HU231511B1 - Kormányzási rendszer autonóm jármű teszt vezetéséhez való használatra, leválasztási eljárás és adatfeldolgozó rendszer, számítógépes programtermék és számítógéppel olvasható tárolóeszköz az eljárás megvalósításához - Google Patents

Description

11702L

KORMÁNYZÁSI RENDSZER AUTONÓM JÁRMŰ TESZT VEZETÉSÉHEZ VALÓ HASZNÁLATRA, LEVÁLASZTÁSI ELJÁRÁS ÉS ADATFELDOLGOZÓ RENDSZER, SZÁMÍTÓGÉPES PROGRAMTERMÉK ÉS SZÁMÍTÓGÉPPEL OLVASHATÓ TÁROLÓESZKÖZ AZ ELJÁRÁS MEGVALÓSÍTÁSÁHOZ

MŰSZAKI TERÜLET

A találmány tárgya kormányzási rendszer autonóm jármű teszt vezetéséhez való használatra. A találmány tárgya továbbá leválasztási eljárás, és adatfeldolgozó rendszer, számítógépes programtermék és számítógéppel olvasható tárolóeszköz az eljárás megvalósításához.

A KORÁBBI TECHNIKA

Az emberek egyre könnyebb és kellemesebb vezetési élményt keresnek; ezért a technika állása szerint a vezetőket a járművek kormányzásában segítő számos megoldás ismert. Ismertek autonóm, önvezető funkciókkal rendelkező járművek is, vagyis olyan járművek, amelyek használói beavatkozás nélkül vagy minimális használói beavatkozással, önmagukat képesek vezetni.

Az US 2003/0221898 A1 irat olyan motorral meghajtott kormányvezérlőt ismertet, amely úgy van kialakítva, hogy ellenkormányzó művelet alatt a kormányzó nyomatékot csökkentse. Az első kerekek kormányzására fordulatszám csökkentő áttételen és fogasléces hajtáson át EPS motor szolgál, ezáltal a kormánykerék elfordításához a kezelő által kifejtendő erőt csökkenti, így segítve a kezelőt a jármű vezetésében. A motor nem közvetlenül csatlakozik a kormánykerék tengelyéhez, hanem áttételen át, ami további mozgó alkatrészek alkalmazását teszi szükségessé, amelyek elhasználódásra és meghibásodásra hajlamosak.

Az ellenkormányzás segítéséhez szükséges kormányzó nyomatékot ki van számolva és ki van fejtve, de hibás számítás esetén a kezelő a kormányzó műveletet felülbírálhatja. Az irat nem ismertet a biztonságos felülbírálásra megoldásokat.

- 2 Az US 2006/0015228 A1 irat eljárást és rendszert ismertet mobil gépben, például mezőgazdasági járműben a holtzóna kormányzására. Az eljárás szerint a kezelő manuálisan méri a holtzóna értékét, amely holtzóna értéket egy vezérlőben a holtzóna kompenzálására használják fel, csökkentve ezáltal a holtzónával kapcsolatos nem kívánatos hatásokat. A rendszer megfordítható forgásirányú villamos motorral van ellátva, amely a kormánykereket az óramutató járásával egyező vagy az óramutató járásával ellenkező irányba képes elfordítani. A villamos motor áramát úgy állítják be, hogy a kormánykereket túlzott mértékű nyomaték előállítása nélkül forgassa el, amely lehetővé teszi a használó általi felülbírálást. A motor ebben az esetben sem közvetlen meghajtású motor, így a motor nyomatékának a kormánykerékre történő átvitelére további áttételekre van szükség.

Az US 2006/0195238 A1 irat eljárást és rendszert ismertet automatikus járművezérlésre paraméter-alapú leválasztással, amely jármű mezőgazdasági jármű, például traktor vagy betakarítógép. A járművet előre meghatározott útvonal mentén automatikusan vezetik és abban az esetben, ha egy előre meghatározott paramétert túllép, akkor az automatikus irányítás kormányzó parancsát felfüggesztik addig, amíg a vezérlés visszakapcsolására utasító jel be nem érkezik. A rendszer előre meghatározott paramétere lehet a jármű minimális sebessége, maximális sebessége, a jármű irányszöge és az útvektor közötti megközelítési szög, útvonaltól való eltérés hibahatára, a jármű fékezése, üléskapcsoló jele vagy időtúllépés érzékelő jele, a jármű túlzott mértékű oldaldőlése vagy perdülése, túlzott gyorsulás stb., illetve a használó által kiadott kézi felülbírálás. A jármű előnyösen áttétel nélküli villamos motort használ.

Az EP 1 972 482 A2 irat előnyösen ipari targoncákhoz való kormánymeghajtó rendszert ismertet. A kormánymeghajtó rendszernek motorral ellátott kormánymeghajtó egysége van, amely működtetésekor egy hajtótengelyen át beállító kereket hajt meg. Az irat vezetékes kormány (steer-by-wire) megoldást ismertet, amelynél a kormányrendszerhez kefe nélküli villamos motor van csatlakoztatva. Abban az esetben, amikor a beállító kereket a motor hajtja meg, akkor a vezető vagy kezelő érzékelni tudja a kormányzóeszköz és a beállító kerék közötti közvetlen kapcsolatot.

- 3 A US 2012/0130596 A1 irat jármű vezető rendszert ismertet, amelynél a jármű mezőgazdasági jármű, amelyet a rendszer az üzemanyag vagy mezőgazdasági anyagok hatékony használását biztosító előre meghatározott útvonal mentén vezet. A jármű kormánykerék szerelvényt tartalmaz, amelynek kormánytengelyhez csatlakoztatott kerékaggyal rendelkező kormánykereke és a kormánykerék szerelvényt közvetlenül meghajtó hajtószerelvénye van. A hajtószerelvény tengelye a kormánykerék szerelvénnyel koaxiálisan van elrendezve. Az irat nem ismertet olyan nyomaték határokat, amelyeken a hajtó szerelvény nem tud túllépni, így nincs biztosítva, hogy a vezető szükség esetén, például baleset elkerülésére bármikor átvehesse a jármű irányítását.

