EP4096980A1 - Asymmetric failsafe system architecture - Google Patents

Asymmetric failsafe system architecture

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Publication number
EP4096980A1
EP4096980A1 EP20704436.3A EP20704436A EP4096980A1 EP 4096980 A1 EP4096980 A1 EP 4096980A1 EP 20704436 A EP20704436 A EP 20704436A EP 4096980 A1 EP4096980 A1 EP 4096980A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
redundancy
trajectory
driving system
autonomous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20704436.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Oliver WULF
Andreas Goers
Thomas Dieckmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF CV Systems Global GmbH
Original Assignee
ZF CV Systems Global GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF CV Systems Global GmbH filed Critical ZF CV Systems Global GmbH
Publication of EP4096980A1 publication Critical patent/EP4096980A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B60W2300/12Trucks; Load vehicles
    • B60W2420/408

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a vehicle, in particular a commercial vehicle, with an autonomous vehicle system that is designed to control the vehicle by means of several vehicle actuators, the vehicle system having: An autonomous operational driving system that is used to perform a dynamic driving task is designed in error-free operation of the autonomous operational driving system, the autonomous operational driving system controlling at least one of the vehicle actuators for performing the dynamic driving task in error-free operation, and a redundancy driving system.
  • the invention also relates to an autonomous vehicle system.
  • Autonomous vehicle systems are designed to control one or more actuators of a vehicle in such a way that a driving task of the vehicle is carried out.
  • Autonomous vehicle systems regulate the lateral and longitudinal acceleration of vehicles partially or completely independently of a human user.
  • many different sensors are required to record the environment as well as high computing power to evaluate the sensor data streams.
  • the autonomous vehicle system determines a trajectory for the vehicle's driving task. While the vehicle follows the trajectory, the autonomous vehicle system monitors the environment and modifies the trajectory if necessary.
  • a common five-stage scheme for classifying the degree of automation of vehicles that are controlled by means of an autonomous vehicle system was developed by the Society of Automotive Engineers (SAE). Even in the event of a fault, the vehicle must be able to continue to operate safely until it can no longer pose a risk.
  • SAE Society of Automotive Engineers
  • the driving environment is monitored by the autonomous Driving system, whereby in level 3 the human user takes over the entire vehicle control in the event of an error in the autonomous driving system.
  • redundancy systems are provided which, in the event of a failure of an autonomous operational driving system, at least partially carry out the driving task. Such redundancy systems are necessary in order to avoid collisions with other vehicles, people or the vehicle environment in the event of a system failure and, if necessary, to safely brake the vehicle to a standstill.
  • redundancy systems are in some cases designed as complete duplicates of the autonomous driving system including the highly complex sensors, which results in high costs for the overall system.
  • Various approaches are known to avoid the high costs of a completely redundant system.
  • a control device for a vehicle with a number of driver assistance systems and a monitoring device is known, the driver assistance systems being designed to control the vehicle by means of a number of vehicle actuators.
  • a control device can also be provided which is designed to monitor a computing device and / or the monitoring device for errors.
  • the control device can output a warning signal at least to the driver assistance systems and prevent the monitoring device from limiting the control signals.
  • the driver assistance systems can be designed to calculate an emergency trajectory for safely braking the vehicle to a standstill when the warning signal is received and to control the vehicle actuators in accordance with the calculated emergency trajectory.
  • the system does not reveal any redundancy of the system in the event of failure of the driver assistance systems and / or the sensors connected therewith.
  • the monitoring function is carried out permanently, which results in an increased energy requirement.
  • DE 10 2018 126 270 A1 discloses a vehicle with a virtual vehicle control system with several platform controls for vehicle actuators.
  • a vehicle computer is programmed to receive recommendations for a minimum risk condition from the platform controls and to select an event from the recommendations received which is then carried out.
  • the minimum risk condition is carried out using the sensors that are still available. A redundancy of the sensors themselves is not disclosed.
  • US 2019 0171205 A1 discloses a method for operating a vehicle control system that includes at least one downstream system with at least one actuator.
  • the downstream system receives signals from an upstream system and acts on movement of the vehicle using the signals.
  • the method comprises the steps of: transmitting signals from the upstream system to the downstream system in real time; determine that a fault has occurred upstream of the downstream system; and using a downstream system response plan that defines an operational sequence of the at least one actuator of the downstream system and that has been previously stored in a memory accessible to the downstream system. Since the reaction plan has already been saved, the redundancy system cannot react to changed environmental conditions.
  • the upstream system and the downstream system are arranged in a common circuit, with no redundancy being provided for a failure of the downstream system.
  • the present invention solves the problem in a first aspect in a method for controlling a vehicle with an autonomous vehicle system in that the redundant driving system is designed to carry out a reduced driving task, the autonomous operational driving system being designed to plan trajectories perform in order to carry out a planned trajectory for the reduced driving task and make it available to the redundant driving system, the autonomous operating driving system and the redundant driving system being connected to one another and determining whether there is a fault in the other system, and the redundancy - Driving system controls at least one of the vehicle actuators after determining a fault in the autonomous operational driving system in order to carry out the reduced driving task using the planned trajectory.
  • the invention makes use of the knowledge that a reduced driving task can be carried out with the aid of a simplified redundant driving system, which is significantly more cost-effective than the autonomous operating driving system.
  • Both the autonomous operational driving system and the redundant driving system are designed to control vehicle actuators. If there are no errors, the autonomous operating driving system preferably carries out the dynamic driving task completely independently of the redundant driving system.
  • the dynamic driving task generally includes steering, braking and accelerating the vehicle while taking environmental conditions into account, as well as determining intermediate destinations and waypoints.
  • the autonomous operational driving system must at least respond to other road users, signals and signs, Environmental influences and road conditions react.
  • the dynamic driving task can be autonomous driving of the vehicle on a public road from a first location to a second location, the second location being several kilometers away from the first location.
  • the reduced driving task has a reduced scope of functions relative to the dynamic driving task.
  • the planned trajectory for the reduced driving task describes the planned movement path of the vehicle and is determined as part of a trajectory planning.
  • the trajectory planning is preferably carried out taking into account the vehicle condition, in particular the speed, the mass and the lateral acceleration, as well as other environmental conditions and environmental influences.
  • Such ambient conditions and environmental influences can be, for example, ambient temperature, road temperature, road conditions, lane widths, lane course and traffic volume.
  • the redundancy driving system is preferably designed to carry out a driving assistance function in a non-autonomous operating case.
  • the redundancy driving system particularly preferably performs an emergency braking function, a lane keeping assistance function or a distance keeping assistance function when the vehicle is not operating autonomously.
  • the redundancy driving system preferably has a redundancy memory for storing the planned trajectory.
  • the redundancy driving system is designed to carry out reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory for the reduced driving task if no valid planned trajectory is provided by the autonomous operational driving system, the redundancy driving system according to Determine a fault in the autonomous operating driving system at least one of the Controls vehicle actuators in order to carry out the reduced driving task using the reduced trajectory.
  • the autonomous operational driving system cannot carry out trajectory planning and cannot provide a planned trajectory for the redundant driving system.
  • the planned trajectory can be invalid, for example due to a transmission error or the expiry of a time stamp.
  • the redundancy driving system can carry out a reduced trajectory planning, the functional scope of which is limited compared to the trajectory planning.
  • a parameter set that is reduced compared to the trajectory planning can be used.
  • the reduced trajectory planning compared to the trajectory planning can be carried out based on qualitatively and / or quantitatively reduced data.
  • the reduced trajectory can be limited compared to the planned trajectory.
  • the maximum length of the reduced trajectory can be reduced compared to the planned trajectory.
  • a maximum length of the trajectory and / or a maximum length of time that a vehicle needs to travel the trajectory is preferably restricted.
  • the redundancy driving system is preferably designed to determine whether a planned trajectory provided by the autonomous operational driving system is suitable for performing the reduced driving task. Furthermore, the redundancy driving system is preferably designed to carry out the reduced trajectory planning in response to determining an invalidity of the planned trajectory in order to obtain a reduced trajectory for the reduced driving task.
  • the autonomous operational driving system preferably carries out the trajectory planning cyclically in order to obtain a planned trajectory, and in each case provides the planned trajectory to the redundant driving system.
  • the redundancy driving system uses the last planned trajectory provided to carry out the reduced driving task.
  • a cycle time between two successive trajectory planning has a range of 1 ms to 10 seconds, preferably 1 ms to 1 second, preferably 1 ms to 500 ms, more preferably 1 ms to 20 ms, particularly preferably about 10 ms.
  • the autonomous operational driving system has one or more primary sensors which provide sensor data to a central control unit of the autonomous operational driving system, the central control unit executing the trajectory planning using the sensor data.
  • the primary sensors preferably have highly complex sensors, such as at least one 3D lidar scanner, an imaging radar, a stereo camera, a mono camera, a receiver for V2X data, a receiver for GPS information, a fusion of imaging sensors, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, a wheel speed sensor and / or a steering wheel angle sensor.
  • the central control unit is designed to evaluate the sensor data and to generate information about a vehicle state and / or the vehicle environment therefrom. For example, the central control unit can use the sensor data to determine the course of a lane in which the vehicle is located.
  • the primary sensors allow a particularly precise determination of the vehicle condition and / or the vehicle environment. By using the sensor data for trajectory planning, a high accuracy and / or security of the planned trajectory can be ensured.
  • the redundancy driving system has one or more simple redundancy sensors that provide redundancy sensor data to a central redundancy control unit, where the central redundancy control unit uses the redundancy sensor data to determine whether there is an obstacle on the planned trajectory or the reduced trajectory and modify the planned trajectory or the reduced trajectory using the redundancy sensor data when an obstacle is determined on the planned trajectory or the reduced trajectory.
  • the redundancy sensors are preferably simple and inexpensive sensors, the quality of the redundancy sensor data provided by the redundancy sensors being lower compared to the sensor data. For example, a resolution of the vehicle environment can be restricted.
  • the redundancy sensors preferably have a radar and / or a camera.
  • the redundancy sensors are particularly preferably sensors that are used in common driver assistance systems, such as, for example, a lane keeping assistance system or an emergency braking assistance system. Sensors of common assistance systems are widely used and are therefore comparatively inexpensive.
  • a functional scope of the central redundancy control unit is preferably restricted in comparison to the central control unit. For example, the computing power and / or the storage capacity of a memory can be designed to be lower. This enables financial resources to be saved in the context of the initial equipment as well as reduced energy consumption. Since the redundancy driving system has its own redundancy sensors, the reduced driving task can also be carried out safely if there is a fault in the highly complex primary sensors.
  • the redundancy driving system can ensure that the reduced task is carried out safely even if, after the trajectory planning or the reduced trajectory planning, there is an obstacle along the planned trajectory and / or the reduced trajectory occurs.
  • a planned trajectory for moderate braking of the vehicle can be modified to the trajectory of full braking of the vehicle if the central redundancy control unit uses the redundancy sensor data to determine that there is an obstacle on the planned trajectory.
  • the redundancy driving system is supplied from a redundancy voltage supply that is independent of the operating driving system.
  • a further potential source of error which endangers the safe operation of the autonomous vehicle system can be excluded by such a configuration.
  • the redundant driving system can be supplied with voltage by the redundant voltage supply and carry out the reduced driving task.
  • the redundancy voltage supply preferably has a lower capacity than a main voltage supply. As a result, the costs for the redundancy voltage supply can be reduced in comparison to the costs of the main voltage supply. Due to the lower range of functions of the redundant driving system, its energy consumption is reduced compared to the autonomous operational driving system, so that the supply is also possible with a redundant power supply with a lower capacity.
  • the redundancy sensors preferably also provide the redundancy sensor data to the central control unit. It can thus be achieved that the central control unit can also use the redundancy sensor data when performing the trajectory planning. Thus, the quality of the trajectory planning and the planned trajectory obtained therefrom can preferably be further improved.
  • the central control unit is preferably designed to verify at least part of the sensor data of the primary sensors by means of the redundancy sensor data.
  • the reduced driving task is preferably a controlled braking maneuver in which the redundant driving system prevents the wheels of one axle of the vehicle from locking. Blocking the wheels of the vehicle can lead to uncontrolled movement of the vehicle, so that the planned trajectory or the reduced trajectory may not be able to be adhered to. In addition, a braking distance of the vehicle when the wheels are locked is lengthened.
  • the planned trajectory and / or the reduced trajectory for the controlled braking maneuver is preferably designed in such a way that the vehicle is decelerated with moderate acceleration values and an available braking distance is thus used. With moderate values of the acceleration, the vehicle or a trailer can be prevented from breaking away, the vehicles following behind and / or damage to the vehicle load can be avoided.
  • the controlled braking maneuver can also be an emergency braking of the vehicle if necessary. This is the case, for example, when there is no sufficient braking distance available for moderate braking.
  • the controlled braking maneuver can ensure that the vehicle is safely braked to a standstill. If the autonomous operating driving system fails, the vehicle is safely brought to a standstill by the redundant driving system, collisions with other vehicles and / or obstacles in the vehicle environment being avoided by the redundant driving system.
  • the controlled braking maneuver is preferably a lane keeping braking maneuver in which the vehicle maintains a lane, and / or a lane change braking maneuver in which the vehicle is steered and decelerated onto an existing drivable alternative lane, preferably a hard shoulder, the central redundancy control unit monitors compliance with the planned trajectory or the reduced trajectory using the redundancy sensor data.
  • a lane keeping braking maneuver which is also referred to as a stop-in-lane braking maneuver
  • the planned trajectory and / or the reduced trajectory runs along a lane in which the vehicle is located. It should be understood that the lane also can be curved or can have a curve.
  • the lane-keeping braking maneuver is preferably carried out if there is no alternative lane that can be driven on. This is the case, for example, when the vehicle is driving on a single-lane road or when a hard shoulder is blocked by a defective vehicle.
  • the planned trajectory and / or the reduced trajectory for a lane change braking maneuver runs from a first lane in which the vehicle is located to a further lane which can be driven on.
  • the central redundancy control unit is preferably designed to modify the planned trajectory or the reduced trajectory using the redundancy sensor data.
  • the lane change braking maneuver which is also referred to as a stop-on-hard-shoulder braking maneuver, is preferably carried out.
  • the redundancy driving system is particularly preferably designed to determine whether a lane change braking maneuver is possible.
  • the redundancy control unit is preferably designed to use the redundancy sensor data to determine whether there is an obstacle in the lane in which the vehicle is located or in the alternative lane.
  • the central control unit carries out an operating trajectory planning in order to obtain an operating trajectory, and provides the operating trajectory to an operating controller and a redundancy controller, the operating controller and / or the Redundancy controller control at least one of the vehicle actuators in order to keep the vehicle on the pre-planned operating trajectory.
  • the operating trajectory is planned by the central control unit of the autonomous operating driving system, the operating controller controlling the vehicle actuators using the from the central Control unit be provided operating trajectory controlled in such a way that the vehicle is kept on the pre-planned operating trajectory.
  • the autonomous operating driving system is preferably of modular design, the central control unit carrying out the planning and the operations controller carrying out the planned driving task executes.
  • the redundancy controller represents a redundancy level for the operating controller.
  • the planned operating trajectory is provided by the central control unit to the redundancy controller so that at least some of the vehicle actuators can continue to be controlled.
  • the operations controller and / or the redundancy controller is preferably designed to determine whether there is a fault in a vehicle actuator.
  • the operation controller and / or the redundancy controller is particularly preferably designed to provide a detected fault in a vehicle actuator to the central control unit and / or the redundancy control unit.
  • the vehicle actuators have at least one vehicle actuator from the group: transmission, engine, main brake system, redundancy brake system or steering actuator.
  • the transmission is an automatic transmission.
  • the main brake system and / or the redundancy brake system is preferably designed as a pneumatic brake system.
  • the main brake system and / or the redundancy brake system is an electronic brake system.
  • the main brake system and / or the redundancy brake system preferably regulates a brake pressure of brake cylinders of the wheels individually.
  • the central redundancy control unit provides the planned trajectory or the reduced trajectory of the reduced driving task to the operations controller and the redundancy controller, the operations controller and / or the redundancy controller controlling at least one of the vehicle actuators in order to move the vehicle on the trajectory of the to keep reduced driving task if there is no operating trajectory in the event of a fault in the operating driving system.
  • the trajectory of the reduced driving task can be the planned trajectory or the reduced trajectory.
  • the operations controller and the redundancy controller are preferably designed to accept the planned trajectory or the reduced trajectory of the reduced driving task only if no operating trajectory is received from the central control unit of the autonomous operating system. Driving system is provided.
  • the central control unit is preferably connected to the operations controller and the redundancy controller and the central redundancy control unit is also connected to the operations controller and the redundancy controller. Safe operation of the vehicle can thus also be ensured if, for example, the central control unit and the redundancy controller fail at the same time. As a result, the security of the system can advantageously be improved. Furthermore, safe operation of the vehicle is ensured even if the autonomous operating driving system or the redundant driving system fail completely.
  • the operations controller preferably monitors an error status of the redundancy controller and the redundancy controller monitors an error status of the operations controller.
  • the operation controller and the redundancy controller are particularly preferably designed to provide an error status of the respective other component at the central control unit and / or the redundancy control unit if there is an error in the respective other component.
  • the central control unit preferably carries out the trajectory planning and / or the operating trajectory planning using the error status of the operating controller and / or the redundancy controller.
  • the central redundancy control unit carries out the reduced trajectory planning, preferably using the error status of the operation controller and / or the redundancy controller.
  • the vehicle in the event that a main brake system of the operational driving system fails, the vehicle is braked by means of a redundancy braking system that is independent of a main voltage supply of the operational driving system.
  • a redundancy braking system that is independent of a main voltage supply of the operational driving system.
  • the control of the redundancy braking system can be carried out by the operation controller as well as by the redundancy controller. It should be understood, however, that the main braking system can be supplied from the redundancy voltage supply and the redundancy braking system can be supplied from the main voltage supply.
  • the vehicle is steered by means of a steering actuator which is controlled by the redundancy controller and is independent of a main voltage supply of the operational driving system. It is thus also possible to steer the vehicle in the event that the main voltage supply of the operational driving system fails.
  • the main brake system and the steering actuator are particularly preferably supplied by different power supplies. It should be understood that the steering actuator is controlled by the redundancy controller or the operating controller in error-free operation using the operating trajectory provided by the central control unit.
  • emergency steering of the vehicle is carried out by means of a main braking system, the main braking system preferably being controlled by the redundancy controller.
  • the main brake system can preferably also be activated by the operation controller.
  • the main brake system is preferably supplied from the main voltage supply. However, it can also be provided that the main brake system is independent of the main voltage supply and is supplied with voltage by means of the redundancy.
  • the emergency steering is preferably carried out by selective braking of individual wheels, preferably individual front wheels, of the vehicle. If, for example, the left front wheel of a commercial vehicle is braked, the steering wheel of the commercial vehicle can be turned to the left due to the special axle kinematics of commercial vehicles.
  • the emergency steering enables the vehicle to be kept in a lane even in the event of a fault in the steering actuator, the autonomous operating driving system and / or the voltage supply connected to the steering actuator.
  • the emergency steering also enables the vehicle to change lanes.
  • the invention solves the task set at the beginning with an autonomous vehicle system for controlling a vehicle, in particular a special commercial vehicle, comprising: An autonomous operating driving system that is used to control at least one vehicle actuator of the vehicle to carry out a dynamic driving task in error-free operation of the autonomous operational driving system is designed, a redundancy driving system that is designed to perform a reduced driving task, wherein the autonomous operational driving system is designed to obtain a ge planned trajectory for the reduced driving task to carry out a trajectory planning and the planned trajectory on the Provide redundancy driving system, the autonomous operational driving system and the redundant driving system being connected to one another and designed to determine whether there is a fault in the other system, the redundant driving system for controlling at least one F. ahrzeugaktuators is designed to perform the reduced driving task when determining a fault in the autonomous operating driving system using the planned trajectory.
  • the driving task is taken over by the autonomous operating driving system, while the redundant driving system is provided as a fall-back level in the event of an error in the autonomous operating driving system.
  • the autonomous operating driving system for performing the autonomous driving task can preferably also control one or more subcomponents of the redundant driving system and / or can provide an operating trajectory to subcomponents of the redundant driving system.
  • the autonomous operational driving system preferably controls a larger number of vehicle actuators than the redundant driving system.
  • the redundancy driving system is designed to carry out reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory for the reduced driving task if no valid planned trajectory is provided by the autonomous operational driving system, and the redundancy driving system is designed to control at least one vehicle actuator in order to carry out the reduced driving task when determining a fault in the autonomous operating driving system using the reduced trajectory.
  • the operational driving system has one or more primary sensors for determining sensor data, a central control unit connected to the sensors and a main voltage supply for the operational driving system planned trajectory using the sensor data if there is no error.
  • a central control unit connected to the sensors and a main voltage supply for the operational driving system planned trajectory using the sensor data if there is no error.
  • the operational driving system preferably also has an operational controller connected to the central control unit, which is designed to control at least one vehicle actuator and / or a first group of vehicle actuators of the vehicle system.
  • the central control unit preferably carries out a trajectory planning and an operational trajectory planning, and provides the planned trajectory and the operational trajectory to the operational controller.
  • the operation controller controls at least one vehicle actuator and / or the first group of vehicle actuators so that the vehicle follows the planned trajectory or the operating trajectory.
  • the autonomous vehicle system preferably has several groups of vehicle actuators.
  • a first group of vehicle actuators preferably comprises a transmission, a motor and / or a main brake system, the vehicle actuator or actuators being supplied with the main voltage supply of the operational driving system. are bound. It should be understood that the first group of vehicle actuators can also have only one or two of the vehicle actuators mentioned. In any case, a main brake system is preferably provided. Those vehicle actuators which influence a longitudinal acceleration of the vehicle are preferably assigned to the first group of vehicle actuators. However, it can also be provided that the first group of vehicle actuators is also or exclusively assigned to one or more vehicle actuators that influence a transverse acceleration of the vehicle. It should be understood that a vehicle actuator can influence both the longitudinal acceleration and the transverse acceleration of the vehicle. This is the case, for example, when the vehicle's wheels are braked asymmetrically.
  • the first group of vehicle actuators can comprise a steering actuator and / or a redundant braking system, the vehicle actuator or actuators being connected to the main voltage supply of the operational driving system.
  • the alternatives mentioned differ in which vehicle actuators are controlled by the operation controller.
  • the redundancy driving system preferably has one or more simple redundancy sensors for determining redundancy sensor data, which are connected to the central control unit of the operational driving system and to a central redundancy control unit of the redundant driving system.
  • the use of the redundancy sensor data is therefore preferably possible within the framework of operational trajectory planning, reduced trajectory planning, trajectory planning and / or monitoring of the driving task or the reduced driving task.
  • the central control unit of the operational driving system carries out the operational trajectory planning, preferably using the sensor data from the primary sensors and the redundancy sensor data from the redundancy sensors.
  • the redundancy control unit can carry out reduced trajectory planning for the reduced driving task and / or the reduced driving task along the planned trajectory or the reduced trajectory Monitor trajectory using the redundancy sensor data.
  • the redundancy sensors thus form a redundancy level for the primary sensors.
  • the redundancy sensors have a reduced range of functions compared to the primary sensors and are more cost-effective. For example, a data acquisition frequency, a resolution, an accuracy or a measuring principle of the redundancy sensors can be implemented more simply than corresponding comparison values of the primary sensors. Furthermore, a total number of primary sensors is preferably greater than a number of redundancy sensors.
  • the redundancy driving system also has a redundancy voltage supply for supplying the redundancy driving system and a redundancy controller which is designed to control a vehicle actuator and / or a second group of vehicle actuators of the vehicle system.
  • the central control unit of the operational driving system preferably also provides the operational trajectory to the redundancy controller.
  • the redundancy controller can thus be provided in the context of the autonomous driving task to control the second group of vehicle actuators.
  • the redundancy controller is preferably designed to control the second group of vehicle actuators using the planned trajectory of the reduced driving task only when no operating trajectory of the autonomous driving task is provided by the central control unit.
  • the second group of vehicle actuators is consequently also controlled to carry out the autonomous driving task in error-free operation. If no operating trajectory is provided by the central control unit due to a fault in the operating driving system, the redundancy controller controls the second group of vehicle actuators according to the reduced driving task.
  • the second group of vehicle actuators preferably comprises a steering actuator and / or a redundancy brake system, which are connected to the redundancy voltage supply of the redundancy driving system.
  • the second group of vehicle actuators can comprise a transmission and / or an engine and / or a main brake system, wherein the driving tool actuators are connected to the redundancy voltage supply of the redundancy driving system.
  • a main brake system is preferably provided.
  • the steering actuator and the main brake system of the autonomous driving system are preferably assigned to different groups of vehicle actuators which are supplied by different voltage supplies of the autonomous vehicle system.
  • the vehicle can still be steered using the steering actuator or the vehicle can be steered in an emergency using the main brake system.
  • the main brake system and the redundant brake system are preferably assigned to different groups of vehicle actuators that are supplied by different voltage supplies of the autonomous vehicle system.
  • braking of the vehicle by means of the redundancy braking system or the main braking system can be ensured. It should be understood that other assignments of the vehicle actuators to the groups of vehicle actuators are also preferred.
  • the redundancy sensors have a vehicle side sensor, in particular a side radar, a side ultrasound and / or a side lidar sensor, which is designed to determine a distance from a side lane boundary.
  • the vehicle side sensor can also be designed to determine whether there is an obstacle in a side area of the vehicle.
  • the vehicle sensor is particularly preferably designed to monitor a blind spot of a vehicle.
  • the vehicle side sensor enables and / or improves a monitoring of a lane keeping ability of the vehicle when the vehicle performs the reduced driving task using the planned trajectory and / or the reduced trajectory.
  • the trajectory planning, the operational trajectory planning and / or the reduced trajectory planning are preferably carried out using side sensor data from the vehicle side sensor.
  • the primary sensors may preferably include one or more primary side sensors.
  • the redundancy sensors preferably include a short-range front frame and / or a wide-angle lidar sensor, which are designed to determine a drivable area up to the edges of the vehicle.
  • the drivable area is the area around the vehicle that can be safely driven into by the vehicle.
  • the detection up to the edges of the vehicle, for example the front, rear and / or side surfaces, of the vehicle ensures that obstacles in the vicinity of the vehicle are also detected.
  • the primary sensors are preferably designed to determine a drivable space up to the edges of the vehicle.
  • the operation controller is designed to determine a fault status of the first group of vehicle actuators and to make it available to the central control unit.
  • the central control unit is preferably designed to use the error status of the first group of vehicle actuators to determine whether there is an error in one or more of the vehicle actuators of the first group, and particularly preferably to determine which of the vehicle actuators has an error.
  • the central control unit is preferably also designed to carry out the trajectory planning and / or the operating trajectory planning using the ascertained error status of the first group of vehicle actuators.
  • the redundancy controller is preferably designed to determine an error status of the second group of vehicle actuators and to provide it to the central redundancy control unit and / or to the central control unit.
  • the central control unit and / or the redundancy control unit are preferably designed to use the error status of the second group of vehicle actuators to determine whether there is an error in one or more of the vehicle actuators of the second group, and particularly preferably to determine which of the vehicle actuators has an error .
  • the central control unit is preferably designed to plan the trajectories and / or plan the operational trajectories using the average error status of the second group of vehicle actuators.
  • the redundancy control unit can also be designed to carry out the reduced trajectory planning using the error status of the second group of vehicle actuators.
  • a vehicle in particular a commercial vehicle, having a vehicle system according to one of the preferred embodiments described above of an autonomous vehicle system according to the second aspect of the invention, which is used to carry out a method according to one of the above-described preferred embodiments of the method according to the first aspect of the invention is formed.
  • the method for controlling a vehicle according to the first aspect of the invention, the autonomous vehicle system according to the second aspect of the invention and the vehicle according to the third aspect of the invention have the same or similar sub-aspects as in particular in the dependent claims are laid down. In this respect, reference is made in full to the above description for these aspects.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle with an autonomous vehicle system according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the autonomous vehicle system according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the autonomous vehicle system according to the first exemplary embodiment, which illustrates the provision of control commands, trajectories and error information;
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of the autonomous vehicle system according to a second exemplary embodiment, which clarifies the provision of control commands, trajectories and error information;
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of an autonomous vehicle system according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a vehicle with an autonomous vehicle system, the vehicle executing a lane-keeping braking maneuver
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a vehicle with an autonomous vehicle system, the vehicle executing a lane change braking maneuver
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of a vehicle with an autonomous vehicle system, the vehicle performing an autonomous driving task
  • FIG. 9 shows a schematic flow diagram for a preferred exemplary embodiment of the method when there is no error in the autonomous operating driving system.
  • FIG. 10 shows a schematic flow chart for a further preferred exemplary embodiment of the method when there is a fault in the autonomous operating driving system.
  • a vehicle 2 in particular a commercial vehicle 3, has an autonomous vehicle system 5 with an operational driving system 9 and a redundant driving system 11 (see FIGS. 1, 2 and 5).
