DE112020006919T5

DE112020006919T5 - Fahrzeugsteuersystem, integrierte fahrzeugsteuervorrichtung, elektronische steuervorrichtung, netzkommunikationsvorrichtung, fahrzeugsteuerverfahren und fahrzeugsteuerprogramm

Info

Publication number: DE112020006919T5
Application number: DE112020006919.2T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Sawa; Hajime Hasegawa; Takahisa Yamauchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2040-05-23
Also published as: JPWO2021234947A1; JP7122494B2; CN115667043A; US20230020415A1; DE112020006919B4; WO2021234947A1

Abstract

Ein Fahrzeugsteuersystem (500) steuert ein Fahrzeug, an dem eine Mehrzahl von ECUs (30) und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung (10) zum Steuern der Mehrzahl von ECUs (30) angebracht sind. Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung (10) schließt eine Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten zum Berechnen eines Steuerungssollwerts zum Steuern der Mehrzahl von ECUs (30) ein. Ferner schließt die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung (10) eine Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten zum Schätzen eines künftigen Zustands des Fahrzeugs und zum Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts zum Steuern der Mehrzahl von ECUs (30) ein. Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung (10) schließt eine Befehlssignalerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Befehlssignals, das einen Betätigungsbefehl und einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl einschließt, ein. Jede der Mehrzahl von ECUs (30) schließt eine Stellantriebssteuereinheit zum Steuern des Stellantriebs (50) auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerbefehls ein.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem, eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung, eine elektronische Steuervorrichtung, eine Netzkommunikationsvorrichtung, ein Fahrzeugsteuerverfahren und ein Fahrzeugsteuerprogramm.
Allgemeiner Stand der Technik
Im Stand der Technik ist als Einrichtung zum Steuern eines Bremsens, einer Antriebskraft und eines Lenkwinkels eines Fahrzeugs eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zur Durchführung einer intensiven Steuerung durch eine einzige elektronische Steuervorrichtung bekannt. Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung berechnet einen Steuerungswert eines Fahrzeugs anhand von Informationen wie etwa einem Zustand des Fahrzeugs und Verkehrsbedingungen in der Umgebung usw. Dann steuert die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung einen Stellantrieb, der mit der elektronischen Steuervorrichtung verbunden ist, durch Senden eines Steuerbefehls an die elektronische Steuervorrichtung, um das Fahrzeug zu betätigen. Die elektronische Steuervorrichtung wird als ECU (als elektronische Steuereinheit) bezeichnet.
Darüber hinaus besteht in einem Fall, bei dem eine Anomalie in der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung auftritt, so dass sie eine intensive Steuerung durchführt, eine Möglichkeit, dass ein großer Teil einer Fahrzeugsteuerung verloren geht, und es kann ein schwerer Unfall verursacht werden. Daher muss in einem Fahrzeugsteuersystem, das die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung einschließt, gewährleistet sein, dass der Betrieb des Fahrzeugs fortgesetzt wird, ohne dass Funktionen in Bezug auf das Bremsen, Antreiben und Lenken eines Fahrzeugs verloren gehen, auch wenn eine Anomalie in der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung auftritt.
Im Stand der Technik ist als hochzuverlässiges Fahrzeugsteuersystem ein System bekannt, bei dem eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung auf physisch redundante Weise konfiguriert ist. Ferner ist ein System bekannt, bei dem eine Zuverlässigkeit durch Installieren aller Funktionen oder eines Teils der Funktionen der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung an einer anderen ECU verbessert wird.
Patentliteratur 1 offenbart eine Fahrzeugsteuervorrichtung zum Durchführen eines Bremsens, Antreibens und Lenkens eines Fahrzeugs. In einem Fall, bei dem durch eine Fehlererkennungsfunktion ein Fehler innerhalb eines Knotens erkannt wird, setzt diese Fahrzeugsteuervorrichtung einen normalen Betrieb als gesamtes System fort, indem sie die Steuerung auf einen normalen Knoten umschaltet, der nicht der fehlerhafte Knoten ist.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentliteraturstelle 1: JP 2009-227276 A
Abriss der Erfindung
Technische Aufgabe
Patentliteratur 1 offenbart, dass in einem Fall, bei dem ein Master-Computer, der einen Steuerungssollwert erzeugen soll, fehlerhaft ist, eine Stellantriebssteuerung umgeschaltet wird, um einen Steuerungssollwert zu erzeugen. Der Master-Computer entspricht einer integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung. Ferner entspricht die Stellantriebssteuerung einer ECU. Jedoch ist es in der Konfiguration von Patentliteratur 1 notwendig, dass die ECU zusätzlich zu einer Verarbeitung zur Steuerung eines Stellantriebs eine ausgeklügelte arithmetische Verarbeitung durchführt, um den Steuerungssollwert zu berechnen; somit besteht ein Problem, dass die ECU einen hohen Grad an Betriebsleistung haben muss.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Fortsetzung eines Betriebs in einem Fall, bei dem eine Anomalie in einer integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung auftritt, fortzusetzen, ohne einer ECU eine zusätzliche ausgeklügelte arithmetische Verarbeitung aufzubürden.
Lösung der Aufgabe
Es wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugsteuersystem eines Fahrzeugs bereitgestellt, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl von elektronische Steuervorrichtungen angebracht sind, wobei die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung aufweist:

eine Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten zum Berechnen eines Steuerungssollwerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs und einer Solltrajektorie, die auf Basis einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs erzeugt wird;
eine Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten zum Schätzen eines künftigen Zustands des Fahrzeugs und berechnet eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis des geschätzten Zustands des Fahrzeugs und der Solltrajektorie; und
eine Befehlssignalerzeugungseinheit zum Erfassen des Steuerungssollwerts und des vorhersagegemäßen Steuerungswerts, zum Erzeugen eines Betätigungsbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen zu senden ist, auf Basis des Steuerungssollwerts, zum Erzeugen eines vorhersagegemäßen Steuerbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen zu senden ist, auf der Basis des vorhersagegemäßen Steuerungswerts und zum Erzeugen eines Befehlssignals, das den Betätigungsbefehl und den vorhersagegemäßen Steuerbefehl einschließt, und wobei
jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen eine Stellantriebssteuereinheit zum Steuern des Stellantriebs auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerbefehls einschließt.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
In dem Fahrzeugsteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein vorhersagegemäßer Steuerungswert zum Steuern einer elektronischen Steuervorrichtung berechnet. Außerdem ist die elektronische Steuervorrichtung in der Lage, einen Stellantrieb durch einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerungswerts zu steuern. Daher ist es durch das Fahrzeugsteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Betrieb in einem Fall, bei dem eine Anomalie in einer integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung auftritt, fortzusetzen, ohne der elektronischen Steuervorrichtung eine zusätzliche ausgeklügelte arithmetische Verarbeitung aufzubürden.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsbeispiel für ein Fahrzeugsteuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm einer integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration und ein Beispiel für eine Software-Konfiguration der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Kommunikationssteuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Einheit zum Erkennen einer peripheren Umgebung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Fahrzeugzustandserkennungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
7 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Einheit zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
8 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Solltrajektorieerzeugungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
9 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
10 ist ein Beispiel für ein Verfahren zum Berechnen eines Steuerungssollwerts gemäß der ersten Ausführungsform;
11 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
12 ist ein Beispiel für ein Verfahren zum Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts gemäß der ersten Ausführungsform;
13 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Befehlssignalerzeugungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
14 ist ein Konfigurationsbeispiel für eine ECU gemäß der ersten Ausführungsform;
15 ist ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration und ein Beispiel für eine Software-Konfiguration der ECU gemäß der ersten Ausführungsform;
16 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Kommunikationssteuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
17 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise einer Stellantriebssteuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
18 ist ein Konfigurationsbeispiel für eine ECU gemäß einer vierten Modifikation gemäß der ersten Ausführungsform;
19 ist ein Konfigurationsbeispiel für ein Fahrzeugsteuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform;
20 ist ein Konfigurationsbeispiel einer Netzkommunikationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform; und
21 ist ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration und ein Beispiel für eine Software-Konfiguration der Netzkommunikationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Diagrammen beschrieben. In jedem Diagramm werden gleiche Elemente oder entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. In der folgenden Erläuterung der Ausführungsformen wird eine Beschreibung der gleichen oder der entsprechenden Elemente weggelassen oder auf geeignete Weise vereinfacht. Ferner kann in den folgenden Diagrammen die Beziehung zwischen der Größe jedes Konfigurationselements von tatsächlichen Elementen abweichen. Ferner können in der Beschreibung der Ausführungsformen Richtungen oder Positionen, wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten, nach vorne oder nach hinten, angegeben werden. Diese Angaben sind eine Beschreibung, die zur Erleichterung der Erläuterung gegeben wird, die aber die Positionen, Richtungen und Ausrichtungen von Vorrichtungen, Instrumenten und Teilen usw. nicht begrenzt.
Erste Ausführungsform
***Erläuterung der Konfiguration***
<Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems 500>
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Beschreibung eines Konfigurationsbeispiels eines Fahrzeugsteuersystems 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
Das Fahrzeugsteuersystem 500 ist ein System zum Steuern eines Fahrzeugs, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 zum Steuern der Mehrzahl von elektronische Steuervorrichtungen angebracht sind. Das Fahrzeugsteuersystem 500 schließt ein Fahrzeugbordnetz 60 ein, das die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 mit jeder der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen verbindet. Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 ist über das Fahrzeugbordnetz 60 mit einer ECU 20 und einer ECU 30 verbunden. Im Folgenden werden elektronische Steuervorrichtungen als ECUs bezeichnet.
Ein Sensor 40 ist mit der ECU 20 verbunden. Die ECU 20 hat eine Sensorverarbeitungsfunktion zum Verarbeiten von Sensordaten aus dem Sensor 40 und sendet die Sensordaten über das Fahrzeugbordnetz 60 an die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10. Der Sensor 40 schließt Sensoren wie einen Rider, ein Radar, ein Sonar, eine Kamera, einen Beschleunigungssensor, einen Sensor für einen Öffnungsgrad einer Bechleunigungseinrichtung und einen Lenkwinkelsensor ein.
