DE112019003458T5 - Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem - Google Patents

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Tetsuya Yamada
Kentaro Yoshimura
Shouji MURAMATSU
Tsutomu Kaneko
Toshiyuki Innami
Koichi Yokoura
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Abstract

Die vorliegende Erfindung führt im Fall einer Störung einer ECU für automatisches Fahren die Ausfallsicherung geeignet aus. Dieses fahrzeuginterne elektronische Steuersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: eine Erkennungsvorrichtung, die die Situation außerhalb eines Fahrzeugs erkennt; eine Wegberechnungseinheit, die einen Weg berechnet, entlang dem das Fahrzeug fahren soll; eine Störungsdiagnoseeinheit, die eine Störung der Wegberechnungseinheit diagnostiziert; und eine Ausgabeeinheit, die Steuersignale ausgibt, die zum Steuern des Fahrzeugs verwendet werden. Die Ausgabeeinheit empfängt das auf der Grundlage einer durch die Erkennungsvorrichtung erzeugten Bremssteueranweisung erzeugte Steuersignal und das auf der Grundlage einer durch die Wegberechnungseinheit erzeugten Wegsteueranweisung erzeugte Steuersignal. Falls die Störungsdiagnoseeinheit diagnostiziert, dass die Wegberechnungseinheit ausgefallen ist, gibt die Ausgabeeinheit das auf der Grundlage der durch die Erkennungsvorrichtung erzeugten Bremssteueranweisung erzeugte Steuersignal aus.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein fahrzeuginternes Steuersystem, das in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Kraftfahrzeug, angebracht ist.
  • Technischer Hintergrund
  • Beim automatischen Fahren „erkennt“ ein Sensor, wie z. B. eine Kamera und ein Radar, die Umgebungssituation, künstliche Intelligenz (maschinelles Lernen) „bestimmt“ die Reaktion auf die Umgebungssituation, und ein Aktuator „bedient“ ein Fahrzeug durch das Betätigen einer Drosselklappe, einer Bremse oder dergleichen gemäß der Bestimmung.
  • Im Allgemeinen ist eine ECU für automatisches Fahren (AD-ECU) in einem Fahrzeug angebracht, das das automatische Fahren ausführt. Die ECU für automatisches Fahren führt eine Sensorverschmelzung und eine Verarbeitung lokaler dynamischer Karten des Hinzufügens von Erkennungsinformationen, die von mehreren Sensoren ausgegeben werden, als dynamische Daten in mehreren Schichten auf eine Karte der Umgebung des fahrenden eigenen Fahrzeugs und eine Wegberechnungsverarbeitung des Ausführens des Verarbeitens des Berechnens eines Risikos auf einer lokalen dynamischen Karte und des Berechnens eines optimalen Weges, auf dem das eigene Fahrzeug fahren sollte, aus. Es gibt außerdem eine ECU, die eine Rohdatenverschmelzungsverarbeitung des Eingebens von Rohdaten vor der Verarbeitung anstelle von Erkennungsinformationen von mehreren Sensoren direkt in die ECU für automatisches Fahren und des Ausführens einer Erkennungsverarbeitung und Datenaggregationsverarbeitung ausführt.
  • Der folgende Stand der Technik bildet die Hintergrundtechniken auf diesem technischen Gebiet. PTL 1 ( JP 2017-47694 A ) offenbart eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die wenigstens eines von einem ersten Steuersignal, das auf der Grundlage von Steuerinformationen des automatischen Fahrens erzeugt wird, und einem zweiten Steuersignal, das auf der Grundlage von relativen Informationen zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem umgebenden Objekt erzeugt wird, an eine Antriebsvorrichtung ausgibt und das zweite Steuersignal anstelle des ersten Steuersignals an die Antriebsvorrichtung ausgibt, wenn eine Anomalie in den Steuerinformationen des automatischen Fahrens detektiert wird.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentliteratur
  • PTL 1: JP 2017-47694 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Es gibt die folgenden zwei Probleme in einem System, das mit einer ECU für automatisches Fahren ausgerüstet ist.
  • (1) Störung: Ausfallsicherung, um Unfälle zu vermeiden, selbst wenn die ECU für automatisches Fahren eine Störung aufweist, oder Ausfallbetrieb, um die Fahrt zu einem sicheren Ort fortzusetzen
  • (2) Plötzliches Ereignis: Das Vermeiden von Gefahren durch ein plötzliches Ereignis, wie z. B. ein Motorrad oder eine Person, das bzw. die auf den durch die ECU für automatisches Fahren spezifizierten Weg hervorschnellt
  • Für die Störung der ECU für automatisches Fahren in (1) ist eine redundante Konfiguration mit zwei ECUs für automatisches Fahren denkbar, wobei aber die Kosten zunehmen. Deshalb ist es erwünscht, eine Ausfallsicherung oder einen Ausfallbetrieb durch das Ersetzen einiger Funktionen der ECU für automatisches Fahren durch eine weitere Vorrichtung zu erreichen.
  • Für das plötzliche Ereignis in (2) führt die ECU für automatisches Fahren eine Verarbeitung des Umsetzens der Werte von mehreren Sensoren in verschiedenen Koordinatensystemen in Koordinaten und des Überlagerns (der Verschmelzung) der Koordinaten und des Berechnens eines optimalen Weges unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads und des Fahrkomforts zusätzlich zur Sicherheit aus, wobei deshalb der Prozesszyklus lang ist und es schwierig ist, einem Ereignis zu folgen, das plötzlich auftritt. In der Zukunft wird erwartet, dass die Menge der zu verarbeitenden Daten aufgrund der Zunahme der Menge zu verarbeitender Daten für das Ausführen der Verschmelzung an den Rohdaten und aufgrund der Erkennungsverarbeitung im fortgeschrittenen maschinellen Lernen weiter zunehmen wird.
  • Für diese Probleme schlägt die PTL 1 für (1) eine Störung vor, dass ein externer Sensor, wie z. B. eine Kamera und ein Radar, verwendet wird, um eine Steuerung unter Verwendung der relativen Informationen des externen Sensors auszuführen, d. h., einen Ausfallbetrieb. Ferner schlägt die PTL 1 für (2) ein plötzliches Ereignis das Berechnen des Risikos eines Zusammenstoßes aus der relativen Position, der Relativgeschwindigkeit und der Relativbeschleunigung und das Wechseln der Steuerung von der ECU für automatisches Fahren zu der Steuerung basierend auf dem externen Sensor gemäß dem berechneten Risikowert vor.
  • Für den Ausfallbetrieb zum Zeitpunkt einer Störung und das plötzliche Ereignis sind die auszuführenden Sachen jedoch unterschiedlich, wobei es schwierig ist, sie durch dieselben Maßnahmen zu lösen.
  • Bei einem plötzlichen Ereignis bewegt sich z. B. ein Kraftrad, das an einer Kreuzung hinter einem entgegenkommenden Fahrzeug hervorschnellt, wobei es die Position sogar in einer kurzen Zeit von 100 Millisekunden ändert. Falls eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit diesem Kraftrad gibt, ist es notwendig, das Fahrzeug zu stoppen, um nicht zusammenzustoßen, wobei es wichtig ist, die Verarbeitung des angemessenen Bestimmens des Stopps in einer kurzen Zeit auszuführen. Andererseits ist es bei dem Ausfallbetrieb zum Zeitpunkt einer Störung notwendig, die Verarbeitung des automatischen Fahrens fortzusetzen, um zu einem sicheren Ort zu fahren. Für die Verarbeitung des Bestimmens des Stopps in einer kurzen Zeit, um einen Zusammenstoß zu vermeiden, und die Verarbeitung des automatischen Fahrens für das Fahren zu einem sicheren Ort sind unterschiedliche Prozesse erforderlich.
  • Für diese Probleme wird in der PTL 1 der Grad der Gefahr (des Risikos) für jedes von dem Sensor ausgegebene Objekt aus der relativen Position, der Relativgeschwindigkeit, der Relativbeschleunigung und dergleichen auf der Grundlage, ob sich das Objekt auf dem Weg des eigenen Fahrzeugs befindet, berechnet. Das Verbessern der Genauigkeit der Risikoberechnung unter Verwendung von Informationen von mehreren Sensoren ist für den Ausfallbetrieb im Fall einer Störung geeignet, wobei es aber die Menge der Verarbeitung erhöht. Weil das Ergebnis der Risikoberechnung kein Zeitelement enthält, gibt es ein Problem, dass der Steuerbetrag und der Zeitpunkt des Bremsens für ein plötzliches Ereignis nicht bestimmt werden können.
  • Deshalb schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum angemessenen Ausführen einer Ausfallsicherung oder eines Ausfallbetriebs, wenn die ECU für automatisches Fahren eine Störung aufweist, und ein Verfahren zum Erreichen sowohl einer Reaktion auf ein plötzliches Ereignis als auch einer Ausfallsicherung oder eines Ausfallbetriebs zum Zeitpunkt einer Störung vor.