  • the vehicle 2 is shown here as a utility vehicle 3 with a first flat axle HA1, a second rear axle HA2 and a front axle VA.
  • Front wheels 100.1, 100.2 of the front axle VA are designed to be steerable.
  • Rear wheels 102.1, 102.2, 102.3, 102.4 of the first rear axle HA1 and the second rear axle HA2 are designed here as non-steerable wheels.
  • first and second rear axle steering actuators can be provided (not shown).
  • primary sensors 13 of the autonomous operational driving system 9 provide sensor data SD to a central control unit 15 of the operational driving system 9.
  • redundancy sensors 17 also provide redundancy sensor data SDR to the central control unit 15.
  • the redundancy sensors 17 also provide the redundancy sensor data SDR to a central redundancy control unit 19.
  • the sensor data and / or the redundancy sensor data SDR can represent information about a vehicle state and / or the vehicle environment.
  • a number of the individual primary sensors 13.1, 13.2, 13.3 is preferably greater than a number of the individual redundancy sensors 17.1, 17.2.
  • the primary sensors 13 have an increased range of functions compared to the redundancy sensors 17, and can be characterized as highly complex sensors.
  • a data volume of the primary sensor data SD is preferably greater than a data volume of the redundancy sensor data SDR.
  • a frequency of providing the primary sensor data SD to the central control unit 15 can be greater than a frequency of providing the redundancy sensor data SDR to the central control unit 15 and the redundancy control unit 19 9 and at the central redundancy control unit 19, a data volume provided at the central control unit 15 is greater than a data volume provided at the redundancy control unit 19.
  • the redundancy control unit 19 of the redundant driving system 11 can be designed with a smaller range of functions than the central control unit 15 of the operational driving system 9.
  • the redundancy control unit 15 can have a lower computing power than the central control unit 15 or a limited scope of executable operations .
  • a first primary sensor 13.1 is designed as a 3D lidar scanner, a second primary sensor 13.2 as a stereo camera and a third primary sensor 13.3 as an imaging radar.
  • the primary sensors 13 shown in FIG. 1 are designed here as sensors that are designed to acquire data about a vehicle environment 24. Further The primary sensors 13 can also detect information about a vehicle status, such as a vehicle speed.
  • a first redundancy sensor 17.1 is designed here as a radar, while a second redundancy sensor 17.2 is a mono camera.
  • the central control unit 15 is designed to determine whether there is an error E2 (cf. FIGS. 3, 4) in the redundancy control unit 19.
  • the redundancy control unit 19 is designed to determine whether there is an error E1 in the central control unit 15. It should be understood that an error E1, E2 can also be determined based on the absence of a signal and / or based on a time-out signal from the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19.
  • the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19 can be designed to output an error signal E1, E2 directly.
  • the central control unit 15 is designed here to carry out operational trajectory planning in order to obtain an operational trajectory TRB for an autonomous driving task FA.
  • the operational trajectory planning takes place using the sensor data SD provided by the primary sensors 13 and / or the redundancy sensor data SDR provided by the redundancy sensors 17.
  • the central control unit 15 is designed to carry out a trajectory planning for a reduced driving task FAR in order to obtain a reduced trajectory TR.
  • the reduced driving task FAR is preferably carried out when there is an error E1 in the autonomous operating driving system 9, so that the autonomous driving task FA cannot be carried out by the operating driving system 9.
  • the central control unit 15 preferably carries out the operational trajectory planning cyclically, preferably with a frequency in a range from 0.1 to 1000 Hz, more preferably 1 to 1000 Hz, more preferably 2 to 1000 Hz, more preferably 10 to 1000 Hz preferably 50 to 1000 Hz, particularly preferably 100 Hz.
  • a cycle time ZT corresponds to the trajectory planning of a ner cycle time ZTB of the operational trajectory planning.
  • a cycle time ZT of the trajectory planning is greater than the cycle time ZTB of the operational trajectory planning. This can be particularly desirable in order to reduce energy consumption, a memory requirement of a memory 23 of central control unit 15 and / or computing power of central control unit 15.
  • the trajectory TR for the reduced driving task FAR is made available to the redundancy control unit 19. If no trajectory TR is provided to the redundancy control unit 19 due to an error in the central control unit 15, the redundancy control unit 19 can carry out reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory TRR. It should be understood that the redundancy control unit 15 can also perform the reduced trajectory planning cyclically.
  • a cycle time ZTR of the reduced trajectory planning measured between the provision of two successive reduced trajectories TRR, preferably has a range from 0.1 to 1000 Hz, more preferably 1 to 1000 Hz, more preferably 2 to 1000 Hz, more preferably 10 to 1000 Hz, further preferably 50 to 1000 Hz, particularly preferably 100 Hz. Furthermore, it can also be provided that the reduced trajectory planning is only carried out if the redundancy control unit 15 determines that there is an error E1 in the central control unit 15.
  • An error E1 of the central control unit 15 can be present, for example, if a main voltage supply 21 of the autonomous operating driving system 9 fails and the central control unit 15 is not supplied with voltage.
  • the redundancy driving system 11 has a redundancy voltage supply 22 (see FIGS. 1 and 2) so that at least the redundancy driving system 11 remains ready for use. Due to the limited scope of functions of the central redundancy control unit 19, this has a lower energy requirement compared to the central control unit 15, so that the redundancy voltage supply 22 can be made smaller and / or more cost-effective than the main voltage supply 21.
  • the main voltage supply 21 of the The autonomous operational driving system 9 also supplies an operational controller 29 and a first group 41 of vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3, as illustrated by the dashed lines shown in FIG. 1.
  • the redundancy driving system 11 comprises a redundancy controller 31 and a second group 53 of vehicle actuators 7.4, 7.5, which are supplied by the redundancy voltage supply 22.
  • the operation controller 29 is designed to monitor an error status ES2 of the redundancy controller 31.
  • the redundancy controller 31 is designed to monitor an error status ES1 of the operating controller 29 (see FIGS. 3 and 4). The monitoring can preferably take place by sending an error status ES1, ES2, by querying an error status ES1, ES2 and / or by receiving a time-out signal from the respective controller 29, 31.
  • the operational controller 29 and / or the redundancy controller 31 are preferably designed to provide the error status ES2 of the redundancy controller 31 or the error status ES1 of the operational controller 29 to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19.
  • the central control unit 15 provides the operating trajectory TRB to the operating controller 29 and the redundancy controller 31.
  • the redundancy control unit 19 provides the trajectory TR or the reduced trajectory TRR to the operation controller 29 and the redundancy controller 31 in parallel.
  • the redundancy control unit 19 is designed to provide the trajectory TR or the reduced trajectory TRR only when an error E1 of the central control unit 15 is determined.
  • the operating controller 29 and the redundancy controller 31 are designed to use the trajectory TR or the reduced trajectory TR only when the central control unit 15 does not provide a valid operating trajectory TRB.
  • the operating controller 29 and / or the redundancy controller 31 are preferably designed to carry out a trajectory prioritization.
  • the central control unit 15 can also be designed to control the operating trajectory Provide TRB with a higher priority to the operation controller 29 and the redundancy controller 31 than a priority of the trajectory TR or reduced trajectory TRR provided by the redundancy control unit 19. This preferably ensures that in error-free operation the autonomous driving task FA is carried out using the operating trajectory TRB, and the trajectory TR and the reduced trajectory TRR are not taken into account for carrying out the autonomous driving task FA. If no operating trajectory TRB is provided by the central control unit 15 due to an error in the autonomous operating driving system 9, the reduced driving task FAR is preferably carried out using the trajectory TR or the reduced trajectory TRR, which are provided by the redundancy control unit 19.
  • the operation controller 29 is designed to control the first group 41 of vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3 in order to carry out the autonomous driving task FA or the reduced driving task FAR.
  • the operating controller 29 controls at least one of the vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3 of the first group 41 in such a way that the vehicle 2 is moved along the operating trajectory TRB, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR.
  • the operating controller 29 is preferably adapted to carry out a stability control for the vehicle 2 independently of the central control unit 15 in order to keep the vehicle 2 stable on the operating trajectory TRB, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR.
  • the redundancy controller 31 is designed to control the second group 53 of vehicle actuators 7.4, 7.5 in order to carry out the autonomous driving task FA or the reduced driving task FAR.
  • the redundancy controller controls at least one of the vehicle actuators 7.4, 7.5 of the second group 53 in such a way that the vehicle 2 is moved along the operating trajectory TRB, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR.
  • the redundancy controller 31 is preferably adapted to carry out a stability control for the vehicle 2 independently of the redundancy control unit 19.
  • the operation controller 29 and the redundancy controller 31 preferably work together to regulate the stability of the vehicle 2. men.
  • both vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3 of the first group 41 and vehicle actuators 7.4, 7.5 of the second group 53 can be controlled in order to carry out the autonomous driving task FA.
  • the redundancy is ensured by the fact that, in the event of a failure of the autonomous operating driving system 9, at least the second group 53 of vehicle actuators 7.4, 7.5 can be activated in order to carry out the reduced driving task FAR. If there is only one error E1 in the central control unit 15, the reduced driving task FAR can also be carried out by the operations controller 29 and / or the redundancy controller 31, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR from the redundancy control unit 19 to the operations controller 29 and the redundancy controller 31 is provided.
  • the autonomous operational driving system 9 is preferably also designed to carry out the reduced driving task FAR when it is determined that an error E2 of the redundant driving system 11 is present. As a result, it is achieved that immediately after an error E1, E2 of the autonomous operating driving system 9 or the redundant driving system 11 has been determined, the reduced driving task FAR is carried out.
  • the central control unit 15 preferably also provides the reduced trajectory TRR to the operation controller 29.
  • an error status ES3 of the first group 41 of vehicle actuators 7 can be determined by the operation controller 29 and particularly preferably made available to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19.
  • an error status ES4 of the second group 53 of vehicle actuators 7 can be determined by the redundancy controller 31, and particularly preferably provided to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19.
  • the central control unit 15 can thus carry out the operational trajectory planning and / or the trajectory planning using the error status ES3 of the first group 41 of vehicle actuators 7.
  • the central control unit 15 is preferably designed, depending on the determined error status ES3 of the first group 41 of vehicle actuators 7 and / or the determined error status ES4 of the second group 53 of vehicle updates gates 7 to decide whether the reduced driving task FAR or the autonomous driving task FA is carried out.
  • the redundancy control unit 19 can also preferably be adapted to take into account the error status ES3 of the first group 41 and / or the error status ES4 of the second group 53 of vehicle actuators 7 in the reduced trajectory planning.
  • the first group of vehicle actuators 41 comprises a motor 7.1, a transmission 7.2 and a main brake system 7.3 of the vehicle 2.
  • the second group of vehicle actuators 53 then preferably comprises a redundant brake system 7.4 and one Steering actuator 7.5.
  • the redundancy brake system 7.4 is designed to enable the vehicle 2 to be decelerated if the main brake system 7.3 fails.
  • a functional scope of the redundancy brake system 7.4 is preferably reduced in comparison to the main brake system 7.3.
  • the redundancy braking system 7.4 can thus be implemented more cost-effectively.
  • an adjustment accuracy of the redundancy brake system 7.4 can be less than a corresponding adjustment accuracy of the main brake system 7.3.
  • the main brake system 7.3 and the redundant brake system 7.4 are preferably connected in such a way that braking of the vehicle 2 can only be carried out with one of the brake systems 7.3, 7.4.
  • the main brake system 7.3 and the redundant brake system 7.4 are pneumatically interconnected in such a way that braking of the vehicle 2 by means of the redundant brake system 7.4 is only possible if the main brake system 7.3 fails.
  • the reduced driving task FAR is carried out by the second group 53 of vehicle actuators if the first group 41 of vehicle actuators 7 cannot be controlled due to an error E1 in the operational driving system 9. Since in such a case braking by means of the main brake system 7.3 is not possible, the braking of the vehicle 2 takes place by means of the redundancy brake system. tems 7.4, while the vehicle 2 steered by means of the steering actuator 7.5 who can.
  • the first group 41 of vehicle actuators 7 comprises the redundancy brake system 7.4 and the steering actuator 7.5.
  • the second group 53 of vehicle actuators 7 then comprises the engine 7.1, the transmission 7.2 and the main brake system 7.3.
  • the design of the main brake system 7.3 and the redundancy brake system 7.4 reference is made in full to the above description of the first exemplary embodiment. If, in an autonomous vehicle system 5 according to the second exemplary embodiment, there is an error E1 in the autonomous operating driving system 9, the vehicle 2 can be braked by means of the main braking system 7.3. If it is not possible to control the steering actuator 7.5 due to the error E1 of the operating driving system 9, the vehicle 2 can be emergency-steered using the main brake system 7.4.
  • individual wheels 100 of the vehicle are individually braked using the main brake system 7.3 so that the vehicle 2 can be kept in a lane 25.
  • the main brake system 7.3 can also preferably be designed to enable the vehicle 2 to change lanes and / or to turn a corner as part of the emergency steering.
  • the autonomous driving system 5 is designed essentially analogously to the autonomous driving system 5 according to the first exemplary embodiment.
  • the autonomous driving system 5 can be divided into structural levels: the primary sensors 13 and the redundancy sensors 17 are assigned to the structural level “detect”.
  • the central control unit 15 and the redundancy control unit 19 belong to the structure level “control”, while the vehicle actuators 7 are assigned to the structure level “activate”.
  • the structural level “detect” comprises manual control devices 54 which enable a user to specify a manual driving task FAM.
  • Manual control commands from a user are provided to the operating controller 29 and the redundancy controller 31, which are arranged between the “control” and “activate” levels and control the vehicle actuators 7 using the manual control commands.
  • the autonomous vehicle system 5 preferably also has a communication unit 51. This is assigned to the “connect” level and designed to enable communication with other road users (not shown) and / or objects in the vehicle environment 24 and / or with a central traffic control system (not shown). For example, information can be received via the communication unit 51 that describes the volume of traffic on a planned route and is used by the central control unit 15 in the context of operational trajectory planning. Furthermore, by means of the communication unit 51, a warning signal can be sent to vehicles located in the vehicle surroundings 24 when the reduced driving task FAR is carried out.
  • the reduced driving task FAR is preferably a lane keeping braking maneuver BMSFI illustrated in FIG. 6 or a lane changing braking maneuver MBSW illustrated in FIG. 7.
  • Figure 6 shows a vehicle 2, which is designed here as a utility vehicle 3, and moves along a lane 25 of a road 28 be.
  • the road 28 has no hard shoulder 57 here.
  • the autonomous driving system 5 performs the reduced driving task FAR using the reduced one Trajectory TRR or the trajectory TR.
  • the central control unit 15 is preferably designed to carry out the lane-keeping / braking maneuver BMSH when no alternative lane 26 is available.
  • the alternative lane 26 may not be available, for example, if only one lane 25 is present, or other existing lanes cannot be used due to another vehicle or an obstacle.
  • the redundancy driving system 11 is preferably designed to carry out the lane change braking maneuver BMSW.
  • the lane-keeping braking maneuver BMSFI is therefore preferably only carried out when the lane-changing braking maneuver MBSW is not possible or is not completely possible. As illustrated by the arrows extending from a vehicle front 65 of vehicle 2 forwards, ie upwards in FIG. 6, vehicle 2 is kept in lane 25 and decelerated to a standstill.
  • the lane 25 is free in the direction of travel of the vehicle 2, so that a moderate deceleration of the vehicle 2 to a standstill is possible.
  • the lane keeping braking maneuver BMSFI can also be an emergency braking of the vehicle 2. This is particularly the case when, due to a flicker that is arranged in the lane 25, there is no sufficient braking distance available for moderate deceleration of the vehicle 2.
  • the reduced driving task FAR which is carried out by the vehicle 2 shown in FIG. 7, which is designed here as a utility vehicle 3, is a lane change braking maneuver BMSW.
  • the vehicle 2 is arranged on the lane 25 in a position P1 at the beginning of the trajectory.
  • the vehicle 2 is at a standstill on the hard shoulder 27.
  • the deceleration of the vehicle 2 is illustrated by the length of the arrows representing the trajectory TR, which decreases starting from the position P1 to the position P2 of the vehicle 2.
  • the reduced driving task FAR can also be carried out using the reduced trajectory TRR that is provided by the redundancy control unit 19.
  • the lane change braking maneuver BMSW is carried out because the Be ten stripes 27 is available and passable.
  • the lane change braking maneuver BMSW can also include the lane change to an alternative lane 26 that is not a hard shoulder 27.
  • the lane change braking maneuver BMSW and / or the lane keeping braking maneuver BMSH can preferably also include a brief acceleration of the vehicle 2.
  • the reduced driving task FAR is preferably carried out by the operational driving system 9 when an error E2 in the redundant driving system 11 is determined.
  • the autonomous driving task FA can consist of coping with a wide variety of driving situations in normal road traffic or off-road.
  • An overtaking maneuver of vehicle 2 is shown in FIG. 8 as an example of an autonomous driving task.
  • the autonomous driving system 5 controls the vehicle 2, which is shown here as a utility vehicle 3, at constant speed along the operating trajectory TRB from a third position P3 via a fourth position P4 to a fifth position P5.
  • the vehicle 2 drives at constant speed in the lane 25.
  • the central control unit 15 determines that a second vehicle 67 is with them moves at a speed lower than the vehicle 2 in the lane 25, so that a distance between the front of the vehicle 65 and the second vehicle 67 traveling ahead is reduced.
  • the central control unit 15 carries out an operating trajectory planning in order to obtain the operating trajectory TRB.
  • the operating trajectory TRB is provided to the operating controller 29 and the redundancy controller 31.
  • the operation controller 29 and / or the redundancy controller 31 control the vehicle actuators 7 in such a way that the vehicle 2 is steered onto a free second lane 28.
  • the vehicle actuators 7 are controlled in such a way that the vehicle 2 is steered back onto the lane 25.
  • the autonomous operational driving system 9 monitors a vehicle environment 24 in order to be able to adapt the operational trajectory TRB if necessary.
  • the vehicle 2 has a side sensor 55, which is a side radar 56 here.
  • the lateral radar 56 is preferably designed to determine a distance A between a lateral lane boundary 57 and a lateral vehicle edge 63 and to provide it to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19.
  • the side sensor 55 can also only provide side sensor data SDSS, and that the distance A is then determined by the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19. It can also be provided that the autonomous vehicle system 5 has several side sensors 55. Furthermore, the side sensor 55 can also be designed to detect whether a second vehicle 67, a hindrance and / or a non-drivable section is located next to the vehicle 2. A section that is not drivable can be, for example, a road ditch or an embankment.
  • the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19 are preferably designed to take into account vehicle parameters of the vehicle 2 for the trajectory planning, the operational trajectory planning and / or the reduced trajectory planning.
  • Vehicle parameters can be, for example, dimensions of vehicle 2, weight of vehicle 2, weight of a load on vehicle 2 and / or acceleration capacity of vehicle 2. It should be understood that the vehicle parameters can contain a large number of other parameters and are not restricted to the parameters mentioned.
  • the vehicle parameters are preferably pre-stored in a memory 23 of the central control unit 15 and / or in a redundancy memory 33 of the redundancy control unit 19. However, it can also be provided that the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19 determine the vehicle parameters using vehicle parameter data provided at the central control unit 15 or the redundancy control unit 19.
  • the redundancy sensor data 17 also have a short-range front radar 59, a short-range spot radar 60 and two wide-angle lidar sensors 61, the wide-angle lidar sensors 61 being arranged on vehicle edges 63 on the sides.
  • the short-range front radar 59 is on Arranged vehicle front 65, while the short-range rear radar 60 is arranged on a vehicle rear 66 of the vehicle 2.
  • the short-range front radar 59, the short-range spot radar 60 and the wide-angle lidar sensors 61 are designed to detect a vehicle environment 24, which is shown schematically here, up to the vehicle edges 62, which include the lateral vehicle edges 63, the vehicle front 65 and the Vehicle rear 66 include to monitor.
  • the redundancy sensor data 17 can also have a height sensor (not shown) which is designed to determine a drivable fleas of the vehicle surroundings 24. It should be understood that the primary sensors 13 can also be designed to monitor the vehicle environment 24 up to the vehicle front 65, the vehicle rear 66 and the lateral vehicle edges 63.
  • FIG. 9 illustrates a sequence of a preferred embodiment of the method 1 for controlling a vehicle 2 by means of an autonomous vehicle system 5.
  • primary sensors 13 and redundancy sensors 17 provide sensor data SD and redundancy sensor data SDR to the central control unit 15 of the autonomous operating Driving system 9 ready.
  • the central control unit 15 carries out a trajectory planning S2 and an operating trajectory planning S3 in order to obtain a planned trajectory TR and an operating trajectory TRB.
  • the trajectory planning S2 with the cycle time ZT and the operating trajectory planning S3 with the cycle time TZB are repeated cyclically.
  • the central control unit 15 provides the planned trajectory TR to the central redundancy control unit 19 of the redundancy driving system 11. Furthermore, the central control unit 15 provides both the planned trajectory TR and the operating trajectory TRB to the operating controller 29 and to the redundancy controller 31 (step S5). At the same time, the central redundancy control unit 19 provides the planned trajectory TR to the operation controller 29 and the redundancy controller 31 in a step S6.
  • the operating controller 29 and the redundancy controller 31 determine in a step S7 that an operating trajectory TRB is provided and control vehicle actuators 7 in order to carry out the autonomous driving task FA to be carried out (step S8).
  • step S9 the autonomous operating driving system 9 and the redundant driving system 11 monitor in parallel with steps S1 to S8 whether there is an error E1 in the operating driving system 9 (step S9) and / or whether an error E2 of the redundant driving system 11 is present (step S10).
  • FIG. 10 illustrates the sequence of a preferred embodiment of the method 1 when the operational driving system 9 fails due to an error E1 and does not provide a trajectory TR.
  • the redundancy driving system 11 determines that there is an error E1 and that no valid trajectory TR is being provided by the central control unit 15.
  • the central redundancy control unit 19 carries out reduced trajectory planning in step S13 in order to obtain a reduced trajectory TRR for the reduced driving task FAR.
  • the reduced trajectory TRR is then made available to the operation controller 29 and to the redundancy controller 31 (step S14).
  • the redundancy controller 31 uses the error status ES1 of the operating controller 29 to determine that the operating controller 29 has failed.
  • the redundancy controller 31 determines that there is no valid trajectory TR or operating trajectory TRB. It should be understood that step S15 can also be carried out in parallel with or before steps S11 to S14.
  • the redundancy controller 31 then controls the second group 53 of vehicle actuators 7 in order to carry out the reduced driving task FAR (step S17).
  • the central redundancy control unit 19 monitors the vehicle environment 24 (step S18) by means of redundancy sensor data SDR provided by the redundancy sensors 17. If an impossibility of the reduced driving task FAR is determined, the reduced trajectory planning (step S13) is carried out again.
  • the reduced driving task FAR becomes impossible, for example, if a hindrance is determined in the course of the reduced trajectory TRR. It should be understood that the method 1 or steps S1 to S18 of the method illustrated in FIGS. 9 and 10 are preferably repeated cyclically.
  • Second redundancy sensor 19 Central redundancy control unit 21 Main power supply 22 Redundancy power supply

Abstract

The invention relates to a method (1) for controlling a vehicle (2) having an autonomous vehicle system (5), which has an autonomous operating driving system (9) that is designed to perform a dynamic driving task (FA) in a fault-free mode of the autonomous operating driving system (9) and a redundant driving system (11) that is designed to perform a reduced driving task (FAR). The autonomous operating driving system (9) performs trajectory planning and provides a planned trajectory (TR) for the reduced driving task (FAR) to the redundant driving system (11). If a fault (E1) is detected with the operating driving system (9), the redundant driving system (11) actuates at least one vehicle actuator (7) in order to perform the reduced driving task (FAR) using the planned trajectory (TR). The invention furthermore relates to an autonomous vehicle system (5) and to a vehicle (2) having an autonomous vehicle system (5).

Description

ASYMMETRISCHE AUSFALLSICHERE SYSTEMARCHITEKTUR ASYMMETRIC FAILSAFE SYSTEM ARCHITECTURE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, insbesonde re Nutzfahrzeugs, mit einem autonomen Fahrzeugsystem, das dazu ausgebil det ist, das Fahrzeug mittels mehrerer Fahrzeugaktuatoren zu steuern, wobei das Fahrzeugsystem aufweist: Ein autonomes Betriebs-Fahrsystem, das zum Durchführen einer dynamischen Fahraufgabe in einem fehlerfreien Betrieb des autonomen Betriebs-Fahrsystems ausgebildet ist, wobei das autonome Be- triebs- Fahrsystem im fehlerfreien Betrieb wenigstens einen der Fahrzeugaktua toren zum Durchführen der dynamischen Fahraufgabe ansteuert, und ein Re dundanz-Fahrsystem. Ferner betrifft die Erfindung ein autonomes Fahrzeugsys tem. The invention relates to a method for controlling a vehicle, in particular a commercial vehicle, with an autonomous vehicle system that is designed to control the vehicle by means of several vehicle actuators, the vehicle system having: An autonomous operational driving system that is used to perform a dynamic driving task is designed in error-free operation of the autonomous operational driving system, the autonomous operational driving system controlling at least one of the vehicle actuators for performing the dynamic driving task in error-free operation, and a redundancy driving system. The invention also relates to an autonomous vehicle system.
Autonome Fahrzeugsysteme sind dazu ausgebildet, einen oder mehrere Aktua toren eines Fahrzeugs derart anzusteuern, dass eine Fahraufgabe des Fahr zeugs ausgeführt wird. Dabei regeln autonome Fahrzeugsysteme die Quer- und Längsbeschleunigung von Fahrzeugen teilweise oder vollständig unabhängig von einem menschlichen Benutzer. Um ein Fahrzeug fahrerlos zu betreiben werden viele unterschiedliche Sensoren zur Umwelterfassung sowie große Re chenleistungen zur Auswertung der Sensordatenströme benötigt. Basierend auf Sensordaten ermittelt das autonome Fahrzeugsystem eine Trajektorie für die Fahraufgabe des Fahrzeugs. Während das Fahrzeug der Trajektorie folgt, überwacht das autonome Fahrzeugsystem die Umgebung und modifiziert ge gebenenfalls die Trajektorie. Autonomous vehicle systems are designed to control one or more actuators of a vehicle in such a way that a driving task of the vehicle is carried out. Autonomous vehicle systems regulate the lateral and longitudinal acceleration of vehicles partially or completely independently of a human user. In order to operate a vehicle without a driver, many different sensors are required to record the environment as well as high computing power to evaluate the sensor data streams. Based on sensor data, the autonomous vehicle system determines a trajectory for the vehicle's driving task. While the vehicle follows the trajectory, the autonomous vehicle system monitors the environment and modifies the trajectory if necessary.
Ein gängiges fünfstufiges Schema zur Einordnung des Automatisierungsgrades von Fahrzeugen, die mittels eines autonomen Fahrzeugsystems gesteuert wer den, wurde durch die Society of Automotive Engineers (SAE) entwickelt. Das Fahrzeug muss auch im Fehlerfall noch soweit sicher weiter betrieben werden können, bis keine Gefahr mehr von ihm ausgehen kann. In den Autonomiestu fen 3 bis 5 erfolgt die Überwachung des Fahrumfeldes durch das autonome Fahrsystem, wobei in Stufe 3 der menschliche Benutzer im Falle eines Fehlers des autonomen Fahrsystems die Fahrzeugsteuerung vollständig übernimmt. In den Autonomiestufen 4 und 5 sind Redundanzsysteme vorgesehen, die im Fal le eines Ausfalls eines autonomen Betriebs-Fahrsystems die Fahraufgabe zu mindest teilweise ausführen. Derartige Redundanzsysteme sind notwendig, um im Falle eines Fehlers eines Systems Kollisionen mit anderen Fahrzeugen, Personen oder der Fahrzeugumgebung zu vermeiden und gegebenenfalls ein sicheres Abbremsen des Fahrzeugs bis zum Stillstand durchzuführen. A common five-stage scheme for classifying the degree of automation of vehicles that are controlled by means of an autonomous vehicle system was developed by the Society of Automotive Engineers (SAE). Even in the event of a fault, the vehicle must be able to continue to operate safely until it can no longer pose a risk. In autonomy levels 3 to 5, the driving environment is monitored by the autonomous Driving system, whereby in level 3 the human user takes over the entire vehicle control in the event of an error in the autonomous driving system. In the autonomy levels 4 and 5, redundancy systems are provided which, in the event of a failure of an autonomous operational driving system, at least partially carry out the driving task. Such redundancy systems are necessary in order to avoid collisions with other vehicles, people or the vehicle environment in the event of a system failure and, if necessary, to safely brake the vehicle to a standstill.