Ferner ist die ECU 30 mit einem Stellantrieb 50 verbunden. Die ECU 30 weist eine Stellantriebssteuerfunktion auf, um den Stellantrieb 50 auf Basis eines Betätigungsbefehls von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 zu steuern. Die Stellantriebssteuerfunktion schließt eine Anomaliebestimmungsfunktion zum Bestimmen einer Anomalie in dem Betätigungsbefehl ein. Die ECU 30 schließt eine ECU, wie eine Verbrennungsmotor-ECU, eine Bremssteuerungs-ECU, eine ECU einer elektrischen Servolenkung oder eine ADAS-ECU, ein. Ferner schließt der Stellantrieb 50 Stellantriebe wie einen Drosselmotor, einen Bremsdruckanpassungsstellantrieb und einen Lenkungsmotor ein.
<Konfiguration der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10>
Unter Bezugnahme auf 2 wird eine Beschreibung eines Konfigurationsbeispiels der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 schließt als funktionelle Bestandteile ein:

jede Einheit einer Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung, einer Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111, einer Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs, einer Solltrajektorieerzeugungseinheit 113, einer Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114, einer Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115, einer Befehlssignalerzeugungseinheit 116, einer Kommunikationssteuereinheit 117 und einen Fahrzeugparameter 118.

Die Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung erfasst Informationen, die aus Sensoren zum Vermessen einer peripheren Umgebung, wie etwa aus einer Light-Detection-and-Ranging-Vorrichtung (im Folgenden als LiDAR bezeichnet), einem Radar und einer Kamera usw. empfangen werden. Die Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung erkennt auf Basis dieser Informationseinheiten Informationen, wie etwa Informationen über andere Fahrzeuge in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs, einen Verkehrszustand und Verkehrszeichen als Informationen über eine periphere Umgebung, und überträgt die Informationen über eine periphere Umgebung auf die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113.
Die Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 erfasst Informationen, die aus Sensoren zum Messen des Zustands des eigenen Fahrzeugs, wie etwa einem Beschleunigungssensor, einem Winkelgeschwindigkeitssensor, einem Sensor für einen Öffnungsgrad einer Bechleunigungseinrichtung und einem Lenkwinkelsensor, empfangen werden. Auf Basis dieser Informationen erkennt die Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 den Zustand des eigenen Fahrzeugs, wie etwa eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, einen Lenkwinkel des eigenen Fahrzeugs und eine Richtung des eigenen Fahrzeugs, und sendet die Zustandsinformationen über das eigene Fahrzeug an die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113.
Die Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs schätzt die Position des eigenen Fahrzeugs anhand von Sensorinformationen aus Sensoren wie etwa einem GNSS und einer Kamera, und von Landkarteninformationen und sendet die Informationen über die Position des eigenen Fahrzeugs an die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113. GNSS ist eine Abkürzung für ein globales Navigationssatellitensystem.
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 berechnet eine Solltrajektorie als Koordinaten eines Weges, auf dem das eigene Fahrzeug in der Lage ist, sicher zu fahren, anhand von Zielinformationen oder einer geplanten Fahrtroute, die von einem Fahrzeugnavigationssystem vorgesehen wird, aufgrund der Informationen über die Umgebung des eigenen Fahrzeugs, der Informationen über den Zustand des eigenen Fahrzeugs und der Informationen über die Position des eigenen Fahrzeugs.
Die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 berechnet einen Steuerungssollwert 51 zum Steuern einer Mehrzahl von ECUs 30 auf Basis des aktuellen Zustands des Fahrzeugs und der Solltrajektorie. Der Steuerungssollwert 51 ist ein Steuerungsbetrag, der notwendig ist, um die Solltrajektorie zu verwirklichen. Der Steuerungssollwert, der an die einzelnen ECUs zu senden ist, wie etwa eine Bremsgröße, eine Beschleunigungsgröße und ein Lenkwinkel, der für die Verwirklichung der Solltrajektorie notwendig ist, wird anhand der Solltrajektorie und eines Parameters des eigenen Fahrzeugs berechnet. Der Parameter des eigenen Fahrzeugs wird in dem Fahrzeugparameter 118 gespeichert. Der Steuerungssollwert ist ein Steuerungssollwert, der in der nächsten Steuerungsperiode verwirklicht werden soll.
Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 schätzt einen künftigen Zustand des Fahrzeugs und berechnet vorhersagegemäße Steuerungswerte 52 zum Steuern der Mehrzahl von ECUs auf Basis des geschätzten Zustands des Fahrzeugs und der Solltrajektorie. Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 berechnet vorhersagegemäße Steuerungswerte für einen festgelegten Zeitraum in der Zukunft. Die vorhersagegemäßen Steuerungswerte sind eine Mehrzahl von Steuerungssollwerten für den festgelegten Zeitraum in der Zukunft.
Die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 erzeugt ein Befehlssignal 53 zum Senden von zwei Arten von Werten an die ECUs 30, nämlich von einem Steuerungssollwert 51 und einem vorhersagegemäßen Steuerungswert 52.
Die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 erfasst den Steuerungssollwert 51 und den vorhersagegemäßen Steuerungswert 52. Die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 erzeugt einen Betätigungsbefehl 511, der an jede der Mehrzahl von ECUs 30 zu senden ist, auf Basis des Steuerungssollwerts 51. Ferner erzeugt die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521, der an jede der Mehrzahl von ECUs 30 zu senden ist, auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerungswerts 52. Dann erzeugt die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 ein Befehlssignal 53, das den Betätigungsbefehl 511 und den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 einschließt.
Die Kommunikationssteuereinheit 117 empfängt Sensorinformationen aus der ECU 20. Die Kommunikationssteuereinheit 117 führt eine Verarbeitung durch, um der Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung, der Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 und der Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs die Sensorinformationen mitzuteilen. Ferner führt die Kommunikationssteuereinheit 117 eine Verarbeitung durch zum Empfangen des Befehlssignals 53 aus der Befehlssignalerzeugungseinheit 116 und sendet das Befehlssignal 53 an die ECUs 30.
3 ist ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration und ein Beispiel für eine Software-Konfiguration der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 ist ein Computer. Die Verarbeitung der Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung, der Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111, der Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs, der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113, der Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114, der Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115, der Befehlssignalerzeugungseinheit 116 und der Kommunikationssteuereinheit 117 wird von einem Prozessor 101 durch Lesen eines in einem Arbeitsspeicher 102 gespeicherten Programms durchgeführt.
Eine Hardware-Komponente 11 weist eine Hardware-Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform auf, die den Prozessor 101, den Arbeitsspeicher 102, eine Kommunikationsschaltung 103 und eine Hilfsspeichervorrichtung 104 einschließt.
Der Prozessor 101 ist eine Verarbeitungsvorrichtung zum Ausführen von Programmen, wie eines Fahrzeugsteuerprogramms und eines OS (eines Betriebssystems). Die Verarbeitungsvorrichtung kann als IC (integrierte Schaltung) bezeichnete werden; dagegen ist der Prozessor 101 beispielsweise eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), ein DSP (Digitalsignalprozessor) oder eine GPU (Grafikverarbeitungseinheit).
Der Prozessor 101 ist mit dem Arbeitsspeicher 102 verbunden, der Daten, die für eine arithmetische Operation notwendig sind, zwischenspeichert, speichert Daten und liest und führt die in dem Arbeitsspeicher 102 gespeicherten Programme aus.
Der Prozessor 101 ist mit der Kommunikationsschaltung 103 verbunden, welche die Kommunikationsschaltung 103 gemäß einem Befehl von dem Prozessor 101 steuert.
Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 in 3 schließt nur einen Prozessor 101 ein; jedoch kann die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 eine Mehrzahl von Prozessoren einschließen, die den Prozessor 101 ersetzen. Diese Mehrzahl von Prozessoren teilen sich die Ausführung der Programme.
Der Arbeitsspeicher 102 ist eine Speichervorrichtung zum Zwischenspeichern von Daten, die als Hauptspeicher fungiert, der als Arbeitsbereich des Prozessors 101 zu verwenden ist. Der Arbeitsspeicher 102 ist beispielsweise ein RAM (Random Access Memory), wie ein SRAM (statischer Random Access Memory) oder ein DRAM (dynamischer Random Access Memory). Der Arbeitsspeicher 102 bewahrt ein Betriebsergebnis des Prozessors 101.
Die Hilfsspeichervorrichtung 104 speichert den Fahrzeugparameter 118, verschiedene Programme, die von dem Prozessor 101 ausgeführt werden, Software 12 und Daten, die während einer Ausführung der einzelnen Programme verwendet werden. Die Hilfsspeichervorrichtung 104 ist beispielsweise ein HDD (Festplattenlaufwerk) oder ein SSD (Solid-State-Laufwerk). Ferner kann die Hilfsspeichervorrichtung 104 ein tragbares Speichermedium sein, wie etwa eine Speicherkarte des Typs SD (eingetragene Marke), ein CF, ein NAND-Flash, eine flexible Scheibe, eine optische Scheibe, eine Compact Disk, eine Scheibe des Typs Blue-Ray (eingetragene Marke) oder eine DVD. SD (eingetragene Marke) ist eine Abkürzung für Secure Digital. CF ist eine Abkürzung für CompactFlash (eingetragene Marke). DVD ist eine Abkürzung für Digital Versatile Disk.
Die Software 12 weist eine Software-Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform auf, welche die Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111, die Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs, die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113, die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114, die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115, die Befehlssignalerzeugungseinheit 116, die Kommunikationssteuereinheit 117 und ein OS 108 einschließt.
Die „Einheit“ in jeder Einheit der Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung, der Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111, der Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs, der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113, der Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114, der Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115, der Befehlssignalerzeugungseinheit 116 und der Kommunikationssteuereinheit 117 kann durch „Prozess“, „Ablauf“ oder „Schritt“ ersetzt werden. Das Fahrzeugsteuerprogramm bewirkt, dass ein Computer jeden Prozess ausführt, der ein „Prozess“ ist, mit dem „Einheit“ in den einzelnen Einheiten ersetzt worden ist. Der „Prozess“ in jedem Prozess kann durch „Programm“, „Programmprodukt“, „computerlesbares Speichermedium, in dem ein Programm gespeichert ist“ oder „computerlesbares Aufzeichnungsmedium, auf dem ein Programm aufgezeichnete ist“ ersetzt werden. Ferner ist ein Fahrzeugsteuerverfahren ein Verfahren, das durch Ausführen des Fahrzeugsteuerprogramms durch das Fahrzeugsteuersystem 500 durchgeführt wird.