  • Lösung des Problems
  • Ein repräsentatives Beispiel der Erfindung, die in der vorliegenden Anmeldung offenbart wird, ist wie folgt. Das heißt, es wird ein fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem geschaffen, das eine Erkennungsvorrichtung, die eine Situation außerhalb eines Fahrzeugs erkennt, eine Wegberechnungseinheit, die einen Weg berechnet, auf dem das Fahrzeug fährt, eine Störungsdiagnoseeinheit, die eine Störung der Wegberechnungseinheit diagnostiziert, und eine Ausgabeeinheit, die ein Steuersignal ausgibt, das verwendet wird, um das Fahrzeug zu steuern, enthält, wobei ein Steuersignal, das basierend auf einer durch die Erkennungsvorrichtung erzeugten Bremssteueranweisung erzeugt wird, und ein Steuersignal, das basierend auf einer durch die Wegberechnungseinheit erzeugten Wegsteueranweisung erzeugt wird, in die Ausgabeeinheit eingegeben werden, und, wenn die Störungsdiagnoseeinheit diagnostiziert, dass die Wegberechnungseinheit eine Störung aufweist, die Ausgabeeinheit ein Steuersignal ausgibt, das basierend auf der durch die Erkennungsvorrichtung erzeugten Bremssteueranweisung erzeugt wird.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Ausfallsicherung geeignet ausgeführt werden, wenn eine ECU für automatisches Fahren eine Störung aufweist, und kann die Gefahr aufgrund eines plötzlichen Ereignisses vermieden werden. Die Probleme, Konfigurationen und Wirkungen anders als jene, die oben beschrieben worden sind, werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen verdeutlicht.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
    • 2 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung der ersten Ausführungsform.
    • 3 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 4 ist ein eine graphische Darstellung zum Erklären eines Beispiels eines plötzlichen Ereignisses.
    • 5 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer Notbremsungs-Berechnungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 6 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung der zweiten Ausführungsform.
    • 7 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
    • 8 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer Notbremsungs-Berechnungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
    • 9 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung der dritten Ausführungsform.
    • 10 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
    • 11 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung der vierten Ausführungsform.
    • 12 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
    • 13 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration einer Modifikation eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden bezüglich der Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem für automatisches Fahren beschrieben, das an einem Fahrzeug, wie z. B. einem Kraftfahrzeug, angebracht ist und auf der Grundlage der äußeren Bedingungen und der Karteninformationen, die von mehreren Sensoren, wie z. B. Kameras, erfasst werden, einen Weg erzeugt, auf dem das Fahrzeug autonom fährt.
  • In dem fahrzeuginternen elektronischen Steuersystem der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird (1), wenn eine Ausfallsicherung ausgeführt wird, wenn eine ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, die Steuerung gewechselt, um basierend auf einer Ausgabe von einer Erkennungsvorrichtung 2 (Notbremsungs-Berechnungseinheit 15) zu steuern, um ein Fahrzeug sicher zu stoppen.
  • Für (2) ein plötzliches Ereignis berechnet die Erkennungsvorrichtung 2 (Notbremsungs-Berechnungseinheit 15), wie z. B. eine Stereokamera und dergleichen, eine Zeit bis zum Zusammenstoß (TTC) 45 des Zusammenstoßes mit einem Objekt auf einem Weg eines Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs, wobei sie die TTC ausgibt, so dass der Steuerbetrag und der Zeitpunkt des Bremsens geeignet gesteuert werden. Obwohl die Erkennungsvorrichtung 2 und dergleichen zusätzlich zur Bremssteuerung mehrere Prozesse, wie z. B. Spurhalten und adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC), ausführen, berechnen die Erkennungsvorrichtung 2 und dergleichen die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 vor den anderen Prozessen und geben das Berechnungsergebnis in einem kurzen Zyklus (z. B. einige zehn Millisekunden) aus, um ein Fahrzeug sicher zu stoppen. Ferner wird der Zeitpunkt für das Wechseln zu der Bremssteuerung auf der Seite der Erkennungsvorrichtung 2 auf der Grundlage der Zeit bis zum Zusammenstoß 45 bestimmt.
  • Wenn für eine Störung der ECU 1 für automatisches Fahren (1) ein Ausfallbetrieb ausgeführt wird, werden einige Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren in einer weiteren ECU rekonstruiert. Weil die Rekonstruktion Zeit benötigt, wird auf ein plötzliches Ereignis während der Rekonstruktion und nach Abschluss der Rekonstruktion mit (2) reagiert, um während der Rekonstruktion nicht die Steuerung zu verlieren.
  • Das heißt, in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird von mehreren Steuerungen (1) bei der Ausfallsicherung für eine Störung der ECU 1 für automatisches Fahren, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, die Steuerung zu der auf einer Ausgabe von der Erkennungsvorrichtung 2 (Notbremsungs-Berechnungseinheit 15) basierenden Steuerung gewechselt, um ein Fahrzeug sicher zu stoppen, und (1) beim Ausfallbetrieb für eine Störung der ECU 1 für automatisches Fahren die Steuerung zu der auf einer Ausgabe von einigen Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren, die in einer weiteren ECU rekonstruiert werden, basierenden Steuerung gewechselt, um ein Fahrzeug zu einer sicheren Position zu führen. Ferner werden für (2) ein plötzliches Ereignis, ungeachtet dessen, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist oder nicht, die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41, die im Voraus durch die Erkennungsvorrichtung 2 berechnet werden, verwendet, um die Steuerung zu der auf der Bremssteueranweisung 41 basierenden Steuerung zu wechseln, um ein Fahrzeug sicher zu stoppen. Im Ergebnis wird, falls ein plötzliches Ereignis auftritt, nicht nur während des normalen Betriebs, sondern außerdem während entweder der Ausfallsicherungs- oder der Ausfallbetriebs-Verarbeitung zum Zeitpunkt einer Störung der ECU 1 für automatisches Fahren der Reaktion auf das plötzliche Ereignis die Priorität gegeben, wobei ein Fahrzeug auf der Grundlage der Zeit bis zum Zusammenstoß sicher gestoppt wird, so dass Unfälle vermieden werden können.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 1 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
  • In der ersten Ausführungsform wird in Reaktion auf das oben beschriebene Problem (1) die Steuerung zwischen der Wegsteuerung durch die ECU 1 für automatisches Fahren und der Bremssteuerung durch die Erkennungsvorrichtung 2 gewechselt, um eine Ausfallsicherung zum Zeitpunkt einer ECU-Störung zu erreichen.
  • Das fahrzeuginterne elektronische Steuersystem für automatisches Fahren der ersten Ausführungsform enthält die ECU für automatisches Fahren (AD-ECU) 1, die Erkennungsvorrichtung 2, eine Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit (einen Fahrzeugbewegungs-Controller (VMC)) 3, eine Antriebsstrangsteuer-ECU 6, eine Bremssteuer-ECU 7, eine Lenksteuer-ECU 8 und eine Störungsdiagnoseeinheit 9. Das fahrzeuginterne elektronische Steuersystem kann eine Karteneinheit (MPU) 4 und eine Umgebungskamera 5 aufweisen, wie in der Zeichnung gezeigt ist.
  • Die ECU für automatisches Fahren (AD-ECU) 1 ist eine elektronische Steuervorrichtung, die als eine Wegberechnungseinheit arbeitet, die einen Weg berechnet, auf dem ein Fahrzeug fährt. Die ECU für automatisches Fahren (AD-ECU) 1 weist einen Prozessor, der ein Programm ausführt, und einen Speicher, der das Programm speichert, auf. Die während der Ausführung des Programms verwendeten Daten sind außerdem in dem Speicher gespeichert.
  • Die Erkennungsvorrichtung 2 ist eine Vorrichtung, die ein Objekt um das Fahrzeug detektieren und den relativen Abstand und die Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt messen kann. Wenn die Erkennungsvorrichtung 2 z. B. durch eine Stereokamera (SCAM) konfiguriert ist, weist die Erkennungsvorrichtung 2 Bildgebungsvorrichtungen 11, eine Parallaxenbild-Erzeugungseinheit 12, eine Erkennungseinheit 13, eine Steueranweisungseinheit 14 und eine Schnittstelleneinheit 18 auf. In der Erkennungsvorrichtung 2 erzeugt die Parallaxenbild-Erzeugungseinheit 12 aus den durch die beiden Bildgebungsvorrichtungen 11 aufgenommenen Rohbildern (Bayer-Bildern) der Peripherie die für die Erkennung notwendigen Bilder (Parallaxenbild, Kantenbild und dergleichen), führt die Erkennungseinheit 13 eine Erkennungsverarbeitung unter Verwendung der erzeugten Bilder aus, erzeugt die Steueranweisungseinheit 14 aus dem relativen Abstand und der Relativgeschwindigkeit zum erkannten Objekt die Bremssteueranweisung 41 und gibt die Schnittstelleneinheit 18 die erzeugte Bremssteueranweisung 41 nach außen aus.
  • Die Erkennungsvorrichtung 2 kann durch eine oder eine Kombination aus einer Stereokamera, einer monokularen Kamera, einem Laser-Radar, einem Millimeterwellen-Radar, einem LIDAR, einem Ultraschallsensor und dergleichen konfiguriert sein. In der ersten Ausführungsform kann die Erkennungsvorrichtung 2 unter Verwendung verschiedener Sensoren konfiguriert sein, weil die Erkennungsvorrichtung 2 nur die Bremssteueranweisung 41 erzeugen muss und keine verschiedenen Teile der Informationen benötigt.
  • Die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 weist eine Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 und eine Auswahleinheit 26 auf. Die Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 weist eine Steuerungserzeugungseinheit (SCAM) 22 und eine Steuerungserzeugungseinheit (AD-ECU) 23 auf.
