt T1 berechnete vorhergesagte Position M2(T1) umgebender Objekte zum Zeitpunkt T2 als richtige Daten angesehen und wird die Differenz zwischen den synchronisierten Millimeterwellenradardaten und der tatsächlichen Position jedes umgebenden Objekts, die durch die synchronisierten Kameradaten angegeben ist, mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Wenn die in den Sensordaten erzeugte Differenz gleich oder größer dem Schwellenwert ist, kommt es dazu, dass der Mikrocomputer 11 bestimmt, ob die Sensordaten anomal sind, d. h., ob die Sensoren 21 und 22 anomal sind.
Ähnlich der oben beschriebenen Anomaliebestimmung (S43) der Sensorfusionsverarbeitung S1 kann die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Anomalie der Sensordaten wie oben unter Verwendung des Schwellenwerts bestimmt werden. Die synchronisierten Millimeterwellenradardaten und die synchronisierten Kameradaten, die für den Vergleich verwendet werden, können von der Zeitsynchronisationsverarbeitung S11 erhalten werden, um mit dem Zeitpunkt T2 synchronisierte Daten zu erhalten. Alternativ können synchronisierte Daten zu einem Zeitpunkt, der dem Zeitpunkt T2 am nächsten ist, die in dem Prozess der Zeitsynchronisationsverarbeitung S11 erhalten werden, verwendet werden. Das Bestimmungsergebnis des Schritts S45 wird an den Gesamtbestimmungsschritt S46 gesendet.
Der Mikrocomputer 11 führt auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses des Schritts S43 (des Bestimmungsergebnisses der Sensorfusionsverarbeitung S1) und des Bestimmungsergebnisses des Schritts S45 (des Bestimmungsergebnisses der Sensordaten) eine Gesamtbestimmung aus (S46), wodurch der Mikrocomputer 11 die in der Sensorfusionsverarbeitung S1 erzeugte Anomalie, die in dem Millimeterwellenradar 21 erzeugte Anomalie und die in der Kamera 22 erzeugte Anomalie detektieren kann.
Das Gesamtbestimmungsverfahren gemäß Mustern der Bestimmungsergebnisse in den Schritten S43 und S45 wird durch Bezugnahme auf eine Tabelle 120 aus 7 beschrieben. Die Gesamtbestimmungstabelle 120 ordnet das Bestimmungsergebnis S43 der Sensorfusionsverarbeitung S1 dem Bestimmungsergebnis S45 der Sensordaten und dem Gesamtbestimmungsergebnis S46 zu. In 7 ist das Bestimmungsergebnis S43 der Sensorfusionsverarbeitung S1 als „Berechnungsergebnisbestimmung“ dargestellt.
Der Mikrocomputer 11 bestimmt aus dem Bestimmungsergebnis S43 der Sensorfusionsverarbeitung S1, ob in der Sensorfusionsverarbeitung S1 die Anomalie aufgetreten ist. Wenn die Anwesenheit der Anomalie in der Sensorfusionsverarbeitung S1 bestimmt wird, nimmt der Mikrocomputer 11 auf das Bestimmungsergebnis S45 der Sensordaten von den Sensoren 21 und 22 Bezug. Gleichzeitig kann der Mikrocomputer 11 bestimmen, dass die Anomalie in der Sensorfusionsverarbeitung S1 ist, falls die Anomalie weder auf die Anomalie in dem Millimeterwellenradar 21 noch auf die Anomalie in der Kamera 22 anwendbar ist.
Es wird das Bestimmungsverfahren aus 7 beschrieben. Falls in Schritt S43 die Anwesenheit der Anomalie bestimmt wird und in Schritt S45 die Anomalie in den Millimeterwellenradardaten 21 bestimmt wird, ist das Gesamtbestimmungsergebnis „Anomalie in dem Millimeterwellenradar“. Ähnlich ist das Gesamtbestimmungsergebnis „Anomalie in der Kamera“, falls in Schritt S43 die Anwesenheit der Anomalie bestimmt wird und in Schritt S45 die Anomalie in der Kamera 22 bestimmt wird. Ähnlich ist das Gesamtbestimmungsergebnis „Anomalie in der Sensorfusionsverarbeitung“, falls die Anwesenheit der Anomalie in Schritt S43 bestimmt wird und in Schritt S45 keine Anomalie bestimmt wird.
Falls in Schritt S43 keine Anomalie bestimmt wird, ist das Gesamtbestimmungsergebnis „keine Anomalie“. Da die Sensorfusionsverarbeitung S1 die Sensordaten von den Sensoren 21 und 22 verwendet, kann betrachtet werden, dass keine Anomalie in den Sensordaten auftritt, falls keine Anomalie in der Sensorfusionsverarbeitung S1 auftritt.
Es wird wieder Bezug genommen auf 6. Der Mikrocomputer 11 bestimmt, ob das Gesamtbestimmungsergebnis „anomal“ ist (S47), und benachrichtigt den Fahrer in dem Fahrzeug 1 darüber, dass die Anomalie detektiert wird, falls die Anomalie detektiert wird (S47: Ja) (S48). Zum Beispiel stellt der Mikrocomputer 11 eine Sprachausgabe bereit oder zeigt er eine Nachricht wie etwa „In dem System für automatisches Fahren wird eine Anomalie detektiert“ an.