Das Fahrzeugsteuerprogramm kann bereitgestellt werden, indem es in einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert wird. Alternativ dazu kann das Fahrzeugsteuerprogramm als Programmprodukt bereitgestellt werden.
***Erläuterung der Arbeitsweise***
<Arbeitsweise der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10>
Nun wird eine Beschreibung einer Arbeitsweise der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben. Ein Arbeitsablauf der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 entspricht einem Fahrzeugsteuerverfahren. Ferner entspricht ein Programm zur Verwirklichung des Betriebs der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 einem Fahrzeugsteuerprogramm.
Im Folgenden wird eine Beschreibung eines Falles gegeben, in dem die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 Sensordaten sammelt und eine Fahrzeugsteuerung durchführt.
4 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Kommunikationssteuereinheit 117 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S101: Zielbestimmungsprozess)
Wenn eine eingehende Meldung aus einem Sensor oder einer ECU empfangen wird, bestimmt die Kommunikationssteuereinheit 117, ob ein Ziel der eingehenden Meldung die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 ist. In einem Fall, in dem das Ziel der eingehenden Meldung die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 ist, geht die Kommunikationssteuereinheit 117 zu Schritt S102 weiter, und in anderen Fällen geht die Kommunikationssteuereinheit 117 zu Schritt S103 weiter.
(Schritt S102: Datenmitteilungsprozess)
Die Kommunikationssteuereinheit 117 erfasst Daten durch Entfernen eines Headers von der eingehenden Meldung. Die Kommunikationssteuereinheit 117 benachrichtigt jede der Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung, der Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 und der Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs gemäß der Art der eingehenden Meldung.
(Schritt S103: Meldungsverwerfungsprozess)
Die Kommunikationssteuereinheit 117 verwirft die eingehende Meldung.
5 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S201: Datenerfassungsprozess)
Die Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung erfasst verschiedene Arten von Sensordaten anhand einer Mitteilung, die aus der Kommunikationssteuereinheit 117 empfangen wird.
(Schritt S202: Prozess zum Detektieren eines anderen Fahrzeugs)
Die Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung detektiert als Informationen über ein anderes Fahrzeug Informationen wie etwa einen Abstand und eine Richtung von dem eigenen Fahrzeug zu dem anderen Fahrzeug oder eine relative Position in Bezug auf das eigene Fahrzeug, eine Fahrtrichtung, eine Bewegungsgeschwindigkeit und eine Größe anhand der verschiedenen Arten von erfassten Sensordaten. Wenn eine Mehrzahl von anderen Fahrzeugen vorhanden sind, werden Informationen für jedes einzelne Fahrzeug identifiziert. Wenn eine Mehrzahl von anderen Fahrzeugen vorhanden sind, werden Informationen für jedes einzelne Fahrzeug identifiziert. Als Verfahren zum Detektieren des anderen Fahrzeugs gibt es Strategien wie etwa eine Bildanalyse unter Verwendung einer Kamera, eine Abstandsdetektion mit einem LiDAR, eine Abstandsdetektion mit einem Millimeterwellenradar, wobei es möglich ist, eine Detektion auch mit einem Verfahren durchzuführen, das diese Strategien komplex verwendet.
(Schritt S203: Fußgänger- und Hindernisdetektionsprozess)
Die Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung detektiert als Informationen über einen Fußgänger und ein Hindernis Informationen wie etwa einen Abstand und eine Richtung von dem eigenen Fahrzeug oder eine relative Position in Bezug auf das eigene Fahrzeug und eine Größe anhand der verschiedenen Arten von erfassten Sensordaten. Als Verfahren zum Detektieren des Fußgängers und des Hindernisses ist es möglich, ein Verfahren zu verwenden, das dem Verfahren zum Detektieren des anderen Fahrzeugs ähnlich ist.
(Schritt S204: Straßenzustandsdetektionsprozess)
Die Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung detektiert Positionen eines Fahrstreifens und eines Seitenstreifens, eines Verkehrszeichens und einen Straßenoberflächenzustand, wie eine Unregelmäßigkeit und eine Vereisung, anhand der verschiedenen Arten von erfassten Sensordaten. Als Verfahren zum Detektieren des Straßenoberflächenzustands wird hauptsächlich eine Bildanalyse unter Verwendung einer Kamera verwendet.
(Schritt S205: Datenmitteilungsprozess)
Die Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung teilt der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 die Informationen über das andere Fahrzeug, den Fußgänger und das Hindernis und den Straßenzustand mit, die von Schritt S202 bis S204 detektiert werden.
6 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S301: Datenerfassungsprozess)
Die Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 erfasst die verschiedenen Arten von Sensordaten anhand der Mitteilung, die aus der Kommunikationssteuereinheit 117 empfangen wird.
(Schritt S302: Fahrzustandsdetektionsprozess)
Die Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 detektiert als Fahrzustand des Fahrzeugs Informationen wie etwa eine Geschwindigkeit, einen Gierwinkel und eine Gierrate aus den verschiedenen Arten von erfassten Sensordaten. Eine Detektion des Fahrzustands des Fahrzeugs wird mit Sensoren wie einem Gyrosensor, einem Beschleunigungssensor und einem Gierratensensor durchgeführt.
(Schritt S303: Geräte-Steuerzustandsdetektionsprozess)
Die Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 detektiert als Steuerzustand einer Fahrzeugbordeinheit Informationen wie eine Beschleunigungseinrichtungsgröße, eine Bremsungsgröße, einen Lenkwinkel, einen Steuerungsbetrag verschiedener Arten von Stellantrieben und einen zulässigen Steuerungsbereich aus den verschiedenen Arten von erfassten Sensordaten und einer Zustandsmeldung von ECUs.
(Schritt S304: Datenmitteilungsprozess)
Die Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 teilt der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 die Informationen über den Fahrzustand des Fahrzeugs und den Steuerzustand von Vorrichtungen, die in Schritt S302 und S303 detektiert werden, mit.
7 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S401: Datenerfassungsprozess)
Die Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs erfasst die verschiedenen Arten von Sensordaten anhand der Mitteilung, die aus der Kommunikationssteuereinheit 117 empfangen wird.
(Schritt S402: Prozess zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs)
Die Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs schätzt eine Position des eigenen Fahrzeugs aus den verschiedenen Arten von erfassten Sensordaten. Es gibt ein Verfahren zum Messen der Position des eigenen Fahrzeugs unter Verwendung eines GNSS. Ferner gibt es ein Verfahren zum hochgenauen Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs auf Basis von kumulativen Bewegungsinformationen unter Verwendung eines Gyrosensors oder ein Verfahren zum hochgenauen Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs durch Abgleichen von Informationen über ein Gebäude und eine Stra-ßenstruktur, die anhand eines Kamerabilds analysiert werden, und von Landkarteninformationen. Außerdem können diese Verfahren nach Bedarf kombiniert werden.
(Schritt S403: Datenmitteilungsprozess)
Die Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs teilt der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 die Informationen über die Position des eigenen Fahrzeugs, die in Schritt S402 geschätzt wird, mit.
8 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 erfasst Informationen über eine relative Position zwischen einem Hindernis und einem Fahrzeug durch eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen oder eine Kommunikation zwischen einer Straße und einem Fahrzeug. Ferner erfasst die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 die Informationen über eine relative Position zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug, die von einem Sensor erfasst wird, der in dem Fahrzeug bereitgestellt ist. Auf Basis der Informationen über eine relative Position zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug und der Landkarteninformationen sagt die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 eine künftige Route des Hindernisses vorher, gleicht die künftige Route des Hindernisses mit einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs ab und erzeugt eine Solltrajektorie. Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 gleicht die künftige Route des Hindernisses mit der geplanten Fahrtroute, wobei es sich um einen Routenplan des Fahrzeugs handelt, ab und erzeugt dann eine Solltrajektorie, die so korrigiert ist, dass sie eine möglichst sichere Route ist.
(Schritt S501: Datenerfassungsprozess)
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 erfasst die periphere Umgebung, den Zustand des eigenen Fahrzeugs und die Position des eigenen Fahrzeugs anhand der aus der Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung, der Fahrzeugzustandserkennungseinheit 111 und der Einheit 112 zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs empfangen Mitteilung.
(Schritt S502: Fahrzeugparametererfassungsprozess)
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 erfasst einen Zeitraum zum Berechnen der Solltrajektorie und einen Steuerungszeitraum der einzelnen ECUs anhand des Fahrzeugparameters 118.
(Schritt S503: Prozess zum Vorhersagen von Wegkoordinaten eines beweglichen Objekts)
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 sagt Wegkoordinaten eines beweglichen Objekts in einer Reihenfolge eines Zeitablaufs, wie etwa eine Position, eine Bewegungsrichtung und eine Geschwindigkeit in Bezug auf ein anderes Fahrzeug und einen Fußgänger, anhand der Informationen über die periphere Umgebung vorher. Die Wegkoordinaten für den beweglichen Körper werden gemäß jedem Zustand des beweglichen Objekts ab einem Zustand zu dem Zeitpunkt, der von der Einheit 110 zum Erkennen einer peripheren Umgebung detektiert wird, geändert und werden auch durch eine gegenseitige Interaktion zwischen den einzelnen beweglichen Objekten geändert. Durch Vorhersagen des Änderungsbetrags werden die Wegkoordinaten des beweglichen Objekts als Zeitreihendaten berechnet. Ein Zeitraum für die Vorhersage von Wegkoordinaten für das bewegliche Objekt ist ein Soll-Wegkoordinaten-Berechnungsbereich N, der in Schritt S502 erfasst wird.
(Schritt S504: Routenplanerzeugungsprozess)
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 erzeugt einen Routenplan durch Übereinanderlegen der geplanten Fahrtroute des eigenen Fahrzeugs und der Trajektorie des beweglichen Objekts um die Route herum anhand von Informationen über die vorhersagegemäßen Informationen über die Wegkoordinaten des beweglichen Objekts, die Landkarteninformationen und die Informationen über die Position des eigenen Fahrzeugs. Die von dem Routenplan erzeugten Informationen sind Informationen auf der Granularitätsstufe eines Fahrstreifens. Außerdem wird angenommen, dass die geplante Fahrtroute von einem Fahrer durch eine Eingabe in Vorrichtungen wie etwa ein Fahrzeugnavigationssystem und ein Smartphone vorab eingestellt wird.