  • Die Steuerungserzeugungseinheit 22 erzeugt ein Steuersignal zum Steuern verschiedener Aktuatoren (Fahrpedal, Bremse, Lenkung und dergleichen) durch wenigstens eine der Antriebsstrangsteuer-ECU 6, der Bremssteuer-ECU 7 und der Lenksteuer-ECU 8 aus der von der Erkennungsvorrichtung 2 empfangenen Bremssteueranweisung 41. Das heißt, wenn das Fahrzeug auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 empfangenen Bremssteueranweisung 41 gestoppt wird, erzeugt die Steuerungserzeugungseinheit 22 ein Notbremsungs-Steuersignal, wobei das Fahrzeug durch die Steuerung der Bremssteuer-ECU 7 gestoppt wird. Wenn ein sich von hinten näherndes Objekt durch Beschleunigung auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 empfangenen Bremssteueranweisung 41 vermieden wird, erzeugt die Steuerungserzeugungseinheit 22 ferner ein Beschleunigungssteuersignal, wobei eine Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Steuerung der Antriebsstrangsteuer-ECU 6 beschleunigt wird. Wenn ein Objekt durch das Lenken auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 empfangenen Bremssteueranweisung 41 vermieden wird, erzeugt die Steuerungserzeugungseinheit 22 ferner ein Lenksteuersignal, wobei sie die Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch die Steuerung der Lenksteuerungs-ECU 8 ändert. Es wird angegeben, dass im Folgenden das auf der Grundlage der Bremssteueranweisung 41 erzeugte Notbremsungs-Steuersignal beschrieben wird, wobei aber außerdem die oben beschriebenen Beschleunigungs- und Lenksteuersignale verwendet werden können. Um die Steuerung auszuführen, können zwei oder mehr der Bremssteuerung, der Beschleunigungssteuerung und der Lenksteuerung kombiniert werden (z. B. eine Kombination aus der Bremssteuerung und der Lenksteuerung). Weil die Steuerung durch die Bremssteueranweisung 41 durch eine oder eine Kombination aus der Bremse, dem Antriebsstrang und der Lenkung ausgeführt wird, kann die Gefahr vermieden werden, selbst wenn auf dem Weg ein Ereignis eintritt, das nur durch das Stoppen nicht vermieden werden kann, wie oben beschrieben worden ist.
  • Die Steuerungserzeugungseinheit 23 erzeugt ein Steuersignal zum Steuern verschiedener Aktuatoren durch wenigstens eine der Antriebsstrangsteuer-ECU 6, der Bremssteuer-ECU 7 und der Lenksteuer-ECU 8 aus der Wegsteueranweisung 42, wie z. B. dem Lenkwinkel und der Geschwindigkeit, die von der ECU 1 für automatisches Fahren empfangen wird.
  • Die Störungsdiagnoseeinheit 9 prüft periodisch einen Betriebsstatus der ECU 1 für automatisches Fahren durch das periodische Bestätigen des Vorhandenseins (Herzschlag), das Detektieren einer Anomalie durch eine elektrische Schaltung (Detektieren einer anomalen Spannung), das Detektieren einer Kommunikationsanomalie (Detektieren eines Fehlers, wie z. B. eine CRC) und dergleichen, wobei sie, wenn sie bestimmt, dass das ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das AD-ECU-Störungssignal 44 ausgibt. Eine Störung ist ein vom Normalzustand abweichender Zustand, der aufgrund einer Hardware-Störung, einer Software-Störung, einer unerwarteten Eingabe oder dergleichen auftritt.
  • Die Auswahleinheit 26 arbeitet als eine Ausgabeeinheit, die das Steuersignal auf der Seite der ECU 1 für automatisches Fahren und das Steuersignal auf der Seite der Erkennungsvorrichtung 2 auswählt und das ausgewählte Steuersignal ausgibt. Spezifisch verwendet die Auswahleinheit 26 das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebene AD-ECU-Störungssignal 44, um das Steuersignal (a) auf der Seite der Erkennungsvorrichtung 2 auszuwählen, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, während sie das Steuersignal (b) auf der Seite der ECU für automatisches Fahren auswählt, wenn sich die ECU 1 für automatisches Fahren im normalen Zustand befindet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Steuerungserzeugungseinheiten 22 und 23, die das Steuersignal erzeugen, und die Auswahleinheit 26, die das Steuersignal auswählt, separat vorgesehen, wobei aber die Steuerungserzeugungseinheiten 22, 23 und die Auswahleinheit 26 integriert sein können, um die Ausgabeeinheit zu konfigurieren, die ein Steuersignal an die ECUs 6 bis 8 ausgibt.
  • 2 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung durch die Auswahleinheit 26 der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 der ersten Ausführungsform. Die veranschaulichte Steuerauswahlverarbeitung wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (z. B. in Intervallen von mehreren hundert Millisekunden) gemäß dem Störungsdiagnosezyklus wiederholt ausgeführt.
  • Die Störungsdiagnoseeinheit 9 diagnostiziert periodisch den Betriebszustand der ECU 1 für automatisches Fahren und meldet der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 das Ergebnis der Diagnose. Die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 empfängt das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebene Diagnoseergebnis (S20) und bestimmt auf der Grundlage des Diagnoseergebnisses, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, (S21).
  • Wenn sich die ECU 1 für automatisches Fahren im Normalzustand befindet (nein im Schritt S21), wählt die Auswahleinheit 26 das auf der Grundlage der durch die ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal (b) aus und gibt es aus (S22). Wenn andererseits die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist (ja im Schritt S22), wählt die Auswahleinheit 26 das auf der Grundlage der durch die Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugte Steuersignal (a) aus und gibt es aus (S23).
  • Wie oben beschrieben worden ist, wird in der ersten Ausführungsform, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, die Steuerung durch die ECU 1 für automatisches Fahren unterbrochen, wobei die Steuerung sofort zu der Steuerung durch die Erkennungsvorrichtung 2 gewechselt wird und die Stoppverarbeitung durch die Bremssteuerung ausgeführt wird, ohne die Steuerung zu verlieren, so dass die zuverlässige Ausfallsicherung ausgeführt werden kann.
  • Weil die Steuerung ohne das Berechnen von Risikowerten, die eine große Menge an Berechnung unter Verwendung von relativen Informationen (der relativen Position, der Relativgeschwindigkeit) zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem Hindernis erfordern, zu der Notbremsungssteuerung gewechselt werden kann, kann die Steuerung ferner schnell zu der Notbremsungssteuerung gewechselt werden und kann das Fahrzeug zuverlässig gestoppt werden.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der zweiten Ausführungsform ein Verfahren zum Wechseln der Steuerung zwischen der Wegsteuerung durch die ECU 1 für automatisches Fahren und der Bremssteuerung durch die Erkennungsvorrichtung 2, um die beiden obenerwähnten Probleme (1) der Ausfallsicherung zum Zeitpunkt einer Störung und (2) der Gefahrenvermeidung bei einem plötzlichen Ereignis zu behandeln. Es wird angegeben, dass in der zweiten Ausführungsform der Unterschied zur ersten Ausführungsform beschrieben wird, die gleichen Konfigurationen und Funktionen wie jene in der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
  • 3 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • Zuerst wird ein Beispiel eines plötzlichen Ereignisses bezüglich 4 beschrieben. Die ECU 1 für automatisches Fahren erzeugt aus dem Zustand, dass sich das eigene Fahrzeug 60 und ein weiteres Fahrzeug 62 einer Kreuzung nähern, die Wegsteueranweisung 42, die den Weg 61 angibt, auf dem die ECU 1 für automatisches Fahren fahren sollte. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Kraftrad 64, das hinter einem weiteren Fahrzeug 62 nicht gesehen werden kann, oder ein Fußgänger 65 nach dem Rechtsabbiegen plötzlich hervorspringen.
  • In 3 weist die ECU 1 für automatisches Fahren eine Einheit lokaler dynamischer Karten (LDM) 31 und eine Wegberechnungseinheit 32 auf, wobei sie die Erkennungsergebnisse mehreren Sensoren koordiniert, die Koordinaten auf eine lokale dynamische Karte abbildet und ein Ziel berechnet, wobei deshalb die Verarbeitungszeit lang ist und es nicht möglich sein kann, auf plötzliche Änderungen in den Ereignissen zu reagieren. Deshalb berechnet eine dedizierte Schaltung der Erkennungsvorrichtung 2 (die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15) die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41, die die Notwendigkeit einer Notbremsung angibt, in einem kurzen Zyklus (z. B. mehreren zehn Millisekunden), wobei sie die Bremssteueranweisung 41 ausgibt, bevor die ECU 1 für automatisches Fahren dies in mehreren hundert Millisekunden ausführt. Dann, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 gleich einem oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, wählt die Auswahleinheit 26 die Bremssteueranweisung 41 auf der Seite der Erkennungsvorrichtung 2 aus.
  • Zuerst erkennt die Erkennungsvorrichtung 2 nicht nur Objekte (dreidimensionale Objekte) um das Fahrzeug, sondern außerdem Fahrspuren, Lichter (eine Lichtverteilung), Schilder und dergleichen, wobei sie mehrere Steueranweisungen, wie z. B. ein Spurhaltesystem (LKS), eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC) und ein adaptives Fernlicht (AHB), erzeugt. In den letzten Jahren ist die Auflösung der Bildgebungsvorrichtung 11 tendenziell hoch und ist die Verarbeitungslast der Erkennungsvorrichtung 2 groß geworden.
  • Deshalb ist die Erkennungsvorrichtung 2 mit der Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 versehen, die eine Berechnung durch das Begrenzen der Funktionen auf die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die autonome Notbremsung (AEB) 41 der Notbremsungs-Steueranweisung ausführt, wobei der Ausgabezyklus der Bremssteueranweisung 41 verkürzt wird, wobei dadurch ein Fahrzeug schnell gemäß der aktuellen Situation gesteuert wird. Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 weist eine Notbremsungs-Erkennungseinheit 16 und eine Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit 17 auf. Die Einzelheiten der Konfiguration der Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 werden später bezüglich 5 beschrieben.
  • In der zweiten Ausführungsform kann die Erkennungsvorrichtung 2 durch eine oder eine Kombination aus einer Stereokamera, einer monokularen Kamera, einem Laser-Radar, einem Millimeterwellen-Radar, einem LIDAR, einem Ultraschallsensor und dergleichen konfiguriert sein. Weil in der zweiten Ausführungsform die Erkennungsvorrichtung 2 nur die Bremssteueranweisung 41 und die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 erzeugen muss und verschiedene Teile der Informationen nicht benötigt, kann die Erkennungsvorrichtung 2 unter Verwendung verschiedener Sensoren konfiguriert sein.