Obwohl das Redundanzsystem im Verlauf eines Fahrzeuglebens nur äußerst selten oder möglicherweise niemals genutzt wird, sind Redundanzsysteme in einigen Fällen als vollständige Duplikate des autonomen Fahrsystems inklusive der hochkomplexen Sensorik ausgeführt, woraus hohe Kosten für das Gesamt system resultieren. Um die hohen Kosten für ein vollständig redundantes Sys tem zu vermeiden, sind verschiedene Ansätze bekannt. Beispielsweise ist aus DE 102015206496 A1 eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit einer An zahl von Fahrerassistenzsystem und einer Überwachungseinrichtung bekannt, wobei die Fahrerassistenzsysteme dazu ausgebildet sind, das Fahrzeug mittels einer Anzahl von Fahrzeugaktuatoren zu steuern. In einer Ausführungsform der Steuereinrichtung kann ferner eine Kontrolleinrichtung vorgesehen sein, welche ausgebildet ist, eine Recheneinrichtung und/oder die Überwachungseinrichtung auf Fehler zu überwachen. Wird ein Fehler erkannt kann die Kontrolleinrichtung ein Warnsignal zumindest an die Fahrerassistenzsysteme ausgeben und eine Begrenzung der Steuersignale durch die Überwachungseinrichtung unterbin den. In einer weiteren Ausführungsform können die Fahrerassistenzsysteme ausgebildet sein, bei Erhalten des Warnsignals eine Notlauf-Trajektorie zum sicheren Abbremsen des Fahrzeugs in den Stillstand zu berechnen und die Fahrzeugaktuatoren entsprechend der berechneten Notlauf-Trajektorie anzu steuern. Hierbei offenbart das System jedoch keine Redundanz des Systems für den Fall eines Ausfalls der Fahrerassistenzsysteme und/oder der damit ver bundenen Sensorik. Weiterhin wird die Überwachungsfunktion permanent aus geführt, woraus ein erhöhter Energiebedarf resultiert. DE 10 2018 126 270 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einem virtuellen Fahrzeug führersystem mit mehreren Plattformsteuerungen für Fahrzeugaktuatoren. Ein Fahrzeugcomputer ist dazu programmiert, im Falle eines Fehlers, von den Platt formsteuerungen Empfehlungen für eine minimale Risikobedingung zu erhalten und aus den erhaltenen Empfehlungen ein Ereignis auszuwählen, welches da raufhin ausgeführt wird. Für den Fall, dass einer oder mehrerer Sensoren aus- fallen, wird die minimale Risikobedingung unter Verwendung der noch vorhan denen Sensorik ausgeführt. Eine Redundanz der Sensorik selbst wird nicht of fenbart. Although the redundancy system is only used extremely rarely or possibly never in the course of a vehicle's life, redundancy systems are in some cases designed as complete duplicates of the autonomous driving system including the highly complex sensors, which results in high costs for the overall system. Various approaches are known to avoid the high costs of a completely redundant system. For example, from DE 102015206496 A1 a control device for a vehicle with a number of driver assistance systems and a monitoring device is known, the driver assistance systems being designed to control the vehicle by means of a number of vehicle actuators. In one embodiment of the control device, a control device can also be provided which is designed to monitor a computing device and / or the monitoring device for errors. If an error is detected, the control device can output a warning signal at least to the driver assistance systems and prevent the monitoring device from limiting the control signals. In a further embodiment, the driver assistance systems can be designed to calculate an emergency trajectory for safely braking the vehicle to a standstill when the warning signal is received and to control the vehicle actuators in accordance with the calculated emergency trajectory. In this case, however, the system does not reveal any redundancy of the system in the event of failure of the driver assistance systems and / or the sensors connected therewith. Furthermore, the monitoring function is carried out permanently, which results in an increased energy requirement. DE 10 2018 126 270 A1 discloses a vehicle with a virtual vehicle control system with several platform controls for vehicle actuators. In the event of an error, a vehicle computer is programmed to receive recommendations for a minimum risk condition from the platform controls and to select an event from the recommendations received which is then carried out. In the event that one or more sensors fail, the minimum risk condition is carried out using the sensors that are still available. A redundancy of the sensors themselves is not disclosed.
US 2019 0171205 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeug steuerungssystems, das mindestens ein stromabwärts gelegenes System mit zumindest einem Aktuator beinhaltet. Das stromabwärts gelegene System emp fängt Signale von einem stromaufwärts gelegenen System und wirkt unter Ver wendung der Signale auf eine Bewegung des Fahrzeugs ein. Das Verfahren umfasst die Schritte: Übertragen von Signalen von dem stromaufwärts gelege nen System an das stromabwärts gelegene System in Echtzeit; bestimmen, dass stromaufwärts des stromabwärts gelegenen Systems ein Fehler aufgetre ten ist; und Verwendung eines Reaktionsplans für das stromabwärts gelegene System, der eine Funktionssequenz des mindestens einen Aktuators des stromabwärts gelegenen Systems definiert und der zuvor in einem dem strom abwärts gelegenen System zugänglichen Speicher gespeichert wurde. Da der Reaktionsplan bereits vorgespeichert ist, kann das Redundanzsystem nicht auf geänderte Umweltbedingungen reagieren. Ferner sind das stromaufwärts gele gene System und das stromabwärts gelegene System in einem gemeinsamen Kreis angeordnet, wobei keine Redundanz für einen Ausfall des stromabwärts gelegenen Systems bereitgestellt wird. US 2019 0171205 A1 discloses a method for operating a vehicle control system that includes at least one downstream system with at least one actuator. The downstream system receives signals from an upstream system and acts on movement of the vehicle using the signals. The method comprises the steps of: transmitting signals from the upstream system to the downstream system in real time; determine that a fault has occurred upstream of the downstream system; and using a downstream system response plan that defines an operational sequence of the at least one actuator of the downstream system and that has been previously stored in a memory accessible to the downstream system. Since the reaction plan has already been saved, the redundancy system cannot react to changed environmental conditions. Furthermore, the upstream system and the downstream system are arranged in a common circuit, with no redundancy being provided for a failure of the downstream system.
Nachteilig bei den genannten Lösungen ist, dass keine ausreichende Redun danz bereitgestellt wird. Beispielsweise bieten die Systeme keine ausreichende Redundanz im Falle eines Ausfalls der hochkomplexen Sensorik des Flauptsys- tems, der Flauptrecheneinheit und/oder eines oder mehrerer Aktuatoren. Hier- durch kann eine Sicherheit bei einem Ausfall des Hauptsystems nicht immer ausreichend gewährleistet werden. The disadvantage of the solutions mentioned is that insufficient redundancy is provided. For example, the systems do not offer sufficient redundancy in the event of a failure of the highly complex sensor system of the main system, the main computing unit and / or one or more actuators. Here- as a result, security in the event of a failure of the main system cannot always be adequately guaranteed.
Es besteht daher Bedarf nach Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs sowie autonomen Fahrzeugsystemen, die kostengünstig sind bzw. kostengünstige Komponenten verwenden und eine ausreichende Sicherheit bei einem Fehler des autonomen Betriebs-Fahrsystems gewährleisten. There is therefore a need for methods for controlling a vehicle and for autonomous vehicle systems that are inexpensive or use inexpensive components and ensure sufficient safety in the event of a fault in the autonomous operational driving system.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe in einem ersten Aspekt bei einem Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs mit einem autonomen Fahrzeugsys tem dadurch, dass das Redundanz-Fahrsystem zum Durchführen einer redu zierten Fahraufgabe ausgebildet ist, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem dazu ausgebildet ist, eine Trajektorienplanung durchzuführen, um eine geplante Trajektorie für die reduzierte Fahraufgabe durchzuführen und an dem Redun danz-Fahrsystem bereitzustellen, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem und das Redundanz-Fahrsystem miteinander verbunden sind und ermitteln, ob ein Fehler des jeweils anderen Systems vorliegt, und wobei das Redundanz- Fahrsystem nach Ermitteln eines Fehlers des autonomen Betriebs-Fahrsystems wenigstens einen der Fahrzeugaktuatoren ansteuert, um die reduzierte Fahr aufgabe unter Verwendung der geplanten Trajektorie durchzuführen. The present invention solves the problem in a first aspect in a method for controlling a vehicle with an autonomous vehicle system in that the redundant driving system is designed to carry out a reduced driving task, the autonomous operational driving system being designed to plan trajectories perform in order to carry out a planned trajectory for the reduced driving task and make it available to the redundant driving system, the autonomous operating driving system and the redundant driving system being connected to one another and determining whether there is a fault in the other system, and the redundancy - Driving system controls at least one of the vehicle actuators after determining a fault in the autonomous operational driving system in order to carry out the reduced driving task using the planned trajectory.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass eine reduzierte Fahrauf gabe mit Hilfe eines vereinfachten Redundanz-Fahrsystems durchgeführt wer den kann, welches deutlich kostengünstiger ist als das autonome Betriebs- Fahrsystem. Sowohl das autonome Betriebs-Fahrsystem als auch das Redun danz-Fahrsystem sind dazu ausgebildet, Fahrzeugaktuatoren anzusteuern. Im fehlerfreien Fall führt das autonome Betriebs-Fahrsystem die dynamische Fahr aufgabe bevorzugt vollkommen unabhängig von dem Redundanz-Fahrsystem aus. Die dynamische Fahraufgabe umfasst im Allgemeinen ein Lenken, Brem sen und Beschleunigen des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Umweltbe dingungen sowie das Bestimmen von Zwischenzielen und Wegpunkten. Im Rahmen der dynamischen Fahraufgabe muss das autonome Betriebs- Fahrsystem zumindest auf andere Verkehrsteilnehmer, Signale und Zeichen, Umwelteinflüsse sowie Wegebedingungen reagieren. Beispielsweise kann die dynamische Fahraufgabe ein autonomes Fahren des Fahrzeugs auf einer öf fentlichen Straße von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort sein, wobei der zweite Ort mehrere Kilometer von dem ersten Ort entfernt ist. Die reduzierte Fahraufgabe weist einen relativ zur dynamischen Fahraufgabe reduzierten Funktionsumfang auf. The invention makes use of the knowledge that a reduced driving task can be carried out with the aid of a simplified redundant driving system, which is significantly more cost-effective than the autonomous operating driving system. Both the autonomous operational driving system and the redundant driving system are designed to control vehicle actuators. If there are no errors, the autonomous operating driving system preferably carries out the dynamic driving task completely independently of the redundant driving system. The dynamic driving task generally includes steering, braking and accelerating the vehicle while taking environmental conditions into account, as well as determining intermediate destinations and waypoints. As part of the dynamic driving task, the autonomous operational driving system must at least respond to other road users, signals and signs, Environmental influences and road conditions react. For example, the dynamic driving task can be autonomous driving of the vehicle on a public road from a first location to a second location, the second location being several kilometers away from the first location. The reduced driving task has a reduced scope of functions relative to the dynamic driving task.
Die geplante Trajektorie für die reduzierte Fahraufgabe beschreibt den geplan ten Bewegungspfad des Fahrzeugs und wird im Rahmen einer Trajektorienpla- nung ermittelt. Bevorzugt erfolgt die Trajektorienplanung unter Berücksichtigung des Fahrzeugzustands, insbesondere der Geschwindigkeit, der Masse und der Querbeschleunigung, sowie weiterer Umgebungsbedingungen und Umweltein flüsse. Solche Umgebungsbedingungen und Umwelteinflüsse können bei spielsweise Umgebungstemperatur, Straßentemperatur, Straßenverhältnisse, Spurbreiten, Spurverlauf und Verkehrsaufkommen sein. Da die geplante Trajek torie für die reduzierte Fahraufgabe von dem autonomen Betriebs-Fahrsystem an dem Redundanz-Fahrsystem bereitgestellt wird, muss das Redundanz- Fahrsystem keine eigene Trajektorienplanung für die reduzierte Fahraufgabe durchführen. Flierdurch kann eine Verfügbarkeit der geplanten Trajektorie für den Fehlerfall erhöht werden. Bevorzugt ist das Redundanz-Fahrsystem dazu ausgebildet, in einem nicht autonomen Betriebsfall eine Fahrassistenzfunktion durchzuführen. Besonders bevorzugt führt das Redundanz-Fahrsystem im nicht autonomen Betriebsfall des Fahrzeugs eine Notbremsfunktion, eine Spurhalte- assistenzfunktion oder Abstandshalteassistenzfunktion aus. Vorzugsweise weist das Redundanz-Fahrsystem einen Redundanzspeicher zum Speichern der geplanten Trajektorie auf. The planned trajectory for the reduced driving task describes the planned movement path of the vehicle and is determined as part of a trajectory planning. The trajectory planning is preferably carried out taking into account the vehicle condition, in particular the speed, the mass and the lateral acceleration, as well as other environmental conditions and environmental influences. Such ambient conditions and environmental influences can be, for example, ambient temperature, road temperature, road conditions, lane widths, lane course and traffic volume. Since the planned trajectory for the reduced driving task is provided by the autonomous operating driving system on the redundant driving system, the redundant driving system does not have to carry out its own trajectory planning for the reduced driving task. This also makes it possible to increase the availability of the planned trajectory in the event of a fault. The redundancy driving system is preferably designed to carry out a driving assistance function in a non-autonomous operating case. The redundancy driving system particularly preferably performs an emergency braking function, a lane keeping assistance function or a distance keeping assistance function when the vehicle is not operating autonomously. The redundancy driving system preferably has a redundancy memory for storing the planned trajectory.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Redundanz- Fahrsystem dazu ausgebildet, eine reduzierte Trajektorienplanung durchzufüh ren, um eine reduzierte Trajektorie für die reduzierte Fahraufgabe zu erhalten, wenn keine gültige geplante Trajektorie von dem autonomen Betriebs- Fahrsystem bereitgestellt wird, wobei das Redundanz-Fahrsystem nach Ermit teln eines Fehlers des autonomen Betriebs-Fahrsystems wenigstens einen der Fahrzeugaktuatoren ansteuert, um die reduzierte Fahraufgabe unter Verwen dung der reduzierten Trajektorie durchzuführen. Bei besonders schwerwiegen den Fehlern kann das autonome Betriebs-Fahrsystem keine Trajektorienpla- nung durchführen und keine geplante Trajektorie für das Redundanz- Fahrsystem bereitstellen. Ferner kann die geplante Trajektorie, beispielsweise aufgrund eines Übertragungsfehlers oder des Ablaufs eines Zeitstempels, un gültig sein. Um die reduzierte Fahraufgabe dennoch durchführen zu können, kann das Redundanz-Fahrsystem eine reduzierte Trajektorienplanung durch führen, deren Funktionsumfang gegenüber der Trajektorienplanung einge schränkt ist. Beispielsweise kann bei der reduzierten Trajektorienplanung ein gegenüber der Trajektorienplanung reduzierter Parametersatz verwendet wer den. Weiterhin kann die reduzierte Trajektorienplanung im Vergleich zur Trajek torienplanung basierend auf qualitativ und/oder quantitativ reduzierten Daten durchgeführt werden. Ferner kann die reduzierte Trajektorie gegenüber der ge planten Trajektorie beschränkt sein. Beispielsweis kann die maximale Länge der reduzierten Trajektorie gegenüber der geplanten Trajektorie reduziert sein. Ferner ist bevorzugt eine maximale Länge der Trajektorie und/oder eine maxi male Zeitdauer, die ein Fahrzeug zum Abfahren der Trajektorie benötigt, be schränkt. According to a first preferred embodiment, the redundancy driving system is designed to carry out reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory for the reduced driving task if no valid planned trajectory is provided by the autonomous operational driving system, the redundancy driving system according to Determine a fault in the autonomous operating driving system at least one of the Controls vehicle actuators in order to carry out the reduced driving task using the reduced trajectory. In the case of particularly serious errors, the autonomous operational driving system cannot carry out trajectory planning and cannot provide a planned trajectory for the redundant driving system. Furthermore, the planned trajectory can be invalid, for example due to a transmission error or the expiry of a time stamp. In order to still be able to carry out the reduced driving task, the redundancy driving system can carry out a reduced trajectory planning, the functional scope of which is limited compared to the trajectory planning. For example, in the case of the reduced trajectory planning, a parameter set that is reduced compared to the trajectory planning can be used. Furthermore, the reduced trajectory planning compared to the trajectory planning can be carried out based on qualitatively and / or quantitatively reduced data. Furthermore, the reduced trajectory can be limited compared to the planned trajectory. For example, the maximum length of the reduced trajectory can be reduced compared to the planned trajectory. Furthermore, a maximum length of the trajectory and / or a maximum length of time that a vehicle needs to travel the trajectory is preferably restricted.
Bevorzugt ist das Redundanz-Fahrsystem dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob eine von dem autonomen Betriebs-Fahrsystem bereitgestellte geplante Trajek torie zum Durchführen der reduzierten Fahraufgabe geeignet ist. Weiterhin be vorzugt ist das Redundanz-Fahrsystem dazu ausgebildet in Antwort auf ein Er mitteln einer Ungültigkeit der geplanten Trajektorie, die reduzierte Trajektorien planung durchzuführen, um eine reduzierte Trajektorie für die reduzierte Fahr aufgabe zu erhalten. The redundancy driving system is preferably designed to determine whether a planned trajectory provided by the autonomous operational driving system is suitable for performing the reduced driving task. Furthermore, the redundancy driving system is preferably designed to carry out the reduced trajectory planning in response to determining an invalidity of the planned trajectory in order to obtain a reduced trajectory for the reduced driving task.
Vorzugsweise führt das autonome Betriebs-Fahrsystem die Trajektorienplanung zyklisch durch, um eine geplante Trajektorie zu erhalten, und stellt jeweils die geplante Trajektorie an dem Redundanz-Fahrsystem bereit. Das Redundanz- Fahrsystem verwendet jeweils die letzte bereitgestellte geplante Trajektorie zum Durchführen der reduzierten Fahraufgabe. Durch ein zyklisches durchfüh- ren der Trajektorienplanung kann die geplante Trajektorie an veränderte Bedin gungen des Fahrzeugs oder der Fahrzeugumgebung angepasst werden. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn nach dem Durchführen einer Trajektorien planung ein anderes Fahrzeug eine Fahrspur wechselt und die geplante Trajek torie dadurch blockiert. Besonders bevorzugt hat eine Zykluszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Trajektorienplanungen einen Bereich von 1 ms bis 10 Sekunden, bevorzugt 1 ms bis 1 Sekunde, bevorzugt 1 ms bis 500 ms, weiter hin bevorzugt 1 ms bis 20 ms, besonders bevorzugt etwa 10 ms. The autonomous operational driving system preferably carries out the trajectory planning cyclically in order to obtain a planned trajectory, and in each case provides the planned trajectory to the redundant driving system. The redundancy driving system uses the last planned trajectory provided to carry out the reduced driving task. By means of a cyclical As a result of the trajectory planning, the planned trajectory can be adapted to changed conditions of the vehicle or the vehicle environment. This is advantageous, for example, if another vehicle changes lanes after trajectory planning has been carried out and the planned trajectory is blocked as a result. Particularly preferably, a cycle time between two successive trajectory planning has a range of 1 ms to 10 seconds, preferably 1 ms to 1 second, preferably 1 ms to 500 ms, more preferably 1 ms to 20 ms, particularly preferably about 10 ms.
Je kürzer die Zykluszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Trajektorienpla nung ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die geplante Trajektorie für die reduzierte Fahraufgabe aufgrund veränderter Bedingungen unsicher ist. Im Allgemeinen steigt mit einer abnehmenden Zykluszeit jedoch ein Energiebe darf des autonomen Betriebs-Fahrsystems. The shorter the cycle time between two successive trajectory planning, the lower the probability that the planned trajectory for the reduced driving task is unsafe due to changed conditions. In general, however, the energy requirement of the autonomous operating driving system increases with a decreasing cycle time.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform weist das autonome Betriebs- Fahrsystem einen oder mehrere Primärsensoren auf, die Sensordaten an einer zentralen Steuereinheit des autonomen Betriebs-Fahrsystems bereitstellen, wobei die zentrale Steuereinheit die Trajektorienplanung unter Verwendung der Sensordaten ausführt. Vorzugsweise weisen die Primärsensoren hochkomplexe Sensoren auf, wie z.B. zumindest einen 3D-Lidar-Scanner, ein Imaging-Radar, eine Stereokamera, eine Mono-Kamera, ein Empfänger für V2X-Daten, ein Empfänger für GPS-lnformationen, eine Umfeldfusion bildgebender Sensoren, einen Beschleunigungssensor, einen Gierratensensor, einen Radgeschwindig keitssensor und/oder einen Lenkradwinkelsensor. In a further preferred embodiment, the autonomous operational driving system has one or more primary sensors which provide sensor data to a central control unit of the autonomous operational driving system, the central control unit executing the trajectory planning using the sensor data. The primary sensors preferably have highly complex sensors, such as at least one 3D lidar scanner, an imaging radar, a stereo camera, a mono camera, a receiver for V2X data, a receiver for GPS information, a fusion of imaging sensors, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, a wheel speed sensor and / or a steering wheel angle sensor.
Die zentrale Steuereinheit ist dazu ausgebildet die Sensordaten auszuwerten, und daraus Informationen über einen Fahrzeugzustand und/oder die Fahr zeugumgebung zu generieren. Beispielsweise kann die zentrale Steuereinheit unter Verwendung der Sensordaten den Verlauf einer Fahrspur ermitteln, auf der sich das Fahrzeug befindet. Die Primärsensoren erlauben eine besonders exakte Bestimmung des Fahrzeugzustandes und/oder der Fahrzeugumgebung. Durch die Verwendung der Sensordaten für die Trajektorienplanung kann eine hohe Genauigkeit und/oder Sicherheit der geplanten Trajektorie sichergestellt werden. The central control unit is designed to evaluate the sensor data and to generate information about a vehicle state and / or the vehicle environment therefrom. For example, the central control unit can use the sensor data to determine the course of a lane in which the vehicle is located. The primary sensors allow a particularly precise determination of the vehicle condition and / or the vehicle environment. By using the sensor data for trajectory planning, a high accuracy and / or security of the planned trajectory can be ensured.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Redundanz- Fahrsystem einen oder mehrere einfache Redundanzsensoren auf, die Redun danzsensordaten an einer zentralen Redundanzsteuereinheit bereitstellen, wo bei die zentrale Redundanzsteuereinheit unter Verwendung der Redundanz sensordaten ermittelt ob sich ein Hindernis auf der geplanten Trajektorie oder der reduzierten Trajektorie befindet und die geplante Trajektorie oder die redu zierte Trajektorie unter Verwendung der Redundanzsensordaten modifiziert, wenn ein Hindernis auf der geplanten Trajektorie oder der reduzierten Trajekto rie ermittelt wird. Im Vergleich zu den insbesondere hochkomplexen Pri märsensoren sind die Redundanzsensoren vorzugsweise einfache und kosten günstige Sensoren, wobei eine Qualität der von den Redundanzsensoren be reitgestellten Redundanzsensordaten im Vergleich zu den Sensordaten gerin ger ist. So kann beispielsweise eine Auflösung der Fahrzeugumgebung einge schränkt sein. Vorzugsweise weisen die Redundanzsensoren ein Radar und/oder eine Kamera auf. Besonders bevorzugt sind die Redundanzsensoren Sensoren, die in gängigen Fahrassistenzsystemen, wie beispielsweise einem Spurhalte-Assistenzsystem oder einem Notbrems-Assistenzsystem, verwendet werden. Sensoren gängiger Assistenzsysteme werden vielfach eingesetzt und sind deshalb vergleichsweise kostengünstig. Vorzugsweise ist ein Funktionsum fang der zentralen Redundanzsteuereinheit im Vergleich zur zentralen Steuer einheit eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Rechenleistung und/oder eine Speicherkapazität eines Speichers geringer ausgeführt sein. Dies ermöglicht das Einsparen von Finanzmitteln im Rahmen der Erstausstattung sowie einen reduzierten Energiebedarf. Da das Redundanz-Fahrsystem eigene Redundanz sensoren aufweist, ist ein sicheres Durchführen der reduzierten Fahraufgabe auch dann möglich, wenn ein Fehler der hochkomplexen Primärsensoren vor liegt. Ferner kann das Redundanz-Fahrsystem bei einem vollständigen Ausfall des Betriebs-Fahrsystem ein sicheres Durchführen der reduzierten Aufgabe auch dann gewährleisten, wenn nach der Trajektorienplanung oder der redu zierten Trajektorienplanung ein Hindernis entlang der geplanten Trajektorie und/oder der reduzierten Trajektorie auftritt. Beispielsweise kann eine geplante Trajektorie für ein moderates Abbremsen des Fahrzeugs zur Trajektorie einer Vollbremsung des Fahrzeugs modifiziert werden, wenn die zentrale Redun danzsteuereinheit unter Verwendung der Redundanzensensordaten ermittelt, dass sich ein Hindernis auf der geplanten Trajektorie befindet. According to a further preferred embodiment, the redundancy driving system has one or more simple redundancy sensors that provide redundancy sensor data to a central redundancy control unit, where the central redundancy control unit uses the redundancy sensor data to determine whether there is an obstacle on the planned trajectory or the reduced trajectory and modify the planned trajectory or the reduced trajectory using the redundancy sensor data when an obstacle is determined on the planned trajectory or the reduced trajectory. In comparison to the particularly highly complex primary sensors, the redundancy sensors are preferably simple and inexpensive sensors, the quality of the redundancy sensor data provided by the redundancy sensors being lower compared to the sensor data. For example, a resolution of the vehicle environment can be restricted. The redundancy sensors preferably have a radar and / or a camera. The redundancy sensors are particularly preferably sensors that are used in common driver assistance systems, such as, for example, a lane keeping assistance system or an emergency braking assistance system. Sensors of common assistance systems are widely used and are therefore comparatively inexpensive. A functional scope of the central redundancy control unit is preferably restricted in comparison to the central control unit. For example, the computing power and / or the storage capacity of a memory can be designed to be lower. This enables financial resources to be saved in the context of the initial equipment as well as reduced energy consumption. Since the redundancy driving system has its own redundancy sensors, the reduced driving task can also be carried out safely if there is a fault in the highly complex primary sensors. Furthermore, in the event of a complete failure of the operational driving system, the redundancy driving system can ensure that the reduced task is carried out safely even if, after the trajectory planning or the reduced trajectory planning, there is an obstacle along the planned trajectory and / or the reduced trajectory occurs. For example, a planned trajectory for moderate braking of the vehicle can be modified to the trajectory of full braking of the vehicle if the central redundancy control unit uses the redundancy sensor data to determine that there is an obstacle on the planned trajectory.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Redundanz-Fahrsystem von einer von dem Betriebs-Fahrsystem unabhängigen Redundanzspannungs versorgung versorgt. Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine weitere po tentielle Fehlerquelle, die einen sicheren Betrieb des autonomen Fahrzeugsys tems gefährdet, ausgeschlossen werden. Auch wenn aufgrund eines Ausfalls einer Flauptspannungsversorgung ein Fehler des autonomen Betriebs- Fahrsystems vorliegt, kann das Redundanz-Fahrsystem durch die Redundanz spannungsversorgung mit Spannung versorgt werden und die reduzierte Fahr aufgabe ausführen. Bevorzugt weist die Redundanzspannungsversorgung eine geringere Kapazität als eine Flauptspannungsversorgung auf. Dadurch können die Kosten für die Redundanzspannungsversorgung im Vergleich zu den Kos ten der Flauptspannungsversorgung reduziert werden. Aufgrund des geringeren Funktionsumfangs des Redundanz-Fahrsystems ist dessen Energieverbrauch im Vergleich zum autonomen Betriebs-Fahrsystem reduziert, sodass die Ver sorgung auch mit einer Redundanz-Spannungsversorgung mit geringerer Ka pazität möglich ist. According to a preferred embodiment, the redundancy driving system is supplied from a redundancy voltage supply that is independent of the operating driving system. A further potential source of error which endangers the safe operation of the autonomous vehicle system can be excluded by such a configuration. Even if there is an error in the autonomous operating driving system due to a failure of a main voltage supply, the redundant driving system can be supplied with voltage by the redundant voltage supply and carry out the reduced driving task. The redundancy voltage supply preferably has a lower capacity than a main voltage supply. As a result, the costs for the redundancy voltage supply can be reduced in comparison to the costs of the main voltage supply. Due to the lower range of functions of the redundant driving system, its energy consumption is reduced compared to the autonomous operational driving system, so that the supply is also possible with a redundant power supply with a lower capacity.