(Schritt S505: Prozess zum Erzeugen von Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeug)
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 erzeugt Koordinaten eines Weges für das eigene Fahrzeug, auf dem dieses sicher fahren kann, anhand des Routenplans, des Zustands des eigenen Fahrzeugs und der Position des eigenen Fahrzeugs. Ein Zeitraum für die Erzeugung der Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeug ist der Soll-Wegkoordinaten-Berechnungsbereich N, der in Schritt S502 erfasst wird. Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 berechnet als Wegkoordinaten des eigenen Fahrzeugs eine Position, eine Geschwindigkeit und eine Richtung des eigenen Fahrzeugs in einer Reihenfolge eines Zeitablaufs. Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 berechnet die Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeugs als Zeitreihendaten mit einem Zeitraum, der einem kürzesten Zeitraum T von den Steuerungszeiträumen jeder ECU gleich ist, oder in kürzeren Intervallen.
Wenn die Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeugs berechnet werden, erzeugt die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 eine Mehrzahl von in Frage kommenden Wegkoordinaten und führt durch Einbeziehen auch der Größe des eigenen Fahrzeugs eine Berechnung durch, damit das eigene Fahrzeug nicht mit peripheren beweglichen Objekten und stationären Objekten kollidiert. Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 wählt Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeug, die Indizes wie Sicherheit und eine Fahrzeit minimieren, aus der Mehrzahl von in Frage kommenden Wegkoordinaten aus.
In einem Fall, in dem Zeitreihendaten in Intervallen des Zeitraums T in Bezug auf den Solltrajektorieberechnungsbereich N berechnet werden, sind Daten über die Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeug Informationen über N/T-Einheiten von Positionen, Geschwindigkeiten und Richtungen. Zum Beispiel werden in einem Fall, in dem der Solltrajektorieberechnungsbereich N=30 Sekunden ist und der Zeitraum T=0,05 Sekunden ist, die Daten über die Wegkoordinaten des eigenen Fahrzeugs 600 Dateneinheiten.
(Schritt S506: Wegkoordinatenmitteilung)
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 teilt der Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 und der Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 die Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeug und den Zustand des eigenen Fahrzeugs, berechnet in Schritt S505, als Solltrajektorie mit.
9 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Berechnen eines Steuerungssollwerts gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S601: Datenerfassungsprozess)
Die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 erfasst die Solltrajektorie anhand der Mitteilung, die aus der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 empfangen wird. Die Solltrajektorie schließt die Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeug und den Zustand des eigenen Fahrzeugs ein.
(Schritt S602: Fahrzeugparametererfassungsprozess)
Die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 erfasst den Steuerungszeitraum für jede ECU und einen steuerbaren Bereich für jede ECU anhand des Fahrzeugparameters 118.
(Schritt S603: Steuerungsbetragsberechnungsprozess)
Die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 berechnet einen Steuerungsbetrag für jede ECU, um der Solltrajektorie zu folgen. Genauer berechnet die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 einen Betrag einer Lenkungsbetätigung, eine Höhe eines Steuerungsbetrags für eine Beschleunigungseinrichtung und einen Betrag einer Bremsensteuerung.
Wie in 10 dargestellt ist, berechnet die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 einen Steuerungssollwert anhand einer Differenz zwischen dem aktuellen Zustand des eigenen Fahrzeugs (x, y, v, θ) und einer Solltrajektorie nach dem nächsten Steuerungszeitraum von t Sekunden (x1, y1, v1, θ1). Zum Beispiel berechnet die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 den Steuerungssollwert auf solche Weise wie: Lenkbetätigungsbetrag = θ1-θ und Beschleunigung = (v1-v)/t. Falls die Beschleunigung ein positiver Wert ist, wird sie ein Betrag einer Beschleunigungseinrichtungssteuerung, und wenn die Beschleunigung ein negativer Wert ist, wird sie ein Betrag einer Bremsensteuerung. Wenn der Betrag der Beschleunigungseinrichtungssteuerung und der Betrag der Bremsensteuerung den steuerbaren Bereich für die einzelnen ECUs überschreiten, wird eine Korrektur durchgeführt, so dass die Steuerungsbeträge in Steuerungsbereiche fallen.
(Schritt S604: Steuerungsbetragsmitteilung)
Die Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 teilt der Befehlssignalerzeugungseinheit 116 den Steuerungsbetrag in Bezug auf jede ECU, der in Schritt S603 berechnet wird, als Steuerungssollwert 51 mit.
11 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S701: Datenerfassungsprozess)
Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 erfasst die Solltrajektorie anhand der Mitteilung, die aus der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 empfangen wird. Die Solltrajektorie schließt die Wegkoordinaten für das eigene Fahrzeug und den Zustand des eigenen Fahrzeugs ein.
(Schritt S702: Fahrzeugparametererfassungsprozess)
Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 erfasst den Steuerungszeitraum für jede ECU, den steuerbaren Bereich für jede ECU und den Solltrajektorieberechnungsbereich für jede ECU anhand des Fahrzeugparameters 118.
(Schritt S703: Prozess zum Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts)
Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 berechnet einen vorhersagegemäßen Steuerungswert für jede ECU, um der Solltrajektorie zu folgen. Was die Berechnung des vorhersagegemäßen Steuerungswerts betrifft, so wird der vorhersagegemäße Steuerungswert anhand einer Differenz zwischen einem geschätzten Zustand des Fahrzeugs und der Solltrajektorie im nächsten Steuerungszeitraum berechnet und wird wie in Schritt S603 der Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 berechnet. Was den geschätzten Fahrzeugzustand (xe1, ye1, ve1, θe1) betrifft, so wird der Zustand des eigenen Fahrzeugs, der von der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 mitgeteilt wird, in einem ersten Prozess verwendet, und in dem zweiten und den folgenden Prozessen wird ein Wert verwendet, der in Schritt S704 geschätzt wird.
(Schritt S704: Fahrzeugzustandsschätzprozess)
Wie in 12 dargestellt ist, schätzt die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 einen Fahrzeugzustand nach den t Sekunden des nächsten Steuerungszeitraums (xe1, ye1, ve1, θe1), wobei es sich um einen Zustand handelt, in dem sich der vorhersagegemäße Steuerungswert niederschlägt, anhand des in Schritt S703 berechneten vorhersagegemäßen Steuerungswerts. Eine Schätzung eines Fahrzeugzustands kann in einem Fall, in dem ein Fahrzeugzustand, in dem sich der vorhersagegemäße Steuerungswert noch nicht niedergeschlagen hat, (xp, yp, vp, θp) ist und der vorhersagegemäße Steuerungswert (Lenkungsbetätigungsbetrag=θ, Beschleunigung=a) ist, beispielsweise berechnet werden wie folgt: $xe1 = xp + t \times cos (θ p + θ), ye1 = yp + t \times sin (θ p + θ)$
$ve1 = vp + a \times t, θ e1 = θ p + θ$
(Schritt S705: Arbeitsschrittzahlberechnungsprozess)
Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 berechnet, wie oft ein Schritt zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts stattfindet, anhand des Solltrajektorieberechnungsbereichs N, der in Schritt S702 erfasst wird, und des kürzesten Zeitraums T unter den Steuerungszeiträumen jeder ECU als N/T Male. Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 bestimmt, ob die Zahl der Schritte zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts N/T Male erreicht. Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 geht zu Schritt S706 weiter, wenn die Zahl der Schritt zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts N/T Male erreicht, und geht in anderen Fällen zu Schritt S703 weiter.
(Schritt S706: Datenmitteilungsprozess)
Die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115 teilt der Befehlssignalerzeugungseinheit 116 den vorhersagegemäßen Steuerungswert 52 in Zeitreihe, der in Schritt S703 berechnet wird, mit.
13 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Befehlssignalerzeugungseinheit 116 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S801: Datenerfassungsprozess)
Die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 erfasst einen Steuerungssollwert 51 und einen vorhersagegemäßen Steuerungswert 52, die an die einzelnen ECUs gesendet werden sollen, aus der Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten 114 und der Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten 115.
(Schritt S802: Befehlssignalerzeugungsprozess)
Die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 identifiziert Informationen, die notwendig sind, damit die einzelnen ECUs ein Stellglied steuern können, aus dem Steuerungssollwert 51 und erzeugt einen Betätigungsbefehl 511 für jede ECU. Zum Beispiel erzeugt die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 einen Betätigungsbefehl 511, der eine Änderung der Beschleunigung angibt, für die Verbrennungsmotor-ECU und die Bremsensteuerungs-ECU. Ferner erzeugt die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 einen Betätigungsbefehl 511, der einen Lenkungsbetätigungsbetrag eines Steuerungssollwerts angibt, für die ECU der elektrischen Servolenkung.
Ferner identifiziert die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 Informationen, die notwendig sind, damit die einzelnen ECUs ein Stellglied steuern können, anhand des vorhersagegemäßen Steuerungswerts 52 und erzeugt einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 für jede ECU. Zum Beispiel erzeugt die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521, der eine Änderung der Beschleunigung angibt, für die Verbrennungsmotor-ECU und die Bremsensteuerungs-ECU. Ferner erzeugt die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521, der einen Lenkungsbetätigungsbetrag des vorhersagegemäßen Steuerungswerts 52 angibt, für die ECU der elektrischen Servolenkung.
Als Verfahren zum Mitteilen des vorhersagegemäßen Steuerungswerts 52 kann die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 ein Verfahren übernehmen, um eine Mitteilung über eine Differenz mit dem vorhersagegemäßen Steuerungswert 52, der im vorherigen Zeitraum gesendet wurde, zu machen. Alternativ dazu kann die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 als Verfahren zum Mitteilen des vorhersagegemäßen Steuerungswerts 52 in einem Fall, in dem gleiche Daten in Zeitreihendaten ein und desselben vorhersagegemäßen Steuerungswerts 52 existieren, usw., ein Verfahren übernehmen, um Daten zu komprimieren.
(Schritt S803: Datenmitteilungsprozess)
Die Befehlssignalerzeugungseinheit 116 teilt der Kommunikationssteuereinheit 117 ein Befehlssignal 53 mit, das den Betätigungsbefehl 511 und den in Schritt S802 erzeugten vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 einschließt.
Die Kommunikationssteuereinheit 117 sendet das von der Befehlssignalerzeugungseinheit 116 mitgeteilte Befehlssignal 53 an jede ECU.