  • In der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 der zweiten Ausführungsform ist zu der Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 und der Auswahleinheit 26 eine Option zum Vermeiden einer Gefahr hinzugefügt. Spezifisch ist in der Auswahleinheit 26 (a) eine Option zum Vermeiden einer Gefahr zu (b) einer Option zum Zeitpunkt des Normalzustands der ECU 1 für automatisches Fahren und (c) einer Option zum Zeitpunkt einer Störung der ECU 1 für automatisches Fahren hinzugefügt. Für die Gefahrenvermeidung ist es bevorzugt, dass ein Wert des Schwellenwerts α der Zeit bis zum Zusammenstoß 45, die von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegeben wird, z. B. α = 2 Sekunden ist. Es wird angegeben, dass der Schwellenwert α abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert werden kann.
  • Das AD-ECU-Störungssignal 44, das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegeben wird, und die Zeit bis zum Zusammenstoß 45, die von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegeben wird, werden als das Auswahlsteuersignal 46 in die Auswahleinheit 26 eingegeben.
  • Die Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 weist eine Steuerungserzeugungseinheit (SCAM) 22, die ein Steuersignal zur Gefahrenvermeidung auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugt, eine Steuerungserzeugungseinheit (AD-ECU) 23, die ein Steuersignal auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugt, wenn sich die ECU 1 für automatisches Fahren im Normalzustand befindet, und eine Steuersignal-Halteeinheit 24, die das unmittelbar vor einer Störung durch die Steuerungserzeugungseinheit 23 erzeugte Steuersignal hält, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren die Störung aufweist, auf. Das von der Steuerungserzeugungseinheit (SCAM) 22 ausgegebene Steuersignal ist die Option (a) in der Auswahleinheit 26, das von der Steuerungserzeugungseinheit (AD-ECU) 23 ausgegebene Steuersignal ist die Option (b) in der Auswahleinheit 26 und das von der Steuersignal-Halteeinheit 24 ausgegebene Steuersignal ist die Option (c) in der Auswahleinheit 26.
  • 5 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration der Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 weist die Notbremsungs-Erkennungseinheit (AEB-Erkennung) 16 und die Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit (AEB-Erzeugung) 17 auf und konfiguriert eine Logik, die zum Berechnen der Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und des Bremssteueranweisungssignals erforderlich ist.
  • Die Notbremsungs-Erkennungseinheit (AEB-Erkennung) 16 weist eine Abstandsgruppen-Detektionseinheit 81, eine Detektionseinheit 82 dreidimensionaler Objekte, eine Berechnungseinheit 83 des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs und eine Detektionseinheit 84 dreidimensionaler Objekte in der Nähe des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs auf. Die Abstandsgruppen-Detektionseinheit 81 gruppiert die Pixel mit gleichem Abstand aus dem eingegebenen Parallaxenbild. Die Detektionseinheit 82 dreidimensionaler Objekte detektiert und erkennt ein Objekt unter Verwendung einer gruppierten Pixelgruppe und eines Farbbildes.
  • Die Berechnungseinheit 83 des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs berechnet den Fahrweg des eigenen Fahrzeugs, der der Weg ist, auf dem das Fahrzeug fährt, aus den Fahrzeuginformationen (der Geschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Gierrate usw.) des eigenen Fahrzeugs. Die Detektionseinheit 84 dreidimensionaler Objekte in der Nähe des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs extrahiert ein Objekt in der Nähe des eigenen Fahrzeugs auf dem Fahrweg des eigenen Fahrzeugs unter Verwendung der Informationen des durch die Detektionseinheit 82 dreidimensionaler Objekte detektierten Objekts und des durch die Berechnungseinheit 83 des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs berechneten Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs.
  • Die Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit (AEB-Erzeugung) 17 weist eine Geschwindigkeits- und Abstandsberechnungseinheit 85 und eine Bremssteueranweisungs-Erzeugungseinheit 86 auf. Die Geschwindigkeits- und Abstandsberechnungseinheit 85 berechnet die zeitliche Änderung der Position des Objekts in der Nähe des eigenen Fahrzeugs, das durch die Detektionseinheit 84 dreidimensionaler Objekte in der Nähe des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs extrahiert worden ist, und berechnet den relativen Abstand und die Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt. Die Bremssteueranweisungs-Erzeugungseinheit 86 berechnet die Bremssteueranweisung 41 und die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 aus der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und dem relativen Abstand und der Relativgeschwindigkeit des extrahierten Objekts und gibt sie aus.
  • Wie oben beschrieben worden ist, gibt die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 aus, die in der Vergangenheit nicht nach außen ausgegeben worden ist, wobei es deshalb möglich ist, unter Verwendung der Zeit bis zum Zusammenstoß 45, um die Stoppsteuerung durch die Notbremsung schnell auszuwählen, ein Fahrzeug sicher zu stoppen.
  • Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 der zweiten Ausführungsform verwendet die relativen Informationen (die relative Position, die Relativgeschwindigkeit) zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Hindernis und gibt keinen Risikowert, der eine große Menge der Berechnung erfordert, sondern die Zeit bis zum Zusammenstoß 45, die in einem kurzen Zyklus einfach berechnet werden kann, aus, wobei es deshalb möglich ist, die Steuerung schnell und zuverlässig zu der Notbremsungssteuerung zu wechseln und das Fahrzeug zuverlässig zu stoppen.
  • Weil in der zweiten Ausführungsform die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 unabhängig von den anderen ECUs vorgesehen ist, können ferner die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 unabhängig in einem kurzen Zyklus berechnet werden und können die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 schnell ausgegeben werden. Weil die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 in einer Vorrichtung, wie z. B. einer ECU, in einer trennbaren Weise vorgesehen ist, kann die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 in verschiedenen Vorrichtungen angeordnet sein.
  • 6 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung durch die Auswahleinheit 26 der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 der zweiten Ausführungsform. Die veranschaulichte Steuerauswahlverarbeitung wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (z. B. in Intervallen von einigen zehn Millisekunden) wiederholt ausgeführt.
  • Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 der Erkennungsvorrichtung 2 gibt die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 aus. Die Störungsdiagnoseeinheit 9 meldet der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 das Ergebnis des periodischen Diagnostizierens der ECU 1 für automatisches Fahren (das AD-ECU-Störungssignal 44). Die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 empfängt die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41, die von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegeben werden, (S10) und empfängt das ADECU-Störungssignal 44, das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegeben wird, (S11).
  • Als Nächstes vergleicht die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 mit dem vorgegebenen Schwellenwert α (S12). Im Ergebnis, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 kleiner als der Schwellenwert α ist (ja im Schritt S12), gibt es eine Möglichkeit eines Zusammenstoßes in einer kurzen Zeit, wobei deshalb die Auswahleinheit 26 ungeachtet dessen, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das Notbremsungs-Steuersignal (a), das auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugt wird, auswählt und ausgibt (S15). Es wird angegeben, dass, obwohl nur ein α als der Schwellenwert im Schritt S12 verwendet wird, mehrere Schwellenwerte festgelegt sein können, um das Bremsen gemäß dem Bestimmungsergebnis flexibel zu steuern, z. B. die Notbremsung, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 extrem kurz ist, und die allmähliche Bremsung, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 in einem mittleren Niveau kurz ist. Wie oben beschrieben worden ist, kann der Schwellenwert α abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert werden.
  • Andererseits ist, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 gleich dem oder größer als der Schwellenwert α ist (nein im Schritt S12), die Möglichkeit eines Zusammenstoßes in einer kurzen Zeit gering, so dass die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 auf der Grundlage des von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebenen Diagnoseergebnisses bestimmt, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist (S14).
  • Im Ergebnis hält die Steuersignal-Halteeinheit 24 das auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal (S13), falls sich die ECU 1 für automatisches Fahren im normalen Zustand befindet (nein im Schritt S14). Dann wählt die Auswahleinheit 26 das auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal (b) aus und gibt es aus (S17). Wenn andererseits die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist (ja im Schritt S14), wählt die Auswahleinheit 26 das Steuersignal (c), das durch die ECU 1 für automatisches Fahren ausgegeben wird und durch die Steuersignal-Halteeinheit 24 gehalten wird, wenn sich die ECU 1 für automatisches Fahren im Normalzustand befindet, aus und gibt es aus (S16).
  • Wie oben beschrieben worden ist, wird, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, die Wegsteuerung mit den gehaltenen neuesten Steuerinformationen durch die ECU 1 für automatisches Fahren fortgesetzt, während, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 aufgrund eines plötzlichen Ereignisses kurz ist, ungeachtet dessen, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugte Steuersignal ausgewählt wird, um eine Gefahr zu vermeiden. Deshalb ist es möglich, sowohl auf die Ausfallsicherung zum Zeitpunkt einer Störung der ECU 1 für automatisches Fahren als auch auf die Gefahrenvermeidung gegenüber einem plötzlichen Ereignis zu reagieren und das Fahrzeug sicher zu stoppen.