Vorzugsweise stellen die Redundanzsensoren die Redundanzsensordaten auch an der zentralen Steuereinheit bereit. Somit kann erreicht werden, dass die zentrale Steuereinheit beim Durchführen der Trajektorienplanung auch die Redundanzsensordaten verwenden kann. Somit kann vorzugsweise eine Quali tät der Trajektorienplanung und der daraus erhaltenen geplanten Trajektorie weiter verbessert werden. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit dazu ausgebildet, zumindest einen Teil der Sensordaten der Primärsensoren mittels der Redundanzsensordaten zu verifizieren. Vorzugsweise ist die reduzierte Fahraufgabe ein kontrolliertes Bremsmanöver, bei dem das Redundanz-Fahrsystem ein Blockieren der Räder einer Achse des Fahrzeugs verhindert. Ein Blockieren der Räder des Fahrzeugs kann zu einer unkontrollierten Bewegung des Fahrzeugs führen, sodass die geplante Trajek- torie oder die reduzierte Trajektorie gegebenenfalls nicht eingehalten werden kann. Darüber hinaus ist ein Bremsweg des Fahrzeugs beim Blockieren der Räder verlängert. Vorzugsweise ist die geplante Trajektorie und/oder die redu zierte Trajektorie für das kontrollierte Bremsmanöver derart ausgebildet, dass das Fahrzeug mit moderaten Beschleunigungswerten verzögert und somit ein zur Verfügung stehender Bremsweg ausgenutzt wird. Durch moderate Werte der Beschleunigung kann ein Ausbrechen des Fahrzeugs oder eines Anhä ngers, ein Auffahren nachfolgender Fahrzeuge und/oder eine Beschädigung von Fahrzeugladung vermieden werden. Es soll jedoch Verstanden werden, dass das kontrollierte Bremsmanöver gegebenenfalls auch eine Vollbremsung des Fahrzeugs sein kann. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn kein für eine moderate Bremsung ausreichender Bremsweg zur Verfügung steht. Durch das kontrollierte Bremsmanöver kann ein sicheres Abbremsen des Fahrzeugs bis zum Stillstand sichergestellt werden. Beim Ausfall des autonomen Betriebs- Fahrsystems wird das Fahrzeug durch das Redundanz-Fahrsystem sicher zum Stillstand gebracht, wobei Kollisionen mit anderen Fahrzeugen und/oder Hin dernissen in der Fahrzeugumgebung durch das Redundanz-Fahrsystem ver mieden werden. The redundancy sensors preferably also provide the redundancy sensor data to the central control unit. It can thus be achieved that the central control unit can also use the redundancy sensor data when performing the trajectory planning. Thus, the quality of the trajectory planning and the planned trajectory obtained therefrom can preferably be further improved. The central control unit is preferably designed to verify at least part of the sensor data of the primary sensors by means of the redundancy sensor data. The reduced driving task is preferably a controlled braking maneuver in which the redundant driving system prevents the wheels of one axle of the vehicle from locking. Blocking the wheels of the vehicle can lead to uncontrolled movement of the vehicle, so that the planned trajectory or the reduced trajectory may not be able to be adhered to. In addition, a braking distance of the vehicle when the wheels are locked is lengthened. The planned trajectory and / or the reduced trajectory for the controlled braking maneuver is preferably designed in such a way that the vehicle is decelerated with moderate acceleration values and an available braking distance is thus used. With moderate values of the acceleration, the vehicle or a trailer can be prevented from breaking away, the vehicles following behind and / or damage to the vehicle load can be avoided. However, it should be understood that the controlled braking maneuver can also be an emergency braking of the vehicle if necessary. This is the case, for example, when there is no sufficient braking distance available for moderate braking. The controlled braking maneuver can ensure that the vehicle is safely braked to a standstill. If the autonomous operating driving system fails, the vehicle is safely brought to a standstill by the redundant driving system, collisions with other vehicles and / or obstacles in the vehicle environment being avoided by the redundant driving system.
Vorzugsweise ist das kontrollierte Bremsmanöver ein Spurhalte- Bremsmanöver, bei dem das Fahrzeug eine Fahrspur beibehält, und/oder ein Spurwechsel-Bremsmanöver, bei dem das Fahrzeug auf eine vorhandene be fahrbare alternative Fahrspur, bevorzugt einen Seitenstreifen, gelenkt und ver zögert wird, wobei die zentrale Redundanzsteuereinheit das Einhalten der ge planten Trajektorie oder der reduzierten Trajektorie unter Verwendung der Re dundanzsensordaten überwacht. Bei einem Spurhalte-Bremsmanöver, welches auch als stop-in-lane-Bremsmanöver bezeichnet wird, verläuft die geplante Trajektorie und/oder die reduzierte Trajektorie entlang einer Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet. Es soll verstanden werden, dass die Fahrspur auch gekrümmt sein kann bzw. eine Kurve aufweisen kann. Bevorzugt wird das Spurhalte-Bremsmanöver ausgeführt, wenn keine befahrbare alternative Fahr spur vorhanden ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Fahrzeug eine einspurige Straße befährt oder wenn ein Seitenstreifen durch ein defektes Fahrzeug blockiert ist. Die geplante Trajektorie und/oder die reduzierte Trajek- torie für ein Spurwechsel-Bremsmanöver verläuft von einer ersten Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, zu einer weiteren Fahrspur, die befahrbar ist.The controlled braking maneuver is preferably a lane keeping braking maneuver in which the vehicle maintains a lane, and / or a lane change braking maneuver in which the vehicle is steered and decelerated onto an existing drivable alternative lane, preferably a hard shoulder, the central redundancy control unit monitors compliance with the planned trajectory or the reduced trajectory using the redundancy sensor data. In a lane keeping braking maneuver, which is also referred to as a stop-in-lane braking maneuver, the planned trajectory and / or the reduced trajectory runs along a lane in which the vehicle is located. It should be understood that the lane also can be curved or can have a curve. The lane-keeping braking maneuver is preferably carried out if there is no alternative lane that can be driven on. This is the case, for example, when the vehicle is driving on a single-lane road or when a hard shoulder is blocked by a defective vehicle. The planned trajectory and / or the reduced trajectory for a lane change braking maneuver runs from a first lane in which the vehicle is located to a further lane which can be driven on.
Es soll verstanden werden, dass die geplante Trajektorie und/oder die reduzier te Trajektorie für das Spurwechsel-Bremsmanöver auch über mehr als zwei Fahrspuren verlaufen kann. Die zentrale Redundanzsteuereinheit ist vorzugs weise dazu ausgebildet, die geplante Trajektorie oder die reduzierte Trajektorie unter Verwendung der Redundanzsensordaten zu modifizieren. Vorzugsweise wird das Spurwechsel-Bremsmanöver, das auch als Stop-on-hard-shoulder- Bremsmanöver bezeichnet wird, durchgeführt. Besonders bevorzugt ist das Redundanz-Fahrsystem dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob eine Spurwechsel- Bremsmanöver möglich ist. Vorzugsweise ist die Redundanzsteuereinheit dazu ausgebildet, unter Verwendung der Redundanzsensordaten zu ermitteln, ob sich ein Hindernis auf der Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, oder auf der alternativen Fahrspur befindet. It should be understood that the planned trajectory and / or the reduced trajectory for the lane change braking maneuver can also run over more than two lanes. The central redundancy control unit is preferably designed to modify the planned trajectory or the reduced trajectory using the redundancy sensor data. The lane change braking maneuver, which is also referred to as a stop-on-hard-shoulder braking maneuver, is preferably carried out. The redundancy driving system is particularly preferably designed to determine whether a lane change braking maneuver is possible. The redundancy control unit is preferably designed to use the redundancy sensor data to determine whether there is an obstacle in the lane in which the vehicle is located or in the alternative lane.
In einer bevorzugten Ausführungsform führt die zentrale Steuereinheit, wenn kein Fehler vorliegt, eine Betriebs-Trajektorienplanung durch, um eine Betriebs- Trajektorie zu erhalten, und stellt die Betriebs-Trajektorie an einem Betriebskon troller und einem Rendundanzkontroller bereit, wobei der Betriebskontroller und/oder der Redundanzkontroller zumindest einen der Fahrzeugaktuatoren ansteuern, um das Fahrzeug auf der vorgeplanten Betriebs-Trajektorie zu hal ten. Hier erfolgt die Planung der Betriebs-Trajektorie durch die zentrale Steuer einheit des autonomen Betriebs-Fahrsystem, wobei der Betriebskontroller die Fahrzeugaktuatoren unter Verwendung der von der zentralen Steuereinheit be reitgestellten Betriebs-Trajektorie derart angesteuert, dass das Fahrzeug auf der vorgeplanten Betriebs-Trajektorie gehalten wird. Vorzugsweise ist das au tonome Betriebs-Fahrsystem modular aufgebaut, wobei die zentrale Steuerein heit die Planung durchführt und der Betriebskontroller die geplante Fahraufgabe ausführt. Der Redundanzkontroller stellt eine Redundanzebene für den Be triebskontroller dar. Bei einem Fehler des Betriebskontrollers wird die geplante Betriebs-Trajektorie von der zentralen Steuereinheit an dem Redundanzkontrol ler bereitgestellt, sodass zumindest ein Teil der Fahrzeugaktuatoren weiterhin angesteuert werden kann. Vorzugsweise ist der Betriebskontroller und/oder der Redundanzkontroller dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob ein Fehler eines Fahr zeugaktuators vorliegt. Besonders bevorzugt ist der Betriebskontroller und/oder der Redundanzkontroller dazu ausgebildet, einen ermittelten Fehler eines Fahr zeugaktuators an der zentralen Steuereinheit und/oder der Redundanzsteuer einheit bereitzustellen. In a preferred embodiment, if there is no error, the central control unit carries out an operating trajectory planning in order to obtain an operating trajectory, and provides the operating trajectory to an operating controller and a redundancy controller, the operating controller and / or the Redundancy controller control at least one of the vehicle actuators in order to keep the vehicle on the pre-planned operating trajectory. Here, the operating trajectory is planned by the central control unit of the autonomous operating driving system, the operating controller controlling the vehicle actuators using the from the central Control unit be provided operating trajectory controlled in such a way that the vehicle is kept on the pre-planned operating trajectory. The autonomous operating driving system is preferably of modular design, the central control unit carrying out the planning and the operations controller carrying out the planned driving task executes. The redundancy controller represents a redundancy level for the operating controller. In the event of an error in the operating controller, the planned operating trajectory is provided by the central control unit to the redundancy controller so that at least some of the vehicle actuators can continue to be controlled. The operations controller and / or the redundancy controller is preferably designed to determine whether there is a fault in a vehicle actuator. The operation controller and / or the redundancy controller is particularly preferably designed to provide a detected fault in a vehicle actuator to the central control unit and / or the redundancy control unit.
Ferner ist bevorzugt, dass die Fahrzeugaktuatoren zumindest einen Fahrzeug aktuator aus der Gruppe: Getriebe, Motor, Flauptbremssystem, Redundanz bremssystem oder Lenkaktuator aufweisen. Vorzugsweise ist das Getriebe ein Automatikgetriebe. Das Flauptbremssystem und/oder das Redundanzbremssys tems ist bevorzugt als pneumatisches Bremssystem ausgebildet. Ferner bevor zugt ist das Flauptbremssystem und/oder das Redundanzbremssystem ein elektronisches Bremssystem. Weiterhin bevorzugt regelt das Flauptbremssys tem und/oder das Redundanzbremssystem einen Bremsdruck von Bremszylin dern der Räder individuell. It is also preferred that the vehicle actuators have at least one vehicle actuator from the group: transmission, engine, main brake system, redundancy brake system or steering actuator. Preferably the transmission is an automatic transmission. The main brake system and / or the redundancy brake system is preferably designed as a pneumatic brake system. Furthermore, before given to the main brake system and / or the redundancy brake system is an electronic brake system. Furthermore, the main brake system and / or the redundancy brake system preferably regulates a brake pressure of brake cylinders of the wheels individually.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt die zentrale Redun danzsteuereinheit die geplante Trajektorie oder die reduzierte Trajektorie der reduzierten Fahraufgabe an dem Betriebskontroller und dem Redundanzkon troller bereit, wobei der Betriebskontroller und/oder der Redundanzkontroller zumindest einen der Fahrzeugaktuatoren ansteuern, um das Fahrzeug auf der Trajektorie der reduzierten Fahraufgabe zu halten, wenn in einem Fehlerfall des Betriebs-Fahrsystems keine Betriebs-Trajektorie vorliegt. Die Trajektorie der reduzierten Fahraufgabe kann die geplante Trajektorie oder die reduzierte Trajektorie sein. Vorzugsweise sind der Betriebskontroller und der Redundanz kontroller dazu ausgebildet, die geplante Trajektorie oder die reduzierte Trajek torie der reduzierten Fahraufgabe nur dann zu akzeptieren, wenn keine Be triebs-Trajektorie von der zentralen Steuereinheit des autonomen Betriebs- Fahrsystems bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit mit dem Betriebskontroller und dem Redundanzkontroller verbunden und die zent rale Redundanzsteuereinheit ist ebenfalls mit dem Betriebskontroller und dem Redundanzkontroller verbunden. Somit kann ein sicherer Betrieb des Fahr zeugs auch dann sichergestellt werden, wenn beispielsweise die zentrale Steu ereinheit und der Redundanzkontroller zeitgleich ausfallen. Flierdurch kann die Sicherheit des Systems vorteilhaft verbessert werden. Ferner wird ein sicherer Betrieb des Fahrzeugs auch dann sichergestellt, wenn das autonome Betriebs- Fahrsystem oder das Redundanz-Fahrsystem vollständig ausfallen. According to a further preferred embodiment, the central redundancy control unit provides the planned trajectory or the reduced trajectory of the reduced driving task to the operations controller and the redundancy controller, the operations controller and / or the redundancy controller controlling at least one of the vehicle actuators in order to move the vehicle on the trajectory of the to keep reduced driving task if there is no operating trajectory in the event of a fault in the operating driving system. The trajectory of the reduced driving task can be the planned trajectory or the reduced trajectory. The operations controller and the redundancy controller are preferably designed to accept the planned trajectory or the reduced trajectory of the reduced driving task only if no operating trajectory is received from the central control unit of the autonomous operating system. Driving system is provided. The central control unit is preferably connected to the operations controller and the redundancy controller and the central redundancy control unit is also connected to the operations controller and the redundancy controller. Safe operation of the vehicle can thus also be ensured if, for example, the central control unit and the redundancy controller fail at the same time. As a result, the security of the system can advantageously be improved. Furthermore, safe operation of the vehicle is ensured even if the autonomous operating driving system or the redundant driving system fail completely.
Vorzugsweise überwacht der Betriebskontroller einen Fehlerstatus des Redun danzkontrollers und der Redundanzkontroller einen Fehlerstatus des Betriebs kontrollers. Besonders bevorzugt sind der Betriebskontroller und der Redun danzkontroller dazu ausgebildet einen Fehlerstatus der jeweils anderen Kom ponente an der zentralen Steuereinheit und/oder der Redundanzsteuereinheit bereitzustellen, wenn ein Fehler der jeweils anderen Komponente vorliegt. Be vorzugt führt die zentrale Steuereinheit die Trajektorienplanung und/oder die Betriebs-Trajektorienplanung unter Verwendung des Fehlerstatus des Betriebs kontrollers und/oder des Redundanzkontrollers durch. Ebenso führt die zentrale Redundanzsteuereinheit die reduzierte Trajektorienplanung bevorzugt unter Verwendung des Fehlerstatus des Betriebskontrollers und/oder des Redun danzkontrollers durch. Mit einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, im Rahmen der Betriebs-Trajektorienplanung, der Trajektorienplanung und/oder der reduzierten Trajektorienplanung zu berücksichtigen, wenn einer oder meh rere Fahrzeugaktuatoren aufgrund eines Fehlers des Betriebskontrollers und/oder des Redundanzkontrollers nicht angesteuert werden können. The operations controller preferably monitors an error status of the redundancy controller and the redundancy controller monitors an error status of the operations controller. The operation controller and the redundancy controller are particularly preferably designed to provide an error status of the respective other component at the central control unit and / or the redundancy control unit if there is an error in the respective other component. The central control unit preferably carries out the trajectory planning and / or the operating trajectory planning using the error status of the operating controller and / or the redundancy controller. Likewise, the central redundancy control unit carries out the reduced trajectory planning, preferably using the error status of the operation controller and / or the redundancy controller. With such a configuration, it is possible to take into account within the framework of the operational trajectory planning, the trajectory planning and / or the reduced trajectory planning if one or more vehicle actuators cannot be activated due to an error in the operation controller and / or the redundancy controller.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird für den Fall, dass ein Hauptbrems system des Betriebs-Fahrsystems ausfällt, das Fahrzeug mittels eines Redun danzbremssystems gebremst wird, das von einer Hauptspannungsversorgung des Betriebs-Fahrsystems unabhängig ist. Jedoch kann vorteilhafter weise er reicht werden, dass selbst beim Ausfall des Hauptbremssystems das Fahrzeug sicher bis zum Stillstand abgebremst werden kann. Die Ansteuerung des Re- dundanzbremssystems kann sowohl vom Betriebskontroller als auch vom Re dundanzkontroller erfolgen. Es soll jedoch verstanden werden, dass das Haupt bremssystem von der Redundanzspannungsversorgung versorgt und das Re dundanzbremssystem von der Hauptspannungsversorgung versorgt werden kann. In a preferred embodiment, in the event that a main brake system of the operational driving system fails, the vehicle is braked by means of a redundancy braking system that is independent of a main voltage supply of the operational driving system. However, it can advantageously be achieved that even if the main brake system fails, the vehicle can be safely braked to a standstill. The control of the redundancy braking system can be carried out by the operation controller as well as by the redundancy controller. It should be understood, however, that the main braking system can be supplied from the redundancy voltage supply and the redundancy braking system can be supplied from the main voltage supply.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt ein Lenken des Fahrzeugs mittels eines Lenkaktuators, der von dem Redundanzkontroller an gesteuert wird und von einer Hauptspannungsversorgung des Betriebs- Fahrsystems unabhängig ist. Somit ist ein Lenken des Fahrzeugs auch für den Fall möglich, dass die Hauptspannungsversorgung des Betriebs-Fahrsystems ausfällt. Besonders bevorzugt werden das Hauptbremssystem und der Lenkak tuator von verschiedenen Spannungsversorgungen versorgt. Es soll verstanden werden, dass der Lenkaktuator in einem fehlerfreien Betrieb unter Verwendung der von der zentralen Steuereinheit bereitgestellten Betriebs-Trajektorie von dem Redundanzkontroller oder dem Betriebskontroller angesteuert wird. According to a further preferred embodiment, the vehicle is steered by means of a steering actuator which is controlled by the redundancy controller and is independent of a main voltage supply of the operational driving system. It is thus also possible to steer the vehicle in the event that the main voltage supply of the operational driving system fails. The main brake system and the steering actuator are particularly preferably supplied by different power supplies. It should be understood that the steering actuator is controlled by the redundancy controller or the operating controller in error-free operation using the operating trajectory provided by the central control unit.
Vorzugsweise wird für den Fall, dass ein Lenkaktuator des Betriebs- Fahrsystems ausfällt, ein Not-Lenken des Fahrzeugs mittels eines Haupt bremssystems ausgeführt, wobei das Hauptbremssystem vorzugsweise von dem Redundanzkontroller angesteuert wird. Ebenso bevorzugt kann das Hauptbremssystem auch von dem Betriebskontroller angesteuert werden. Be vorzugt wird das Hauptbremssystem von der Hauptspannungsversorgung ver sorgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Hauptbremssystem von der Hauptspannungsversorgung unabhängig ist, und mittels der Redundanz spannungsversorgung versorgt wird. Vorzugsweise erfolgt das Not-Lenken durch selektives Anbremsen einzelner Räder, bevorzugt einzelner Vorderräder, des Fahrzeugs. Wird beispielsweise das linke Vorderrad eines Nutzfahrzeugs gebremst, kann aufgrund der besonderen Achskinematik von Nutzfahrzeugen, eine Linksdrehung des Lenkrads des Nutzfahrzeugs erreicht werden. Das Not- Lenken ermöglicht, dass das Fahrzeug auch bei einem Fehler des Lenkaktua tors, des autonomen Betriebs-Fahrsystems und/oder der mit dem Lenkaktuator verbundenen Spannungsversorgung auf einer Fahrspur gehalten werden kann. Vorzugsweise ermöglicht das Not-Lenken ferner einen Spurwechsel des Fahr zeugs. In the event that a steering actuator of the operational driving system fails, emergency steering of the vehicle is carried out by means of a main braking system, the main braking system preferably being controlled by the redundancy controller. Likewise, the main brake system can preferably also be activated by the operation controller. The main brake system is preferably supplied from the main voltage supply. However, it can also be provided that the main brake system is independent of the main voltage supply and is supplied with voltage by means of the redundancy. The emergency steering is preferably carried out by selective braking of individual wheels, preferably individual front wheels, of the vehicle. If, for example, the left front wheel of a commercial vehicle is braked, the steering wheel of the commercial vehicle can be turned to the left due to the special axle kinematics of commercial vehicles. The emergency steering enables the vehicle to be kept in a lane even in the event of a fault in the steering actuator, the autonomous operating driving system and / or the voltage supply connected to the steering actuator. Preferably, the emergency steering also enables the vehicle to change lanes.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung die eingangs gestellte Aufgabe mit einem autonomen Fahrzeugsystem zum Steuern eines Fahrzeugs, insbe sondere Nutzfahrzeugs, aufweisend: Ein autonomes Betriebs-Fahrsystem, das zum Ansteuern wenigstens eines Fahrzeugaktuators des Fahrzeugs zum Durchführen einer dynamischen Fahraufgabe in einem fehlerfreien Betrieb des autonomen Betriebs-Fahrsystems ausgebildet ist, ein Redundanz-Fahrsystem, das zum Durchführen einer reduzierten Fahraufgabe ausgebildet ist, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem dazu ausgebildet ist, zum Erhalten einer ge planten Trajektorie für die reduzierte Fahraufgabe eine Trajektorienplanung durchzuführen und die geplante Trajektorie an dem Redundanz-Fahrsystem bereitzustellen, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem und das Redundanz- Fahrsystem miteinander verbunden und dazu ausgebildet sind, zu ermitteln, ob ein Fehler des jeweils anderen Systems vorliegt, wobei das Redundanz- Fahrsystem zum Ansteuern wenigstens eines Fahrzeugaktuators ausgebildet ist, um die reduzierte Fahraufgabe beim Ermitteln eines Fehlers des autonomen Betriebs-Fahrsystems unter Verwendung der geplanten Trajektorie durchzufüh ren. According to a second aspect, the invention solves the task set at the beginning with an autonomous vehicle system for controlling a vehicle, in particular a special commercial vehicle, comprising: An autonomous operating driving system that is used to control at least one vehicle actuator of the vehicle to carry out a dynamic driving task in error-free operation of the autonomous operational driving system is designed, a redundancy driving system that is designed to perform a reduced driving task, wherein the autonomous operational driving system is designed to obtain a ge planned trajectory for the reduced driving task to carry out a trajectory planning and the planned trajectory on the Provide redundancy driving system, the autonomous operational driving system and the redundant driving system being connected to one another and designed to determine whether there is a fault in the other system, the redundant driving system for controlling at least one F. ahrzeugaktuators is designed to perform the reduced driving task when determining a fault in the autonomous operating driving system using the planned trajectory.
In einem fehlerfreien Betrieb wird die Fahraufgabe durch das autonome Be- triebs- Fahrsystem übernommen, während das Redundanz-Fahrsystem als Rückfallebene für den Fall eines Fehlers des autonomen Betriebs-Fahrsystems vorgesehen ist. Es soll jedoch verstanden werden, dass das autonome Be- triebs- Fahrsystem zum Durchführen der autonomen Fahraufgabe vorzugsweise auch eine oder mehrere Subkomponenten des Redundanz-Fahrsystems an steuern kann und/oder eine Betriebs-Trajektorie an Subkomponenten des Re dundanz-Fahrsystems bereitstellen kann. Vorzugsweise steuert das autonome Betriebs-Fahrsystem eine größere Anzahl der Fahrzeugaktuatoren an als das Redundanz-Fahrsystem. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Redundanz- Fahrsystem dazu ausgebildet, eine reduzierte Trajektorienplanung durchzufüh ren, um eine reduzierte Trajektorie für die reduzierte Fahraufgabe zu erhalten, wenn keine gültige geplante Trajektorie von dem autonomen Betriebs- Fahrsystem bereitgestellt wird, und wobei das Redundanz-Fahrsystem zum Ansteuern wenigstens eines Fahrzeugaktuators ausgebildet ist, um die redu zierte Fahraufgabe beim Ermitteln eines Fehlers des autonomen Betriebs- Fahrsystems unter Verwendung der reduzierten Trajektorie durchzuführen. In error-free operation, the driving task is taken over by the autonomous operating driving system, while the redundant driving system is provided as a fall-back level in the event of an error in the autonomous operating driving system. However, it should be understood that the autonomous operating driving system for performing the autonomous driving task can preferably also control one or more subcomponents of the redundant driving system and / or can provide an operating trajectory to subcomponents of the redundant driving system. The autonomous operational driving system preferably controls a larger number of vehicle actuators than the redundant driving system. According to a first preferred embodiment, the redundancy driving system is designed to carry out reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory for the reduced driving task if no valid planned trajectory is provided by the autonomous operational driving system, and the redundancy driving system is designed to control at least one vehicle actuator in order to carry out the reduced driving task when determining a fault in the autonomous operating driving system using the reduced trajectory.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Betriebs-Fahrsystem einen oder mehrere Primärsensoren zum Ermitteln von Sensordaten, eine mit den Sensoren verbundene zentrale Steuereinheit und eine Flauptspannungsversor- gung für das Betriebs-Fahrsystem auf, wobei die zentrale Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Trajektorienplanung zum Erhalten einer geplanten Trajek torie unter Verwendung der Sensordaten durchzuführen, wenn kein Fehler vor liegt. Vorzugsweise ist für die Primärsensoren keine Redundanz vorhanden, wodurch Beschaffungskosten und/oder Fierstellungskosten des autonomen Fahrzeugsystems reduziert werden können. According to a preferred development, the operational driving system has one or more primary sensors for determining sensor data, a central control unit connected to the sensors and a main voltage supply for the operational driving system planned trajectory using the sensor data if there is no error. There is preferably no redundancy for the primary sensors, as a result of which procurement costs and / or production costs of the autonomous vehicle system can be reduced.
Vorzugsweise weist das Betriebs-Fahrsystem ferner einen mit der zentralen Steuereinheit verbundenen Betriebskontroller auf, der zum Ansteuern zumin dest eines Fahrzeugaktuators und/oder einer ersten Gruppe von Fahrzeugaktu atoren des Fahrzeugsystems ausgebildet ist. Die zentrale Steuereinheit führt bevorzugt eine Trajektorienplanung und eine Betriebs-Trajektorienplanung durch, und stellt die geplante Trajektorie und die Betriebs-Trajektorie an dem Betriebskontroller bereit. Der Betriebskontroller steuert zumindest einen Fahr zeugaktuator und/oder die erste Gruppe von Fahrzeugaktuatoren an, sodass das Fahrzeug der geplanten Trajektorie oder der Betriebs-Trajektorie folgt. Vor zugsweise weist das autonome Fahrzeugsystem mehrere Gruppen von Fahr zeugaktuatoren auf. The operational driving system preferably also has an operational controller connected to the central control unit, which is designed to control at least one vehicle actuator and / or a first group of vehicle actuators of the vehicle system. The central control unit preferably carries out a trajectory planning and an operational trajectory planning, and provides the planned trajectory and the operational trajectory to the operational controller. The operation controller controls at least one vehicle actuator and / or the first group of vehicle actuators so that the vehicle follows the planned trajectory or the operating trajectory. The autonomous vehicle system preferably has several groups of vehicle actuators.
Vorzugsweise umfasst eine erste Gruppe von Fahrzeugaktuatoren ein Getriebe, einen Motor und/oder ein Flauptbremssystem, wobei der oder die Fahrzeugak tuatoren mit der Flauptspannungsversorgung des Betriebs-Fahrsystems ver- bunden sind. Es soll verstanden werden, dass die erste Gruppe von Fahrzeug aktuatoren auch nur einen oder zwei der genannten Fahrzeugaktuatoren auf weisen kann. Vorzugsweise ist jedenfalls ein Flauptbremssystem vorgesehen. Vorzugsweise sind der ersten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren diejenigen Fahrzeugaktuatoren zugeordnet, die eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs beeinflussen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der ersten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren auch oder ausschließlich einer oder mehrere Fahr zeugaktuatoren zugeordnet sind, die eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs beeinflussen. Es soll verstanden werden, dass ein Fahrzeugaktuator sowohl die Längsbeschleunigung als auch die Querbeschleunigung des Fahrzeugs beein flussen kann. Beispielsweise ist dies der Fall, wenn Räder des Fahrzeugs asymmetrisch gebremst werden. A first group of vehicle actuators preferably comprises a transmission, a motor and / or a main brake system, the vehicle actuator or actuators being supplied with the main voltage supply of the operational driving system. are bound. It should be understood that the first group of vehicle actuators can also have only one or two of the vehicle actuators mentioned. In any case, a main brake system is preferably provided. Those vehicle actuators which influence a longitudinal acceleration of the vehicle are preferably assigned to the first group of vehicle actuators. However, it can also be provided that the first group of vehicle actuators is also or exclusively assigned to one or more vehicle actuators that influence a transverse acceleration of the vehicle. It should be understood that a vehicle actuator can influence both the longitudinal acceleration and the transverse acceleration of the vehicle. This is the case, for example, when the vehicle's wheels are braked asymmetrically.