Da wegen Rauschen oder dergleichen eine vorübergehende Anomalie in dem Sensorwert auftreten kann, kann die Benachrichtigung in Schritt S48 ausgeführt werden, wenn die „Anomalie“ in dem Gesamtbestimmungsergebnis in dem Schritt S47 wenigstens in einer vorgegebenen Anzahl bestimmt wird. Die Benachrichtigung in Schritt S48 ist die Benachrichtigung als eine Vorsichtsmaßnahme, bevor der Übergangsprozess von dem automatischen Fahren zu dem manuellen Fahren beginnt.
Nach dem Benachrichtigen des Fahrers in Schritt S48 bestimmt der Mikrocomputer 11, ob sich der anomale Zustand fortsetzt (S49). Zum Beispiel beginnt der Mikrocomputer 11 mit einer Sicherungsoperationsverarbeitung (S50), wenn das Gesamtbestimmungsergebnis wenigstens in einer weiteren vorgegebenen Anzahl weiter als „anomal“ bestimmt wird (S49: Ja).
Obgleich dies nicht dargestellt ist, schaltet die Sicherungsoperationsverarbeitung z. B. eine Warnleuchte an, ändert sie die Fahrtsteuerung zum Eintritt in eine vorgegebene Haltoperation, ignoriert sie die Eingabe des als anomal bestimmten Sensors und setzt sie das automatische Fahren unter Verwendung der verbleibenden anderen normalen Sensoren allein fort und schaltet sie nach einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Benachrichtigung an den Fahrer zu dem manuellen Fahren. Dies stellt die Sicherheit des Insassen sicher, wenn in dem System für automatisches Fahren die Anomalie auftritt. Die Benachrichtigungsverarbeitung (S46, S48) benachrichtigt nicht nur den Fahrer in dem Fahrzeug 1, sondern benachrichtigt ebenfalls z. B. umgebende andere Fahrzeuge oder benachrichtigt einen Server (nicht dargestellt), der das Fahren des Fahrzeugs überwacht. Protokollinformationen, die Änderungen von Parametern während des automatischen Fahrens angeben, können in dem Speicher 12 gespeichert werden und können durch Zuordnen des Zeitpunkts des Detektierens der Anomalie und der Arten der Anomalie zu den Protokollinformationen gesichert werden. Dies kann ebenfalls zur Untersuchung der Ursache der Anomalie nutzbar sein.
Gemäß der wie oben beschrieben konfigurierten vorliegenden Ausführungsform werden die Handlungen der Objekte um das Trägerfahrzeug auf der Grundlage von Sensordaten von der Detektionseinheit 20 externer Informationen vorhergesagt und wird auf der Grundlage der von der Detektionseinheit 20 externer Informationen erfassten aktuellen Sensordaten bestimmt, ob das Vorhersageergebnis richtig oder falsch ist. Somit kann die Eigendiagnose gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer einfachen Konfiguration ohne Multiplexieren der Detektionseinheit 20 externer Informationen, des Mikrocomputers 11 und dergleichen ausgeführt werden und kann die Zuverlässigkeit verbessert werden, ohne die Herstellungskosten zu erhöhen.
Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Anomalie, die in der Detektionseinheit 20 externer Informationen und in der Sensorfusionsverarbeitung S1 auftritt, detektiert werden, ohne die Sensorfusionsverarbeitung S1 in der ECU 10 für automatisches Fahren oder in der Detektionseinheit 20 externer Informationen (Millimeterwellenradar 21 und Kamera 22), die in der ECU 10 für automatisches Fahren verwendet wird, zu multiplexieren. Das Bestimmungsverfahren der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Anomalie gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfolgt auf der Grundlage der Vergleichsoperation unter Verwendung einer Karte oder von Informationen, die in dem Prozess der Hauptfunktionsverarbeitung der ECU 10 für automatisches Fahren erhalten werden. Aus diesem Grund kann eine Erhöhung der Verarbeitungslast der ECU 10 für automatisches Fahren unterdrückt werden, selbst wenn das Verfahren (die Eigendiagnoseverarbeitung) zum Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Anomalie gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der ECU 10 für automatisches Fahren zusätzlich installiert ist.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Der Fachmann auf dem Gebiet kann im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verschiedene Hinzufügungen und Änderungen vornehmen. In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung nicht auf das in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Konfigurationsbeispiel beschränkt. Es ist möglich, den Aufbau und das Verarbeitungsverfahren der Ausführungsform im Umfang der Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung geeignet zu ändern.