  • Weil die Steuerung schnell und zuverlässig zu der Notbremsungssteuerung unter Verwendung der Zeit bis zum Zusammenstoß 45, die leicht berechnet werden kann, und nicht unter Verwendung eines Risikowerts, der eine große Menge an Berechnung unter Verwendung von relativen Informationen (der relativen Position, der Relativgeschwindigkeit) zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem Hindernis erfordert, gewechselt wird, ist es möglich, das Fahrzeug zuverlässig zu stoppen.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • In der dritten Ausführungsform erzeugt die Erkennungsvorrichtung 2 keine Bremssteueranweisung 41, während die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 der ECU 1 für automatisches Fahren die Bremssteueranweisung 41 erzeugt. Es wird angegeben, dass in der dritten Ausführungsform der Hauptunterschied zur zweiten Ausführungsform beschrieben wird, die gleichen Konfigurationen und Funktionen wie jene in der zweiten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
  • 7 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
  • Die Steuervorrichtung für autonomes Fahren 1 weist eine Einheit lokaler dynamischer Karten (LDM) 31, eine Wegberechnungseinheit 32, eine Schnittstelle 33 und eine Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 auf. Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 weist eine Einheit lokaler dynamischer Karten der Notbremsung (AEB-LDM) 51 und eine Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit (AEB-Erzeugung) 52 auf. Die Einheit 51 lokaler dynamischer Karten der Notbremsung bildet die vom Sensor erfassten Objektinformationen auf die lokale dynamische Karte ab. Weil die Informationen, die nicht auf die Notbremsung bezogen sind, überflüssig sind, kann die Menge der Verarbeitung verringert werden, indem nur die Informationen für die Umgebung der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs verwendet werden. Die Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit 52 berechnet die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 aus dem relativen Abstand und der Relativgeschwindigkeit zu dem nächstgelegenen Objekt auf dem Weg des eigenen Fahrzeugs, die durch die Einheit 51 lokaler dynamischer Karten der Notbremsung 51 erhalten werden, und erzeugt ein Bremssteueranweisungssignal.
  • Die ECU 1 für automatisches Fahren gibt die durch die Einheit 31 lokaler dynamischer Karten und die Wegberechnungseinheit 32 verarbeitete Wegsteueranweisung 42 in einem langen Zyklus (z. B. mehrere hundert Millisekunden) aus, wobei die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 die Bremssteueranweisung 41 mit einer hohen Frequenz und einem kurzen Zyklus (z. B. mehrere zehn Millisekunden) ausgibt.
  • In der dritten Ausführungsform wird die von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebene Bremssteueranweisung 41 in die Steuerungserzeugungseinheit (SCAM) 22 eingegeben. Das AD-ECU-Störungssignal 44, das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegeben wird, und die Zeit bis zum Zusammenstoß 45, die von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegeben wird, werden als das Auswahlsteuersignal 46 in die Auswahleinheit 26 eingegeben.
  • 8 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration der Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
  • In der zweiten Ausführungsform führt die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 der Erkennungsvorrichtung 2 eine Erkennungsverarbeitung unter Verwendung eines Parallaxenbildes, eines Kantenbildes, eines RGB-Bildes und dergleichen aus, wobei sie die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 berechnet und das Bremssteueranweisungssignal erzeugt. Ungleich dessen empfängt die ECU 1 für automatisches Fahren nicht das von der Bildgebungsvorrichtung 11 aufgenommene Bild, sondern die Erkennungsinformationen des Objekts (die Koordinaten im Kamerakoordinatensystem, die relative Position, die Relativgeschwindigkeit und den Typ jedes Objekts) von den Sensoren, wie z. B. der Erkennungsvorrichtung 2 und der Umgebungskamera 5, so dass die Verarbeitung der in der ECU 1 für automatisches Fahren vorgesehenen Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 anders ist.
  • Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 weist eine Einheit lokaler dynamischer Karten (AEB-LDM) 51 und die Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit (AEB-Erzeugung) 52 auf und konfiguriert eine Logik, die zum Berechnen der Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und des Bremssteueranweisungssignals erforderlich ist.
  • Die Einheit 51 lokaler dynamischer Karten der Notbremsung weist eine Koordinatenberechnungseinheit 91, eine Anordnungseinheit 92 dynamischer Karten, eine Berechnungseinheit 93 des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs und eine Detektionseinheit 94 dreidimensionaler Objekte in der Nähe des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs auf. Die Koordinatenberechnungseinheit 91 setzt die Koordinaten eines Objekts (dreidimensionalen Objekts) um jedes Fahrzeug aus dem Kamerakoordinatensystem in das Koordinatensystem der ECU 1 für automatisches Fahren um. Die Anordnungseinheit 92 dynamischer Karten ordnet jedes Objekt, dessen Koordinaten in die Koordinaten des Koordinatensystems der ECU 1 für automatisches Fahren umgesetzt worden sind, auf der dynamischen Karte an. Die Berechnungseinheit 93 des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs berechnet aus den Fahrzeuginformationen (der Geschwindigkeit, dem Lenkwinkel und der Gierrate) des eigenen Fahrzeugs den Fahrweg des eigenen Fahrzeugs, der der Weg ist, auf dem das eigene Fahrzeug fährt, auf der dynamischen Karte. Die Detektionseinheit 94 dreidimensionaler Objekte in der Nähe des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs extrahiert ein Objekt in der Nähe des eigenen Fahrzeugs auf dem Fahrweg des eigenen Fahrzeugs auf der dynamischen Karte.
  • Die Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit 52 weist eine Geschwindigkeits- und Abstandsberechnungseinheit 95 und eine Bremssteueranweisungs-Erzeugungseinheit 96 auf. Die Geschwindigkeits- und Abstandsberechnungseinheit 95 berechnet auf der dynamischen Karte die zeitliche Änderung der Position des Objekts in der Nähe des eigenen Fahrzeugs, das durch die Detektionseinheit 94 dreidimensionaler Objekte in der Nähe des Fahrwegs des eigenen Fahrzeugs extrahiert worden ist, und berechnet den relativen Abstand und die Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt. Die Geschwindigkeits- und Abstandsberechnungseinheit 95 kann den relativen Abstand und die Relativgeschwindigkeit unter Verwendung der eingegebenen Erkennungsinformationen berechnen. Die Bremssteueranweisungs-Erzeugungseinheit 96 berechnet die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 aus der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und dem relativen Abstand und der Relativgeschwindigkeit des extrahierten Objekts und gibt sie aus.
  • Wie oben beschrieben worden ist, gibt die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 aus, die in der Vergangenheit nicht nach außen ausgegeben wurde, wobei deshalb die Auswahleinheit 26 die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 verwenden kann, um die Stoppsteuerung durch die Notbremsung schnell auszuwählen, um ein Fahrzeug sicher zu stoppen.
  • In der dritten Ausführungsform kann die Erkennungsvorrichtung 2 durch eine oder eine Kombination aus einer Stereokamera, einer monokularen Kamera, einem Laser-Radar, einem Millimeterwellen-Radar, einem LIDAR, einem Ultraschallsensor und dergleichen konfiguriert sein. Weil in der dritten Ausführungsform die Erkennungsvorrichtung 2 nur die Bremssteueranweisung 41 und die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 erzeugen muss und keine verschiedenen Teile der Informationen benötigt, kann die Erkennungsvorrichtung 2 unter Verwendung verschiedener Sensoren ohne Einschränkung des Sensortyps konfiguriert sein.
  • Weil ferner in der dritten Ausführungsform die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 unabhängig von der Wegberechnungseinheit in der AD-ECU vorgesehen ist, können die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 unabhängig und schnell berechnet werden, wobei die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 in einem kurzen Zyklus ausgegeben werden können. Weil die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 in einer Vorrichtung, wie z. B. einer ECU, in einer trennbaren Weise vorgesehen ist, kann die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 in verschiedenen Vorrichtungen angeordnet sein.
  • 9 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung durch die Auswahleinheit 26 der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 der dritten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform ist die Ausgangsquelle der in die Auswahleinheit 26 eingegebenen Daten von der in der zweiten Ausführungsform verschieden, wobei aber die Wechselprozedur fast die gleiche ist. Die veranschaulichte Steuerauswahlverarbeitung wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (z. B. in Intervallen von einigen zehn Millisekunden) wiederholt ausgeführt.
  • Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 der ECU 1 für automatisches Fahren gibt die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 aus. Die Störungsdiagnoseeinheit 9 meldet der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 das Ergebnis des periodischen Diagnostizierens der ECU 1 für automatisches Fahren (das AD-ECU-Störungssignal 44). Die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 empfängt die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41, die von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegeben werden, (S30), und empfängt das AD-ECU-Störungssignal 44, das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegeben wird, (S11).
  • Als Nächstes vergleicht die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 mit dem vorgegebenen Schwellenwert α (S12). Wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 kleiner als der Schwellenwert α ist (ja im Schritt S12), gibt es im Ergebnis die Möglichkeit eines Zusammenstoßes in einer kurzen Zeit, wobei deshalb die Auswahleinheit 26 ungeachtet dessen, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das Notbremsungs-Steuersignal (a) basierend auf der Bremssteueranweisung 41, die von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegeben wird, auswählt und ausgibt (S31). Es wird angegeben, dass, obwohl nur ein α als der Schwellenwert im Schritt S12 verwendet wird, mehrere Schwellenwerte festgelegt sein können, um das Bremsen gemäß dem Bestimmungsergebnis flexibel zu steuern, z. B. die Notbremsung, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 extrem kurz ist, und das allmähliche Bremsen, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 in einem mittleren Bereich kurz ist. Wie oben beschrieben worden ist, kann der Schwellenwert α abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert werden.
  • Wenn andererseits die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 gleich dem oder größer als der Schwellenwert α ist (nein im Schritt S12), ist die Möglichkeit eines Zusammenstoßes in kurzer Zeit gering, so dass die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 auf der Grundlage des von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebenen Diagnoseergebnisses bestimmt, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist (S13).
  • Falls sich die ECU 1 für automatisches Fahren im normalen Zustand befindet (nein im Schritt S13), hält im Ergebnis die Steuersignal-Halteeinheit 24 das Steuersignal, das auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugt worden ist, (S14). Dann wählt die Auswahleinheit 26 das auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal (b) aus und gibt es aus (S17). Wenn andererseits die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist (ja im Schritt S13), wählt die Auswahleinheit 26 das Steuersignal, das durch die ECU 1 für automatisches Fahren ausgegeben wird und durch die Steuersignal-Halteeinheit 24 gehalten wird, wenn sich die ECU 1 für automatisches Fahren im Normalzustand befindet, aus und gibt es aus (S16).