Alternativ kann die erste Gruppe von Fahrzeugaktuatoren einen Lenkaktuator und/oder ein Redundanzbremssystem umfassen, wobei der oder die Fahrzeug aktuatoren mit der Hauptspannungsversorgung des Betriebs-Fahrsystems ver bunden sind. Die genannten Alternativen unterscheiden sich darin, welche Fahrzeugaktuatoren von dem Betriebskontroller angesteuert werden. Alternatively, the first group of vehicle actuators can comprise a steering actuator and / or a redundant braking system, the vehicle actuator or actuators being connected to the main voltage supply of the operational driving system. The alternatives mentioned differ in which vehicle actuators are controlled by the operation controller.
Vorzugsweise weist das Redundanz-Fahrsystem einen oder mehrere einfache Redundanzsensoren zum Ermitteln von Redundanzsensordaten auf, die mit der zentralen Steuereinheit des Betriebs-Fahrsystems und mit einer zentralen Re dundanzsteuereinheit des Redundanz-Fahrsystems verbunden sind. Vorzugs weise ist die Verwendung der Redundanzsensordaten also im Rahmen der Be- triebs-Trajektorienplanung, der reduzierten Trajektorienplanung, der Trajektori- enplanung und/oder einer Überwachung der Fahraufgabe oder der reduzierten Fahraufgabe möglich. Im fehlerfreien Betrieb führt die zentrale Steuereinheit des Betriebs-Fahrsystems die Betriebs-Trajektorienplanung vorzugsweise unter Verwendung der Sensordaten der Primärsensoren und der Redundanzsensor daten der Redundanzsensoren durch. Im Falle eines Fehlers des autonomen Betriebs-Fahrsystems kann die Redundanzsteuereinheit eine reduzierte Trajek torienplanung für die reduzierte Fahraufgabe durchführen und/oder die redu zierte Fahraufgabe entlang der geplanten Trajektorie oder der reduzierten Trajektorie unter Verwendung der Redundanzsensordaten überwachen. Die Redundanzsensoren bilden also eine Redundanzebene für die Primärsensoren. Die Redundanzsensoren weisen einen gegenüber den Primärsensoren redu zierten Funktionsumfang auf und sind kostengünstiger. Beispielsweise kann eine Datenerfassungsfrequenz, eine Auflösung, eine Genauigkeit oder ein Messprinzip der Redundanzsensoren einfacher ausgeführt sein, als entspre chende Vergleichswerte der Primärsensoren. Ferner bevorzugt ist eine Ge samtzahl der Primärsensoren größer als eine Anzahl der Redundanzsensoren. The redundancy driving system preferably has one or more simple redundancy sensors for determining redundancy sensor data, which are connected to the central control unit of the operational driving system and to a central redundancy control unit of the redundant driving system. The use of the redundancy sensor data is therefore preferably possible within the framework of operational trajectory planning, reduced trajectory planning, trajectory planning and / or monitoring of the driving task or the reduced driving task. In error-free operation, the central control unit of the operational driving system carries out the operational trajectory planning, preferably using the sensor data from the primary sensors and the redundancy sensor data from the redundancy sensors. In the event of an error in the autonomous operational driving system, the redundancy control unit can carry out reduced trajectory planning for the reduced driving task and / or the reduced driving task along the planned trajectory or the reduced trajectory Monitor trajectory using the redundancy sensor data. The redundancy sensors thus form a redundancy level for the primary sensors. The redundancy sensors have a reduced range of functions compared to the primary sensors and are more cost-effective. For example, a data acquisition frequency, a resolution, an accuracy or a measuring principle of the redundancy sensors can be implemented more simply than corresponding comparison values of the primary sensors. Furthermore, a total number of primary sensors is preferably greater than a number of redundancy sensors.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Redundanz-Fahrsystem ferner eine Redundanzspannungsversorgung zum Versorgen des Redundanz- Fahrsystems und einen Redundanzkontroller auf, der zum Ansteuern eines Fahrzeugaktuators und/oder einer zweiten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren des Fahrzeugsystems ausgebildet ist. Vorzugsweise stellt die zentrale Steuereinheit des Betriebs-Fahrsystems die Betriebs-Trajektorie auch an dem Redundanz kontroller bereit. Somit kann der Redundanzkontroller im Rahmen der autono men Fahraufgabe zum Ansteuern der zweiten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren vorgesehen sein. Vorzugsweise ist der Redundanzkontroller dazu ausgebildet, die zweite Gruppe von Fahrzeugaktuatoren nur dann unter Verwendung der geplanten Trajektorie der reduzierten Fahraufgabe anzusteuern, wenn keine Betriebs-Trajektorie der autonomen Fahraufgabe von der zentralen Steuerein heit bereitgestellt wird. Die zweite Gruppe von Fahrzeugaktuatoren wird folglich auch zum Durchführen der autonomen Fahraufgabe im fehlerfreien Betrieb an gesteuert. Wird aufgrund eines Fehlers des Betriebs-Fahrsystems keine Be triebs-Trajektorie von der zentralen Steuereinheit bereitgestellt, steuert der Re dundanzkontroller die zweite Gruppe von Fahrzeugaktuatoren gemäß der redu zierten Fahraufgabe an. According to a preferred development, the redundancy driving system also has a redundancy voltage supply for supplying the redundancy driving system and a redundancy controller which is designed to control a vehicle actuator and / or a second group of vehicle actuators of the vehicle system. The central control unit of the operational driving system preferably also provides the operational trajectory to the redundancy controller. The redundancy controller can thus be provided in the context of the autonomous driving task to control the second group of vehicle actuators. The redundancy controller is preferably designed to control the second group of vehicle actuators using the planned trajectory of the reduced driving task only when no operating trajectory of the autonomous driving task is provided by the central control unit. The second group of vehicle actuators is consequently also controlled to carry out the autonomous driving task in error-free operation. If no operating trajectory is provided by the central control unit due to a fault in the operating driving system, the redundancy controller controls the second group of vehicle actuators according to the reduced driving task.
Vorzugsweise umfasst die zweite Gruppe von Fahrzeugaktuatoren einen Lenkaktuator und/oder ein Redundanzbremssystem, die mit der Redundanz spannungsversorgung des Redundanz-Fahrsystems verbunden sind. Alternativ kann die zweite Gruppe von Fahrzeugaktuatoren ein Getriebe und/oder einen Motor und/oder ein Flauptbremssystem umfassen, wobei der oder die Fahr- zeugaktuatoren mit der Redundanzspannungsversorgung des Redundanz- Fahrsystems verbunden sind. Bevorzugt ist jedenfalls ein Hauptbremssystem vorgehsehen. Vorzugsweise sind der Lenkaktuator und das Hauptbremssystem des autonomen Fahrsystems verschiedenen Gruppen von Fahrzeugaktuatoren zugeordnet, die von verschiedenen Spannungsversorgungen des autonomen Fahrzeugsystems versorgt werden. Somit kann sichergestellt werden, dass bei einem Fehler der Hauptspannungsversorgung oder der Redundanzspannungs versorgung weiterhin das Lenken des Fahrzeugs mittels des Lenkaktuators o- der das Not-Lenken des Fahrzeugs mittels des Hauptbremssystems möglich ist. Weiterhin bevorzugt sind das Hauptbremssystem und das Redundanzbrems system verschiedenen Gruppen von Fahrzeugaktuatoren zugeordnet, die von verschiedenen Spannungsversorgung des autonomen Fahrzeugsystems ver sorgt werden. Somit kann im Falle eines Fehlers der Hauptspannungsversor gung oder der Redundanzspannungsversorgung ein Bremsen des Fahrzeugs mittels des Redundanzbremssystems oder des Hauptbremssystems sicherge stellt werden. Es soll verstanden werden, dass auch andere Zuordnungen der Fahrzeugaktuatoren zu den Gruppen von Fahrzeugaktuatoren bevorzugt sind. The second group of vehicle actuators preferably comprises a steering actuator and / or a redundancy brake system, which are connected to the redundancy voltage supply of the redundancy driving system. Alternatively, the second group of vehicle actuators can comprise a transmission and / or an engine and / or a main brake system, wherein the driving tool actuators are connected to the redundancy voltage supply of the redundancy driving system. In any case, a main brake system is preferably provided. The steering actuator and the main brake system of the autonomous driving system are preferably assigned to different groups of vehicle actuators which are supplied by different voltage supplies of the autonomous vehicle system. It can thus be ensured that, in the event of a fault in the main voltage supply or the redundancy voltage supply, the vehicle can still be steered using the steering actuator or the vehicle can be steered in an emergency using the main brake system. Furthermore, the main brake system and the redundant brake system are preferably assigned to different groups of vehicle actuators that are supplied by different voltage supplies of the autonomous vehicle system. Thus, in the event of a fault in the main voltage supply or the redundancy voltage supply, braking of the vehicle by means of the redundancy braking system or the main braking system can be ensured. It should be understood that other assignments of the vehicle actuators to the groups of vehicle actuators are also preferred.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Redundanzsensoren einen Fahrzeugseitensensor, insbesondere ein Seitenradar, einen Seitenultraschall und/oder einen Seitenlidarsensor auf, der dazu ausgebildet ist, einen Abstand zu einer seitlichen Fahrbahnbegrenzung zu ermitteln. Ferner kann der Fahr zeugseitensensor auch dazu ausgebildet sein, zu ermitteln, ob sich ein Hinder nis in einem Seitenbereich des Fahrzeugs befindet. Besonders bevorzugt ist der Fahrzeugsensor dazu ausgebildet, einen toten Winkel eines Fahrzeugs zu überwachen. Der Fahrzeugseitensensor ermöglicht und/oder verbessert eine Überwachung eines Spurhaltevermögens des Fahrzeugs, wenn dieses die re duzierte Fahraufgabe unter Verwendung der geplanten Trajektorie und/oder der reduzierten Trajektorie durchführt. Ferner bevorzugt erfolgt die Trajektorienpla- nung, die Betriebs-Trajektorienplanung und/oder die reduzierte Trajektorienpla- nung unter Verwendung von Seitensensordaten des Fahrzeugseitensensors.In a preferred embodiment, the redundancy sensors have a vehicle side sensor, in particular a side radar, a side ultrasound and / or a side lidar sensor, which is designed to determine a distance from a side lane boundary. Furthermore, the vehicle side sensor can also be designed to determine whether there is an obstacle in a side area of the vehicle. The vehicle sensor is particularly preferably designed to monitor a blind spot of a vehicle. The vehicle side sensor enables and / or improves a monitoring of a lane keeping ability of the vehicle when the vehicle performs the reduced driving task using the planned trajectory and / or the reduced trajectory. Furthermore, the trajectory planning, the operational trajectory planning and / or the reduced trajectory planning are preferably carried out using side sensor data from the vehicle side sensor.
Es soll verstanden werden, dass die Primärsensoren vorzugsweise einen oder mehrere primäre Seitensensoren umfassen können. Vorzugsweise umfassen die Redundanzsensoren ein kurzreichweiten Frontra dar und/oder einen Weitwinkel-Lidar-Sensor, die zum Ermitteln eines befahrba ren Raums bis zu Fahrzeugkanten ausgebildet sind. Der befahrbare Raum ist derjenige Bereich um das Fahrzeug, der sicher durch das Fahrzeug befahren werden kann. Die Erfassung bis zu Fahrzeugkanten, beispielsweise Front-, Rück- und/oder Seitenflächen, des Fahrzeugs stellt sicher, dass auch Hinder nisse im Nahbereich des Fahrzeugs erfasst werden. Es soll verstanden werden, dass die Primärsensoren vorzugsweise dazu ausgebildet sind, einen befahrba ren Raum bis zu Fahrzeugkanten zu ermitteln. It should be understood that the primary sensors may preferably include one or more primary side sensors. The redundancy sensors preferably include a short-range front frame and / or a wide-angle lidar sensor, which are designed to determine a drivable area up to the edges of the vehicle. The drivable area is the area around the vehicle that can be safely driven into by the vehicle. The detection up to the edges of the vehicle, for example the front, rear and / or side surfaces, of the vehicle ensures that obstacles in the vicinity of the vehicle are also detected. It should be understood that the primary sensors are preferably designed to determine a drivable space up to the edges of the vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Betriebskontroller dazu ausge bildet, einen Fehlerstatus der ersten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren zu ermit teln und an der zentralen Steuereinheit bereitzustellen. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit dazu ausgebildet, unter Verwendung des Fehlerstatus der ersten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren zu ermitteln, ob ein Fehler eines oder mehrerer der Fahrzeugaktuatoren der ersten Gruppe vorliegt, und beson ders bevorzugt zu ermitteln, welcher der Fahrzeugaktuatoren einen Fehler auf weist. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit ferner dazu ausgebildet, die Trajektorienplanung und/oder die Betriebs-Trajektorienplanung unter Verwen dung des ermittelten Fehlerstatus der ersten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren durchzuführen. According to a preferred development, the operation controller is designed to determine a fault status of the first group of vehicle actuators and to make it available to the central control unit. The central control unit is preferably designed to use the error status of the first group of vehicle actuators to determine whether there is an error in one or more of the vehicle actuators of the first group, and particularly preferably to determine which of the vehicle actuators has an error. The central control unit is preferably also designed to carry out the trajectory planning and / or the operating trajectory planning using the ascertained error status of the first group of vehicle actuators.
Weiterhin bevorzugt ist der Redundanzkontroller dazu ausgebildet, einen Feh lerstatus der zweiten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren zu ermitteln und an der zentralen Redundanzsteuereinheit und/oder an der zentralen Steuereinheit be reitzustellen. Die zentrale Steuereinheit und/oder die Redundanzsteuereinheit sind vorzugsweise dazu ausgebildet, unter Verwendung des Fehlerstatus der zweiten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren zu ermitteln, ob ein Fehler eines oder mehrerer der Fahrzeugaktuatoren der zweiten Gruppe vorliegt, und besonders bevorzugt zu ermitteln, welcher der Fahrzeugaktuatoren einen Fehler aufweist. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit dazu ausgebildet, die Trajektorien planung und/oder die Betriebs-Trajektorienplanung unter Verwendung des er- mittelten Fehlerstatus der zweiten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren durchzufüh ren. Ebenso kann auch die Redundanzsteuereinheit dazu ausgebildet sein, die reduzierte Trajektorienplanung unter Verwendung des Fehlerstatus der zweiten Gruppe von Fahrzeugaktuatoren durchzuführen. Furthermore, the redundancy controller is preferably designed to determine an error status of the second group of vehicle actuators and to provide it to the central redundancy control unit and / or to the central control unit. The central control unit and / or the redundancy control unit are preferably designed to use the error status of the second group of vehicle actuators to determine whether there is an error in one or more of the vehicle actuators of the second group, and particularly preferably to determine which of the vehicle actuators has an error . The central control unit is preferably designed to plan the trajectories and / or plan the operational trajectories using the average error status of the second group of vehicle actuators. Likewise, the redundancy control unit can also be designed to carry out the reduced trajectory planning using the error status of the second group of vehicle actuators.
In einem dritten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe ge löst durch ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, aufweisend ein Fahr zeugsystem nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausfüh rungsformen eines autonomen Fahrzeugsystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, das zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einer der vorste hend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Es soll verstanden werden, dass das Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das autonome Fahrzeugsystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie das Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung gleiche oder ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird für diese Aspekte vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen. In a third aspect of the invention, the aforementioned object is achieved by a vehicle, in particular a commercial vehicle, having a vehicle system according to one of the preferred embodiments described above of an autonomous vehicle system according to the second aspect of the invention, which is used to carry out a method according to one of the above-described preferred embodiments of the method according to the first aspect of the invention is formed. It should be understood that the method for controlling a vehicle according to the first aspect of the invention, the autonomous vehicle system according to the second aspect of the invention and the vehicle according to the third aspect of the invention have the same or similar sub-aspects as in particular in the dependent claims are laid down. In this respect, reference is made in full to the above description for these aspects.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeich nungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsformen nicht notwendiger weise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wenn dies zur Erläuterung dienlich ist, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form aus geführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar er kennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen wer den können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombina tion für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Be schreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausfüh rungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei ange gebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und bean spruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Be zugszeichen verwendet. Embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawings. These are not necessarily intended to represent the embodiments to scale, rather the drawings, if this is useful for the explanation, are made in a schematic and / or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings immediately recognizable from the drawings, reference is made to the relevant prior art. It must be taken into account that various modifications and changes relating to the shape and detail of an embodiment can be made without departing from the general idea of the invention. The features of the invention disclosed in the description, in the drawings and in the claims can be essential for the development of the invention both individually and in any combination. In addition, all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the drawings and / or the claims fall within the scope of the invention. The general idea of the invention is not restricted to the exact form or the detail of the preferred embodiments shown and described below or restricted to an object that would be restricted in comparison to the object claimed in the claims. In the case of specified measurement ranges, values within the stated limits should also be disclosed as limit values and be able to be used and claimed as required. For the sake of simplicity, the same reference symbols are used below for identical or similar parts or parts with an identical or similar function.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in: Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of the preferred embodiments and with reference to the drawings; these show in:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem auto nomen Fahrzeugsystem gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel; FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle with an autonomous vehicle system according to a first exemplary embodiment;
Figur 2 eine schematische Darstellung des autonomen Fahrzeugsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; FIG. 2 shows a schematic illustration of the autonomous vehicle system according to the first exemplary embodiment;
Figur 3 eine schematische Darstellung des autonomen Fahrzeugsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die ein Bereitstellen von Steuerbefehlen, Trajektorien und Fehlerinformationen verdeutlicht; FIG. 3 shows a schematic illustration of the autonomous vehicle system according to the first exemplary embodiment, which illustrates the provision of control commands, trajectories and error information;
Figur 4 eine schematische Darstellung des autonomen Fahrzeugsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, die ein Bereitstellen von Steuerbefehlen, Trajektorien und Fehlerinformationen ver deutlicht; FIG. 4 shows a schematic illustration of the autonomous vehicle system according to a second exemplary embodiment, which clarifies the provision of control commands, trajectories and error information;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines autonomen Fahrzeugsys tems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; Figur 6 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem auto nomen Fahrzeugsystem, wobei das Fahrzeug ein Spurhalte- Bremsmanöver ausführt; FIG. 5 shows a schematic illustration of an autonomous vehicle system according to a third exemplary embodiment; FIG. 6 shows a schematic illustration of a vehicle with an autonomous vehicle system, the vehicle executing a lane-keeping braking maneuver;
Figur 7 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem auto nomen Fahrzeugsystem, wobei das Fahrzeug ein Spurwechsel- Bremsmanöver ausführt; FIG. 7 shows a schematic illustration of a vehicle with an autonomous vehicle system, the vehicle executing a lane change braking maneuver;
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem auto nomen Fahrzeugsystem, wobei das Fahrzeug eine autonome Fahraufgabe ausführt; FIG. 8 shows a schematic illustration of a vehicle with an autonomous vehicle system, the vehicle performing an autonomous driving task;
Figur 9 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel des Verfahrens, wenn kein Fehler des autonomen Betriebs-Fahrsystems vorliegt; und FIG. 9 shows a schematic flow diagram for a preferred exemplary embodiment of the method when there is no error in the autonomous operating driving system; and
Figur 10 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens, wenn ein Fehler des auto nomen Betriebs-Fahrsystems vorliegt. FIG. 10 shows a schematic flow chart for a further preferred exemplary embodiment of the method when there is a fault in the autonomous operating driving system.
Ein Fahrzeug 2, insbesondere Nutzfahrzeug 3, weist ein autonomes Fahrzeug system 5 mit einem Betriebs-Fahrsystem 9 und ein Redundanz-Fahrsystem 11 auf (vgl. Figuren 1 , 2 und 5). Das Fahrzeug 2 ist hier als ein Nutzfahrzeug 3 mit einer ersten Flinterachse HA1 , einer zweiten Hinterachse HA2 und einer Vor derachse VA dargestellt. Vorderräder 100.1 , 100.2 der Vorderachse VA sind lenkbar ausgeführt. Hinterräder 102.1 , 102.2, 102.3, 102.4 der ersten Hinter achse HA1 und zweiten Hinterachse HA2 sind hier als nicht lenkbare Räder ausgeführt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Hinterräder 102.1 ,A vehicle 2, in particular a commercial vehicle 3, has an autonomous vehicle system 5 with an operational driving system 9 and a redundant driving system 11 (see FIGS. 1, 2 and 5). The vehicle 2 is shown here as a utility vehicle 3 with a first flat axle HA1, a second rear axle HA2 and a front axle VA. Front wheels 100.1, 100.2 of the front axle VA are designed to be steerable. Rear wheels 102.1, 102.2, 102.3, 102.4 of the first rear axle HA1 and the second rear axle HA2 are designed here as non-steerable wheels. However, it can also be provided that the rear wheels 102.1,
102.2 der ersten Hinterachse HA1 und/oder die Hinterräder 102.3, 102.4 der zweiten Hinterachse HA2 lenkbar ausgeführt sind. Hierfür können erste und zweite Hinterachs-Lenkaktuatoren vorgesehen sein (nicht dargestellt). Wie durch die in Figur 1 dargestellten Pfeile verdeutlich, stellen Primärsensoren 13 des autonomen Betriebs-Fahrsystems 9 Sensordaten SD an einer zentralen Steuereinheit 15 des Betriebs-Fahrsystems 9 bereit. Ferner stellen auch Re dundanzsensoren 17 Redundanzsensordaten SDR an der zentralen Steuerein heit 15 bereit. Darüber hinaus stellen die Redundanzsensoren 17 die Redun danzsensordaten SDR auch an einer zentralen Redundanzsteuereinheit 19 be reit. Die Sensordaten und/oder die Redundanzsensordaten SDR können Infor mationen über einen Fahrzeugzustand und/oder die Fahrzeugumgebung reprä sentieren. 102.2 of the first rear axle HA1 and / or the rear wheels 102.3, 102.4 of the second rear axle HA2 are designed to be steerable. For this purpose, first and second rear axle steering actuators can be provided (not shown). As illustrated by the arrows shown in FIG. 1, primary sensors 13 of the autonomous operational driving system 9 provide sensor data SD to a central control unit 15 of the operational driving system 9. Furthermore, redundancy sensors 17 also provide redundancy sensor data SDR to the central control unit 15. In addition, the redundancy sensors 17 also provide the redundancy sensor data SDR to a central redundancy control unit 19. The sensor data and / or the redundancy sensor data SDR can represent information about a vehicle state and / or the vehicle environment.
Vorzugsweise ist eine Zahl der einzelnen Primärsensoren 13.1 , 13.2, 13.3 grö ßer als eine Zahl der einzelnen Redundanzsensoren 17.1 , 17.2. Die Pri märsensoren 13 weisen einen im Vergleich zu den Redundanzsensoren 17 er höhten Funktionsumfang auf, und können als hochkomplexe Sensoren be zeichnet werden. Vorzugsweise ist eine Datenmenge der Primärsensordaten SD größer als eine Datenmenge der Redundanzsensordaten SDR. Ferner kann eine Frequenz des Bereitstellens der Primärsensordaten SD an der zentralen Steuereinheit 15 größer sein als eine Frequenz des Bereitstellens der Redun danzsensordaten SDR an der zentralen Steuereinheit 15 und der Redundanz steuereinheit 19. Da die Redundanzsensordaten SDR sowohl an der zentralen Steuereinheit 15 des Betriebs-Fahrsystems 9 als auch an der zentralen Redun danzsteuereinheit 19 bereitgestellt werden, ist eine an der zentralen Steuerein heit 15 bereitgestellte Datenmenge größer als eine an der Redundanzsteuer einheit 19 bereitgestellte Datenmenge. Daher kann die Redundanzsteuereinheit 19 des Redundanz-Fahrsystems 11 mit einem geringeren Funktionsumfang ausgeführt sein, als die zentrale Steuereinheit 15 des Betriebs-Fahrsystems 9. Beispielsweise kann die Redundanzsteuereinheit 15 eine im Vergleich zur zent ralen Steuereinheit 15 geringere Rechenleistung oder einen eingeschränkten Umfang ausführbarer Operationen aufweisen. Hier sind ein erster Primärsensor 13.1 als 3D-Lidar-Scanner, ein zweiter Primärsensor 13.2 als Stereokamera und ein dritter Primärsensor 13.3 als Imaging-Radar ausgeführt. Die in Figur 1 dargestellten Primärsensoren 13 sind hier als Sensoren ausgebildet, die zum Erfassen von Daten über eine Fahrzeugumgebung 24 ausgebildet sind. Ferner können die Primärsensoren 13 auch Informationen über einen Fahrzeugzu stand, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, erfassen. Ein erster Redundanzsensor 17.1 ist hier als Radar ausgebildet, während ein zweiter Re dundanzsensor 17.2 eine Monokamera ist. A number of the individual primary sensors 13.1, 13.2, 13.3 is preferably greater than a number of the individual redundancy sensors 17.1, 17.2. The primary sensors 13 have an increased range of functions compared to the redundancy sensors 17, and can be characterized as highly complex sensors. A data volume of the primary sensor data SD is preferably greater than a data volume of the redundancy sensor data SDR. Furthermore, a frequency of providing the primary sensor data SD to the central control unit 15 can be greater than a frequency of providing the redundancy sensor data SDR to the central control unit 15 and the redundancy control unit 19 9 and at the central redundancy control unit 19, a data volume provided at the central control unit 15 is greater than a data volume provided at the redundancy control unit 19. Therefore, the redundancy control unit 19 of the redundant driving system 11 can be designed with a smaller range of functions than the central control unit 15 of the operational driving system 9. For example, the redundancy control unit 15 can have a lower computing power than the central control unit 15 or a limited scope of executable operations . Here, a first primary sensor 13.1 is designed as a 3D lidar scanner, a second primary sensor 13.2 as a stereo camera and a third primary sensor 13.3 as an imaging radar. The primary sensors 13 shown in FIG. 1 are designed here as sensors that are designed to acquire data about a vehicle environment 24. Further The primary sensors 13 can also detect information about a vehicle status, such as a vehicle speed. A first redundancy sensor 17.1 is designed here as a radar, while a second redundancy sensor 17.2 is a mono camera.
Wie durch den in Figur 1 zwischen der zentralen Steuereinheit 15 und der Re dundanzsteuereinheit 19 angeordneten Doppelpfeil verdeutlicht wird, ist die zentrale Steuereinheit 15 dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob ein Fehler E2 (vgl. Figuren 3, 4) der Redundanzsteuereinheit 19 vorliegt. In analoger Weise ist die Redundanzsteuereinheit 19 dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob ein Fehler E1 der zentralen Steuereinheit 15 vorliegt. Es soll verstanden werden, dass das Ermit teln eines Fehlers E1 , E2 auch basierend auf einem Ausbleiben eines Signals und/oder basierend auf einem Time-out-Signal der zentralen Steuereinheit 15 und/oder der Redundanzsteuereinheit 19 erfolgen kann. Ferner können die zentrale Steuereinheit 15 und/oder die Redundanzsteuereinheit 19 dazu aus gebildet sein, direkt ein Fehlersignal E1 , E2 auszugeben. As illustrated by the double arrow arranged between the central control unit 15 and the redundancy control unit 19 in FIG. 1, the central control unit 15 is designed to determine whether there is an error E2 (cf. FIGS. 3, 4) in the redundancy control unit 19. In an analogous manner, the redundancy control unit 19 is designed to determine whether there is an error E1 in the central control unit 15. It should be understood that an error E1, E2 can also be determined based on the absence of a signal and / or based on a time-out signal from the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19. Furthermore, the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19 can be designed to output an error signal E1, E2 directly.