***Erläuterung der Konfiguration***
<Konfigurationsbeispiel für die ECU 30>
Nun wird unter Bezugnahme auf 14 ein Konfigurationsbeispiel für die ECU 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
Die ECU 30 schließt jede Einheit einer Stellantriebssteuereinheit 310, einer Kommunikationssteuereinheit 311 und eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts 312 als funktionelle Bestandteile ein. Die Stellantriebssteuereinheit 310 schließt eine Anomaliebestimmungseinheit 313 ein.
Die Anomaliebestimmungseinheit 313 bestimmt, ob eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist.
Die Stellantriebssteuereinheit 310 berechnet einen Steuerungsbetrag jedes mit der ECU 30 verbundenen Stellantriebs 50 auf Basis des von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gesendeten Betätigungsbefehls 511 und führt eine Steuerung jedes Stellantriebs durch. Wenn eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 vorhanden ist, liest die Stellantriebssteuereinheit 310 ferner den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 aus dem vorhersagegemäßen Steuerungswert 312 aus, berechnet einen Steuerungsbetrag für jeden mit den ECUs verbundenen Stellantrieb auf Basis des ausgelesenen vorhersagegemäßen Steuerbefehls 521 und führt eine Steuerung jedes Stellantriebs durch.
Die Kommunikationssteuereinheit 311 empfängt den Betätigungsbefehl 511 und den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 aus der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10, teilt der Stellantriebssteuereinheit 310 den Betätigungsbefehl mit und führt einen Schreibprozess durch, um den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 in den vorhersagegemäßen Steuerungswert 312 zu schreiben.
15 ist ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration und ein Beispiel für eine Software-Konfiguration der ECU 30 gemäß der ersten Ausführungsform.
Prozesse der Stellantriebssteuereinheit 310 und der Kommunikationssteuereinheit 311 werden von einem Prozessor 301 durchgeführt, der ein im Arbeitsspeicher 302 gespeichertes Programm liest.
Eine Hardware-Komponente 31 gibt die Hardware-Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform an, die den Prozessor 301, den Arbeitsspeicher 302, eine Kommunikationsschaltung 303 und eine Hilfsspeichervorrichtung 304 einschließt.
Der Prozessor 301 ist eine Verarbeitungsvorrichtung, die ein Stellantriebssteuerprogramm und ein OS ausführt. Die Verarbeitungsvorrichtung kann als IC bezeichnet werden, und der Prozessor 301 ist beispielsweise eine CPU, ein DSP oder eine GPU.
Der Prozessor 301 ist mit dem Arbeitsspeicher 302 verbunden, der Daten, die für eine arithmetische Operation notwendig sind, zwischenspeichert oder Daten sichert, und liest und führt die in dem Arbeitsspeicher 302 gespeicherten Programme aus.
Der Prozessor 301 ist mit der Kommunikationsschaltung 303 verbunden, die eine Steuerung der Kommunikationsschaltung 303 aufgrund eines Befehls von dem Prozessor 301 durchführt.
Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 30 in 15 schließt nur einen Prozessor 301 ein; jedoch kann die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 30 eine Mehrzahl von Prozessoren einschließen, die den Prozessor 301 ersetzen. Die Mehrzahl von Prozessoren teilen sich einen Prozess wie etwa die Ausführung eines Programms.
Der Arbeitsspeicher 302 ist eine Speichervorrichtung zum Zwischenspeichern von Daten, die als Hauptspeicher fungiert, der als Arbeitsbereich des Prozessors 301 verwendet wird. Der Arbeitsspeicher 302 ist beispielsweise ein RAM, wie etwa ein SRAM oder ein DRAM. Der Arbeitsspeicher 302 behält ein Ergebnis der arithmetischen Operation in dem Prozessor 301.
Die Hilfsspeichervorrichtung 304 speichert den vorhersagegemäßen Steuerungswert 312, verschiedene Programme, die von dem Prozessor 301 ausgeführt werden, Software 32 und Daten, die während einer Ausführung der einzelnen Programme verwendet werden. Die Hilfsspeichervorrichtung 304 ist beispielsweise ein HDD oder ein SSD. Ferner kann die Hilfsspeichervorrichtung 304 ein tragbares Aufzeichnungsmedium sein, wie etwa eine Speicherkarte, eine SD-Speicherkarte, ein CF, ein NAND-Flash, eine flexible Scheibe, eine optische Scheibe, eine Compact Disk, eine Blue-Ray-Scheibe oder eine DVD.
Die Software 32 stellt die Software-Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform dar, die eine Stellantriebssteuereinheit 310, eine Kommunikationssteuereinheit 311 und ein OS 315 einschließt.
***Erläuterung der Arbeitsweise***
<Arbeitsweise der ECU 30>
Nun wird eine Arbeitsweise der ECU 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Ein Arbeitsablauf der ECU 30 entspricht einem Stellantriebssteuerverfahren. Ferner entspricht ein Programm zur Verwirklichung der Arbeitsweise der ECU 30 einem Stellantriebssteuerprogramm.
Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem die ECU 30 einen Befehl von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 empfängt und eine Steuerung eines Stellantriebs durchführt.
16 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Kommunikationssteuereinheit 311 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Reihenfolge des Prozesses, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
(Schritt S901: Zielbestimmungsprozess)
Wenn eine eingehende Meldung aus der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 empfangen wird, bestimmt die Kommunikationssteuereinheit 311, ob ein Ziel der eingehenden Meldung die ECU 30 ist. In einem Fall, in dem das Ziel der eingehenden Meldung die ECU 30 ist, geht die Kommunikationssteuereinheit 311 zu Schritt S902 weiter, und in einem anderen Fall geht die Kommunikationssteuereinheit 311 zu Schritt S903 weiter.
(Schritt S902: Datenmitteilungsprozess)
Die Kommunikationssteuereinheit 311 erfasst Daten durch Entfernen eines Headers usw. von der eingehenden Meldung und macht der Stellantriebssteuereinheit 310 oder dem vorhersagegemäßen Steuerungswert 312 eine Mitteilung gemäß der Art der empfangenen eingehenden Meldung.
Es ist notwendig, dass ein vorhersagemäßiger Steuerwert, der in dem vorhersagemäßigen Steuerwert 312 gespeichert ist, verhindert, dass ein vorhersagemäßiger Steuerwert in einem Arbeitsspeicher mit einem vorhersagemäßigen Steuerbefehl überschrieben wird, der in einem anomalen Zustand gesendet wird. Daher ist es möglich, ein Verfahren zu übernehmen, bei dem die Kommunikationssteuereinheit 311 frühere vorhersagegemäße Steuerungswerte behält und durch Rückverfolgen der früheren vorhersagegemäßen Steuerungswerte bis zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Anomalie in einem Betätigungsbefehl aufgetreten ist, auf einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl umschaltet.
(Schritt S903: Meldungsverwerfungsprozess)
Die Kommunikationssteuereinheit 311 verwirft die eingehende Meldung.
17 ist ein Beispiel für ein Flussdiagramm, das eine Arbeitsweise der Stellantriebssteuereinheit 310 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Verarbeitungsreihenfolge, die in dem vorliegenden Flussdiagramm angegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden.
Die Stellantriebssteuereinheit 310 steuert einen Stellantrieb auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerbefehls 521. Genauer bestimmt die Anomaliebestimmungseinheit 313 der Stellantriebssteuereinheit 310, ob eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist. Wenn keine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, steuert die Stellantriebssteuereinheit 310 den Stellantrieb unter Verwendung des Betätigungsbefehls 511. Wenn eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, steuert die Stellantriebssteuereinheit 310 den Stellantrieb ferner unter Verwendung des vorhersagegemäßen Steuerbefehls 521.
Ein konkretes Beispiel für die eine Arbeitsweise der Stellantriebssteuereinheit 310 ist wie folgt.
(Schritt 5111: Datenerfassungsprozess)
Die Stellantriebssteuereinheit 310 erfasst den Betätigungsbefehl 511 aus der Kommunikationssteuereinheit 311.
(Schritt S112: Anomaliebestimmungsprozess)
Die Stellantriebssteuereinheit 310 bestimmt, ob eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 vorhanden ist. Wenn keine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, geht die Stellantriebssteuereinheit 310 zu Schritt S113 weiter. Wenn eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, geht die Stellantriebssteuereinheit 310 zu schritt S114 weiter. Als Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 existiert ein Verfahren zum Bestätigen, dass der Betätigungsbefehl 511 nicht von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gesendet wird. Ferner ist eine Bestimmung auch möglich durch Detektieren einer Unterbrechung einer Verbindung mit der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 oder eine Anomaliemitteilung von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 oder anderen Fahrzeugbordeinheiten.
(Schritt S113: Stellantriebssteuerprozess durch Betätigungsbefehl)
Die Stellantriebssteuereinheit 310 erzeugt einen Betätigungsbefehl zum Steuern des Stellantriebs auf Basis des Betätigungsbefehls 511 von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und teilt der Kommunikationssteuereinheit 311 den Betätigungsbefehl mit.
(Schritt S114: Stellantriebssteuerprozess durch vorhersagegemäßen Steuerbefehl)
Die Stellantriebssteuereinheit 310 erfasst den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 aus dem vorhergesagten Steuerungswert 312, erzeugt einen Betätigungsbefehl zum Steuern eines Stellantriebs und teilt der Kommunikationssteuereinheit 311 den Betätigungsbefehl mit. Bei dem vorhersagegemäßen Steuerungswert 312 handelt es sich um Zeitreihendaten; daher ist es auch möglich, einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 zu einer relevanten Zeit für jeden Steuerungszeitraum der Stellantriebssteuereinheit 310 zu erfassen oder die vorhersagegemäßen Steuerbefehle 521 auf einmal aus dem vorhersagegemäßen Steuerungswert 312 auszulesen und die vorhersagegemäßen Steuerbefehle 521 in einem Arbeitsspeicher zu speichern.
Die Kommunikationssteuereinheit 311 sendet den Betätigungsbefehl an den Stellantrieb.