  • Wie oben beschrieben worden ist, kann die Notbremsungs-Berechnungseinheit an einer anderen Stelle angeordnet sein, z. B. in der ECU 1 für automatisches Fahren anstelle der Erkennungsvorrichtung 2, wobei sich die interne Logik abhängig von den Daten, die durch die angeordnete Vorrichtung erfasst werden können, unterscheidet. Wenn z. B. die Rohdaten eines durch eine Kamera, wie z. B. die Erkennungsvorrichtung 2, aufgenommenen Bildes in die ECU 1 für automatisches Fahren eingegeben werden, führt die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 eine Erkennungsverarbeitung aus dem Bild aus, so dass die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 mit der gleichen Logik wie der im Fall der Anordnung in der Erkennungsvorrichtung 2 konfiguriert sein kann.
  • Ferner kann, selbst wenn das durch die Notbremsungs-Berechnungseinheit 50 erfasste Bild nicht das durch die Erkennungsvorrichtung 2 erfasste Frontbild ist, das durch die Umgebungskamera 5 aufgenommene Bild verwendet werden, um ein von der Seitenfläche des Fahrzeugs kommendes Objekt zu vermeiden.
  • Wie oben beschrieben worden ist, wird in der dritten Ausführungsform, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, die Wegsteuerung mit den gehaltenen neuesten Steuerinformationen durch die ECU 1 für automatisches Fahren fortgesetzt, wobei, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 aufgrund eines plötzlichen Ereignisses kurz ist, ungeachtet dessen, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugte Steuersignal ausgewählt wird, um eine Gefahr zu vermeiden. Deshalb ist es möglich, sowohl auf die Ausfallsicherung zum Zeitpunkt einer Störung der ECU 1 für automatisches Fahren als auch auf die Gefahrenvermeidung gegenüber einem plötzlichen Ereignis zu reagieren und das Fahrzeug sicher zu stoppen.
  • Weil die Steuerung nicht unter Verwendung eine Risikowerts, der eine große Menge an Berechnung unter Verwendung von relativen Informationen (der relativen Position, der Relativgeschwindigkeit) zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem Hindernis erfordert, sondern unter Verwendung der Zeit bis zum Zusammenstoß 45, die leicht berechnet werden kann, schnell und zuverlässig zu der Notbremsungssteuerung gewechselt wird, ist es möglich, das Fahrzeug zuverlässig zu stoppen.
  • <Vierte Ausführungsform>
  • In einer vierten Ausführungsform werden wie in der zweiten Ausführungsform sowohl (1) die Reaktion, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, als auch (2) die Risikovermeidung gegenüber einem plötzlichen Ereignis ausgeführt. Es ist der Unterschied, dass in der zweiten Ausführungsform zum Zeitpunkt einer Störung die Ausfallsicherung ausgeführt wird, wohingegen in der vierten Ausführungsform ein Ausfallbetrieb ausgeführt wird. Es wird angegeben, dass in der vierten Ausführungsform der Hauptunterschied zur zweiten Ausführungsform beschrieben wird, die gleichen Konfigurationen und Funktionen wie jene in der zweiten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird. Die vierte Ausführungsform ist außerdem auf die dritte Ausführungsform anwendbar.
  • Beim Ausfallbetrieb ist es erwünscht, das eigene Fahrzeug nicht nur auf der Fahrspur, auf der das eigene Fahrzeug fährt, zu stoppen, sondern außerdem auf der Grundlage der letzten Steueranweisung das Fahren an einen sicheren Ort, wie z. B. den Straßenrand, fortzusetzen. Um an einen sicheren Ort zu fahren, kann es notwendig sein, die Fahrspuren durch die Steuerung des ECU 1 für automatisches Fahren zu wechseln, wobei einige Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren in einer weiteren ECU rekonstruiert und ausgeführt werden. Um einige Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren in einer weiteren ECU zu rekonstruieren, wird die redundante Konfiguration des Lockstep-Betriebs-Mikrocomputers getrennt und ein verringerter Betrieb ausgeführt, wobei einige Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren aus einem Flash-ROM oder einem Speicher in den freigegebenen Mikrocomputer gelesen werden, um die Rekonstruktion auszuführen.
  • 10 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
  • In der vierten Ausführungsform ist eine der ECUs mit der Rekonstruktionseinheit 70 versehen. Die Rekonstruktionseinheit 70 kann in jeder der ECUs vorgesehen sein, wobei aber die ECU, die mit der Rekonstruktionseinheit 70 versehen ist, vorgegeben ist, und das Programm, das die Funktion der ECU 1 für automatisches Fahren 1 ausführt, das als die Rekonstruktionseinheit 70 arbeitet, im Flash-ROM oder im Speicher der ECU gespeichert ist.
  • Ferner sind in der vierten Ausführungsform die Konfiguration der Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 und die Konfiguration der Auswahleinheit 26 der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 geändert. Die Steuerungserzeugungseinheit (Rekonstruktion) 27 der Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 erzeugt ein Steuersignal für die ECU, die die Aktuatoren, wie z. B. den Antriebsstrang, die Bremse und die Lenkung, auf der Grundlage der von der Rekonstruktionseinheit 70 ausgegebenen Wegsteueranweisung 72 steuert. Die Rekonstruktionseinheit 70 ist eine Steuereinheit, die einige Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren ausführt, wobei sie nur eine Funktion des Steuerns der Fahrens des Fahrzeugs aufweisen muss, bis das Fahrzeug an einem sicheren Ort gestoppt ist.
  • In der vierten Ausführungsform überwacht die Störungsdiagnoseeinheit 9 den Betrieb der ECU 1 für automatisches Fahren, wobei sie außerdem den Betrieb der Rekonstruktionseinheit 70 überwacht. Das heißt, die Störungsdiagnoseeinheit 9 prüft periodisch den Betriebsstatus der ECU 1 für automatisches Fahren, wobei, falls sie bestimmt, dass die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, die Störungsdiagnoseeinheit 9 ein AD-ECU-Störungssignal 44 ausgibt und ferner einige Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren in der Rekonstruktionseinheit 70 rekonstruiert. Danach überwacht die Störungsdiagnoseeinheit 9 den Fortschritt der Rekonstruktionsverarbeitung durch die Rekonstruktionseinheit 70, wobei sie ein Rekonstruktionssignal 71 ausgibt, das den Status der Rekonstruktionsverarbeitung, d. h., den Erfolg oder den Misserfolg der Rekonstruktionsverarbeitung, angibt. Das Rekonstruktionssignal 71 ist ein Signal, das als den Status der Rekonstruktion angibt, ob die Rekonstruktion abgeschlossen worden ist und ob die Rekonstruktion erfolgreich war oder fehlgeschlagen ist.
  • Das Rekonstruktionssignal 71 wird von der Störungsdiagnoseeinheit 9 in die Auswahleinheit 26 eingegeben. Wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, wird in der zweiten Ausführungsform das auf der Grundlage der Wegsteueranweisung 42 der ECU 1 für automatisches Fahren unmittelbar vor der Störung erzeugte Steuersignal verwendet. In der vierten Ausführungsform wird jedoch während der Rekonstruktion das gehaltene Steuersignal (c) verwendet, wobei nach dem Abschluss der Rekonstruktion das auf der Grundlage der von der Rekonstruktionseinheit 70 ausgegebenen Wegsteueranweisung 72 erzeugte Steuersignal (d) ausgewählt wird. Wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 gleich einem oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, wählt die Auswahleinheit 26 ferner ungeachtet dessen, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das automatische Fahren rekonstruiert wird oder nachdem die Rekonstruktion rekonstruiert ist, das auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugte Steuersignal (a) aus, um einen Zusammenstoß zu vermeiden.
  • Das AD-ECU-Störungssignal 44 und das Rekonstruktionssignal 71, die von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegeben werden, werden als das Auswahlsteuersignal 47 in die Auswahleinheit 26 eingegeben, wobei die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und das Rekonstruktionssignal 71, die von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegeben werden, als das Auswahlsteuersignal 48 an die Auswahleinheit 26 ausgegeben werden.
  • 11 ist ein Ablaufplan der Steuerauswahlverarbeitung durch die Auswahleinheit 26 der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 der vierten Ausführungsform. Die veranschaulichte Steuerauswahlverarbeitung wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (z. B. in Intervallen von einigen zehn Millisekunden) wiederholt ausgeführt.
  • Die Notbremsungs-Berechnungseinheit 15 der Erkennungsvorrichtung 2 gibt die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41 aus. Die Störungsdiagnoseeinheit 9 meldet der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 das Ergebnis des periodischen Diagnostizierens der ECU 1 für automatisches Fahren (das AD-ECU-Störungssignal 44). Die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 empfängt die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 und die Bremssteueranweisung 41, die von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegeben werden, (S10), und empfängt das ADECU-Störungssignal 44, das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegeben wird, (S11).
  • Als Nächstes vergleicht die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 mit dem vorgegebenen Schwellenwert α (S12). Wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 kleiner als der Schwellenwert α ist (ja im Schritt S12), gibt es im Ergebnis die Möglichkeit eines Zusammenstoßes in einer kurzen Zeit, wobei deshalb die Auswahleinheit 26 ungeachtet dessen, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugte Notbremsungs-Steuersignal (a) auswählt und ausgibt (S15).