Die zentrale Steuereinheit 15 ist hier dazu ausgebildet, eine Betriebs- Trajektorienplanung durchzuführen, um eine Betriebs-Trajektorie TRB für eine autonome Fahraufgabe FA zu erhalten. Die Betriebs-Trajektorienplanung erfolgt unter Verwendung der von den Primärsensoren 13 bereitgestellten Sensorda ten SD und/oder der von den Redundanzsensoren 17 bereitgestellten Redun danzsensordaten SDR. Ferner ist die zentrale Steuereinheit 15 dazu ausgebil det, eine Trajektorienplanung für eine reduzierte Fahraufgabe FAR durchzufüh ren, um eine reduzierte Trajektorie TR zu erhalten. Die reduzierte Fahraufgabe FAR wird bevorzugt dann ausgeführt, wenn ein Fehler E1 des autonomen Be- triebs- Fahrsystems 9 vorliegt, sodass die autonome Fahraufgabe FA nicht durch das Betriebs-Fahrsystem 9 durchgeführt werden kann. Vorzugsweise führt die zentrale Steuereinheit 15 die Betriebs-Trajektorienplanung zyklisch, bevorzugt mit einer Frequenz in einem Bereich von 0,1 bis 1000 Hz, weiter be vorzugt 1 bis 1000 Hz, weiter bevorzugt 2 bis 1000 Hz, weiter bevorzugt 10 bis 1000 Hz, weiter bevorzugt 50 bis 1000 Hz, besonders bevorzugt 100 Hz durch. Besonders bevorzugt entspricht eine Zykluszeit ZT der Trajektorienplanung ei- ner Zykluszeit ZTB der Betriebs-Trajektorienplanung. Es kann jedoch auch vor gesehen sein, dass eine Zykluszeit ZT der Trajektorienplanung größer ist, als die Zykluszeit ZTB der Betriebs-Trajektorienplanung. Dies kann insbesondere wünschenswert sein, um einen Energieverbrauch, einen Speicherbedarf eines Speichers 23 der zentralen Steuereinheit 15 und/oder eine Rechenleistung der zentralen Steuereinheit 15 zu reduzieren. Die Trajektorie TR für die reduzierte Fahraufgabe FAR wird an der Redundanzsteuereinheit 19 bereitgestellt. Wird aufgrund eines Fehlers der zentralen Steuereinheit 15 keine Trajektorie TR an der Redundanzsteuereinheit 19 bereitgestellt, kann die Redundanzsteuereinheit 19 eine reduzierte Trajektorienplanung durchführen, um eine reduzierte Trajek torie TRR zu erhalten. Es soll verstanden werden, dass die Redundanzsteuer einheit 15 die reduzierte Trajektorienplanung auch zyklisch durchführen kann. Vorzugsweise weist eine Zykluszeit ZTR der reduzierten Trajektorienplanung, gemessen zwischen dem bereitstellen zweier aufeinanderfolgender reduzierte Trajektorien TRR, einen Bereich von 0,1 bis 1000 Hz, weiter bevorzugt 1 bis 1000 Hz, weiter bevorzugt 2 bis 1000 Hz, weiter bevorzugt 10 bis 1000 Hz, wei ter bevorzugt 50 bis 1000 Hz, besonders bevorzugt 100 Hz auf. Ferner bevor zugt kann auch vorgesehen sein, dass die reduzierte Trajektorienplanung nur dann durchgeführt wird, wenn die Redundanzsteuereinheit 15 ermittelt, dass ein Fehler E1 der zentralen Steuereinheit 15 vorliegt. The central control unit 15 is designed here to carry out operational trajectory planning in order to obtain an operational trajectory TRB for an autonomous driving task FA. The operational trajectory planning takes place using the sensor data SD provided by the primary sensors 13 and / or the redundancy sensor data SDR provided by the redundancy sensors 17. Furthermore, the central control unit 15 is designed to carry out a trajectory planning for a reduced driving task FAR in order to obtain a reduced trajectory TR. The reduced driving task FAR is preferably carried out when there is an error E1 in the autonomous operating driving system 9, so that the autonomous driving task FA cannot be carried out by the operating driving system 9. The central control unit 15 preferably carries out the operational trajectory planning cyclically, preferably with a frequency in a range from 0.1 to 1000 Hz, more preferably 1 to 1000 Hz, more preferably 2 to 1000 Hz, more preferably 10 to 1000 Hz preferably 50 to 1000 Hz, particularly preferably 100 Hz. Particularly preferably, a cycle time ZT corresponds to the trajectory planning of a ner cycle time ZTB of the operational trajectory planning. However, it can also be provided that a cycle time ZT of the trajectory planning is greater than the cycle time ZTB of the operational trajectory planning. This can be particularly desirable in order to reduce energy consumption, a memory requirement of a memory 23 of central control unit 15 and / or computing power of central control unit 15. The trajectory TR for the reduced driving task FAR is made available to the redundancy control unit 19. If no trajectory TR is provided to the redundancy control unit 19 due to an error in the central control unit 15, the redundancy control unit 19 can carry out reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory TRR. It should be understood that the redundancy control unit 15 can also perform the reduced trajectory planning cyclically. A cycle time ZTR of the reduced trajectory planning, measured between the provision of two successive reduced trajectories TRR, preferably has a range from 0.1 to 1000 Hz, more preferably 1 to 1000 Hz, more preferably 2 to 1000 Hz, more preferably 10 to 1000 Hz, further preferably 50 to 1000 Hz, particularly preferably 100 Hz. Furthermore, it can also be provided that the reduced trajectory planning is only carried out if the redundancy control unit 15 determines that there is an error E1 in the central control unit 15.
Ein Fehler E1 der zentralen Steuereinheit 15 kann beispielsweise vorliegen, wenn eine Flauptspannungsversorgung 21 des autonomen Betriebs- Fahrsystems 9 ausfällt und die zentrale Steuereinheit 15 nicht mit Spannung versorgt wird. Um im Falle eines Ausfalls der Flauptspannungsversorgung 21 einen Ausfall des gesamten autonomen Fahrzeugsystems 5 zu verhindern, weist das Redundanz-Fahrsystem 11 eine Redundanzspannungsversorgung 22 auf (vgl. Figuren 1 und 2), sodass zumindest das Redundanz-Fahrsystem 11 einsatzbereit bleibt. Aufgrund des eingeschränkten Funktionsumfangs der zent ralen Redundanzsteuereinheit 19 weist diese im Vergleich zur zentralen Steu ereinheit 15 einen geringeren Energiebedarf auf, sodass die Redundanzspan nungsversorgung 22 kleiner und/oder kostengünstiger ausgeführt sein kann, als die Flauptspannungsversorgung 21. Die Flauptspannungsversorgung 21 des autonomen Betriebs-Fahrsystem 9 versorgt, wie durch in Figur 1 dargestellte Strichlinien verdeutlicht, ferner einen Betriebskontroller 29 und eine erste Grup pe 41 von Fahrzeugaktuatoren 7.1 , 7.2, 7.3. In analoger Weise umfasst das Redundanz-Fahrsystem 11 einen Redundanzkontroller 31 und eine zweite Gruppe 53 von Fahrzeugaktuatoren 7.4, 7.5, die von der Redundanzspan nungsversorgung 22 versorgt werden. An error E1 of the central control unit 15 can be present, for example, if a main voltage supply 21 of the autonomous operating driving system 9 fails and the central control unit 15 is not supplied with voltage. In order to prevent failure of the entire autonomous vehicle system 5 in the event of a failure of the main voltage supply 21, the redundancy driving system 11 has a redundancy voltage supply 22 (see FIGS. 1 and 2) so that at least the redundancy driving system 11 remains ready for use. Due to the limited scope of functions of the central redundancy control unit 19, this has a lower energy requirement compared to the central control unit 15, so that the redundancy voltage supply 22 can be made smaller and / or more cost-effective than the main voltage supply 21. The main voltage supply 21 of the The autonomous operational driving system 9 also supplies an operational controller 29 and a first group 41 of vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3, as illustrated by the dashed lines shown in FIG. 1. In an analogous manner, the redundancy driving system 11 comprises a redundancy controller 31 and a second group 53 of vehicle actuators 7.4, 7.5, which are supplied by the redundancy voltage supply 22.
Der Betriebskontroller 29 ist dazu ausgebildet, einen Fehlerstatus ES2 des Re dundanzkontrollers 31 zu überwachen. In analoger Weise ist der Redundanz kontroller 31 dazu ausgebildet, einen Fehlerstatus ES1 des Betriebskontrollers 29 zu überwachen (vgl. Figuren 3 und 4). Das Überwachen kann vorzugsweise durch Senden eines Fehlerstatus ES1 , ES2, durch Abfragen eines Fehlerstatus ES1 , ES2 und/oder durch Empfangen eines Time-Out-Signals des jeweils an deren Kontrollers 29, 31 erfolgen. Vorzugsweise sind der Betriebskontroller 29 und/oder der Redundanzkontroller 31 dazu ausgebildet, den Fehlerstatus ES2 des Redundanzkontrollers 31 bzw. den Fehlerstatus ES1 des Betriebskontrol lers 29 an der zentrale Steuereinheit 15 und/oder der Redundanzsteuereinheit 19 bereitzustellen. The operation controller 29 is designed to monitor an error status ES2 of the redundancy controller 31. In an analogous manner, the redundancy controller 31 is designed to monitor an error status ES1 of the operating controller 29 (see FIGS. 3 and 4). The monitoring can preferably take place by sending an error status ES1, ES2, by querying an error status ES1, ES2 and / or by receiving a time-out signal from the respective controller 29, 31. The operational controller 29 and / or the redundancy controller 31 are preferably designed to provide the error status ES2 of the redundancy controller 31 or the error status ES1 of the operational controller 29 to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19.
Im fehlerfreien Betrieb stellt die zentrale Steuereinheit 15 die Betriebs- Trajektorie TRB an dem Betriebskontroller 29 und dem Redundanzkontroller 31 bereit. Ferner stellt die Redundanzsteuereinheit 19 parallel die Trajektorie TR oder die reduzierte Trajektorie TRR an dem Betriebskontroller 29 und dem Re dundanzkontroller 31 bereit. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Redundanzsteuereinheit 19 dazu ausgebildet ist, die Trajektorie TR oder die reduzierte Trajektorie TRR nur dann bereitzustellen, wenn ein Fehler E1 der zentralen Steuereinheit 15 ermittelt wird. Der Betriebskontroller 29 und der Re dundanzkontroller 31 sind dazu ausgebildet, die Trajektorie TR oder die redu zierte Trajektorie TR nur zu verwenden, wenn keine gültige Betriebs-Trajektorie TRB von der zentralen Steuereinheit 15 bereitgestellt wird. Flierzu sind der Be triebskontroller 29 und/oder der Redundanzkontroller 31 vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Trajektorien-Priorisierung durchzuführen. Ferner kann die zentrale Steuereinheit 15 auch dazu ausgebildet sein, die Betriebs-Trajektorie TRB mit einer höheren Priorität an dem Betriebskontroller 29 und dem Redun danzkontroller 31 bereitzustellen, als eine Priorität der von der Redundanzsteu ereinheit 19 bereitgestellten Trajektorie TR oder reduzierten Trajektorie TRR. Somit wird vorzugsweise sichergestellt, dass in einem fehlerfreien Betrieb die autonome Fahraufgabe FA unter Verwendung der Betriebs-Trajektorie TRB durchgeführt wird, und die Trajektorie TR und die reduzierte Trajektorie TRR für das Durchführen der autonomen Fahraufgabe FA nicht berücksichtigt werden. Wird aufgrund eines Fehlers des autonomen Betriebs-Fahrsystems 9 von der zentralen Steuereinheit 15 keine Betriebs-Trajektorie TRB bereitgestellt, erfolgt das Durchführen der reduzierten Fahraufgabe FAR vorzugsweise unter Ver wendung der Trajektorie TR oder der reduzierten Trajektorie TRR, die von der Redundanzsteuereinheit 19 bereitgestellt werden. In error-free operation, the central control unit 15 provides the operating trajectory TRB to the operating controller 29 and the redundancy controller 31. Furthermore, the redundancy control unit 19 provides the trajectory TR or the reduced trajectory TRR to the operation controller 29 and the redundancy controller 31 in parallel. However, it can also be provided that the redundancy control unit 19 is designed to provide the trajectory TR or the reduced trajectory TRR only when an error E1 of the central control unit 15 is determined. The operating controller 29 and the redundancy controller 31 are designed to use the trajectory TR or the reduced trajectory TR only when the central control unit 15 does not provide a valid operating trajectory TRB. For this purpose, the operating controller 29 and / or the redundancy controller 31 are preferably designed to carry out a trajectory prioritization. Furthermore, the central control unit 15 can also be designed to control the operating trajectory Provide TRB with a higher priority to the operation controller 29 and the redundancy controller 31 than a priority of the trajectory TR or reduced trajectory TRR provided by the redundancy control unit 19. This preferably ensures that in error-free operation the autonomous driving task FA is carried out using the operating trajectory TRB, and the trajectory TR and the reduced trajectory TRR are not taken into account for carrying out the autonomous driving task FA. If no operating trajectory TRB is provided by the central control unit 15 due to an error in the autonomous operating driving system 9, the reduced driving task FAR is preferably carried out using the trajectory TR or the reduced trajectory TRR, which are provided by the redundancy control unit 19.
Der Betriebskontroller 29 ist dazu ausgebildet, die erste Gruppe 41 von Fahr zeugaktuatoren 7.1 , 7.2, 7.3 anzusteuern, um die autonome Fahraufgabe FA oder die reduzierte Fahraufgabe FAR durchzuführen. Dabei steuert der Be triebskontroller 29 wenigstens einen der Fahrzeugaktuatoren 7.1 , 7.2, 7.3 der ersten Gruppe 41 derart an, dass das Fahrzeug 2 entlang der Betriebs- Trajektorie TRB, der Trajektorie TR oder der reduzierten Trajektorie TRR be wegt wird. Vorzugsweise ist der Betriebskontroller 29 dazu angepasst, eine Stabilitätsregelung für das Fahrzeug 2 unabhängig von der zentralen Steuer einheit 15 durchzuführen, um das Fahrzeug 2 stabil auf der Betriebs-Trajektorie TRB, der Trajektorie TR oder der reduzierten Trajektorie TRR zu halten. In ana loger Weise ist der Redundanzkontroller 31 dazu ausgebildet, die zweite Grup pe 53 von Fahrzeugaktuatoren 7.4, 7.5 anzusteuern, um die autonome Fahr aufgabe FA oder die reduzierte Fahraufgabe FAR durchzuführen. Dabei steuert der Redundanzkontroller zumindest einen der Fahrzeugaktuatoren 7.4, 7.5 der zweiten Gruppe 53 derart an, dass das Fahrzeug 2 entlang der Betriebs- Trajektorie TRB, der Trajektorie TR oder der reduzierten Trajektorie TRR be wegt wird. Vorzugsweise ist der Redundanzkontroller 31 dazu angepasst eine Stabilitätsregelung für das Fahrzeug 2 unabhängig von der Redundanzsteuer einheit 19 durchzuführen. Vorzugsweise wirken der Betriebskontroller 29 und der Redundanzkontroller 31 zur Stabilitätsregelung des Fahrzeugs 2 zusam- men. Es soll verstanden werden, dass in einem fehlerfreien Betrieb vorzugs weise sowohl Fahrzeugaktuatoren 7.1 , 7.2, 7.3 der ersten Gruppe 41 als auch Fahrzeugaktuatoren 7.4, 7.5 der zweiten Gruppe 53 angesteuert werden kön nen, um die autonome Fahraufgabe FA durchzuführen. Die Redundanz wird dadurch sichergestellt, dass bei einem Ausfall des autonomen Betriebs- Fahrsystem 9 zumindest die zweite Gruppe 53 von Fahrzeugaktuatoren 7.4, 7.5 angesteuert werden kann, um die reduzierte Fahraufgabe FAR durchzuführen. Liegt nur ein Fehler E1 der zentralen Steuereinheit 15 vor, kann die reduzierte Fahraufgabe FAR auch durch den Betriebskontroller 29 und/oder den Redun danzkontroller 31 durchgeführt werden, wobei die Trajektorie TR oder die redu zierte Trajektorie TRR von der Redundanzsteuereinheit 19 an dem Betriebskon troller 29 und dem Redundanzkontroller 31 bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist auch das autonome Betriebs-Fahrsystem 9 dazu ausgebildet die reduzierte Fahraufgabe FAR durchzuführen, wenn ermittelt wird, dass ein Fehler E2 des Redundanz-Fahrsystems 11 vorliegt. Flierdurch wird erreicht, dass unmittelbar nach dem Ermitteln eines Fehlers E1 , E2 des autonomen Betriebs- Fahrsystems 9 oder des Redundanz-Fahrsystems 11 die reduzierte Fahraufga be FAR durchgeführt wird. Vorzugsweise stellt die zentrale Steuereinheit 15 die reduzierte Trajektorie TRR auch an dem Betriebskontroller 29 bereit. The operation controller 29 is designed to control the first group 41 of vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3 in order to carry out the autonomous driving task FA or the reduced driving task FAR. The operating controller 29 controls at least one of the vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3 of the first group 41 in such a way that the vehicle 2 is moved along the operating trajectory TRB, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR. The operating controller 29 is preferably adapted to carry out a stability control for the vehicle 2 independently of the central control unit 15 in order to keep the vehicle 2 stable on the operating trajectory TRB, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR. In an analogous manner, the redundancy controller 31 is designed to control the second group 53 of vehicle actuators 7.4, 7.5 in order to carry out the autonomous driving task FA or the reduced driving task FAR. The redundancy controller controls at least one of the vehicle actuators 7.4, 7.5 of the second group 53 in such a way that the vehicle 2 is moved along the operating trajectory TRB, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR. The redundancy controller 31 is preferably adapted to carry out a stability control for the vehicle 2 independently of the redundancy control unit 19. The operation controller 29 and the redundancy controller 31 preferably work together to regulate the stability of the vehicle 2. men. It should be understood that in error-free operation, both vehicle actuators 7.1, 7.2, 7.3 of the first group 41 and vehicle actuators 7.4, 7.5 of the second group 53 can be controlled in order to carry out the autonomous driving task FA. The redundancy is ensured by the fact that, in the event of a failure of the autonomous operating driving system 9, at least the second group 53 of vehicle actuators 7.4, 7.5 can be activated in order to carry out the reduced driving task FAR. If there is only one error E1 in the central control unit 15, the reduced driving task FAR can also be carried out by the operations controller 29 and / or the redundancy controller 31, the trajectory TR or the reduced trajectory TRR from the redundancy control unit 19 to the operations controller 29 and the redundancy controller 31 is provided. The autonomous operational driving system 9 is preferably also designed to carry out the reduced driving task FAR when it is determined that an error E2 of the redundant driving system 11 is present. As a result, it is achieved that immediately after an error E1, E2 of the autonomous operating driving system 9 or the redundant driving system 11 has been determined, the reduced driving task FAR is carried out. The central control unit 15 preferably also provides the reduced trajectory TRR to the operation controller 29.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann ein Fehlerstatus ES3 der ersten Gruppe 41 von Fahrzeugaktuatoren 7 von dem Betriebskontroller 29 ermittelt und besonders bevorzugt an der zentralen Steuereinheit 15 und/oder der Re dundanzsteuereinheit 19 bereitgestellt werden. In analoger Weise kann ein Fehlerstatus ES4 der zweiten Gruppe 53 von Fahrzeugaktuatoren 7 von dem Redundanzkontroller 31 ermittelt, und besonders bevorzugt an der zentralen Steuereinheit 15 und/oder der Redundanzsteuereinheit 19 bereitgestellt wer den. Somit kann die zentrale Steuereinheit 15 die Betriebs-Trajektorienplanung und/oder die Trajektorienplanung unter Verwendung des Fehlerstatus ES3 der ersten Gruppe 41 von Fahrzeugaktuatoren 7 durchführen. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit 15 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des ermittelten Fehlerstatus ES3 der ersten Gruppe 41 von Fahrzeugaktuatoren 7 und/oder des ermittelten Fehlerstatus ES4 der zweiten Gruppe 53 von Fahrzeugaktua- toren 7 zu entscheiden, ob die reduzierte Fahraufgabe FAR oder die autonome Fahraufgabe FA durchgeführt wird. Auch die Redundanzsteuereinheit 19 kann vorzugsweise dazu angepasst sein, den Fehlerstatus ES3 der ersten Gruppe 41 und/oder den Fehlerstatus ES4 der zweiten Gruppe 53 von Fahrzeugaktua toren 7 bei der reduzierten Trajektorienplanung zu berücksichtigen. According to this exemplary embodiment, an error status ES3 of the first group 41 of vehicle actuators 7 can be determined by the operation controller 29 and particularly preferably made available to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19. In an analogous manner, an error status ES4 of the second group 53 of vehicle actuators 7 can be determined by the redundancy controller 31, and particularly preferably provided to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19. The central control unit 15 can thus carry out the operational trajectory planning and / or the trajectory planning using the error status ES3 of the first group 41 of vehicle actuators 7. The central control unit 15 is preferably designed, depending on the determined error status ES3 of the first group 41 of vehicle actuators 7 and / or the determined error status ES4 of the second group 53 of vehicle updates gates 7 to decide whether the reduced driving task FAR or the autonomous driving task FA is carried out. The redundancy control unit 19 can also preferably be adapted to take into account the error status ES3 of the first group 41 and / or the error status ES4 of the second group 53 of vehicle actuators 7 in the reduced trajectory planning.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (Figur 1 , 2, 3) umfasst die erste Grup pe von Fahrzeugaktuatoren 41 einen Motor 7.1 , ein Getriebe 7.2 und ein Flauptbremssystem 7.3 des Fahrzeugs 2. Die zweite Gruppe von Fahrzeugak tuatoren 53 umfasst dann vorzugsweise ein Redundanzbremssystem 7.4 und einen Lenkaktuator 7.5. Das Redundanzbremssystem 7.4 ist dazu ausgebildet, beim Ausfall des Flauptbremssystems 7.3 ein Verzögern des Fahrzeugs 2 zu ermöglichen. Vorzugsweise ist ein Funktionsumfang des Redundanzbremssys tems 7.4 im Vergleich zum Flauptbremssystem 7.3 reduziert. Somit kann das Redundanzbremssystem 7.4 kostengünstiger ausgeführt werden. Beispielswei se kann eine Stellgenauigkeit des Redundanzbremssystems 7.4 geringer sein als eine korrespondierende Stellgenauigkeit des Flauptbremssystems 7.3. Fer ner kann ein individuelles Ansteuern einzelner Räder 100.1 , 100.2, 100.3,According to the first exemplary embodiment (FIGS. 1, 2, 3) the first group of vehicle actuators 41 comprises a motor 7.1, a transmission 7.2 and a main brake system 7.3 of the vehicle 2. The second group of vehicle actuators 53 then preferably comprises a redundant brake system 7.4 and one Steering actuator 7.5. The redundancy brake system 7.4 is designed to enable the vehicle 2 to be decelerated if the main brake system 7.3 fails. A functional scope of the redundancy brake system 7.4 is preferably reduced in comparison to the main brake system 7.3. The redundancy braking system 7.4 can thus be implemented more cost-effectively. For example, an adjustment accuracy of the redundancy brake system 7.4 can be less than a corresponding adjustment accuracy of the main brake system 7.3. Furthermore, individual control of individual wheels 100.1, 100.2, 100.3,
100.4, 100.5, 100.6 jeweiliger Achsen VA, FIA1 , FIA2 nur mittels des Flaupt bremssystems 7.3 möglich sein. Vorzugsweise sind das Flauptbremssystem 7.3 und das Redundanzbremssystem 7.4 derart verbunden, dass ein Bremsen des Fahrzeugs 2 jeweils nur mit einem der Bremssysteme 7.3, 7.4 durchgeführt werden kann. Flierzu kann vorgesehen sein, dass das Flauptbremssystem 7.3 und das Redundanzbremssystem 7.4 derart pneumatisch verschaltet sind, dass das Bremsen des Fahrzeugs 2 mittels des Redundanzbremssystems 7.4 nur dann möglich ist, wenn das Flauptbremssystem 7.3 ausfällt. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des autonomen Fahrzeugsystems 5 wird die reduzierte Fahraufgabe FAR durch die zweite Gruppe 53 von Fahrzeugaktuatoren durch geführt, wenn Aufgrund eines Fehlers E1 des Betriebs-Fahrsystems 9 kein An steuern der ersten Gruppe 41 von Fahrzeugaktuatoren 7 möglich ist. Da in solch einem Fall das Bremsen mittels des Flauptbremssystems 7.3 nicht mög lich ist, erfolgt das Bremsen des Fahrzeugs 2 mittels des Redundanzbremssys- tems 7.4, während das Fahrzeug 2 mittels des Lenkaktuators 7.5 gelenkt wer den kann. 100.4, 100.5, 100.6 of the respective axes VA, FIA1, FIA2 must only be possible using the Flaupt brake system 7.3. The main brake system 7.3 and the redundant brake system 7.4 are preferably connected in such a way that braking of the vehicle 2 can only be carried out with one of the brake systems 7.3, 7.4. In addition, it can be provided that the main brake system 7.3 and the redundant brake system 7.4 are pneumatically interconnected in such a way that braking of the vehicle 2 by means of the redundant brake system 7.4 is only possible if the main brake system 7.3 fails. According to the first exemplary embodiment of the autonomous vehicle system 5, the reduced driving task FAR is carried out by the second group 53 of vehicle actuators if the first group 41 of vehicle actuators 7 cannot be controlled due to an error E1 in the operational driving system 9. Since in such a case braking by means of the main brake system 7.3 is not possible, the braking of the vehicle 2 takes place by means of the redundancy brake system. tems 7.4, while the vehicle 2 steered by means of the steering actuator 7.5 who can.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (Figur 4) umfasst die erste Gruppe 41 von Fahrzeugaktuatoren 7 das Redundanzbremssystem 7.4 und den Lenkaktuator 7.5. Die zweite Gruppe 53 von Fahrzeugaktuatoren 7 umfasst dann den Motor 7.1 , das Getriebe 7.2 und das Hauptbremssystem 7.3. Bezüg lich der Ausgestaltung des Hauptbremssystems 7.3 und des Redundanzbrems systems 7.4 wird vollumfänglich auf obenstehende Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Liegt bei einem autonomen Fahrzeug system 5 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Fehler E1 des autono men Betriebs-Fahrsystems 9 vor, kann das Fahrzeug 2 mittels des Haupt bremssystems 7.3 gebremst werden. Ist aufgrund des Fehlers E1 des Betriebs- Fahrsystems 9 kein Ansteuern des Lenkaktuators 7.5 möglich, kann ein Not- Lenken des Fahrzeugs 2 unter Verwendung des Hauptbremssystems 7.4 durchgeführt werden. Beim Not-Lenken werden einzelne Räder 100 des Fahr zeugs 2, insbesondere Vorderräder 100.1 , 100.2 der Vorderachse VA, unter Verwendung des Hauptbremssystem 7.3 individuell gebremst, sodass das Fahrzeug 2 auf einer Fahrspur 25 gehalten werden kann. Ebenso bevorzugt kann das Hauptbremssystem 7.3 dazu ausgebildet sein, im Rahmen des Not- Lenkens einen Spurwechsel und/oder eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs 2 zu ermöglichen. According to a second exemplary embodiment (FIG. 4), the first group 41 of vehicle actuators 7 comprises the redundancy brake system 7.4 and the steering actuator 7.5. The second group 53 of vehicle actuators 7 then comprises the engine 7.1, the transmission 7.2 and the main brake system 7.3. Regarding the design of the main brake system 7.3 and the redundancy brake system 7.4, reference is made in full to the above description of the first exemplary embodiment. If, in an autonomous vehicle system 5 according to the second exemplary embodiment, there is an error E1 in the autonomous operating driving system 9, the vehicle 2 can be braked by means of the main braking system 7.3. If it is not possible to control the steering actuator 7.5 due to the error E1 of the operating driving system 9, the vehicle 2 can be emergency-steered using the main brake system 7.4. During emergency steering, individual wheels 100 of the vehicle 2, in particular front wheels 100.1, 100.2 of the front axle VA, are individually braked using the main brake system 7.3 so that the vehicle 2 can be kept in a lane 25. The main brake system 7.3 can also preferably be designed to enable the vehicle 2 to change lanes and / or to turn a corner as part of the emergency steering.
Es soll verstanden werden, dass das Not-Lenken im Rahmen der reduzierten Fahraufgabe FAR nur erfolgt, wenn der Lenkaktuator 7.5 nicht angesteuert werden kann. It should be understood that the emergency steering in the context of the reduced driving task FAR only takes place when the steering actuator 7.5 cannot be activated.
Das autonome Fahrsystem 5 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel (Figur 5) ist im Wesentlichen analog zum autonomen Fahrsystem 5 gemäß dem ers ten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Das autonome Fahrsystem 5 kann in Gliederungsebenen gegliedert werden: Die Primärsensoren 13 und die Redun danzsensoren 17 sind der Gliederungsebene „detect“ zugeordnet. Die zentrale Steuereinheit 15 und die Redundanzsteuereinheit 19 gehören der Gliederungs- ebene „control“ an, während die Fahrzeugaktuatoren 7 der Gliederungsebene „activate“ zugeordnet sind. Ferner umfasst die Gliederungsebene „detect“ ge mäß diesem Ausführungsbeispiel manuelle Steuereinrichtungen 54, die das Vorgeben einer manuellen Fahraufgabe FAM durch einen Benutzer ermögli chen. Manuelle Steuerbefehle eines Benutzers werden an dem Betriebskontrol ler 29 und dem Redundanzkontroller 31 bereitgestellt, die zwischen den Gliede rungsebenen „control“ und „activate“ angeordnet sind und die Fahrzeugaktua toren 7 unter Verwendung der manuellen Steuerbefehle ansteuern. The autonomous driving system 5 according to a third exemplary embodiment (FIG. 5) is designed essentially analogously to the autonomous driving system 5 according to the first exemplary embodiment. The autonomous driving system 5 can be divided into structural levels: the primary sensors 13 and the redundancy sensors 17 are assigned to the structural level “detect”. The central control unit 15 and the redundancy control unit 19 belong to the structure level “control”, while the vehicle actuators 7 are assigned to the structure level “activate”. Furthermore, according to this exemplary embodiment, the structural level “detect” comprises manual control devices 54 which enable a user to specify a manual driving task FAM. Manual control commands from a user are provided to the operating controller 29 and the redundancy controller 31, which are arranged between the “control” and “activate” levels and control the vehicle actuators 7 using the manual control commands.