***Erläuterung der vorliegenden Ausführungsform***
In der vorliegenden Ausführungsform sendet die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung einen periodischen Steuerungssollwert als Betätigungsbefehl und berechnet einen vorhersagegemäßen Steuerungswert in der Reihenfolge eines Zeitverlaufs als künftigen Steuerungssollwert. Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung sendet den vorhersagegemäßen Steuerungswert als vorhersagegemäßen Steuerbefehl an eine ECU. Die ECU speichert den vorhersagegemäßen Steuerbefehl als den vorhersagegemäßen Steuerungswert in einem Arbeitsspeicher. Auf diese Weise ist es auch dann, wenn eine Anomalie in der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung oder dem Betätigungsbefehl detektiert wird, möglich, dass die ECU eine Steuerung eines Stellantriebs fortsetzt, indem sie den in dem Arbeitsspeicher gespeicherten vorhersagegemä-ßen Steuerungswert der Reihe nach ausliest.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform nur notwendig, dass die ECU 30 einen Betätigungsbefehl an den Stellantrieb berechnet, was eine ursprüngliche Funktion einer ECU ist, und es ist nicht notwendig, dass ein Hochleistungsprozessor einen vorhersagegemäßen Steuerungswert berechnet.
***Andere Konfiguration***
(Erste Modifikation)
Die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 kann ferner zusätzlich zu einer Solltrajektorie, die einer geplanten Fahrtroute folgt, eine Sicherheitsstopp-Solltrajektorie erzeugen, wobei es sich um eine Solltrajektorie handelt, auf der ein Fahrzeug sicher zum Halten gebracht werden kann. Genauer berechnet die Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 die Solltrajektorie, auf der ein Fahrzeug sicher fahren kann, während es der geplanten Fahrtroute folgt, und berechnet ferner die Sicherheitsstopp-Solltrajektorie, um das Fahrzeug sicher zum Halten zu bringen, innerhalb der Anzahl von Arbeitsschritten in einem Solltrajektorieberechnungsbereich. Dann berechnet die Einheit 115 zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts einen vorhersagegemäßen Steuerungswert aus der Solltrajektorie, die der geplanten Fahrtroute folgt, und berechnet außerdem einen vorhersagegemäßen Steuerungswert aus einer Sicherheitsstopp-Solltrajektorie, um das Fahrzeug sicher zum Halten zu bringen.
(Wirkung der ersten Modifikation)
In der ersten Ausführungsform wie oben beschrieben berechnet die Einheit 115 zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts vorhersagegemäße Steuerungswerte für die Anzahl der Arbeitsschritte in dem Solltrajektorieberechnungsbereich unter Verwendung der von der Solltrajektorieerzeugungseinheit 113 berechneten Solltrajektorie, damit ein Fahrzeug sicher fährt, wenn es der geplanten Fahrtroute folgt. Jedoch wird in einem Fall, in dem der Betätigungsbefehl auch dann in dem anomalen Zustand bleibt, nachdem ein Zeitraum des Solltrajektorieberechnungsbereichs geendet hat, der Betätigungsbefehl unterbrochen und es wird unmöglich, eine Steuerung des Stellantriebs fortzusetzen. Daher ist es durch Erzeugen eines vorhersagegemäßen Steuerbefehls, um ein Fahrzeug sicher zum Halten zu bringen, in der Einheit 115 zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts möglich, das Fahrzeug sicher zum Halten zu bringen, auch wenn eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl auftritt.
(Zweite Modifikation)
Die Stellantriebssteuereinheit 310 der ECU 30 bestimmt einen Faktor einer Anomalie, wenn die Anomalie in einem Betätigungsbefehl detektiert wird, und wählt einen vorhersagegemäßen Steuerungswert, der für die Steuerung eines Stellantriebs verwendet wird, gemäß dem Faktor der Anomalie aus.
Die Einheit 115 zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts berechnet einen vorhersagegemäßen Steuerungswert aus einer Solltrajektorie, die einer geplanten Fahrtroute folgt, und berechnet ferner auch einen vorhersagegemäßen Steuerungswert aus einer Solltrajektorie (Sicherheitsstopp-Solltrajektorie), um das Fahrzeug sicher zum Halten zu bringen.
Die Stellantriebssteuereinheit 310 der ECU 30 bestimmt einen Faktor einer Anomalie, wenn die Anomalie in einem Betätigungsbefehl detektiert wird, und in einem Fall, in dem die Anomalie so ist, dass der Betätigungsbefehl wiederherzustellen ist, wird der vorhersagegemäße Steuerungswert verwendet, der der geplanten Fahrtroute folgt, und in einem Fall, in dem die Anomalie so ist, dass der Betätigungsbefehl nicht wiederherzustellen ist, wird der vorhersagegemäße Steuerungswert verwendet, mit dem das Fahrzeug sicher zum Halten gebracht werden kann.
(Wirkung der zweiten Modifikation)
Gemäß der zweiten Modifikation wird gemäß dem Anomaliefaktor des Betätigungsbefehls ein vorhersagegemäßer Steuerbefehl, der von der Stellantriebssteuereinheit 310 der ECU 30 zu verwenden ist, ausgewählt, und in dem Fall, in dem die Anomalie des Betätigungsbefehl zurückzusetzen ist, wird die Operation fortgesetzt und es kann verhindert werden, dass ein Insasse wegen eines unnötigen Anhaltens des Fahrzeugs beunruhigt wird. Als Beispiele für den Fall, in dem die Anomalie zurückzusetzen ist, gibt es Fälle wie beispielsweise einen Neustart der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung, eine Aktivierung einer redundanten Vorrichtung oder einer redundanten Funktion oder eine Übertragung einer Fahrfunktion auf einen Fahrer.
(Dritte Modifikation)
Wenn eine Anomalie in einem Betätigungsbefehl auftritt, führt die ECU 30 eine Kommunikation mit einer anderen ECU durch und bestimmt, welcher vorhersagegemäße Steuerungswert verwendet werden soll. In diesem Fall kann eine Kommunikation zwischen ECUs durchgeführt werden, oder ein Befehl kann von einer Fahrzeugbordeinheit kommen, bei der es sich nicht um die ECUs handelt.
(Wirkung der dritten Ausführungsform)
Die zweite Modifikation gibt die Ausführungsform an, in der ein vorhersagegemäßer Steuerbefehl ausgewählt wird, der in den einzelnen ECUs verwendet wird. Jedoch kann es sein, dass eine Steuerung eines Fahrzeugs nicht integriert ist, wenn jede ECU einen anderen vorhersagegemäßen Steuerbefehl auswählt, und dass ein sicheres Fahren nicht erreicht werden kann. Zum Beispiel gibt es einen Fall, in dem die Verbrennungsmotor-ECU so arbeitet, dass sie der geplanten Fahrtroute folgt, und die ECU der elektrischen Servolenkung so arbeitet, dass sie ein Fahrzeug sicher zum Halten bringt. Wie in der dritten Ausführungsform beschrieben wird, wird durch Integrieren des zu verwendenden vorhersagegemäßen Steuerbefehls zwischen ECUs die Arbeit der Fahrzeugsteuerung integriert und es ist möglich zu bewirken, dass ein Fahrzeug sicher fährt.
Wie oben beschrieben, erzeugt in der ersten Ausführungsform bis dritten Ausführungsform die Einheit zum Erarbeiten eines vorhersagegemä-ßen Steuerungswerts einen vorhersagegemäßen Steuerungswert aus einer Solltrajektorie, um ein Fahrzeug sicher zum Halten zu bringen. Ferner erzeugt die Einheit zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts eine Mehrzahl von vorhersagegemäßen Steuerungswerten gemäß einem Anomaliefaktor eines Betätigungsbefehls.
(Vierte Ausführungsform)
Ferner weist in der ersten Ausführungsform die Stellantriebssteuereinheit eine solche Konfiguration auf, dass sie die Anomaliebestimmungseinheit einschließt. Jedoch ist es auch möglich, das Fahrzeugsteuersystem eine Anomaliebestimmungseinheit enthalten zu lassen, um zu bestimmen, ob eine Anomalie in einem Steuerbefehl vorhanden ist. Zum Beispiel ist es möglich, das Fahrzeugsteuersystem eine andere Anomaliebestimmungseinheit als die in der Stellantriebssteuereinheit enthalten zu lassen und die Stellantriebssteuereinheit und die Anomaliebestimmungseinheit die Funktionen der ersten Ausführungsform verwirklichen zu lassen, während sie Informationen austauschen.
18 ist ein Konfigurationsbeispiel für die ECU 30 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 18 dargestellt, ist es beispielsweise möglich, die ECU 30 eine Anomaliebestimmungseinheit 313 zusätzlich zu der in der Stellantriebssteuereinheit 310 enthalten zu lassen und die Stellantriebssteuereinheit 310 und die Anomaliebestimmungseinheit 313 die Funktionen der ersten Ausführungsform verwirklichen zu lassen, während sie Informationen austauschen.
(Wirkung der vierten Modifikation)
Durch die vierte Modifikation gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Änderung eines Programms in Bezug auf eine ECU leichter durchzuführen.
(Fünfte Modifikation)
In der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder ECU 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Funktion jeder Einheit durch Software verwirklicht. Als Modifikation kann die Funktion jeder Einheit der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder ECU 30 durch Hardware verwirklicht werden.
Genauer können die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jede ECU 30 eine elektronische Schaltung statt des Prozessors aufweisen.
Die elektronische Schaltung ist eine zweckgebundene elektronische Schaltung zur Verwirklichung von Funktionen jeder Einheit. Die elektronische Schaltung ist genauer eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein Prozessor der zu einem Programm gemacht wurde, ein Prozessor, der zu einem parallelen Programm gemacht wurde, eine logische IC, eine GA, eine ASIC und eine FPGA. GA ist eine Abkürzung für Gate Array. ASIC ist die Abkürzung für Application-specific integrated Circuit (anwendungsspezifische integrierte Schaltung). FPGA ist eine Abkürzung für Field-programmable Gate Array (im Feld programmierbare Gatteranordnung).
Die Funktion jeder Einheit der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder ECU 30 kann von einer einzigen elektronischen Schaltung verwirklicht werden oder verteilt von einer Mehrzahl von elektronischen Schaltungen verwirklicht werden.
Als weitere Modifikation kann ein Teil der Funktionen der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder ECU 30 von einer elektronischen Schaltung verwirklicht werden und andere Funktionen können durch Software verwirklicht werden. Ferner können die Funktionen der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder ECU 30 zum Teil oder ganz durch Firmware verwirklicht werden.
Jeder bzw. jede der Prozessoren und der elektronischen Schaltungen kann als Verarbeitungsschaltung bezeichnet werden. Das heißt, die Funktionen jeder Einheit der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder ECU 30 werden durch eine Verarbeitungsschaltung verwirklicht.