  • Es wird angegeben, dass, obwohl nur ein α als der Schwellenwert im Schritt S12 verwendet wird, mehrere Schwellenwerte festgelegt sein können, um das Bremsen gemäß dem Bestimmungsergebnis flexibel zu steuern, z. B. die Notbremsung, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 extrem kurz ist, und das allmähliche Bremsen, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 in einem mittleren Niveau kurz ist. Wie oben beschrieben worden ist, kann der Schwellenwert α abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert werden.
  • Andererseits ist, wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 gleich dem oder größer als der Schwellenwert α ist (nein im Schritt S12), die Möglichkeit eines Zusammenstoßes in einer kurzen Zeit gering, so dass die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 auf der Grundlage des von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebenen Diagnoseergebnisses bestimmt, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist (S13).
  • Falls sich die ECU 1 für automatisches Fahren im Normalzustand befindet (nein im Schritt S13), hält die Steuersignal-Halteeinheit 24 das auf der Grundlage der durch die ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal (S14). Dann wählt die Auswahleinheit 26 das auf der Grundlage der durch die ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal (b) aus und gibt es aus (S17). Andererseits startet die Rekonstruktionseinheit 70 die Rekonstruktionsverarbeitung der Funktion des automatischen Fahrens (S40), wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist (ja im Schritt S13).
  • Danach gibt die Störungsdiagnoseeinheit 9 ein Rekonstruktionssignal 71 aus, das angibt, ob die Rekonstruktion abgeschlossen ist (S45).
  • Die Auswahleinheit 26 bestimmt den Erfolg oder den Misserfolg der Rekonstruktion einiger Funktionen der ECU 1 für automatisches Fahren der Rekonstruktionseinheit 70 durch das Rekonstruktionssignal 71 (S41). Wenn die Rekonstruktion der Funktion des automatischen Fahrens durch die Rekonstruktionseinheit 70 fehlschlägt (ja im S41), kann das Fahrzeug unsteuerbar werden, sodass die Auswahleinheit 26 das Steuersignal (e) zum Stoppen des Fahrzeugs auswählt und ausgibt (S44).
  • Wenn andererseits die Rekonstruktion durch die Rekonstruktionseinheit 70 nicht fehlgeschlagen ist (nein im Schritt S41), bestimmt die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3, ob die Funktion des automatischen Fahrens rekonstruiert wird (S42). Wenn die Rekonstruktionseinheit 70 die Funktion des automatischen Fahrens rekonstruiert (ja im Schritt S42), wählt die Auswahleinheit 26 das Steuersignal (c), das durch die ECU 1 für automatisches Fahren ausgegeben wird und durch die Steuersignal-Halteeinheit 24 gehalten wird, wenn sich die ECU 1 für automatisches Fahren im Normalzustand befindet, aus und gibt es aus (S16). Der Erfolg/Misserfolg der Rekonstruktion der Funktion des automatischen Fahrens (S41) und ob die Funktion des automatischen Fahrens rekonstruiert wird (S42), werden durch das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebene Rekonstruktionssignal 71 wiederholt bestimmt.
  • Wenn andererseits die Rekonstruktionseinheit 70 die Rekonstruktion der Funktion des automatischen Fahrens abgeschlossen hat, wählt die Auswahleinheit 26 das auf der Grundlage der Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal (d) zum Ausgeben der durch das Rekonstruieren der ECU für automatisches Fahren in der Rekonstruktionseinheit 70 durch das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebene Rekonstruktionssignal 71 erhaltenen Funktion aus und gibt es aus (S43).
  • Wie oben beschrieben worden ist, wird in der vierten Ausführungsform, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, das automatische Fahren zum Fahren zu einem sicheren Ort durch die in einer weiteren ECU rekonstruierte Funktion des automatischen Fahrens fortgesetzt. Wenn die Zeit bis zum Zusammenstoß 45 aufgrund eines plötzlichen Ereignisses kurz ist, wird das auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugte Steuersignal ungeachtet dessen ausgewählt, ob die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, um die Gefahr zu vermeiden. Deshalb ist es möglich, sowohl den Ausfallbetrieb zum Zeitpunkt einer Störung der ECU 1 für automatisches Fahren als auch die Gefahrenvermeidung gegenüber einem plötzlichen Ereignis auszuführen und das Fahrzeug sicher zu stoppen.
  • Wenn die Rekonstruktion der Funktion des automatischen Fahrens durch die Rekonstruktionseinheit 70 fehlschlägt, wird das Steuersignal zum Stoppen des Fahrzeugs ausgewählt und ausgegeben, so dass die Unsteuerbarkeit des Fahrzeugs vermieden werden kann. Das Rekonstruktionssignal 71, das den Status der Rekonstruktion angibt, wird durch die Störungsdiagnoseeinheit 9 unter Verwendung der Informationen von der Rekonstruktionseinheit 70 ausgegeben, wobei es aber direkt von der Rekonstruktionseinheit 70 ausgegeben werden kann. In der vierten Ausführungsform wird der Fall, in dem die Rekonstruktionseinheit 70 eine Störung aufweist, nicht betrachtet, wobei aber, selbst wenn die Rekonstruktionseinheit 70 eine Störung aufweist, die Störungsdiagnoseeinheit 9 nur die Störung der Rekonstruktionseinheit 70 detektieren und ein Signal, um die Steuerung zum Stoppen des Fahrzeugs auszuwählen, ausgeben muss.
  • <Fünfte Ausführungsform>
  • In einer fünften Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Auswahleinheit 26 in jeder der ECUS 6 bis 8 anstatt in der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 vorgesehen ist. Die gleichen Konfigurationen und Funktionen wie jene in den oben beschriebenen Ausführungsformen sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weggelassen wird. In der fünften Ausführungsform wird hauptsächlich der Unterschied zur ersten Ausführungsform beschrieben, wobei aber in den anderen Ausführungsformen (jeder Ausführungsform mit der Notbremsungs-Berechnungseinheit 15) die Auswahleinheit 26 in jeder der ECUs 6 bis 8 vorgesehen sein kann.
  • 12 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration eines fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems für automatisches Fahren gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
  • In der fünften Ausführungsform weist die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 die Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 auf, während sie die Auswahleinheit 26 nicht aufweist. Deshalb weist jede der Antriebsstrangsteuer-ECU 6, der Bremssteuer-ECU 7 und der Lenksteuer-ECU 8, die die ECUs sind, die verschiedene Aktuatoren steuern, die die Bewegung des Fahrzeugs steuern, die Auswahleinheit 26 auf. Die Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 gibt sowohl das auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 erzeugte Steuersignal als auch das auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41 erzeugte Notbremsungs-Steuersignal aus. Der Betrieb der Auswahleinheit 26 ist der gleiche wie der in dem Fall, in dem die Auswahleinheit 26 in der Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 in der oben beschriebenen Ausführungsform angeordnet ist. Das heißt, die Auswahleinheit 26 wählt irgendeines der Steuersignale auf der Grundlage des Diagnoseergebnisses (des AD-ECU-Störungssignals 44), das von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegeben wird, und der Zeit bis zum Zusammenstoß (TTC) 45, die von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegeben wird, aus. Jede der ECUs 6 bis 8 steuert verschiedene Aktuatoren (Fahrpedal, Bremse, Lenkung und dergleichen) unter Verwendung des durch die Auswahleinheit 26 ausgewählten Steuersignals. Die Auswahleinheit 26 kann in wenigstens einer zu steuernden ECU der Antriebsstrangsteuer-ECU 6, der Bremssteuer-ECU 7 und des Lenksteuer-ECU 8 vorgesehen sein, wie es für die Steuerung erforderlich ist. Wenn z. B. nur die Notbremsung gesteuert wird, wenn die ECU 1 für automatisches Fahren eine Störung aufweist, muss nur die Bremssteuer-ECU 7 die Auswahleinheit 26 aufweisen.
  • Wie oben beschrieben worden ist, kann in der in 12 gezeigten Form die Konfiguration der Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 vereinfacht sein und können die Kosten des fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems verringert werden.
  • Wie in 13 gezeigt ist, kann jede der ECUs 6 bis 8 die Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 und die Auswahleinheit 26 aufweisen. In diesem Fall werden die von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebene Wegsteueranweisung 42 und die von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebene Bremssteueranweisung 41 in die Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 jeder der ECUs 6 bis 8 eingegeben. Die Steuersignal-Erzeugungseinheit 20 jeder der ECUs 6 bis 8 erzeugt ein notwendiges Steuersignal für die Beschleunigung, das Bremsen oder das Lenken auf der Grundlage der von der ECU 1 für automatisches Fahren ausgegebenen Wegsteueranweisung 42 und erzeugt ein Steuersignal für die Notbremsung, die Beschleunigung, die Lenkung oder dergleichen auf der Grundlage der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Bremssteueranweisung 41. Die Auswahleinheit 26 wählt irgendeines der Steuersignale auf der Grundlage des von der Störungsdiagnoseeinheit 9 ausgegebenen Diagnoseergebnisses (AD-ECU-Störungssignals 44) und der von der Erkennungsvorrichtung 2 ausgegebenen Zeit bis zum Zusammenstoß (TTC) 45 aus.
  • Wie oben beschrieben worden ist, können in der in 13 gezeigten Form die Kosten des fahrzeuginternen elektronischen Steuersystems verringert werden, weil es nicht notwendig ist, die Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit 3 bereitzustellen.
  • Es wird angegeben, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen und äquivalente Konfigurationen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche enthält. Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen ist z. B. ausführlich beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung in einer leicht verständlichen Weise zu erklären, wobei die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf jene eingeschränkt ist, die alle in den Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen aufweisen. Ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer weiteren Ausführungsform ersetzt werden. Eine Konfiguration einer weiteren Ausführungsform kann zu einer Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden.
  • Bezüglich eines Teils der Konfiguration jeder Ausführungsform können andere Konfigurationen hinzugefügt, gelöscht oder ersetzt werden.