Die vom Flauptbremssystem 7.3 ausgehende Strichlinie 83, verdeutlicht das Not-Lenken im Falle eines Fehlers des Lenkaktuators 7.5, während die von dem Redundanzbremssystem 7.4 ausgehende Strichlinie 85 ein Verzögern des Fahrzeugs mittels des Redundanzbremssystems 7.4 verdeutlicht. Vorzugswei se weist das autonome Fahrzeugsystem 5 ferner eine Kommunikationseinheit 51 auf. Diese ist hier der Gliederungsebene „connect“ zugeordnet und dazu ausgebildet, eine Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern (nicht dar gestellt) und/oder Gegenständen in der Fahrzeugumgebung 24 und/oder mit einem zentralen Verkehrssteuerungssystem (nicht dargestellt) zu ermöglichen. Beispielsweise können über die Kommunikationseinheit 51 Informationen emp fangen werden, die ein Verkehrsaufkommen auf einer geplanten Route be schreiben und von der zentralen Steuereinheit 15 im Rahmen der Betriebs- Trajektorienplanung verwendet werden. Ferner kann mittels der Kommunikati onseinheit 51 ein Warnsignal an sich in der Fahrzeugumgebung 24 befindende Fahrzeuge gesendet werden, wenn das reduzierte Fahraufgabe FAR ausge führt wird. The dashed line 83 emanating from the main braking system 7.3 illustrates emergency steering in the event of a fault in the steering actuator 7.5, while the dashed line 85 emanating from the redundant braking system 7.4 illustrates decelerating the vehicle by means of the redundant braking system 7.4. The autonomous vehicle system 5 preferably also has a communication unit 51. This is assigned to the “connect” level and designed to enable communication with other road users (not shown) and / or objects in the vehicle environment 24 and / or with a central traffic control system (not shown). For example, information can be received via the communication unit 51 that describes the volume of traffic on a planned route and is used by the central control unit 15 in the context of operational trajectory planning. Furthermore, by means of the communication unit 51, a warning signal can be sent to vehicles located in the vehicle surroundings 24 when the reduced driving task FAR is carried out.
Vorzugsweise ist die reduzierte Fahraufgabe FAR ein in Figur 6 verdeutlichtes Spurhalte-Bremsmanöver BMSFI oder ein in Figur 7 verdeutlichtes Spurwech sel-Bremsmanöver MBSW. Figur 6 zeigt ein Fahrzeug 2, das hier als Nutzfahr zeug 3 ausgebildet ist, und sich entlang einer Fahrspur 25 einer Straße 28 be wegt. Die Straße 28 weist hier keinen Seitenstreifen 57 auf. Wird ein Fehler E1 des autonomen Betriebs-Fahrsystems 9 ermittelt, führt das autonome Fahrsys tem 5 die reduzierte Fahraufgabe FAR unter Verwendung der reduzierten Trajektorie TRR oder der Trajektorie TR aus. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit 15 dazu ausgebildet, das Spurhalte-Bremsmanöver BMSH durch zuführen, wenn keine alternative Fahrspur 26 zur Verfügung steht. Die alterna tive Fahrspur 26 kann beispielsweise nicht zur Verfügung stehen, wenn nur ei ne Fahrspur 25 vorhanden ist, oder weitere vorhandene Fahrspuren, aufgrund eines anderen Fahrzeugs oder eines Flindernisses, nicht befahrbar sind. Vor zugsweise das Redundanz-Fahrsystem 11 dazu ausgebildet, das Spurwechsel- Bremsmanöver BMSW durchzuführen. Vorzugsweise wird das Spurhalte- Bremsmanöver BMSFI also nur dann durchgeführt, wenn das Spurwechsel- Bremsmanöver MBSW nicht oder nicht vollständig möglich ist. Wie die sich in Figur 6 von einer Fahrzeugfront 65 des Fahrzeugs 2 nach vorne, d.h. in Figur 6 nach oben, erstreckenden Pfeile verdeutlichen, wird das Fahrzeug 2 auf der Fahrspur 25 gehalten und bis zum Stillstand verzögert. Gemäß diesem Ausfüh rungsbeispiel ist die Fahrspur 25 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 frei, so dass eine moderate Verzögerung des Fahrzeugs 2 bis zum Stillstand möglich ist. Es soll verstanden werden, dass das Spurhalte-Bremsmanöver BMSFI auch eine Vollbremsung des Fahrzeugs 2 sein kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn aufgrund eines Flindernisses, das auf der Fahrspur 25 angeordnet ist, kein aus reichender Bremsweg für eine moderate Verzögerung des Fahrzeugs 2 zur Ver fügung steht. The reduced driving task FAR is preferably a lane keeping braking maneuver BMSFI illustrated in FIG. 6 or a lane changing braking maneuver MBSW illustrated in FIG. 7. Figure 6 shows a vehicle 2, which is designed here as a utility vehicle 3, and moves along a lane 25 of a road 28 be. The road 28 has no hard shoulder 57 here. If an error E1 of the autonomous operating driving system 9 is determined, the autonomous driving system 5 performs the reduced driving task FAR using the reduced one Trajectory TRR or the trajectory TR. The central control unit 15 is preferably designed to carry out the lane-keeping / braking maneuver BMSH when no alternative lane 26 is available. The alternative lane 26 may not be available, for example, if only one lane 25 is present, or other existing lanes cannot be used due to another vehicle or an obstacle. The redundancy driving system 11 is preferably designed to carry out the lane change braking maneuver BMSW. The lane-keeping braking maneuver BMSFI is therefore preferably only carried out when the lane-changing braking maneuver MBSW is not possible or is not completely possible. As illustrated by the arrows extending from a vehicle front 65 of vehicle 2 forwards, ie upwards in FIG. 6, vehicle 2 is kept in lane 25 and decelerated to a standstill. According to this exemplary embodiment, the lane 25 is free in the direction of travel of the vehicle 2, so that a moderate deceleration of the vehicle 2 to a standstill is possible. It should be understood that the lane keeping braking maneuver BMSFI can also be an emergency braking of the vehicle 2. This is particularly the case when, due to a flicker that is arranged in the lane 25, there is no sufficient braking distance available for moderate deceleration of the vehicle 2.
Die reduzierte Fahraufgabe FAR, die von dem in Figur 7 dargestellten Fahrzeug 2, das hier als Nutzfahrzeug 3 ausgebildet ist, ausgeführt wird, ist ein Spur wechsel-Bremsmanöver BMSW. In einer Position P1 zu Beginn der Trajektorie ist das Fahrzeug 2 auf der Fahrspur 25 angeordnet. Am Ende der Trajektorie TR befindet sich das Fahrzeug 2 auf dem Seitenstreifen 27 im Stillstand. Die Verzögerung des Fahrzeugs 2 wird durch die ausgehend von der Position P1 zur Position P2 des Fahrzeugs 2 abnehmende Länge der die Trajektorie TR darstellenden Pfeile verdeutlicht. Es soll verstanden werden, dass die reduzier te Fahraufgabe FAR auch unter Verwendung der reduzierten Trajektorie TRR, die von der Redundanzsteuereinheit 19 bereitgestellt wird, durchgeführt werden kann. Das Spurwechsel-Bremsmanöver BMSW wird durchgeführt, da der Sei tenstreifen 27 vorhanden und befahrbar ist. Es soll verstanden werden, dass das Spurwechsel-Bremsmanöver BMSW auch den Spurwechsel auf eine alter native Fahrspur 26 umfassen kann, die kein Seitenstreifen 27 ist. Vorzugsweise kann das Spurwechsel-Bremsmanöver BMSW und/oder das Spurhalte- Bremsmanöver BMSH auch eine kurzzeitige Beschleunigung des Fahrzeugs 2 beinhalten. Ferner bevorzugt wird die reduzierte Fahraufgabe FAR durch das Betriebs-Fahrsystem 9 durchgeführt, wenn ein Fehler E2 des Redundanz- Fahrsystem 11 ermittelt wird. The reduced driving task FAR, which is carried out by the vehicle 2 shown in FIG. 7, which is designed here as a utility vehicle 3, is a lane change braking maneuver BMSW. The vehicle 2 is arranged on the lane 25 in a position P1 at the beginning of the trajectory. At the end of the trajectory TR, the vehicle 2 is at a standstill on the hard shoulder 27. The deceleration of the vehicle 2 is illustrated by the length of the arrows representing the trajectory TR, which decreases starting from the position P1 to the position P2 of the vehicle 2. It should be understood that the reduced driving task FAR can also be carried out using the reduced trajectory TRR that is provided by the redundancy control unit 19. The lane change braking maneuver BMSW is carried out because the Be ten stripes 27 is available and passable. It should be understood that the lane change braking maneuver BMSW can also include the lane change to an alternative lane 26 that is not a hard shoulder 27. The lane change braking maneuver BMSW and / or the lane keeping braking maneuver BMSH can preferably also include a brief acceleration of the vehicle 2. Furthermore, the reduced driving task FAR is preferably carried out by the operational driving system 9 when an error E2 in the redundant driving system 11 is determined.
Die autonome Fahraufgabe FA kann in der Bewältigung vielfältiger Fahrsituati onen im normalen Straßenverkehr oder im Gelände bestehen. Beispielhaft für eine autonome Fahraufgabe ist in Figur 8 ein Überholmanöver des Fahrzeugs 2 dargestellt. Dabei steuert das autonome Fahrsystem 5 das Fahrzeug 2, das hier als Nutzfahrzeug 3 dargestellt ist, mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Betriebs-Trajektorie TRB von einer Dritten Position P3 über eine vierte Position P4 bis zu einer fünften Position P5. Zu Beginn der autonomen Fahraufgabe FA fährt das Fahrzeug 2 mit konstanter Geschwindigkeit auf der Fahrspur 25. Unter Verwendung der Sensordaten SD der Primärsensoren 13 und/oder der Redun danzsensordaten SDR der Redundanzsensoren 17 ermittelt die zentrale Steu ereinheit 15, dass sich ein zweites Fahrzeug 67 mit einer zum Fahrzeug 2 ge ringeren Geschwindigkeit auf der Fahrspur 25 bewegt, sodass sich ein Abstand zwischen der Fahrzeugfront 65 und dem vorausfahrenden zweiten Fahrzeug 67 verringert. Unter Verwendung der Sensordaten SD und/oder der Redundanz sensordaten SDR führt die zentrale Steuereinheit 15 eine Betriebs- Trajektorienplanung durch, um die Betriebs-Trajektorie TRB zu erhalten. Die Betriebs-Trajektorie TRB wird an dem Betriebskontroller 29 und dem Redun danzkontroller 31 bereitgestellt. Der Betriebskontroller 29 und/oder der Redun danzkontroller 31 steuern die Fahrzeugaktuatoren 7 derart an, dass das Fahr zeug 2 auf eine freie zweite Fahrspur 28 gelenkt wird. Nachdem das zweite Fahrzeug 67 überholt wurde, werden die Fahrzeugaktuatoren 7 derart ange steuert, dass das Fahrzeug 2 zurück auf die Fahrspur 25 gelenkt wird. Es soll verstanden werden, dass das autonome Betriebs-Fahrsystem 9 dabei eine Fahrzeugumgebung 24 überwacht um gegebenenfalls die Betriebs-Trajektorie TRB anpassen zu können. In diesem Ausführungsbeispiel (Figur 6) weist das Fahrzeug 2 einen Seiten sensor 55 auf, der hier ein Seitenradar 56 ist. Vorzugsweise ist das Seitenradar 56 dazu ausgebildet, einen Abstand A zwischen einer seitlich Fahrbahnbegren zung 57 und einer seitlichen Fahrzeugkante 63 zu ermitteln und an der zentra len Steuereinheit 15 und/oder der Redundanzsteuereinheit 19 bereitzustellen. Es soll verstanden werden, dass der Seitensensor 55 auch nur Seitensensorda ten SDSS bereitstellen kann, und dass ein Ermitteln des Abstands A dann durch die zentrale Steuereinheit 15 und/oder die Redundanzsteuereinheit 19 erfolgt. Es kann auch vorgesehen sein, dass das autonome Fahrzeugsystem 5 mehrere Seitensensoren 55 aufweist. Ferner kann der Seitensensor 55 auch dazu ausgebildet sein, zu erkennen, ob sich ein zweites Fahrzeug 67, ein Hin dernis und/oder ein nicht befahrbarer Abschnitt neben dem Fahrzeug 2 befin det. Ein nicht befahrbarer Abschnitt kann beispielsweise ein Straßengraben o- der eine Böschung sein. Vorzugsweise ist die zentrale Steuereinheit 15 und/oder die Redundanzsteuereinheit 19 dazu ausgebildet, für die Trajektorien- planung, die Betriebs-Trajektorienplanung und/oder die reduzierte Trajektorien- planung Fahrzeugparameter des Fahrzeugs 2 zu berücksichtigen. Fahrzeugpa rameter können beispielsweise Abmessungen des Fahrzeugs 2, Gewicht des Fahrzeugs 2, Gewicht einer Ladung des Fahrzeugs 2 und/oder Beschleuni gungsvermögen des Fahrzeugs 2 sein. Es soll verstanden werden, dass die Fahrzeugparameter eine Vielzahl weiterer Parameter enthalten können und nicht auf die genannten Parameter festgelegt sind. Vorzugsweise sind die Fahr zeugparameter in einem Speicher 23 der zentralen Steuereinheit 15 und/oder in einem Redundanzspeicher 33 der Redundanzsteuereinheit 19 vorgespeichert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die zentrale Steuereinheit 15 und/oder die Redundanzsteuereinheit 19 die Fahrzeugparameter unter Ver wendung von an der zentralen Steuereinheit 15 oder der Redundanzsteuerein heit 19 bereitgestellten Fahrzeugparameterdaten ermittelt. The autonomous driving task FA can consist of coping with a wide variety of driving situations in normal road traffic or off-road. An overtaking maneuver of vehicle 2 is shown in FIG. 8 as an example of an autonomous driving task. The autonomous driving system 5 controls the vehicle 2, which is shown here as a utility vehicle 3, at constant speed along the operating trajectory TRB from a third position P3 via a fourth position P4 to a fifth position P5. At the beginning of the autonomous driving task FA, the vehicle 2 drives at constant speed in the lane 25. Using the sensor data SD of the primary sensors 13 and / or the redundancy sensor data SDR of the redundancy sensors 17, the central control unit 15 determines that a second vehicle 67 is with them moves at a speed lower than the vehicle 2 in the lane 25, so that a distance between the front of the vehicle 65 and the second vehicle 67 traveling ahead is reduced. Using the sensor data SD and / or the redundancy sensor data SDR, the central control unit 15 carries out an operating trajectory planning in order to obtain the operating trajectory TRB. The operating trajectory TRB is provided to the operating controller 29 and the redundancy controller 31. The operation controller 29 and / or the redundancy controller 31 control the vehicle actuators 7 in such a way that the vehicle 2 is steered onto a free second lane 28. After the second vehicle 67 has been overtaken, the vehicle actuators 7 are controlled in such a way that the vehicle 2 is steered back onto the lane 25. It should be understood that the autonomous operational driving system 9 monitors a vehicle environment 24 in order to be able to adapt the operational trajectory TRB if necessary. In this exemplary embodiment (FIG. 6), the vehicle 2 has a side sensor 55, which is a side radar 56 here. The lateral radar 56 is preferably designed to determine a distance A between a lateral lane boundary 57 and a lateral vehicle edge 63 and to provide it to the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19. It should be understood that the side sensor 55 can also only provide side sensor data SDSS, and that the distance A is then determined by the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19. It can also be provided that the autonomous vehicle system 5 has several side sensors 55. Furthermore, the side sensor 55 can also be designed to detect whether a second vehicle 67, a hindrance and / or a non-drivable section is located next to the vehicle 2. A section that is not drivable can be, for example, a road ditch or an embankment. The central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19 are preferably designed to take into account vehicle parameters of the vehicle 2 for the trajectory planning, the operational trajectory planning and / or the reduced trajectory planning. Vehicle parameters can be, for example, dimensions of vehicle 2, weight of vehicle 2, weight of a load on vehicle 2 and / or acceleration capacity of vehicle 2. It should be understood that the vehicle parameters can contain a large number of other parameters and are not restricted to the parameters mentioned. The vehicle parameters are preferably pre-stored in a memory 23 of the central control unit 15 and / or in a redundancy memory 33 of the redundancy control unit 19. However, it can also be provided that the central control unit 15 and / or the redundancy control unit 19 determine the vehicle parameters using vehicle parameter data provided at the central control unit 15 or the redundancy control unit 19.
Ferner weisen die Redundanzsensordaten 17 hier ein Kurzreichweiten- Frontradar 59, ein Kurzreichweiten-Fleckradar 60 sowie zwei Weitwinkel-Lidar- Sensoren 61 auf, wobei die Weitwinkel-Lidar-Sensoren 61 an seitlichen Fahr zeugkanten 63 angeordnet sind. Das Kurzreichweiten-Frontradar 59 ist an der Fahrzeugfront 65 angeordnet, während das Kurzreichweiten-Heckradar 60 an einem Fahrzeugheck 66 des Fahrzeugs 2 angeordnet ist. Das Kurzreichweiten- Frontradar 59, das Kurzreichweiten-Fleckradar 60 sowie die Weitwinkel-Lidar- Sensoren 61 sind dazu ausgebildet, eine Fahrzeugumgebung 24, die hier schematisch dargestellt ist, bis zu den Fahrzeugkanten 62, die die seitlichen Fahrzeugkanten 63, die Fahrzeugfront 65 und das Fahrzeugheck 66 umfassen, zu überwachen. Ferner können die Redundanzsensordaten 17 auch einen Hö- hensensor (nicht dargestellt) aufweisen, der dazu ausgebildet ist eine befahrba re Flöhe der Fahrzeugumgebung 24 zu ermitteln. Es soll verstanden werden, dass auch die Primärsensoren 13 dazu ausgebildet sein können, die Fahr zeugumgebung 24 bis zur Fahrzeugfront 65, zum Fahrzeugheck 66 und den seitlichen Fahrzeugkanten 63 zu überwachen. The redundancy sensor data 17 also have a short-range front radar 59, a short-range spot radar 60 and two wide-angle lidar sensors 61, the wide-angle lidar sensors 61 being arranged on vehicle edges 63 on the sides. The short-range front radar 59 is on Arranged vehicle front 65, while the short-range rear radar 60 is arranged on a vehicle rear 66 of the vehicle 2. The short-range front radar 59, the short-range spot radar 60 and the wide-angle lidar sensors 61 are designed to detect a vehicle environment 24, which is shown schematically here, up to the vehicle edges 62, which include the lateral vehicle edges 63, the vehicle front 65 and the Vehicle rear 66 include to monitor. Furthermore, the redundancy sensor data 17 can also have a height sensor (not shown) which is designed to determine a drivable fleas of the vehicle surroundings 24. It should be understood that the primary sensors 13 can also be designed to monitor the vehicle environment 24 up to the vehicle front 65, the vehicle rear 66 and the lateral vehicle edges 63.
Figur 9 verdeutlicht einen Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform des Ver fahrens 1 zur Steuerung eines Fahrzeugs 2 mittels einem autonomen Fahr zeugsystem 5. In einem ersten Schritt S1 stellen Primärsensoren 13 und Re dundanzsensoren 17 Sensordaten SD und Redundanzsensordaten SDR an der zentralen Steuereinheit 15 des autonomen Betriebs-Fahrsystems 9 bereit. Un ter Verwendung der Sensordaten SD und der Redundanzsensordaten SDR führt die zentrale Steuereinheit 15 eine Trajektorienplanung S2 und eine Be- triebs-Trajektorienplanung S3 durch, um eine geplante Trajektorie TR und eine Betriebs-Trajektorie TRB zu erhalten. Hier werden die Trajektorienplanung S2 mit der Zykluszeit ZT und die Betriebs-Trajektorienplanung S3 mit der Zyklus zeit TZB zyklisch wiederholt. In einem Schritt S4 stellt die zentrale Steuereinheit 15 die geplante Trajektorie TR an der zentralen Redundanzsteuereinheit 19 des Redundanz-Fahrsystems 11 bereit. Ferner stellt die zentrale Steuereinheit 15 sowohl die geplante Trajektorie TR als auch die Betriebs-Trajektorie TRB an dem Betriebskontroller 29 und an dem Redundanzkontroller 31 bereit (Schritt S5). Zeitgleich stellt die zentrale Redundanzsteuereinheit 19 in einem Schritt S6 die geplante Trajektorie TR an dem Betriebskontroller 29 und dem Redundanz kontroller 31 bereit. Der Betriebskontroller 29 und der Redundanzkontroller 31 ermitteln in einem Schritt S7, dass eine Betriebs-Trajektorie TRB bereitgestellt wird und steuern Fahrzeugaktuatoren 7 an, um die autonome Fahraufgabe FA durchzuführen (Schritt S8). Es soll verstanden werden, dass das autonome Be triebs- Fahrsystem 9 und das Redundanz-Fahrsystem 11 parallel zu den Schrit ten S1 bis S8 überwachen, ob ein Fehler E1 des Betriebs-Fahrsystem 9 vorliegt (Schritt S9) und/oder ob ein Fehler E2 des Redundanz-Fahrsystem 11 vorliegt (Schritt S10). FIG. 9 illustrates a sequence of a preferred embodiment of the method 1 for controlling a vehicle 2 by means of an autonomous vehicle system 5. In a first step S1, primary sensors 13 and redundancy sensors 17 provide sensor data SD and redundancy sensor data SDR to the central control unit 15 of the autonomous operating Driving system 9 ready. Using the sensor data SD and the redundancy sensor data SDR, the central control unit 15 carries out a trajectory planning S2 and an operating trajectory planning S3 in order to obtain a planned trajectory TR and an operating trajectory TRB. Here, the trajectory planning S2 with the cycle time ZT and the operating trajectory planning S3 with the cycle time TZB are repeated cyclically. In a step S4, the central control unit 15 provides the planned trajectory TR to the central redundancy control unit 19 of the redundancy driving system 11. Furthermore, the central control unit 15 provides both the planned trajectory TR and the operating trajectory TRB to the operating controller 29 and to the redundancy controller 31 (step S5). At the same time, the central redundancy control unit 19 provides the planned trajectory TR to the operation controller 29 and the redundancy controller 31 in a step S6. The operating controller 29 and the redundancy controller 31 determine in a step S7 that an operating trajectory TRB is provided and control vehicle actuators 7 in order to carry out the autonomous driving task FA to be carried out (step S8). It should be understood that the autonomous operating driving system 9 and the redundant driving system 11 monitor in parallel with steps S1 to S8 whether there is an error E1 in the operating driving system 9 (step S9) and / or whether an error E2 of the redundant driving system 11 is present (step S10).
Figur 10 verdeutlicht den Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform des Ver fahrens 1 , wenn das Betriebs-Fahrsystem 9 aufgrund eines Fehlers E1 ausfällt und keine Trajektorie TR bereitstellt. Im Schritt S11 ermittelt das Redundanz- Fahrsystem 11 , dass ein Fehler E1 vorliegt und keine gültige Trajektorie TR von der zentralen Steuereinheit 15 bereitgestellt wird. Unter Verwendung von Re dundanzsensordaten SDR, die in Schritt S12 von Redundanzsensoren 17 be reitgestellten werden, führt die zentrale Redundanzsteuereinheit 19 in einem Schritt S13 eine reduzierte Trajektorienplanung durch, um eine reduzierte Trajektorie TRR für die reduzierte Fahraufgabe FAR zu erhalten. Die reduzierte Trajektorie TRR wird anschließend an dem Betriebskontroller 29 und an dem Redundanzkontroller 31 bereitgestellt (Schritt S14). Der Redundanzkontroller 31 ermittelt unter Verwendung des Fehlerstatus ES1 des Betriebskontrollers 29, dass der Betriebskontroller 29 ausgefallen ist. Ferner ermittelt der Redundanz kontroller 31 , dass keine gültige Trajektorie TR oder Betriebs-Trajektorie TRB vorliegt. Es soll verstanden werden, dass der Schritt S15 auch parallel zu oder vor den Schritten S11 bis S14 durchgeführt werden kann. Anschließend steuert der Redundanzkontroller 31 die zweite Gruppe 53 von Fahrzeugaktuatoren 7 an, um die reduzierte Fahraufgabe FAR auszuführen (Schritt S17). Parallel zum Durchführen der reduzierten Fahraufgabe FAR (Schritt S17) überwacht die zentrale Redundanzsteuereinheit 19 mittels von den Redundanzsensoren 17 bereitgestellter Redundanzsensordaten SDR die Fahrzeugumgebung 24 (Schritt S18). Wird eine Unmöglichkeit der reduzierten Fahraufgabe FAR ermit telt, wird die reduzierte Trajektorienplanung (Schritt S13) erneut durchgeführt. Die reduzierte Fahraufgabe FAR wird beispielsweise unmöglich, wenn ein Hin dernis im Verlauf der reduzierten Trajektorie TRR ermittelt wird. Es soll verstanden werden, dass die in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ver fahren 1 oder Schritte S1 bis S18 der Verfahren bevorzugt zyklisch widerholt werden. FIG. 10 illustrates the sequence of a preferred embodiment of the method 1 when the operational driving system 9 fails due to an error E1 and does not provide a trajectory TR. In step S11, the redundancy driving system 11 determines that there is an error E1 and that no valid trajectory TR is being provided by the central control unit 15. Using redundancy sensor data SDR, which are provided by redundancy sensors 17 in step S12, the central redundancy control unit 19 carries out reduced trajectory planning in step S13 in order to obtain a reduced trajectory TRR for the reduced driving task FAR. The reduced trajectory TRR is then made available to the operation controller 29 and to the redundancy controller 31 (step S14). The redundancy controller 31 uses the error status ES1 of the operating controller 29 to determine that the operating controller 29 has failed. Furthermore, the redundancy controller 31 determines that there is no valid trajectory TR or operating trajectory TRB. It should be understood that step S15 can also be carried out in parallel with or before steps S11 to S14. The redundancy controller 31 then controls the second group 53 of vehicle actuators 7 in order to carry out the reduced driving task FAR (step S17). In parallel to performing the reduced driving task FAR (step S17), the central redundancy control unit 19 monitors the vehicle environment 24 (step S18) by means of redundancy sensor data SDR provided by the redundancy sensors 17. If an impossibility of the reduced driving task FAR is determined, the reduced trajectory planning (step S13) is carried out again. The reduced driving task FAR becomes impossible, for example, if a hindrance is determined in the course of the reduced trajectory TRR. It should be understood that the method 1 or steps S1 to S18 of the method illustrated in FIGS. 9 and 10 are preferably repeated cyclically.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung): List of reference symbols (part of the description):
1 Verfahren 1 procedure
2 Fahrzeug 2 vehicle
3 Nutzfahrzeug 3 commercial vehicle
5 Autonomes Fahrzeugsystem5 Autonomous Vehicle System
7 Fahrzeugaktuatoren 7 vehicle actuators
7.1 Motor 7.1 Motor
7.2 Getriebe 7.2 transmission
7.3 Flauptbremssystem 7.3 Main braking system
7.4 Redundanzbremssystem 7.4 Redundancy braking system
7.5 Lenkaktuator 9 Betriebs-Fahrsystem 11 Redundanz-Fahrsystem 13 Primärsensoren 7.5 Steering actuator 9 Operating driving system 11 Redundancy driving system 13 Primary sensors
13.1 Erster Primärsensor 13.1 First primary sensor
13.2 Zweiter Primärsensor 13.2 Second primary sensor
13.3 Dritter Primärsensor 15 Zentrale Steuereinheit 17 Redundanzsensoren 13.3 Third primary sensor 15 Central control unit 17 Redundancy sensors
17.1 Erster Redundanzsensor17.1 First redundancy sensor
17.2 Zweiter Redundanzsensor 19 Zentrale Redundanzsteuereinheit 21 Flauptspannungsversorgung 22 Redundanzspannungsversorgung17.2 Second redundancy sensor 19 Central redundancy control unit 21 Main power supply 22 Redundancy power supply
23 Speicher 23 memory
24 Fahrzeugumgebung 24 Vehicle environment
25 Fahrspur 25 lane
26 alternative Fahrspur 26 alternative lane
27 Seitenstreifen 27 hard shoulder
28 Zweite Fahrspur 29 Betriebskontroller 31 Redundanzkontroller28 Second lane 29 Operations controller 31 redundancy controller
33 Redundanzspeicher 33 redundancy memory
41 Erste Gruppe von Fahrzeugaktuatoren41 First group of vehicle actuators
53 Zweite Gruppe von Fahrzeugaktua toren 53 Second group of vehicle actuators
54 Manuelle Steuereinrichtung 54 Manual control device
55 Seitensensor 55 side sensor
56 Seitenradar 56 side radar
57 Seitliche Fahrbahnbegrenzung57 Lateral lane boundary
59 Kurzreichweiten-Frontradar 59 Short-range front radar
60 Kurzreichweiten-Fleckradar 61 Weitwinkel-Lidar-Sensor 62 Fahrzeugkanten 63 Seitliche Fahrzeugkanten 60 Short-range spot radar 61 Wide-angle lidar sensor 62 Vehicle edges 63 Lateral vehicle edges
65 Fahrzeugfront 65 vehicle front
66 Fahrzeugheck 67 Zweites Fahrzeug 83 Strichlinie 85 Strichlinie 66 Rear of vehicle 67 Second vehicle 83 Dashed line 85 Dashed line
100.1 , 100.2 Vorderräder 100.1, 100.2 front wheels
102.1 , 102.2, 102.3, 102.4 Flinterräder A Abstand 102.1, 102.2, 102.3, 102.4 Flinter wheels A distance
BMSH Spurhalte-Bremsmanöver BMSH Lane Keeping Braking Maneuvers
BMSW Spurwechsel-BremsmanöverBMSW lane change braking maneuvers
ES1 Fehlerstatus BetriebskontrollerES1 Error status operating controller
ES2 Fehlerstatus RedundanzkontrollerES2 error status redundancy controller
ES3 Fehlerstatus der ersten Gruppe vonES3 error status of the first group of
Fahrzeugaktuatoren Vehicle actuators
ES4 Fehlerstatus der zweiten Gruppe vonES4 error status of the second group of
Fahrzeugaktuatoren Vehicle actuators
FA Fahraufgabe FA driving task
FAM Manuelle Fahraufgabe FAR Reduzierte FahraufgabeFAM manual driving task FAR Reduced driving task
HA1 Erste Flinterachse HA1 First flinter axle
HA2 Zweite Hinterachse HA2 Second rear axle
SD Sensordaten SD sensor data
SDR RedundanzsensordatenSDR redundancy sensor data
SDSS Seitensensordaten SDSS site sensor data
S1 - S18 Schritte S1 - S18 steps
TR Trajektorie TR trajectory
TRB Betriebs-Trajektorie TRB operating trajectory
TRR Reduzierte Trajektorie TRR Reduced trajectory
VA Vorderachse VA front axle
ZT Zykluszeit TrajektorienplanungZT cycle time trajectory planning
ZTB Zykluszeit Betriebs- T rajektorienplanung ZTB cycle time operating trajectory planning

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren (1) zum Steuern eines Fahrzeugs (2), insbesondere Nutzfahr zeugs (3), mit einem autonomen Fahrzeugsystem (5), das dazu ausgebildet ist, das Fahrzeug (2) mittels mehrerer Fahrzeugaktuatoren (7) zu steuern, wobei das Fahrzeugsystem (5) aufweist: ein autonomes Betriebs-Fahrsystem (9), das zum Durchführen einer dy namischen Fahraufgabe (FA) in einem fehlerfreien Betrieb des autonomen Be- triebs- Fahrsystems (9) ausgebildet ist, wobei das autonome Betriebs- Fahrsystem (9) im fehlerfreien Betrieb wenigstens einen der Fahrzeugaktua toren (7) zum Durchführen der dynamischen Fahraufgabe (FA) ansteuert, und ein Redundanz-Fahrsystem (11), das zum Durchführen einer reduzierten Fahraufgabe (FAR) ausgebildet ist, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem (9) dazu ausgebildet ist, eine Trajektorienplanung durchzuführen, um zusätzlich zur Betriebs-Trajektorie (TRB) eine geplante reduzierte Trajektorie (TRR) für die reduzierte Fahraufgabe (FAR) durchzuführen und an dem Redundanz-Fahrsystem (11) bereitzustellen, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem (9) und das Redundanz- Fahrsystem (11 ) miteinander verbunden sind und ermitteln, ob ein Fehler (E1 , E2) des jeweils anderen Systems (9, 11) vorliegt, und wobei das Redundanz-Fahrsystem (11) nach Ermitteln eines Fehlers (E1) des autonomen Betriebs-Fahrsystems (9) wenigstens einen der Fahrzeug aktuatoren (7) ansteuert, um die reduzierte Fahraufgabe (FAR) unter Verwen dung der geplanten Trajektorie (TR) durchzuführen. 1. Method (1) for controlling a vehicle (2), in particular commercial vehicle (3), with an autonomous vehicle system (5) which is designed to control the vehicle (2) by means of several vehicle actuators (7), the Vehicle system (5) has: an autonomous operational driving system (9) which is designed to carry out a dynamic driving task (FA) in error-free operation of the autonomous operational driving system (9), the autonomous operational driving system (9 ) controls at least one of the vehicle actuators (7) to carry out the dynamic driving task (FA) in error-free operation, and a redundancy driving system (11) which is designed to carry out a reduced driving task (FAR), the autonomous operational driving system ( 9) is designed to carry out trajectory planning in order to carry out a planned reduced trajectory (TRR) for the reduced driving task (FAR) in addition to the operating trajectory (TRB) and to use it on the redundancy driving system (1 1), the autonomous operational driving system (9) and the redundant driving system (11) being connected to one another and determining whether there is an error (E1, E2) in the other system (9, 11), and the redundancy -Drive system (11) after determining an error (E1) of the autonomous operating driving system (9) controls at least one of the vehicle actuators (7) in order to carry out the reduced driving task (FAR) using the planned trajectory (TR).