A US 2014/0214275 A1 irat precíziós farmgazdaságban alkalmazható kormányvezérlőt ismertet. A kormányvezérlő a jármű kormánytengelyét el tudja forgatni annak érdekében, hogy a járművet a kívánt pályára irányítsa. A jármű kormánytengelyéhez kerékagy csatlakoztatható, és a kerékagy elforgatásával a kormánytengelyt motor tudja forgatni. A jármű előnyösen mezőgazdasági jármű, melynek kormányzási rendszere jellemzően hidraulikus rendszer. A kezelő a kormánykerék elfordításával átveheti a jármű irányítását, de az irat nem ismerteti, hogy ez hogyan lehetséges.

Az US 2016/0334790 A1 irat utólagosan beépíthető autonóm járműrendszert ismertet. Egy kormányzó motorral gyakorolnak nyomatékot a kormányoszlopra, amely kormányzó motor villamos motor, például szénkefés vagy kefe nélküli motor lehet, amely a kormányoszlophoz szíjáttétellel vagy fogaskeréken át csatlakozik. A használó beavatkozása érzékelhető, és a használó átveheti a jármű irányítását; a rendszer még a használó által kifejtett nyomaték irányát is képes meghatározni.

Az ismert megoldások fényében felmerült az igény olyan kormányzási rendszer iránt, amely alkalmas autonóm járművek tesztelésére különféle forgalmi szituációkban és különféle vezetési körülmények között, és amely lehetővé teszi, hogy a használó vagy vezető a tesztelés során fellépő váratlan vagy veszélyes szituációban beavatkozhasson. Olyan kormányzási rendszer iránt is felmerült az igény, amely lehetővé teszi, hogy tesztelés közben a használó a rendszert

- 4 leválassza és felülbírálja, különösen a jármű hibás működése vagy az autonóm kormányzásával kapcsolatban fellépő probléma esetén.

A TALÁLMÁNY ISMERTETÉSE

A találmány elsődleges célja olyan, autonóm jármű teszteléséhez alkalmazható kormányzási rendszer megalkotása, amely a lehető legnagyobb mértékben mentes a technika állása szerinti megoldások hátrányaitól.

Az „autonóm jármű” kifejezés bármely olyan járműre vonatkozik, amely legalább részlegesen működtethető vezetői beavatkozás nélkül, például önvezető autók és az önvezető vagy autonóm funkciókkal rendelkező félig automatizált járművek, amelyeknél az önvezető vagy autonóm vezetési funkciók működése csak bizonyos utakra vagy környezeti körülmények közötti működésre, illetve bizonyos vezetési szituációkra (például automatikus parkolás) korlátozódik, vagy bármely olyan hagyományos jármű, amely az említett jármű autonóm vezetését lehetővé tévő eszközzel (például egy jármű vezető robottal) van felszerelve.

A közeljövőben az emberi beavatkozás nélkül működő, teljesen automatizált autonóm járművek elterjedésével a közúti szállítás várhatóan teljes egészében automatizálttá válik. Az ilyen járműveket azonban tesztelni kell ahhoz, hogy a használóinak, utasoknak, a szállított áruknak, magának a járműveknek és bármely más személynek, járműnek vagy tárgynak a biztonságát az autonóm jármű útvonala mentén biztosítsuk. Például redundáns hardver és szoftver megoldásokra van szükség a szükséges biztonsági követelmények teljesítéséhez. A jármű autonóm vezetéséért felelős szoftvernek megfelelően biztonságosnak kell lennie és fel kell készíteni a jármű biztonságos irányítására bármely lehetséges környezeti, jármű és forgalmi viszonyok között, beleértve a ritkán előforduló és a váratlan eseményeket is.

Egyes járművek félig automatizált működésre vannak tervezve, vagyis bizonyos körülmények között a jármű képes autonóm módon vezetni önmagát, bár vezetőre szükség van annak érdekében, hogy veszélyes vagy váratlan szituációban beavatkozzon.

- 5 Biztonságos működésük és a biztonsági szabályozásnak való megfelelőségük biztosítására az autonóm járművet és a jármű vezetéséért felelős szoftvert alaposan tesztelni kell. Egy ilyen tesztelés különböző vezetési helyzetet (szcenáriót) kell, hogy tartalmazzon, ami a jármű valóságos használata közben előfordulhat, beleértve a közúti forgalomban történő vezetést.

A találmány célja olyan kormányzási rendszer megalkotása, amely lehetővé teszi autonóm járművek közúti körülmények közötti és különböző vezetési szituációkban történő biztonságos tesztelését, továbbá lehetővé teszi eltérő automatizálási szintű, akár teljesen automatizált járművek tesztelését is.