  • Ferner kann jede der oben beschriebenen Konfigurationen, Funktionen, Verarbeitungseinheiten, Verarbeitungsmittel und dergleichen durch Hardware verwirklicht sein, indem ein Teil oder alle von ihnen z. B. durch eine integrierte Schaltung entworfen werden, und durch Software durch einen Prozessor, der ein Programm zum Implementieren jeder Funktion interpretiert und ausführt, implementiert sein.
  • Die Informationen, wie z. B. Programme, Tabellen, Dateien und dergleichen, die jede Funktion verwirklichen, können in einer Speichervorrichtung, wie z. B. einem Speicher, einer Festplatte oder einem Festkörperlaufwerk (SSD), oder einem Speichermedium, wie z. B. einer IC-Karte, einer SD-Karte oder einer DVD, gespeichert sein.
  • Außerdem geben Steuer- und Informationsleitungen das an, was für die Erklärung für notwendig gehalten wird, wobei alle Steuer- und Informationsleitungen, die für die Implementierung erforderlich sind, nicht notwendigerweise gezeigt sind. In der Praxis kann in Erwägung gezogen werden, dass fast alle Strukturen wechselseitig verbunden sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    ECU für automatisches Fahren (AD-ECU)
    2
    Erkennungsvorrichtung
    3
    Fahrzeugbewegungs-Steuereinheit (VMC)
    4
    Karteneinheit (MPU)
    5
    Umgebungskamera
    6
    Antriebsstrangsteuer-ECU
    7
    Bremssteuer-ECU
    8
    Lenksteuer-ECU
    9
    Störungsdiagnoseeinheit
    11
    Bildgebungsvorrichtung
    12
    Parallaxenbild-Erzeugungseinheit
    13
    Erkennungseinheit
    14
    Steueranweisungseinheit
    15,
    50 Notbremsungs-Berechnungseinheit
    16
    Notbremsungs-Erkennungseinheit
    17, 52
    Notbremsungssignal-Erzeugungseinheit
    18
    Kameraeingangs- und -ausgangsschnittstelle
    20
    Steuersignal-Erzeugungseinheit
    22
    Steuerungserzeugungseinheit basierend auf der Ausgabe der Erkennungsvorrichtung
    23
    Steuerungserzeugungseinheit basierend auf der Ausgabe der ECU für automatisches Fahren
    24
    Steuersignal-Halteeinheit der ECU für automatisches Fahren
    26
    Auswahleinheit
    27
    Steuerungserzeugungseinheit basierend auf der Ausgabe der Rekonstruktionseinheit
    31
    Einheit lokaler dynamischer Karten (LDM)
    32
    Wegberechnungseinheit
    41
    Bremssteueranweisung
    42, 72
    Wegsteueranweisung
    44
    AD-ECU-Störungssignal
    45
    Zeit bis zum Zusammenstoß (TTC)
    46, 47, 48
    Auswahlsteuersignal
    51
    Einheit lokaler dynamischer Karten der Notbremsung
    70
    Rekonstruktionseinheit
    71
    Rekonstruktionssignal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017047694 A [0004, 0005]

Claims (9)

  1. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem, das umfasst: eine Erkennungsvorrichtung, die eine Situation außerhalb eines Fahrzeugs erkennt; eine Wegberechnungseinheit, die einen Weg berechnet, auf dem das Fahrzeug fährt; eine Störungsdiagnoseeinheit, die eine Störung der Wegberechnungseinheit diagnostiziert; und eine Ausgabeeinheit, die ein Steuersignal ausgibt, das verwendet wird, um das Fahrzeug zu steuern, wobei ein Steuersignal, das basierend auf einer durch die Erkennungsvorrichtung erzeugten Bremssteueranweisung erzeugt wird, und ein Steuersignal, das basierend auf einer durch die Wegberechnungseinheit erzeugten Wegsteueranweisung erzeugt wird, in die Ausgabeeinheit eingegeben werden, und wenn die Störungsdiagnoseeinheit diagnostiziert, dass die Wegberechnungseinheit eine Störung aufweist, die Ausgabeeinheit ein Steuersignal ausgibt, das basierend auf der durch die Erkennungsvorrichtung erzeugten Bremssteueranweisung erzeugt wird.
  2. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem, das umfasst: eine Erkennungsvorrichtung, die eine Situation außerhalb eines Fahrzeugs erkennt; eine Wegberechnungseinheit, die einen Weg berechnet, auf dem das Fahrzeug fährt; eine Störungsdiagnoseeinheit, die eine Störung der Wegberechnungseinheit diagnostiziert; eine Ausgabeeinheit, die ein Steuersignal ausgibt, das verwendet wird, um das Fahrzeug zu steuern; eine Steuersignal-Halteeinheit, die ein Steuersignal hält, das basierend auf einer durch die Wegberechnungseinheit erzeugten Wegsteueranweisung erzeugt wird; und eine Bremsberechnungseinheit, die eine Zeit bis zum Zusammenstoß und eine Bremssteueranweisung basierend auf einem Bestimmungsergebnis, ob eine Notbremsung erforderlich ist, berechnet, wobei, wenn die durch die Bremsberechnungseinheit berechnete Zeit bis zum Zusammenstoß kürzer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, die Ausgabeeinheit das Steuersignal ausgibt, das basierend auf der durch die Bremsberechnungseinheit berechneten Bremssteueranweisung erzeugt wird, und wenn die Störungsdiagnoseeinheit diagnostiziert, dass die Wegberechnungseinheit eine Störung aufweist, die Ausgabeeinheit das in der Steuersignal-Halteeinheit gehaltene Steuersignal ausgibt.
  3. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Bremsberechn u ngsei nheit in der Erkennungsvorrichtung vorgesehen ist, ein Objekt in der Nähe eines Wegs des eigenen Fahrzeugs aus einer durch die Erkennungsvorrichtung erkannten Situation außerhalb des Fahrzeugs detektiert, einen Zusammenstoß mit dem Objekt, das detektiert worden ist, basierend auf einem relativen Abstand und einer Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt, das detektiert worden ist, vorhersagt und wenn vorhergesagt wird, dass der Zusammenstoß innerhalb einer vorgegebenen Zeit stattfindet, die Zeit bis zum Zusammenstoß und die Bremssteueranweisung erzeugt.
  4. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem nach Anspruch 2, die ferner eine Rekonstruktionseinheit umfasst, die einige Funktionen der Wegberechnungseinheit ausführt, wobei, wenn die Störungsdiagnoseeinheit diagnostiziert, dass die Wegberechnungseinheit eine Störung aufweist, die Rekonstruktionseinheit die Rekonstruktion der einigen Funktionen der Wegberechnungseinheit beginnt, die rekonstruierte Einheit eine Wegsteueranweisung ausgibt, die den durch die rekonstruierten Funktionen berechneten Weg enthält, wenn die durch die Bremsenberechnungseinheit berechnete Zeit bis zum Zusammenstoß kürzer als der vorgegebene Schwellenwert ist, die Ausgabeeinheit ein basierend auf der durch die Bremsenberechnungseinheit berechneten Bremssteueranweisung erzeugtes Steuersignal ausgibt, nachdem die Störungsdiagnoseeinheit diagnostiziert hat, dass die Wegberechnungseinheit eine Störung aufweist, und während der Rekonstruktion die Ausgabeeinheit das durch die Steuersignal-Halteeinheit gehaltene Steuersignal ausgibt, und nachdem die Rekonstruktion abgeschlossen ist, die Ausgabeeinheit das basierend auf der von der Rekonstruktionseinheit ausgegebenen Wegsteueranweisung erzeugte Steuersignal ausgibt.
  5. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem nach Anspruch 4, wobei die Ausgabeeinheit ein Steuersignal zum Stoppen des Fahrzeugs ausgibt, wenn die Rekonstruktion fehlschlägt.
  6. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erkennungsvorrichtung wenigstens einen Sensor einer Stereokamera, einer monokularen Kamera, eines Laser-Radars, eines Millimeterwellen-Radars, eines LIDAR und eines Ultraschallsensors aufweist, und den relativen Abstand und die Relativgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem Objekt, das sich außerhalb des Fahrzeugs befindet und durch den Sensor erkannt worden ist, basierend auf den Informationen des Objekts, das erkannt worden ist, ausgibt.
  7. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Bremsberechnungseinheit in der Wegberechnungseinheit vorgesehen ist, ein Objekt, das sich außerhalb des Fahrzeugs befindet und durch einen Sensor erkannt worden ist, in einer lokalen dynamischen Karte anordnet und ein Objekt in der Nähe eines Wegs des eigenen Fahrzeugs detektiert, einen Zusammenstoß mit dem Objekt, das detektiert worden ist, basierend auf einem relativen Abstand und einer Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt, das detektiert worden ist, vorhersagt, und wenn vorhergesagt wird, dass der Zusammenstoß innerhalb einer vorgegebenen Zeit auftritt, die Zeit bis zum Zusammenstoß und die Bremssteueranweisung erzeugt.
  8. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, das ferner eine Steuereinheit umfasst, die einen auf die Bewegung des Fahrzeugs bezogenen Aktuator durch das Steuersignal steuert, wobei die Ausgabeeinheit in der Steuereinheit vorgesehen ist.
  9. Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, wobei das basierend auf der Bremssteueranweisung erzeugte Steuersignal wenigstens eines von einem Notbremsungs-Steuersignal zum Stoppen des Fahrzeugs, einem Beschleunigungssteuersignal zum Steuern einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenksteuersignal zum Steuern einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist.
DE112019003458.8T 2018-09-28 2019-08-06 Fahrzeuginternes elektronisches Steuersystem Pending DE112019003458T5 (de)

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