Zweite Ausführungsform
In einer vorliegenden Ausführungsform werden nur Punkte, die von der ersten Ausführungsform verschieden sind, und Punkte, die zu der ersten Ausführungsform hinzukommen, beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform werden Komponenten, die Funktionen aufweisen, die denen in der ersten Ausführungsform ähnlich sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
In der ersten Ausführungsform wird der vorhersagegemäße Steuerbefehl 521, der von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gesendet wird, in dem vorhersagegemäßen Steuerungswert 312 der ECU 30 gespeichert, und eine Bestimmung eines Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Anomalie wird durch eine Anomaliebestimmungsfunktion durchgeführt, die in der Stellantriebssteuerfunktion der ECU 30 enthalten ist. Bei der Konfiguration der ersten Ausführungsform gibt es einen Fall, in dem eine Änderung eines Programms der einzelnen ECUs stattfindet und die vorhandene ECU nicht verwendet werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Modus zum Speichern von Informationen in dem vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521, zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Anomalie des Betätigungsbefehls 511, zum Entscheiden, welcher vorhersagegemäße Steuerungswert verwendet werden soll, und zum Mitteilen des vorhersagegemäßen Steuerungswerts an die ECU in einer Netzkommunikationsvorrichtung in einem Fahrzeugbordnetz beschrieben.
19 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel für das Fahrzeugsteuersystem 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Das Fahrzeugsteuersystem 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt zusätzlich zu der Konfiguration der ersten Ausführungsform eine Netzkommunikationsvorrichtung 70 ein.
Die Netzkommunikationsvorrichtung 70 interveniert zwischen dem Fahrzeugbordnetz 60 und jeder der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen (ECUs 30).
Die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung 10 sendet den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 über das Fahrzeugbordnetz 60 an die Netzkommunikationsvorrichtung 70. Die Netzkommunikationsvorrichtung 70 speichert den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 in einem Arbeitsspeicher in der Netzkommunikationsvorrichtung 70. Ferner bestimmt die Netzkommunikationsvorrichtung 70 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511, der von der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 gesendet wird, und in einem Fall, in dem eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, sendet die Netzkommunikationsvorrichtung 70 den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521, der in dem Arbeitsspeicher gespeichert ist, an jede ECU 30.
Alternativ dazu bestimmt die Netzkommunikationsvorrichtung 70, ob eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, und teilt der Stellantriebssteuereinheit 310 das Bestimmungsergebnis mit. Wenn eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, kann die Stellantriebssteuereinheit 310 dann eine Steuerung des Stellantriebs unter Verwendung des in dem Arbeitsspeicher gespeicherten vorhersagegemäßen Steuerbefehls 521 durchführen.
<Konfigurationsbeispiel für die Netzkommunikationsvorrichtung 70>
Unter Bezugnahme auf 20 wird ein Beispiel für die Konfiguration der Netzkommunikationsvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Die Netzkommunikationsvorrichtung 70 schließt jede Einheit von einer Steuereinheit 710, einer Anomaliebestimmungseinheit 713, einer Kommunikationssteuereinheit 711 und eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts 712 als funktionelle Bestandteile ein.
Die Kommunikationssteuereinheit 711 empfängt einen Betätigungsbefehl 511 und einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 aus der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10, teilt der Anomaliebestimmungseinheit 713 den Betätigungsbefehl 511 mit und schreibt den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 in den vorhersagegemäßen Steuerungswert 712.
Die Anomaliebestimmungseinheit 713 bestimmt, ob eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist.
Wenn eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, erfasst die Steuereinheit 710 einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521, der verwendet werden soll, aus dem vorhersagegemäßen Steuerungswert 712 und teilt der ECU 30 den vorhersagegemäßen Steuerbefehl 521 mit. Wenn zum Beispiel eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 detektiert wird, bestimmt die Steuereinheit 710 einen Faktor der Anomalie und wählt einen vorhersagegemäßen Steuerungswert, der für die Steuerung des Stellantriebs verwendet werden soll, gemäß dem Faktor der Anomalie aus. In einem Fall, in dem eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 zurückzusetzen ist, verwendet die Steuereinheit 710 einen vorhersagegemäßen Steuerungswert, um der geplanten Fahrtroute zu folgen, und einem Fall, in dem eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, die nicht zu zurückzusetzen ist, verwendet die Steuereinheit 710 einen vorhersagegemäßen Steuerungswert, mit dem das Fahrzeug sicher zum Halten gebracht werden kann.
Wenn keine Anomalie in dem Betätigungsbefehl 511 vorhanden ist, teilt die Steuereinheit 710 der ECU 30 ferner den Betätigungsbefehl 511 mit.
21 ist ein Beispiel für eine Hardware-Konfiguration und ein Beispiel für eine Software-Konfiguration der Netzkommunikationsvorrichtung 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Eine Hardware-Komponente 71 gibt eine Hardware-Konfiguration der Netzkommunikationsvorrichtung 70 an, die einen Prozessor 701, einen Arbeitsspeicher 702, eine Kommunikationsschaltung 703 und eine Hilfsspeichervorrichtung 704 einschließt.
Software 72 gibt eine Software-Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform an, die eine Steuereinheit 710, eine Anomaliebestimmungseinheit 713, eine Kommunikationssteuereinheit 711 und ein OS 715 einschließt.
Jede Konfiguration der Hardware-Komponente 71 der Netzkommunikationsvorrichtung 70 ist derjenigen der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 oder der ECU 30 ähnlich. Ferner wird als Anomaliebestimmungsfunktion der Netzkommunikationsvorrichtung 70 eine Arbeitsweise durchgeführt, die denen in der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
Durch das Fahrzeugsteuersystem 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, Betätigungen von Stellantrieben auch dann fortzusetzen, wenn eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl auftritt, ohne die Struktur und die Arbeitsweise der einzelnen ECUs zum Steuern der Stellantriebe zu verändern.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fahrzeugsteuersystem wie folgt beschrieben.
Das Fahrzeugsteuersystem schließt ein: eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung, in der ein Programm zum Erzeugen von vorhersagegemäßen Steuerbefehlen in Reihenfolge eines Zeitverlaufs operiert, und eine ECU, in der ein Programm zum Steuern eines Stellantriebs auf Basis von Informationen über den vorhersagegemäßen Steuerbefehl operiert.
Durch Ausführen des Fahrzeugsteuerprogramms erzeugt die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung einen Betätigungsbefehl für jede ECU auf Basis von Sensorinformationen und erzeugt nach einer Vorhersage eines Fahrzeugzustands, in der sich der Betätigungsbefehl niederschlägt, einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl, um einen Befehl für eine künftige Operation jeder Steuereinheit bereitzustellen. Dann sendet die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung den vorhersagegemäßen Steuerbefehl an die einzelnen ECUs.
Ferner sagt die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung durch Ausführen des Fahrzeugsteuerprogramms in dem vorhersagegemäßen Steuerbefehl eine künftige Route eines Hindernisses auf Basis von Informationen über eine relative Position in Bezug auf das Hindernis gemäß einer Kommunikation zwischen Fahrzeugen oder einer Kommunikation zwischen Straße und Fahrzeug, Informationen über eine relative Position in Bezug auf das Hindernis, die von einem Sensor zum Erkennen einer Außenumgebung des Fahrzeugs, der in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, erhalten werden, und Landkarteninformationen und durch Abgleichen der künftigen Route des Hindernisses mit einem Routenplan des Fahrzeugs voraus und korrigiert den Routenplan des Fahrzeugs so, dass er eine möglichst sichere Route ist.
Ferner erzeugt die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung durch Ausführen des Fahrzeugsteuerprogramms einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl, um das Fahrzeug sicher zum Halten zu bringen. Ferner erzeugt die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung eine Mehrzahl von vorhersagegemäßen Steuerbefehlen gemäß einem Anomaliefaktor des Betätigungsbefehls. Außerdem erzeugt die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung eine Mehrzahl von vorhersagegemäßen Steuerbefehlen und sendet die Mehrzahl von vorhersagegemäßen Steuerbefehlen an die ECUs.
In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform wie oben beschrieben wurde jede Einheit der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jede der ECUs 30 als unabhängiger Funktionsblock beschrieben. Jedoch muss die Konfiguration der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder der ECUs 30 nicht die Konfiguration wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen sein. Die Funktionsblöcke der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und von jeder der ECUs 30 können jede Konfiguration aufweisen, solange die Funktionsblöcke die Funktionen verwirklichen können wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben. Ferner kann es sich bei der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung 10 und jeder der ECUs 30 statt um eine einzige Vorrichtung um ein System handeln, das aus einer Mehrzahl von Fahrzeugen zusammengesetzt ist.
Außerdem können eine Mehrzahl von Teilen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform kombiniert und implementiert werden. Alternativ dazu kann nur ein einziger Teil dieser Ausführungsformen implementiert werden. Außerdem können diese Ausführungsformen in jeder Kombination vollständig oder teilweise implementiert werden.
Das heißt, in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ist es möglich, jede Ausführungsform frei zu kombinieren, jede Komponente jeder Ausführungsform zu modifizieren oder jede Komponenten in jeder Ausführungsform wegzulassen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind im Wesentlichen bevorzugte Beispiele und sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der vorliegenden Erfindung, den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung und den Nutzungsumfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken. Die oben beschriebenen Ausführungsformen können nach Bedarf auf verschiedene Weise modifiziert werden.