Az önvezető járművekkel kapcsolatosan nagy nehézséget jelent, hogy a legtöbb önvezető tulajdonságot csak bizonyos körülmények közötti használatra (például gyorsforgalmi utakon, városi környezetben, különleges időjárási viszonyok mellett, sötétben vagy éjszaka, stb.) tervezték, vagyis „merevek”. A merevség kifejezés arra a jelenségre utal, hogy a jármű automatizált tulajdonságai jól működnek azon körülmények között, amelyekre tervezték, de a rendszer emberi beavatkozást tesz szükségessé az olyan szituációkban, amelyeknek a kezelésére a szoftvert tervezéskor nem készítették fel. Ez azonban kihívást jelent a vezető számára, vagyis a vezetőnek észre kell vennie, hogy az automatika nem működik helyesen, és meg kell értenie, hogy miért is nem működik helyesen. Az emberi tényezőket érintő kutatások kimutatták, hogy az emberek lassan észlelik az automatika problémás működését, és a probléma észlelése után is csak lassan értik meg a problémát. Amennyiben az automatika meghibásodik, hirtelen váratlan változások következhetnek be, amelyben a vezetőnek át vagy vissza kell vennie a jármű kézi irányítását, és nem biztos, hogy a vezető kész átvenni a jármű irányítását. Ennek megfelelően, a találmány további célkitűzése olyan kormányzási rendszer megalkotása, amely lehetővé teszi a biztonságos leválasztást és felülbírálást akár eltérő vezetési szituációkban és forgalmi körülmények között is.

A találmány további célja olyan leválasztási eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi, hogy a vezető vagy használó átvegye a jármű irányítását.

A találmány további célja egy adatfeldolgozó rendszer kidolgozása, amely az eljárás lépéseit végrehajtó eszközt tartalmaz, a találmány szerinti eljárás lépéseit egy vagy

- 6 több számítógépen végrehajtó nem-átmeneti számítógépes programtermék kidolgozása, és az eljárás lépéseit egy vagy több számítógépen végrehajtó utasításokat tartalmazó, számítógéppel olvasható nem-átmeneti tárolóeszköz kidolgozása.

A találmány céljai az 1. igénypont szerinti kormányzási rendszerrel vannak megvalósítva. A találmány céljai továbbá a 10. igénypont szerinti eljárással, a 12. igénypont szerinti adatfeldolgozó rendszerrel, a 13. igénypont szerinti nem-átmeneti számítógépi programtermékkel és a 14. igénypont szerinti számítógéppel olvasható nem-átmeneti tárolóeszközzel érhetők el. A találmány előnyös kiviteli alakjai az aligénypontokban vannak meghatározva.

A találmány szerinti kormányzási rendszer legfőbb előnye a technika állása szerinti megoldásokkal szemben abból a tényből adódik, hogy lehetővé teszi egy autonóm jármű tesztelését akár eltérő automatizálási szinteken, különböző vezetési körülmények között is, és ezzel hozzájárul a biztonságosabb autonóm járművekhez, amelyek meghibásodásra és balesetekre kevésbé hajlamosak.

A találmány szerinti kormányzási rendszer további előnye, hogy ugyanúgy működtethető, mint bármely hagyományos kormányzási rendszer, ezért nem csak gyakorlott biztonságos vezetők, hanem bármely vezető használni tudja, így a tesztjármű vezetéséhez nincs szükség különleges képzettségre. A találmány szerinti kormányzási rendszer adott esetben vezető közreműködése nélkül is működtethető, például robottaxi cég járműveinek közúti vagy előnyösen zárt, egyéb járművek számára a tesztelés során nem hozzáférhető területen végzett tesztelésére is használható.

A találmány szerinti kormányzási rendszer továbbá használható tesztvezetők betanítására. A betanítás magában foglalhatja a találmány szerinti kormányzási rendszerrel ellátott tesztjármű vezetését, vagy a találmány szerinti kormányzási rendszer tesztpadra vagy bármely egyéb szimulációs környezetbe is beszerelhető, amely tesztvezetők számára realisztikus képzést biztosít biztonságos tesztkörnyezetben.

- 7 A találmány szerinti kormányzási rendszer kézi kormányzóeszköz, például kormánykerék vagy botkormány nélküli, teljesen automatizált járművekbe is telepíthető, és olyan járművekbe is, amelyek kézi kormányzóeszközt tartalmaznak vagy bizonyos körülmények között önvezető funkciókkal rendelkező járművekbe. Az első esetben a kézi kormányzóeszköz beépítése lehetővé teszi az autonóm jármű összetettebb tesztelését biztonságos módon, vagyis a jármű váratlan vagy hibás működésének érzékelésekor a vezető beavatkozhat, így a járművet nem csak zárt pályán, hanem közforgalmú úton, valós forgalmi körülmények között is lehet tesztelni. Az utóbbi esetben a kormányzási rendszer a jármű meglévő kormánytengelyére szerelhető fel.

A találmány szerinti kormányzási rendszer autonóm jármű vagy a jármű egy vagy több autonóm vagy önvezető funkciója vagy tulajdonsága minőségének szakszerű és alapos, tesztelésére használható.

A találmány szerinti kormányzási rendszert különböző szintű automatizálás, előnyösen 1-estől 5-ös szintig terjedő automatizálási szintű technológiák tesztelésére terveztük. Az 5-ös szintű automatizálás nem igényel emberi vezetőt, de az autonóm vezető szoftver fejlesztéséhez és finomhangolásához előnyös lehet, ha egy tesztjármű kézi kormányzást lehetővé tévő interfésszel, pl. kormánykerékkel, botkormánnyal, vagy egyéb, a tesztelés során biztonságos kézi vezetést lehetővé tévő szerkezettel rendelkezik. A vezető ilyen kézi beavatkozásával biztosítható a jármű és környezetének biztonsága még akkor is, ha az automatizált vezetésért felelős szoftverben programhibák vannak, vagy a tesztvezetés során váratlan szituáció alakul ki.