2. Verfahren (1) nach Anspruch 1 , wobei das Redundanz-Fahrsystem (11) dazu ausgebildet ist, eine reduzierte Trajektorienplanung durchzuführen, um eine reduzierte Trajektorie (TRR) für die reduzierte Fahraufgabe (FAR) zu er halten, wenn keine gültige geplante Trajektorie (TR) von dem autonomen Be- triebs- Fahrsystem (9) bereitgestellt wird, und wobei das Redundanz- Fahrsystem (11) nach Ermitteln eines Fehlers (E1) des autonomen Betriebs- Fahrsystems (9) wenigstens einen der Fahrzeugaktuatoren (7) ansteuert, um die reduzierte Fahraufgabe (FAR) unter Verwendung der reduzierten Trajektorie (TRR) durchzuführen. 2. The method (1) according to claim 1, wherein the redundancy driving system (11) is designed to carry out a reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory (TRR) for the reduced driving task (FAR) if no valid planned trajectory (TR) is provided by the autonomous operating driving system (9), and wherein the redundant driving system (11) controls at least one of the vehicle actuators (7) after an error (E1) has been determined in the autonomous operating driving system (9), around perform the reduced driving task (FAR) using the reduced trajectory (TRR).
3. Verfahren (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das autonome Betriebs- Fahrsystem (9) die Trajektorienplanung zyklisch durchführt, um eine geplante Trajektorie (TR) zu erhalten, und jeweils die geplante Trajektorie (TR) an dem Redundanz-Fahrsystem (11) bereitstellt. 3. The method (1) according to claim 1 or 2, wherein the autonomous operating driving system (9) carries out the trajectory planning cyclically in order to obtain a planned trajectory (TR), and in each case the planned trajectory (TR) on the redundant driving system ( 11) provides.
4. Verfahren (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das auto nome Betriebs-Fahrsystem (9) einen oder mehrere Primärsensoren (13, 13.1, 13.2, 13.3) aufweist, die Sensordaten (SD) an einer zentralen Steuereinheit (15) des autonomen Betriebs-Fahrsystems (9) bereitstellen, und wobei die zentrale Steuereinheit (15) die Trajektorienplanung (TR) unter Verwendung der Sensor daten (SD) ausführt. 4. The method (1) according to any one of the preceding claims, wherein the autonomous operating driving system (9) has one or more primary sensors (13, 13.1, 13.2, 13.3), the sensor data (SD) to a central control unit (15) of the provide autonomous operational driving system (9), and wherein the central control unit (15) executes the trajectory planning (TR) using the sensor data (SD).
5. Verfahren (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Re dundanz-Fahrsystem (9) einen oder mehrere einfache Redundanzsensoren (17, 17.1 , 17.2) aufweist, die Redundanzsensordaten (SDR) an einer zentralen Redundanzsteuereinheit (19) bereitstellen, wobei die zentrale Redundanzsteu ereinheit (19) unter Verwendung der Redundanzsensordaten (SDR) ermittelt ob sich ein Hindernis auf der geplanten Trajektorie (TR) oder der reduzierten Trajektorie (TRR) befindet und die geplante Trajektorie (TR) oder die reduzierte Trajektorie (TRR) unter Verwendung der Redundanzsensordaten (SDR) modifi ziert, wenn ein Hindernis auf der geplanten Trajektorie (TR) oder der reduzier ten Trajektorie (TRR) ermittelt wird. 5. The method (1) according to any one of the preceding claims, wherein the redundancy driving system (9) has one or more simple redundancy sensors (17, 17.1, 17.2) which provide redundancy sensor data (SDR) to a central redundancy control unit (19), wherein the central redundancy control unit (19) using the redundancy sensor data (SDR) determines whether there is an obstacle on the planned trajectory (TR) or the reduced trajectory (TRR) and using the planned trajectory (TR) or the reduced trajectory (TRR) the redundancy sensor data (SDR) is modified when an obstacle is detected on the planned trajectory (TR) or the reduced trajectory (TRR).
6. Verfahren (1) nach Anspruch 5, wobei das Redundanz-Fahrsystem (11) von einer von dem Betriebs-Fahrsystem (9) unabhängigen Redundanzspan nungsversorgung (21) versorgt wird. 6. The method (1) according to claim 5, wherein the redundancy driving system (11) is supplied by a redundancy voltage supply (21) independent of the operational driving system (9).
7. Verfahren (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Redundanzsensoren (17, 17.1 , 17.2) die Redundanzsensordaten (SDR) auch an der zentralen Steu ereinheit (15) bereitstellen. 8. Verfahren (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die redu zierte Fahraufgabe (FAR) ein kontrolliertes Bremsmanöver (BM) ist, bei dem das Redundanz-Fahrsystem (11) ein Blockieren der Räder (100.1 ,100.2, 102.1 ,7. The method (1) according to claim 5 or 6, wherein the redundancy sensors (17, 17.1, 17.2) also provide the redundancy sensor data (SDR) at the central control unit (15). 8. The method (1) according to any one of the preceding claims, wherein the redu ed driving task (FAR) is a controlled braking maneuver (BM) in which the redundant driving system (11) locks the wheels (100.1, 100.2, 102.1,
102.2, 102.3, 102.4) einer Achse (VA, HA1 , FIA2) des Fahrzeugs (2) verhindert. 102.2, 102.3, 102.4) of an axle (VA, HA1, FIA2) of the vehicle (2) prevented.
9. Verfahren (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und 8, wobei das kon trollierte Bremsmanöver (BM) ein Spurhalte-Bremsmanöver (SFI-BM) ist, bei dem das Fahrzeug (1) eine Fahrspur (25) beibehält , und/oder ein Spurwechsel- Bremsmanöver (SW-BM) ist, bei dem das Fahrzeug (1) auf eine vorhandene befahrbare alternative Fahrspur (26), bevorzugt einen Seitenstreifen (27), ge lenkt und verzögert wird, wobei die zentrale Redundanzsteuereinheit (19) das Einhalten der ge planten Trajektorie (TR) oder der reduzierten Trajektorie (TRR) unter Verwen dung der Redundanzsensordaten (RSD) überwacht. 9. The method (1) according to any one of claims 5 to 7 and 8, wherein the con trolled braking maneuver (BM) is a lane keeping braking maneuver (SFI-BM) in which the vehicle (1) maintains a lane (25), and / or a lane change braking maneuver (SW-BM) in which the vehicle (1) is steered and decelerated onto an existing drivable alternative lane (26), preferably a hard shoulder (27), the central redundancy control unit (19) compliance with the planned trajectory (TR) or the reduced trajectory (TRR) is monitored using the redundancy sensor data (RSD).
10. Verfahren (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die zentrale Steuereinheit (15) wenn kein Fehler (E1) vorliegt eine Betriebs- Trajektorienplanung durchführt, um eine Betriebs-Trajektorie (TR-B) zu erhal ten, und die Betriebs-Trajektorie (TR-B) an einem Betriebskontroller (29) und einem Redundanzkontroller (31) bereitstellt, wobei der Betriebskontroller (29) und/oder der Redundanzkontroller (31) zumindest einen der Fahrzeugaktua toren (7) ansteuern, um das Fahrzeug (1) auf der vorgeplanten Betriebs- Trajektorie (TR-B) zu halten. 10. The method (1) according to any one of claims 4 to 9, wherein the central control unit (15) if there is no error (E1) carries out an operating trajectory planning in order to obtain an operating trajectory (TR-B), and the Provides operating trajectory (TR-B) to an operating controller (29) and a redundancy controller (31), the operating controller (29) and / or the redundancy controller (31) controlling at least one of the vehicle actuators (7) in order to control the vehicle ( 1) to keep to the planned operating trajectory (TR-B).
11. Verfahren (1 ) nach Anspruch 10, wobei die Fahrzeugaktuatoren (7) zu mindest einen Fahrzeugaktuator (7) aus der Gruppe: Getriebe (7.1), Motor (7.2), Flauptbremssystem (7.3), Redundanzbremssystem (4) oder Lenkaktuator (7.5) aufweisen. 11. The method (1) according to claim 10, wherein the vehicle actuators (7) to at least one vehicle actuator (7) from the group: gearbox (7.1), engine (7.2), flaupt brake system (7.3), redundancy brake system (4) or steering actuator (7.5 ) exhibit.
12. Verfahren (1 ) nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die zentrale Redundanz steuereinheit (19) die geplante Trajektorie (TR) oder die reduzierte Trajektorie (TRR) der reduzierten Fahraufgabe (FAR) an dem Betriebskontroller (29) und dem Redundanzkontroller (31 ) bereitstellt, wobei der Betriebskontroller (29) und/oder der Redundanzkontroller (31 ) zumindest einen der Fahrzeugaktua toren (7) ansteuern, um das Fahrzeug (1 ) auf der reduziertenTrajektorie (TRR) der reduzierten Fahraufgabe (FAR) zu halten, wenn in einem Fehlerfall des Be- triebs- Fahrsystems (9) keine Betriebs-Trajektorie (TRB) vorliegt. 12. The method (1) according to claim 10 or 11, wherein the central redundancy control unit (19) the planned trajectory (TR) or the reduced trajectory (TRR) of the reduced driving task (FAR) on the operation controller (29) and the redundancy controller (31), the operation controller (29) and / or the redundancy controller (31) controlling at least one of the vehicle actuators (7) in order to guide the vehicle (1) on the reduced trajectory (TRR) of the reduced driving task (FAR) hold if there is no operating trajectory (TRB) in the event of a fault in the operating driving system (9).
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , wobei der Betriebskontroller (29) einen Fehlerstatus (ES2) des Redundanzkontrollers (31 ) überwacht, und wobei der Redundanzkontroller (31 ) einen Fehlerstatus (ES1 ) des Betriebskontrollers (29) überwacht. 13. The method according to claim 10 or 11, wherein the operating controller (29) monitors an error status (ES2) of the redundancy controller (31), and wherein the redundancy controller (31) monitors an error status (ES1) of the operating controller (29).
14. Verfahren (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei für den Fall, dass ein Flauptbremssystem (7.3) des Betriebs-Fahrsystems (9) ausfällt, das Fahrzeug (2) mittels eines Redundanzbremssystems (7.4) gebremst wird, das von einer Flauptspannungsversorgung (37) des Betriebs-Fahrsystems (9) unabhängig ist. 14. The method (1) according to any one of the preceding claims, wherein in the event that a main braking system (7.3) of the operational driving system (9) fails, the vehicle (2) is braked by means of a redundant braking system (7.4) which is supplied by a main voltage supply (37) of the operating driving system (9) is independent.
15. Verfahren (1 ) nach Anspruch 14, wobei ein Lenken des Fahrzeugs (2) mittels eines Lenkaktuators (39) erfolgt, der von dem Redundanzkontroller (31 ) angesteuert wird und von einer Hauptspannungsversorgung (37) des Betriebs- Fahrsystems (9) unabhängig ist. 15. The method (1) according to claim 14, wherein the vehicle (2) is steered by means of a steering actuator (39) which is controlled by the redundancy controller (31) and is independent of a main voltage supply (37) of the operational driving system (9) is.
16. Verfahren (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei für den Fall, dass ein Lenkaktuator (39) des Betriebs-Fahrsystems (9) ausfällt, ein Not- Lenken des Fahrzeugs (1 ) mittels eines Hauptbremssystems (7.3) erfolgt, das vorzugsweise von dem Redundanzkontroller (31 ) angesteuert wird. 16. The method (1) according to any one of claims 1 to 12, wherein in the event that a steering actuator (39) of the operational driving system (9) fails, an emergency steering of the vehicle (1) by means of a main brake system (7.3) takes place , which is preferably controlled by the redundancy controller (31).
17. Autonomes Fahrzeugsystem (5) zum Steuern eines Fahrzeugs (2), ins besondere Nutzfahrzeugs (3), aufweisend: ein autonomes Betriebs-Fahrsystem (9), das zum Ansteuern wenigstens eines Fahrzeugaktuators (7) des Fahrzeugs (2) zum Durchführen einer dynami schen Fahraufgabe (FA) in einem fehlerfreien Betrieb des autonomen Betriebs- Fahrsystems (9) ausgebildet ist, ein Redundanz-Fahrsystem (11), das zum Durchführen einer reduzierten Fahraufgabe (FAR) ausgebildet ist, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem (9) dazu ausgebildet ist, zum Erhalten einer geplanten Trajektorie (TR) für die reduzierte Fahraufgabe (FAR) eine Trajektorienplanung durchzuführen und die geplante Trajektorie (TR) an dem Redundanz-Fahrsystem (11) bereitzustellen, wobei das autonome Betriebs-Fahrsystem (9) und das Redundanz- Fahrsystem (11) miteinander verbunden und dazu ausgebildet sind, zu ermit teln, ob ein Fehler (E1 , E2) des jeweils anderen Systems (9, 11) vorliegt, wobei das Redundanz-Fahrsystem (11) zum Ansteuern wenigstens eines Fahrzeugaktuators (7) ausgebildet ist, um die reduzierte Fahraufgabe (FAR) beim Ermitteln eines Fehlers (E1) des autonomen Betriebs-Fahrsystems (9) unter Verwendung der geplanten Trajektorie (TR) durchzuführen. 17. Autonomous vehicle system (5) for controlling a vehicle (2), in particular a commercial vehicle (3), comprising: an autonomous operational driving system (9) which is used to control at least one vehicle actuator (7) of the vehicle (2) to carry out a dynamic driving task (FA) is designed in an error-free operation of the autonomous operating driving system (9), a redundancy driving system (11) which is designed to carry out a reduced driving task (FAR), the autonomous operational driving system (9) being designed to plan a trajectory to obtain a planned trajectory (TR) for the reduced driving task (FAR) perform and provide the planned trajectory (TR) to the redundant driving system (11), the autonomous operating driving system (9) and the redundant driving system (11) being connected to one another and designed to determine whether an error ( E1, E2) of the other system (9, 11) is present, the redundancy driving system (11) being designed to control at least one vehicle actuator (7) in order to perform the reduced driving task (FAR) when determining an error (E1) of the autonomous Operational driving system (9) to be carried out using the planned trajectory (TR).
18. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 17, wobei das Redun danz-Fahrsystem (11) dazu ausgebildet ist, eine reduzierte Trajektorienplanung durchzuführen, um eine reduzierte Trajektorie (TRR) für die reduzierte Fahrauf gabe (FAR) zu erhalten, wenn keine gültige geplante Trajektorie (TR) von dem autonomen Betriebs-Fahrsystem (9) bereitgestellt wird, und wobei das Redun danz-Fahrsystem (11) zum Ansteuern wenigstens eines Fahrzeugaktuators (7) ausgebildet ist, um die reduzierte Fahraufgabe (FAR) beim Ermitteln eines Feh lers (E1) des autonomen Betriebs-Fahrsystems (9) unter Verwendung der redu zierten Trajektorie (TRR) durchzuführen. 18. Autonomous vehicle system (5) according to claim 17, wherein the redundancy driving system (11) is designed to carry out a reduced trajectory planning in order to obtain a reduced trajectory (TRR) for the reduced driving task (FAR) if not a valid one Planned trajectory (TR) is provided by the autonomous operational driving system (9), and wherein the redundancy driving system (11) is designed to control at least one vehicle actuator (7) in order to perform the reduced driving task (FAR) when determining an error (E1) of the autonomous operating driving system (9) using the reduced trajectory (TRR) to be carried out.
19. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Betriebs-Fahrsystem (9) einen oder mehrere Primärsensoren (13, 13.1 , 13.2) zum Ermitteln von Sensordaten (SD), eine mit den Primärsensoren (13, 13.1 , 13.2) verbundene zentrale Steuereinheit (15) und eine Flauptspannungsversor- gung (37) für das Betriebs-Fahrsystem (9) aufweist, wobei die zentrale Steuer einheit (15) dazu ausgebildet ist, eine Trajektorienplanung zum Erhalten einer geplanten Trajektorie (TR) unter Verwendung der Sensordaten (SD) durchzu führen wenn kein Fehler (E1) vorliegt. 19. Autonomous vehicle system (5) according to claim 17 or 18, wherein the operational driving system (9) has one or more primary sensors (13, 13.1, 13.2) for determining sensor data (SD), one with the primary sensors (13, 13.1, 13.2 ) connected central control unit (15) and a main voltage supply (37) for the operational driving system (9), the central control unit (15) being designed to carry out a trajectory planning for obtaining a planned trajectory (TR) using the Carry out sensor data (SD) if there is no error (E1).
20. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 19, wobei das Betriebs- Fahrsystem (9) ferner einen mit der zentralen Steuereinheit (15) verbundenen Betriebskontroller (29) aufweist, der zum Ansteuern zumindest eines Fahrzeug aktuators (7) und/oder einer ersten Gruppe (41) von Fahrzeugaktuatoren (7) des Fahrzeugsystems (2) ausgebildet ist. 20. The autonomous vehicle system (5) according to claim 19, wherein the operating driving system (9) further comprises an operating controller (29) connected to the central control unit (15), which is used to control at least one vehicle actuator (7) and / or a first Group (41) of vehicle actuators (7) of the vehicle system (2) is formed.
21. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 20, wobei die erste Gruppe (41) von Fahrzeugaktuatoren (7) ein Getriebe (7.1), einen Motor (7.2) und/oder ein Flauptbremssystem (7.3) umfasst, die mit der Flauptspannungs- versorgung (37) des Betriebs-Fahrsystems (9) verbunden sind. 21. Autonomous vehicle system (5) according to claim 20, wherein the first group (41) of vehicle actuators (7) comprises a transmission (7.1), a motor (7.2) and / or a Flauptbremssystem (7.3), which with the Flauptspannungs- supply (37) of the operating driving system (9) are connected.
22. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 20, wobei die erste Gruppe (41) von Fahrzeugaktuatoren (7) einen Lenkaktuator (7.5) und/oder ein Redundanzbremssystem (7.4) umfasst, die mit der Flauptspannungsversorgung (37) des Betriebs-Fahrsystems (9) verbunden sind. 22. Autonomous vehicle system (5) according to claim 20, wherein the first group (41) of vehicle actuators (7) comprises a steering actuator (7.5) and / or a redundancy brake system (7.4) which is connected to the main voltage supply (37) of the operational driving system ( 9) are connected.
23. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei das Redundanz-Fahrsystem (11) einen oder mehrere einfache Redun danzsensoren (17) zum Ermitteln von Redundanzsensordaten (SDR) aufweist, die mit der zentralen Steuereinheit (15) des Betriebs-Fahrsystems (9) und mit einer zentralen Redundanzsteuereinheit (19) des Redundanz-Fahrsystems (11) verbunden sind. 23. Autonomous vehicle system (5) according to one of claims 19 to 22, wherein the redundancy driving system (11) has one or more simple redundancy sensors (17) for determining redundancy sensor data (SDR), which with the central control unit (15) of the Operating driving system (9) and are connected to a central redundancy control unit (19) of the redundant driving system (11).
24. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 23, wobei das Redun danz-Fahrsystem (11) ferner eine Redundanzspannungsversorgung (51) zum Versorgen des Redundanz-Fahrsystems (11) und einen Redundanzkontroller (31) aufweist, der zum Ansteuern eines Fahrzeugaktuators (7) und/oder einer zweiten Gruppe (53) von Fahrzeugaktuatoren (7) des Fahrzeugsystems (5) ausgebildet ist. 24. The autonomous vehicle system (5) according to claim 23, wherein the redundancy driving system (11) further comprises a redundancy voltage supply (51) for supplying the redundancy driving system (11) and a redundancy controller (31) which is used to control a vehicle actuator (7 ) and / or a second group (53) of vehicle actuators (7) of the vehicle system (5).
25. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 21 und 24, wobei die zweite Gruppe (53) von Fahrzeugaktuatoren (7) einen Lenkaktuator (7.5) und/oder ein Redundanzbremssystem (7.4) umfasst, die mit der Redundanz spannungsversorgung (51) des Redundanz-Fahrsystems (11) verbunden sind. 25. Autonomous vehicle system (5) according to claim 21 and 24, wherein the second group (53) of vehicle actuators (7) is a steering actuator (7.5) and / or a redundancy braking system (7.4), which are connected to the redundancy voltage supply (51) of the redundancy driving system (11).
26. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 22 und 24, wobei die zweite Gruppe (53) von Fahrzeugaktuatoren (7) ein Getriebe (7.1), einen Motor (7.2) und/oder ein Flauptbremssystem (7.3) umfasst, die mit der Redundanz spannungsversorgung (51) des Redundanz-Fahrsystems (11) verbunden sind. 26. Autonomous vehicle system (5) according to claim 22 and 24, wherein the second group (53) of vehicle actuators (7) comprises a transmission (7.1), a motor (7.2) and / or a Flauptbremssystem (7.3) with the redundancy voltage supply (51) of the redundancy driving system (11) are connected.
27. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei die Redundanzsensoren (17) einen Fahrzeugseitensensor (55), insbe sondere ein Seitenradar, einen Seitenultraschall und/oder einen Seitenlidar- sensor, aufweisen, der dazu ausgebildet ist, einen Abstand (A) zu einer seitli chen Fahrbahnbegrenzung (57) zu ermitteln. 27. Autonomous vehicle system (5) according to one of claims 23 to 26, wherein the redundancy sensors (17) have a vehicle side sensor (55), in particular a special side radar, a side ultrasound and / or a side lidar sensor, which is designed to have a To determine the distance (A) to a lateral lane boundary (57).
28. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei die Redundanzsensoren (177) ein kurzreichweiten Frontradar (59) und/oder einen Weitwinkel-Lidar-Sensor (61) umfassen, die zum Ermitteln eines befahrbaren Raums bis zu Fahrzeugkanten (62) ausgebildet sind. 28. Autonomous vehicle system (5) according to one of claims 23 to 27, wherein the redundancy sensors (177) comprise a short-range front radar (59) and / or a wide-angle lidar sensor (61) which are used to determine a drivable area up to the edges of the vehicle (62) are formed.
29. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 20, wobei der Betriebs kontroller (29) dazu ausgebildet ist, einen Fehlerstatus (ES3) der ersten Grup pe (41) von Fahrzeugaktuatoren (7) zu ermitteln und an der zentralen Steuer einheit (15) bereitzustellen. 29. Autonomous vehicle system (5) according to claim 20, wherein the operation controller (29) is designed to determine an error status (ES3) of the first group (41) of vehicle actuators (7) and to the central control unit (15) provide.
30. Autonomes Fahrzeugsystem (5) nach Anspruch 24, wobei der Redun danzkontroller (31) dazu ausgebildet ist, einen Fehlerstatus (E4) der zweiten Gruppe (53) von Fahrzeugaktuatoren (7) zu ermitteln und an der zentralen Re dundanzsteuereinheit (19) und/oder an der zentralen Steuereinheit (15) bereit zustellen. 30. Autonomous vehicle system (5) according to claim 24, wherein the redundancy controller (31) is designed to determine an error status (E4) of the second group (53) of vehicle actuators (7) and to the central redundancy control unit (19) and / or at the central control unit (15).
31. Fahrzeug (2), insbesondere Nutzfahrzeug (3), aufweisend ein autonomes Fahrzeugsystem (5) gemäß einem der Ansprüche 17 bis 30, das zum Ausfüh ren eines Verfahrens (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist. 31. Vehicle (2), in particular commercial vehicle (3), having an autonomous vehicle system (5) according to one of claims 17 to 30, which is designed for executing a method (1) according to one of claims 1 to 16.
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