Außerdem kann jeder Bestandteil der vorliegenden Erfindung beliebig gewählt und sortiert werden und ist die Erfindung mit einer Konfiguration, die gewählt und sortiert worden ist, ebenfalls in der vorliegenden Erfindung enthalten. Darüber hinaus können die in den beigefügten Ansprüchen beschriebenen Konfigurationen neben den in den Ansprüchen spezifizierten mit irgendeiner Kombination kombiniert werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Verfahren des Bestimmens der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Anomalie durch Vergleichen zweier Karteninformationen zum Zeitpunkt T1 und zum Zeitpunkt T2 beschrieben worden. Alternativ kann die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Anomalie als ein Verfahren der Anomaliebestimmung z. B. durch Vergleichen von Positionsinformationen und vorhergesagten Positionsinformationen unter drei oder mehr Zeitpunkten wie etwa den Zeitpunkten T1, T2 und T3 bestimmt werden.
Das in der obigen Ausführungsform beschriebene Anomaliedetektionsverfahren (Eigendiagnoseverfahren) verifiziert die Gültigkeit der Verarbeitung der ECU für automatisches Fahren zu dem nächsten Zeitpunkt T2 unter der Annahme, dass die Verarbeitung der ECU für automatisches Fahren zu einem bestimmten Zeitpunkt T1 normal ist. Somit ist es bevorzugt, z. B. zu einem Schlüssel-ein-Zeitpunkt, wenn der Fahrzeugschlüssel eingeschaltet wird, oder zu Beginn der Verarbeitung der ECU für automatisches Fahren zu bestätigen, dass die Verarbeitung der ECU für automatisches Fahren normal ist.
Als das Bestätigungsverfahren gibt es z. B. ein Verfahren des Ausführens derselben Verarbeitung sowohl zu dem Anfangszeitpunkt des automatischen Fahrens als auch das nächste Mal und des Bestätigens, ob das Ergebnis der Verarbeitung angepasst ist. Ferner wird an einem Objekt wie etwa einem Ortungspunkt, dessen Position bekannt ist, wie etwa einem Gebäude usw. eine Positionsdetektion ausgeführt und wird der Bewegungsbetrag des Fahrzeugs 1 unter Verwendung der Karteninformationen 31 und des Trägerfahrzeug-Positionssensors 32 geschätzt, während die ECU 10 für automatisches Fahren arbeitet. Die Gültigkeit der Detektionseinheit 20 externer Informationen und der Sensorfusionsverarbeitung S1 kann ebenfalls durch Vergleichen des Werts mit der Position eines Objekts wie etwa eines Ortungspunkts bestätigt werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: ECU für automatisches Fahren
11: Mikrocomputer
20: Detektionseinheit für externe Informationen
21: Millimeterwellenradar
22: Kamera
30: Fahrzeugzustands-Detektionseinheit
31: Karteninformationen
32: Trägerfahrzeug-Positionssensor
40: ECU-Gruppe niedrigerer Ebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009061942 A [0005]

Claims

Elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs, wobei die elektronische Steuervorrichtung Folgendes umfasst: eine Handlungsvorhersageeinheit, die eine Handlung eines Objekts um das Fahrzeug gemäß externen Informationen, die von einer Detektionseinheit für externe Informationen, die externe Informationen des Fahrzeugs detektiert, erfasst werden, vorhersagt; und eine Bestimmungseinheit für eine Detektionseinheit, die durch Vergleichen der von der Detektionseinheit für externe Informationen erfassten externen Informationen zu dem Zeitpunkt, der einem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit entspricht, mit dem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit bestimmt, ob in der Detektionseinheit für externe Informationen eine Anomalie aufgetreten ist.
Elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine integrierte Berechnungseinheit, die die externen Informationen ganzheitlich berechnet; und eine Bestimmungseinheit für eine Berechnungseinheit, die durch Vergleichen eines Berechnungsergebnisses der integrierten Berechnungseinheit zu dem Zeitpunkt, der dem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit entspricht, mit dem Vorhersageergebnis der Handlungsvorhersageeinheit bestimmt, ob in der integrierten Berechnungseinheit eine Anomalie aufgetreten ist.
Elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 2, die ferner eine Gesamtbestimmungseinheit umfasst, die gemäß einem Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit für die Detektionseinheit und einem Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit für die Berechnungseinheit eine Gesamtbestimmung ausführt.
Elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 3, die ferner eine Benachrichtigungseinheit umfasst, die an einen Fahrer des Fahrzeugs eine Anomaliebenachrichtigung, die die Detektion eines anomalen Zustands angibt, ausgibt, wenn die Gesamtbestimmungseinheit die Anwesenheit einer Anomalie bestimmt.
Elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 4, wobei die Benachrichtigungseinheit die Anomaliebenachrichtigung ausgibt, wenn die Gesamtbestimmungseinheit die Anwesenheit einer Anomalie wenigstens in einer im Voraus eingestellten vorgegebenen Anzahl bestimmt.
Elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 5, wobei die Verarbeitung zum Verschieben des Betriebs des Fahrzeugs an den Fahrer begonnen wird, wenn die Gesamtbestimmungseinheit die Anwesenheit einer Anomalie in wenigstens einer weiteren vorgegebenen Anzahl, die im Voraus eingestellt wird, nachdem die Benachrichtigungseinheit die Anomaliebenachrichtigung ausgegeben hat, bestimmt.
Elektronische Steuervorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Detektionseinheit für externe Informationen ein Radar und/oder eine Kamera enthält.