Az 1-es automatizálási szinten például szükséges, hogy a vezető kézzel vagy lábbal (de nem szükségszerűen mindkettő) használatával folyamatosan fizikailag működtesse a járművet. Az 1-es szintű automatizálásra példa az adaptív tempomat, amely a vezetőt segíti a többi járműhöz viszonyított biztonságos követési távolság megtartásában. A 2-es szintű automatizálás esetében a vezetőnek figyelnie kell az útra és készen kell állnia, hogy előnyösen rövid jelzésre az irányítást bármikor átvegye. A 2-es szintű automatizálásra példa az önműködő parkolás. A 3-as szintű automatizálás esetében a vezetőnek készen kell állnia az esetenkénti irányításra,

- 8 de elegendően kényelmes átmeneti idővel. Például, a 3-as szintű jármű képes gyorsforgalmi úton, előnyösen a fel- és lehajtókat is beleértve, önállóan, a vezető beavatkozása nélkül navigálni. Az automatizálás 4-es szintjén a vezető adja meg az úti célt vagy a navigációs bemenő adatokat, de a vezetőtől nem várjuk el, hogy az út során bármikor készenlétben álljon az irányítás átvételére. Jelenleg nincs a piacon 4-es szintű jármű, az ilyen 4-es szintű járműnek képesnek kellene lennie egy teljes út megtételére a kiindulópont és a célpont között bármely vezetői input vagy beavatkozás nélkül. A vezetőnek az 1-4 automatizálási szintek mindegyikén figyelemmel kell kísérnie az automatizált jármű működését, hogy meggyőződjön az elvárt működésről és beavatkozzon azokban a szituációkban, amelyeket az automatizált jármű képtelen kezelni, és beavatkozzon a jármű irányításába (visszavegye a jármű irányítását).

Felismertük, hogy közvetlenül a jármű kormánytengelyére meghajtó motort telepítve kiváló dinamikai tulajdonságok és kényelmes vezetés élmény biztosítható, mivel a közvetlen meghajtású motor csak nagyon kis, a vezető által észrevehetetlen mértékben növeli a kormányzás inerciáját, így a megszokott vezetési érzet biztosítható. Továbbá a kormányzás pontos pozíció és sebesség szabályozása érhető el, mivel a közvetlen meghajtású motor a járművet közvetlenül tudja vezetni, és nincs szükség kiegészítő átviteli rendszerre vagy fogaskerekekre, szíjáttételre, hajtóműre, stb. Kiegészítő átviteli rendszer vagy áttételek nélkül holtjáték vagy kopás nem várható, ami a találmány szerinti kormányzási rendszer megbízhatóságát növeli, továbbá csökkenti a kormányzási rendszeren belüli mozgó alkatrészek számát, amely szintén hozzájárul a kormányzási rendszer megbízhatóbb működéséhez. A kevesebb mozgó alkatrész javítja a kormányzási rendszer energiahatékonyságát, mivel a közbülső mechanikai alkatrészek veszteségei megszűnnek, továbbá a kevesebb alkatrész kisebb súllyal terheli a kormányoszlopot, ami könnyebb és pontosabb vezetést tesz lehetővé. A fenti tényezők együttesen csökkentik a kormányzási rendszer ökológiai lábnyomát.

A találmány szerinti kormányzási rendszer további előnye, hogy kompakt méretű, tengelyirányú mérete kicsi, ugyanakkor a nagy méretű furatai révén a kormányzási rendszer igen sokfajta járműre felszerelhető tesztelés céljára.

- 9 A közvetlen meghajtású motorral rendelkező találmány szerinti kormányzási rendszer magas nyomaték/inercia aránnyal és magas nyomaték/tömeg aránnyal rendelkezik, nyomatékingadozása vagy hullámossága kicsi, nyomatéka még kis sebességek mellett is magas.

A találmány szerinti kormányzási rendszernek továbbá alacsony akusztikus zajjal rendelkezik, és a közvetlen hajtásnak és a kormányzási rendszer viszonylag kis számú alkatrészének köszönhetően az általa létrehozott rezgés is csekély mértékű. A kisebb alkatrészszám csökkenti a karbantartásigényt és a karbantartások gyakoriságát is.

Egyes kiviteli alakokban a kormányzási rendszert annak egyes alkatrészei között viszonylag nagy légréseket hagyva valósítjuk meg, ami csökkenti a hűtési igényt, továbbá viszonylag magas ütésállóságot és rugalmasságot eredményez szennyezett környezetben.

A találmány szerinti kormányzási rendszer tehát bármely autonóm jármű tesztelésére használható.

A RAJZOK RÖVID LEÍRÁSA

A továbbiakban a találmány előnyös kiviteli alakjait példa kapcsán ismertetjük a rajzokra történő hivatkozással, ahol az

1. ábra hagyományos motoros kormányhajtás elrendezés vázlatos keresztmetszeti nézetét mutatja, a

2. ábra a találmány szerinti, közvetlen meghajtású motorral ellátott előnyös kormányzási rendszer vázlatos keresztmetszeti nézete, a

3. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer egy előnyös kiviteli alakjának az oldalnézete, a

4. ábra a 3. ábra szerinti kormányzási rendszer előnyös kiviteli alakjának keresztmetszete, az

5. ábra a találmány szerinti előnyös kormányzási rendszer vázlatos áttekintő képét mutatja a jármű egyéb részeihez csatlakoztatva, a

6. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer egy példakénti architektúráját mutatja, a

7. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer egy példakénti architektúráját mutatja szimulációs környezetben, a

8. ábra egy vázlatos rajz, amely becslés alapján végrehajtott leválasztási eseményt szemléltet, a

9. ábra a közvetlen meghajtású motor áramjele alapján végrehajtott lehetséges leválasztási eseményeket bemutató grafikon, a

10. ábra az állapotok közötti, áthidaló állapotok nélkül bekövetkező állapotváltozások hatását szemlélteti, a