Bezugszeichenliste

10: integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung;
11, 31, 71: Hardware-Komponente;
12, 32, 72: Software;
20, 30: ECU;
40: Sensor;
50: Stellantrieb;
51: Steuerungssollwert;
52, 312, 712: vorhersagegemäßer Steuerungswert;
511: Betätigungsbefehl;
521: vorhersagegemäßer Steuerbefehl;
53: Befehlssignal;
60: Fahrzeugbordnetz;
70: Netzkommunikationsvorrichtung;
110: Einheit zum Erkennen einer peripheren Umgebung;
111: Fahrzeugzustandserkennungseinheit;
112: Einheit zum Schätzen der Position des eigenen Fahrzeugs;
113: Solltrajektorieerzeugungseinheit;
114: Einheit zum Erarbeiten eines Steuerungssollwerts;
115: Einheit zum Erarbeiten eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts;
116: Befehlssignalerzeugungseinheit;
117, 311, 711: Kommunikationssteuereinheit;
313, 713: Anomaliebestimmungseinheit;
118: Fahrzeugparameter;
101, 301, 701: Prozessor;
102, 302, 702: Arbeitsspeicher;
103, 303,703: Kommunikationsschaltung;
104, 304, 704: Hilfsspeichervorrichtung;
108,315, 715: OS;
310: Stellantriebssteuereinheit;
710: Steuereinheit;
500: Fahrzeugsteuersystem

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 2009227276 A [0006]

Claims

Fahrzeugsteuersystem für ein Fahrzeug, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl von elektronische Steuervorrichtungen angebracht sind, wobei die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung aufweist: eine Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten zum Berechnen eines Steuerungssollwerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs und einer Solltrajektorie, die auf Basis einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs erzeugt wird; eine Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten zum Schätzen eines künftigen Zustands des Fahrzeugs und zum Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis des geschätzten Zustands des Fahrzeugs und der Solltrajektorie; und eine Befehlssignalerzeugungseinheit zum Erfassen des Steuerungssollwerts und des vorhersagegemäßen Steuerungswerts, zum Erzeugen eines Betätigungsbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen gesendet wird, auf Basis des Steuerungssollwerts, zum Erzeugen eines vorhersagegemäßen Steuerbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen zu senden ist, auf der Basis des vorhersagegemäßen Steuerungswerts und zum Erzeugen eines Befehlssignals, das den Betätigungsbefehl und den vorhersagegemäßen Steuerbefehl einschließt, und wobei jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen eine Stellantriebssteuereinheit zum Steuern des Stellantriebs auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerbefehls einschließt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Stellantriebssteuereinheit den Stellantrieb unter Verwendung des Betätigungsbefehls steuert, falls keine Anomalie in dem Betätigungsbefehl vorhanden ist, und den Stellantrieb unter Verwendung des vorhersagegemäßen Steuerbefehls steuert, falls eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl vorhanden ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner eine Solltrajektorieerzeugungseinheit umfassend zum Vorhersagen einer künftigen Route eines Hindernisses auf Basis von Informationen über eine relative Position zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug durch eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen oder eine Kommunikation zwischen Straße und Fahrzeug, Informationen über eine relative Position zwischen dem Hindernis, das von einem in dem Fahrzeug bereitgestellten Sensor erfasst wird, und dem Fahrzeug und Landkarteninformationen, zum Abgleichen der künftigen Route des Hindernisses mit der geplanten Fahrtroute und zum Erzeugen der Solltrajektorie.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 3, wobei die Solltrajektorieerzeugungseinheit zusätzlich zu der Solltrajektorie ferner eine Sicherheitsstopp-Solltrajektorie erzeugt, bei der es sich um eine Solltrajektorie handelt, mit der das Fahrzeug sicher zum Halten gebracht werden kann.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten den vorhersagegemäßen Steuerungswert aus der Solltrajektorie, die der geplanten Fahrtroute folgt, berechnet und den vorhersagegemäßen Steuerungswert aus der Sicherheitsstopp-Solltrajektorie berechnet.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 5, wobei die Stellantriebssteuereinheit einen Faktor einer Anomalie bestimmt, wenn die Anomalie in dem Betätigungsbefehl detektiert wird, und den vorhersagegemäßen Steuerungswert, der für die Steuerung des Stellantriebs zu verwenden ist, gemäß dem Faktor der Anomalie auswählt.
Fahrzeugsteuersystem nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 6, ferner eine Anomaliebestimmungseinheit umfassend zum Bestimmen, ob eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl vorhanden ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, wobei die Anomaliebestimmungseinheit in der Stellantriebssteuereinheit enthalten ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 7, ferner umfassend: ein Fahrzeugbordnetz zum Verbinden der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung und jeder der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen und eine Netzkommunikationsvorrichtung zum Intervenieren zwischen dem Fahrzeugbordnetz und jeder der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, wobei die Anomaliebestimmungseinheit in der Netzkommunikationsvorrichtung enthalten ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 9, wobei die Netzkommunikationsvorrichtung eine Steuereinheit aufweist zum Bestimmen eines Faktors einer Anomalie, wenn die Anomalie in dem Betätigungsbefehl detektiert wird, und den vorhersagegemäßen Steuerungswert, der für die Steuerung des Stellantriebs zu verwenden ist, gemäß dem Faktor der Anomalie auswählt.
Integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung in einem Fahrzeugsteuersystem für ein Fahrzeug, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl von elektronische Steuervorrichtungen angebracht sind, wobei die integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst: eine Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten zum Berechnen eines Steuerungssollwerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs und einer Solltrajektorie, die auf Basis einer geplanten Fahrtroute erzeugt wird; eine Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten zum Schätzen eines künftigen Zustands des Fahrzeugs und zum Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis des geschätzten Zustands des Fahrzeugs und der Solltrajektorie, und eine Befehlssignalerzeugungseinheit zum Erfassen des Steuerungssollwerts und des vorhersagegemäßen Steuerungswerts, zum Erzeugen eines Betätigungsbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen gesendet wird, auf Basis des Steuerungssollwerts, zum Erzeugen eines vorhersagegemäßen Steuerbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen zu senden ist, auf der Basis des vorhersagegemäßen Steuerungswerts und zum Erzeugen eines Befehlssignals, das den Betätigungsbefehl und den vorhersagegemäßen Steuerbefehl einschließt.
Elektronische Steuervorrichtung, die in einem Fahrzeugsteuersystem für ein Fahrzeug, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl von elektronische Steuervorrichtungen angebracht sind, wobei die elektronischen Steuervorrichtung umfasst: eine Stellantriebssteuereinheit, um aus der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung ein Befehlssignal, das einen Betätigungsbefehl einschließt, der erzeugt wird auf Basis eines Steuerungssollwerts zum Steuern des Stellantriebs, wobei der Steuerungssollwert auf Basis eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs berechnet wird, und einer Solltrajektorie, die auf Basis einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs erzeugt wird, und einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl, der auf Basis eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts erzeugt wird, der auf Basis eines künftigen Zustands des Fahrzeugs, der geschätzt wird, und der Solltrajektorie berechnet wird, zu erfassen und um den Stellantrieb auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerbefehls zu steuern.
Netzkommunikationsvorrichtung, die in einem Fahrzeugsteuersystem für ein Fahrzeug, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen und eine Netzkommunikationsvorrichtung zum Intervenieren zwischen einem Fahrzeugbordnetz zum Verbinden der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung und jeder der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen und jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen angebracht sind, wobei die Netzkommunikationsvorrichtung eine Anomaliebestimmungseinheit umfasst, um aus der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung ein Befehlssignal zu erfassen, das einschließt: einen Betätigungsbefehl, der erzeugt wird auf Basis eines Steuerungssollwerts zum Steuern des Stellantriebs, wobei der Steuerungssollwert auf Basis eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs berechnet wird, und einer Solltrajektorie, die auf Basis einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs erzeugt wird, und einen vorhersagegemäßen Steuerbefehl, der auf Basis eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts erzeugt wird, der auf Basis eines geschätzten künftigen Zustands des Fahrzeugs berechnet wird, und der Solltrajektorie, und um zu bestimmen, ob eine Anomalie in dem Betätigungsbefehl vorhanden ist.
Fahrzeugsteuerverfahren eines Fahrzeugsteuersystems für ein Fahrzeug, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl von elektronische Steuervorrichtungen angebracht sind, wobei das Fahrzeugsteuerverfahren umfasst: Berechnen eines Steuerungssollwerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen durch eine Einheit zum Erarbeiten von Steuerungssollwerten der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung auf Basis eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs und einer Solltrajektorie, die auf Basis einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs erzeugt wird; Schätzen eines künftigen Zustands des Fahrzeugs und Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis des geschätzten Zustands des Fahrzeugs und der Solltrajektorie, jeweils durch eine Einheit zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung; und Erfassen des Steuerungssollwerts und des vorhersagegemäßen Steuerungswerts, Erzeugen eines Betätigungsbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen zu senden ist, auf Basis des Steuerungssollwerts, Erzeugen eines vorhersagegemäßen Steuerbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen zu senden ist, auf der Basis des vorhersagegemäßen Steuerungswerts und Erzeugen eines Befehlssignals, das den Betätigungsbefehl und den vorhersagegemäßen Steuerbefehl einschließt, jeweils durch eine Befehlssignalerzeugungseinheit der integrierten Fahrzeugsteuervorrichtung, wobei der Stellantrieb durch eine Stellantriebssteuereinheit von einer jeweiligen der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerbefehls gesteuert wird.
Fahrzeugsteuerprogramm eines Fahrzeugsteuersystems für ein Fahrzeug, an dem eine Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen, die jeweils einen Stellantrieb steuern, und eine integrierte Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern der Mehrzahl von elektronische Steuervorrichtungen angebracht sind, wobei das Fahrzeugsteuerprogramm einen Computer veranlasst, Folgendes durchzuführen: einen Steuerungssollwert-Erarbeitungsprozess zum Berechnen eines Steuerungssollwerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs und einer Solltrajektorie, die auf Basis einer geplanten Fahrtroute des Fahrzeugs erzeugt wird; einen Prozess zum Erarbeiten von vorhersagegemäßen Steuerungswerten zum Schätzen eines künftigen Zustands des Fahrzeugs und zum Berechnen eines vorhersagegemäßen Steuerungswerts zum Steuern der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen auf Basis des geschätzten Zustands des Fahrzeugs und der Solltrajektorie; einen Befehlssignalerzeugungsprozess zum Erfassen des Steuerungssollwerts und des vorhersagegemäßen Steuerungswerts, zum Erzeugen eines Betätigungsbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen gesendet wird, auf Basis des Steuerungssollwerts, zum Erzeugen eines vorhersagegemäßen Steuerbefehls, der an jede der Mehrzahl von elektronischen Steuervorrichtungen gesendet wird, auf der Basis des vorhersagegemäßen Steuerungswerts und zum Erzeugen eines Befehlssignals, das den Betätigungsbefehl und den vorhersagegemäßen Steuerbefehl einschließt; und einen Stellantriebssteuerprozess zum Steuern des Stellantriebs auf Basis des vorhersagegemäßen Steuerbefehls.