11. ábra az állapotok közötti, áthidaló állapot jelenlétében bekövetkező állapotváltozások hatását szemlélteti, a

12. ábra két különböző előre meghatározott állapotot, valamint egy közéjük beiktatott áthidaló állapotot szemléltet az egyes állapotok jellemző leválasztási határaival a nyomatékra vonatkoztatva, a

13. ábra három különböző előre meghatározott állapotot, valamint a közéjük beiktatott áthidaló állapotokat szemléltet az egyes állapotok jellemző leválasztási határaival a nyomatékra vonatkoztatva, a

14. ábra négy különböző előre meghatározott állapotot, valamint a közéjük beiktatott áthidaló állapotokat szemléltet az egyes állapotok jellemző leválasztási határaival a nyomatékra vonatkoztatva, a

15. ábra sebességcsökkentő küszöb hatását mutatja a függőleges irányú gyorsulás jelére, a

16. ábra egy grafikon mutatja a különböző előre meghatározott állapotok esetében a közvetlen meghajtású motor nyomatéka és az villamos kormányrásegítő rendszer (EPAS) által segített nyomaték közötti összefüggést, és a

17. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer különböző használási módjait és azok kapcsolatait szemlélteti.

- 11 A TALÁLMÁNY MEGVALÓSÍTÁSI MÓDJAI

A találmány tárgya autonóm jármű teszteléséhez használható kormányzási rendszer. A találmány szerinti kormányzási rendszernek a jármű kézi kormányzására kialakított kézi kormányzóeszköze van, melynek segítségével a vezető vagy a használó felülbírálhatja a kormányzási rendszert vagy balesetek elkerülésére vagy vészhelyzetekben és a tesztelt jármű, valamint a környezetében lévő más járművek, tárgyak, utasok, stb. biztonságának megőrzése érdekében átveheti a jármű irányítását. A kézi kormányzóeszköz előnyösen egy kormánykerék, botkormány vagy más, a jármű kézi kormányzására használható működtető eszköz.

A találmány szerinti kormányzási rendszernek továbbá a kézi kormányzóeszközhöz csatlakozó kormánytengelye és a kormánytengelyre ható, vezérelt nyomatékot előállító közvetlen meghajtású motorja van, amely közvetlen meghajtású motornak a kormánytengellyel koaxiális forgástengelye van. A közvetlen meghajtású motor előnyösen állandómágneses szinkronmotor, például kefe nélküli egyenáramú motor.

A találmány szerinti kormányzási rendszer legalább két, egymástól eltérő vezetési körülményeket jellemző előre meghatározott állapottal rendelkezik, amely vezetési körülmények előnyösen a következők legalább egyike: parkolási manőver, forgalmi dugó, városi vezetés, elővárosi vezetés, kis sebességű vezetés, nagy sebességű vezetés, vészmanőver, zárt pályán történő vezetés. Az előre meghatározott állapotokat legalább egy állapotparaméter alapján vannak meghatározva, amely legalább egy állapotparaméter a jármű sebessége, oldalirányú gyorsulása, a jármű függőleges tengelye körüli elfordulásának mértéke és/vagy hosszirányú gyorsulása.

Mindegyik előre meghatározott állapotnak legalább egy előre meghatározott leválasztási határa van, és az előre meghatározott leválasztási határ túllépése előnyösen kezdeményezi a közvetlen meghajtású motor leválasztását. Leválasztás esetén előnyösen a jármű vezetője vagy használója értesítést kap, és felszólítást, hogy vegye át a jármű irányítását.

A találmány szerinti kormányzási rendszernek továbbá szabályozási paraméter alapján működtethető szabályozóegysége van. A szabályozási paraméter előnyösen a kézi kormányzóeszköz pozíciója, a kézi kormányzóeszközre ható

- 12 nyomaték, a kézi kormányzóeszközre ható erő, a kézi kormányzóeszköz sebessége vagy a közvetlen meghajtású motor árama.

A szabályozóegység úgy van kialakítva, hogy a jármű egy aktuális előre meghatározott állapotát érzékelje, és a szabályozóegység továbbá mozgásszabályozót, motorvezérlő egységet és visszacsatoló eszközt tartalmaz. A mozgásszabályozó úgy van kialakítva, hogy a szabályozási paraméter elérendő előírt értékét tartalmazó parancsot létrehozza. A motorvezérlő egység úgy van kialakítva, hogy a mozgásszabályozótól kapott parancs alapján a közvetlen meghajtású motor tápellátását biztosítsa, és a visszacsatoló eszköz úgy van kialakítva, hogy a szabályozási paraméter aktuális értékét monitorozza és a szabályozási paraméter parancs szerinti előírt értéke és a szabályozási paraméter aktuális értéke közötti különbség értéket meghatározza. A visszacsatoló eszköz továbbá úgy van kialakítva, hogy kezdeményezze a közvetlen meghajtású motor leválasztását abban az esetben, ha a különbségérték alapján az aktuális előre meghatározott állapotnak megfelelő legalább egy előre meghatározott leválasztási határt eléri.

A mozgásszabályozó előnyösen magas szintű szabályozót és alacsony szintű szabályozót tartalmaz, és előnyösen a magas szintű szabályozó egy mozgásprofilt hoz létre, amely a közvetlen meghajtású motor számára a szabályozási paraméter előírt értékeit tartalmazza, és az alacsony szintű szabályozó a mozgásprofilt fogadja és előállítja a parancsot, amely az elérendő szabályozási paraméter előírt értékét tartalmazza.

A szabályozó egység előnyösen továbbá drive-by-wire egységet tartalmaz, amely a magas szintű szabályozó és az alacsony szintű szabályozó között van elrendezve és a magas szintű szabályozó által létrehozott mozgásprofilt az alacsony szintű szabályozó által fogadni képes jellé alakítja át.

A találmány szerinti kormányzási rendszernek előnyösen két, előre meghatározott állapot közötti közbenső áthidaló állapota van, amely a két előre meghatározott állapothoz tartozó leválasztási határ között sima átmenetet biztosít.

- 13 A találmány szerinti kormányzási rendszer előnyös kiviteli alakjait az alábbiakban az 1-17. ábrák segítségével ismertetjük részletesebben.

Az 1. ábra hagyományos motoros kormányelrendezés hajtásának vázlatos keresztmetszeti nézetét mutatja, amely elrendezés 15 motor által hajtott 10 kormánytengelyt tartalmaz, ahol a 15 motor 12 hajtó fogaskeréken és 14 csökkentő áttételen keresztül van a 10 kormánytengelyhez csatlakoztatva. A 10 kormánytengely körül legalább egy 11 csapágy van elrendezve. A 10 kormánytengely 17 első tengely körül, a 15 motor 18 második tengely körül forgatható. A hagyományos motoros hajtáselrendezésekben, mint amilyen az 1. ábra szerinti is, a 17 első tengely és a 18 második tengely nem egybeeső és nem is koaxiális, tehát szükséges beiktatni a 12 hajtó fogaskereket. A 15 motorhoz előnyösen a 15 motor forgását mérő 13 szögérzékelő van csatlakoztatva, amely a 10 kormánytengelyhez erősített, a kézi kormányzást lehetővé tévő kormánykerék pozíciójának jelzésére alkalmazható. A 13 szögérzékelő jellemzően a 18 második tengely körül is forog. Abban az esetben, ha a 15 motor kefe nélküli egyenáramú motor (BLDC motor), akkor a motor 16 kommutációs kódolóval van ellátva a kefe nélküli egyenáramú motor kommutációját végző kommutációs jelek létrehozására. A 16 kommutációs kódoló előnyösen a 18 második tengely, azaz a 15 motor tengelye körül is forog.

Az 1. ábrával ellentétben a 2. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer keresztmetszetét szemlélteti, amely rendszernek 27 első tengely körül forgó 20 kormánytengelye és szintén a 20 kormánytengely 27 első tengelye körül forgó 25 közvetlen meghajtású motorja van. A kormányzási rendszer előnyösen továbbá a 20 kormánytengely körül legalább egy 21 csapágyat tartalmaz. A kormányzási rendszer előnyösen még a 20 kormánytengelyhez 22 fogaskerekeken át csatlakozó 23 szögérzékelővel is rendelkezik, és a 23 szögérzékelő a 20 kormánytengely és a 25 közvetlen meghajtású motor 27 első tengelyével előnyösen párhuzamosan elrendezett 28 második tengely körül foroghat.

Az alábbiakban a találmány szerinti kormányzási rendszer egy példaképpeni megvalósítását mutatjuk be. A példa szerinti kormányzási rendszer az alábbi hardver komponenseket tartalmazza:

- egy kefe nélküli egyenáramú motort (BLDC motor), mint 25 közvetlen meghajtású motort, amelynek passzív hűtésű, alumíniumötvözet háza van, amely alumíniumötvözet előnyösen 7075-ös (AA7075) alumíniumötvözet,

- abszolút többfordulatú kódolót optikai letapogatással, amely 23 szögérzékelőként pontos, akár 360° feletti pozíciók mérésére is képes,

- nagy teljesítményű szervo hajtást, amelynek folyamatos RMS árama előnyösen 18 A és csúcs RMS árama 36 A,

- hőmérséklet-érzékelőt a 25 közvetlen meghajtású motor forgórésztekercseléséhez a tekercselés hőmérsékletének monitorozására,

- feszültségnövelő átalakítót a 25 közvetlen meghajtású motor tápellátásának biztosítására (előnyösen 12V/48V, 50A-es) és

- 20 kormánytengelyt, amely előnyösen a tesztelendő jármű eredeti (OEM) kormányoszlopa.

A 3. és 4 ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer egy előnyös kiviteli alakját szemlélteti, ahol a 3. ábrán a kormányzási rendszer oldalnézete, a 4. ábrán pedig a keresztmetszeti nézete látható.

A 3. és 4. ábra szerinti kormányzási rendszer 35a állórésszel, 35b forgórésszel és 35c motortengellyel rendelkező 35 közvetlen meghajtású motort tartalmaz, amely 35 közvetlen meghajtású motor 37 tengely körül forog. A 35c motortengely a 30 kormánytengely körül van elrendezve oly módon, hogy a 35c motortengely 37 tengelye a 30 kormánytengely tengelyével koaxiális, azaz mind a 30 kormánytengely, mind pedig a 35c motortengely a 37 tengely körül forgatható. A 30 kormánytengely előnyösen a tesztvezetésre használandó jármű eredeti kormányoszlopa.

A 35 közvetlen meghajtású motor előnyösen 36 motorházban van elrendezve. Annak érdekében, hogy a 35 közvetlen meghajtású motor 35a állórésze és a 36 motorház között megfelelően merev kapcsolat legyen, valamilyen kötési eljárás, előnyösen speciális ragasztó használható. Ugyanez a kötési eljárás alkalmazható a 35b forgórész és a 35c motortengely között. A 35 közvetlen meghajtású motor 36 motorháza a 30 kormánytengely eredeti csavarlyukait használja fel a 36 motorháznak a 30 kormánytengelyhez történő erősítéséhez.

- 15 A 35c motortengely körül előnyösen egy vagy több 31 első csapágy van elrendezve, a 3. és 4. ábra szerinti előnyös kiviteli alakban a 35 közvetlen meghajtású motornak két 31 első csapágya van, amelyek rendre egy-egy 38, 48 csapágyházban vannak elrendezve.

Kompakt méretének köszönhetően a 35 közvetlen meghajtású motor inerciája alacsony, ezért az a 30 kormánytengelyhez kapcsolódó kormánykereket pontosan a kívánt pozícióba tudja forgatni a motort vezérlő szabályozóegység megfelelő finomhangolása vagy kalibrálása után. További előnyt jelent, hogy a kompakt méretű 35 közvetlen meghajtású motor súlya nem terheli meg túlzott mértékben a 30 kormánytengelyt. Ennek eredményeképpen a találmány szerinti kormányzási rendszer könnyen vezérelhető, ugyanakkor megfelelő teljesítményű. A 35b forgórész tekercselés-hőmérsékletének monitorozására a kormányzási rendszerben előnyösen hőmérséklet-érzékelő van elrendezve.

A kormányzási rendszer előnyösen 48V-os egyenárammal működik, tehát a 35 közvetlen meghajtású motor tápellátásának biztosítására motorvezérlő egységre van szükség. A motorvezérlő egység előnyösen a járműbe van integrálva, például a jármű csomagterében helyezkedik el, amely motorvezérlő egység akkumulátorral és/vagy feszültségnövelő átalakítóval lehet ellátva.

A 35c motortengely előnyösen 40 tengelykapcsolón át csatlakozik a 30 kormánytengelyhez, és a 40 tengelykapcsoló előnyösen 41 első karimán keresztül van a 35c motortengelyhez csatlakoztatva.

A 30 kormánytengely meghosszabbításaként a találmány szerinti kormányzási rendszer egymással és a 30 kormánytengely 37 tengelyével koaxiálisan elrendezett 32 belső oszlopot és 34 külső oszlopot tartalmazhat. A 32 belső oszlop és a 34 külső oszlop között 49a második csapágy lehet elrendezve. A 30 kormánytengely körül további csapágyak, például 49b harmadik csapágy, lehetnek elrendezve.

A 30 kormánytengelyre 33 szögérzékelő, előnyösen abszolút forgó kódoló van közvetlenül felszerelve. Az ebben az előnyös kiviteli alakban alkalmazott 33 szögérzékelő segítségével a találmány szerinti kormányzási rendszer még a tápellátás megszűnése esetén is, a 33 szögérzékelő tervezési képességeinek

- 16 köszönhetően, képes az aktuális kormányzó szögpozíció érzékelésére. Diagnosztikai okokból két 33 szögérzékelő is alkalmazható a 30 kormánytengely és a 35b forgórész közötti különbség mérésére. Kettős tekercselésű 35 közvetlen meghajtású motor alkalmazásával a találmány szerinti kormányzási rendszer redundanciája megnövelhető.

A 3. és 4. ábra szerinti előnyös kiviteli alakban a 30 kormánytengely és a 33 szögérzékelő 42, 44 szíjtárcsákon és 43 hajtószíjon keresztül van kapcsolatban.

A kormányzási rendszer továbbá a kormányzási rendszer részeit egymáshoz vagy a jármű szerkezeti részeihez rögzítő eszközökkel is el lehet látva. Példaképpen, a 34 külső oszlop 35 közvetlen meghajtású motorhoz viszonyított pozíciójának rögzítésére 39 csatlakozás alkalmazható. A 36 motorház és a 35 közvetlen meghajtású motor 30 kormánytengelyhez viszonyított pozíciója 45 második konzol alkalmazásával rögzíthető. A 35 közvetlen meghajtású motor továbbá 46 harmadik konzol alkalmazásával csatlakoztatható a járműhöz, azaz a jármű vázához. A kormányzási rendszer egészében 47 negyedik konzol segítségével szerelhető fel a jármű vázára.

Az 5. ábra a találmány szerinti előnyös kormányzási rendszer vázlatos áttekintése, amelyen a kormányzási rendszernek a jármű egyéb részegységeihez történő csatlakoztatása látható. A kormányzási rendszer 5. ábra szerinti előnyös kiviteli alakja a jármű 54 vezető általi kézi vezetését lehetővé tévő 52 kormánykerékhez erősített 50 kormánytengellyel rendelkezik. Az 55 közvetlen meghajtású motor az 50 kormánytengelyen van elrendezve, áttételek nélkül, ahol az 55 közvetlen meghajtású motor forgástengelye koaxiális az 50 kormánytengely forgástengelyével. Az 5. ábra szerinti kormányzási rendszer továbbá az 52 kormánykerék pontos pozíciójának meghatározására szolgáló 53 szögérzékelővel rendelkezik.

Az 55 közvetlen meghajtású motor és az 53 szögérzékelő egyaránt az 56 szabályozóegységhez csatlakozik, amely az 53 szögérzékelőtől egy visszacsatoló pozíciójelet vesz és parancsot ad az 55 közvetlen meghajtású motor számára a jármű kormányzására, amely parancs előnyösen az 55 közvetlen meghajtású motor áramának elérendő célértékét tartalmazza. Az 56 szabályozóegység 57 külső

- 17 hálózathoz, például az Internethez, felhőhöz vagy adatbázishoz lehet csatlakoztatva a jármű kormányzására vonatkozó további információ fogadására.

A jármű kormányzásához az 50 kormánytengelyt a jármű 60 kerekéhez szükséges csatlakoztatni. Az 5. ábra szerint az 50 kormánytengely 59 nyomatékérzékelővel ellátott 51 összekötőtengellyel van a 60 kerekekhez csatlakoztatva. Az 59 nyomatékérzékelő példaképpen torziós rúdként lehet kialakítva. A 60 kerekek és az 59 nyomatékérzékelő előnyösen 61 fogasléces hajtóműhöz kapcsolódik, amely az 50 kormánytengelyre ható kormányzó nyomatékot a 60 kerekekhez továbbítja.

A 61 fogasléces hajtóműhöz továbbá 62 áttételen át 63 villamos kormányrásegítő rendszer (EPAS: Electric Power Assisted Steering) is csatlakoztatható a 60 kerekek kormányzásának a további segítésére. A 63 villamos kormányrásegítő rendszer előnyösen egy 58 elektronikus vezérlőegység (ECU: Electronic Control Unit) jeleit veszi.

A 6. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer egy előnyös 600 architektúráját mutatja. A szaggatott vonalakkal határolt keretek a járművön belüli azon különböző helyeket jelölik, ahol a kormányzási rendszer részei és az azokkal egyesített részek vannak elhelyezve. Ezek a lehetséges helyek a jármű 610 vezetőülése, a jármű 620 utasülése, a jármű 630 csomagtere, a jármű 640 középkonzolja és a jármű 650 kormányoszlopa.

A 610 vezetőülésnél van a jármű kézi kormányzásra szolgáló eszköz, előnyösen 611 kormánykerék elrendezve, amely 601 kormánytengelyhez csatlakozik. A 611 kormánykerék a jármű kormányzásához nyomatékot képes gyakorolni a 601 kormánytengelyre.

A 620 utasülésnél, előnyösen a 620 utasülés alatt szabályozóegység van elrendezve, amely a 650 kormányoszlop elemeivel, valamint egy, előnyösen a jármű 630 csomagterében elrendezett 632 tápegységgel áll kapcsolatban. A jármű 630 csomagterében egy 631 fő akkumulátor is el van rendezve. A 631 fő akkumulátor és a 632 tápegység egyaránt előnyösen 641 vészleállító eszközhöz van csatlakoztatva, amely eszköz a könnyű hozzáférhetőség érdekében előnyösen a 640 középkonzolon elrendezett gombként van kialakítva.

- 18 A 650 kormányoszlopnál a 601 kormánytengelyhez 651 tengelykapcsolón, előnyösen csúszásmentes tengelykapcsolón, át csatlakoztatott 655 közvetlen meghajtású motor van elrendezve. Ebben az elrendezésben a 655 közvetlen meghajtású motor a jármű kormányzásához nyomatékot képes átvinni a 601 kormánytengelyre. A 655 közvetlen meghajtású motor előnyösen hőcsatolásban áll egy 652 hőmérséklet-érzékelővel. A 650 kormányoszlop továbbá a 601 kormánytengellyel mechanikai kapcsolatban álló 653 kormány szögérzékelővel is el van látva.

A 655 közvetlen meghajtású motor vezérlőjelek vételére előnyösen a 621 szabályozóegységhez van csatlakoztatva, és a 621 szabályozóegység továbbá a 652 hőmérséklet-érzékelőhöz csatlakozik a 655 közvetlen meghajtású motor hőmérsékletének monitorozására és a 653 kormány szögérzékelőhöz csatlakozik a 655 közvetlen meghajtású motor, illetve a 601 kormánytengely forgáshelyzetéről adott információ fogadására.

A 601 kormánytengely továbbá a jármű 602 szervomotorjához, előnyösen a jármű eredeti 602 szervomotorjához is csatlakozhat. A 602 szervomotor nyomatékot tud átadni a 601 kormánytengelyre, épp úgy, mint a 655 közvetlen meghajtású motor és a 611 kormánykerék.

A 7. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer egy példakénti architektúráját mutatja szimulációs környezetben, mivel egy autonóm jármű tesztelése nem szükségszerűen korlátozódik úton végzett tesztelésre. A találmány szerinti kormányzási rendszer szimulációs tesztelésre is használható, melynek során a kormányzási rendszert tesztpadra, előnyösen HIL (hardver-in-the-loop) tesztpadra szereljük fel, és a vezetők a kormányzási rendszerbe beavatkozhatnak, hasonló módon, mint tesztvezetés alatt.

A tesztpadok, különösen a HIL tesztpadok az alábbi tesztek elvégzését teszik lehetővé:

- a kormányzási rendszer szabályozóegysége robusztusságának vizsgálatát, - a 75 közvetlen meghajtású motor mechanikai szerkezete robusztusságának vizsgálatát,

- felülbírálás funkcionalitását és a vezető általi esetleges beavatkozásokat kézi kormányzás eszközeinek, például 71 kormánykeréknek és működtető eszközöknek, például 76 pedálnak használatával,

- a teljes kormányzási rendszer tesztelését az aktuális járműbe történő beépítése előtt, és

- új firmware tesztelését, vagyis hardver és szoftver komponensek tesztelését azok tervezett frissítése előtt.

Amint a fenti felsorolásból látható, a tesztpadok segítségével tesztelhetők és finomhangolhatók a találmány szerinti kormányzási rendszer hardverkomponensei, egyebek mellett vizsgálható a hardverkomponensek megbízhatósága és tartóssága a kormányzási rendszernek járműbe történő beépítése előtt. A kormányzási rendszerrel ellátott tesztpadok ugyancsak használhatók a teljes kormányzási rendszer egyes alrendszereinek, illetve a teljes rendszer tesztelésére és érvényesítésére. A találmány szerinti kormányzási rendszerrel ellátott tesztpadok szintén használhatók vezetők betanítására mielőtt a jármű valós körülmények közötti tesztelésében részt vesznek. A hurok tesztelés lehetővé teszi különböző vezetési szituációk szimulálását.

A vezető vagy a használó különböző interfészek, például a 71 kormánykerék vagy egyéb, kézi kormányzóeszköz, illetve egy vagy több működtető szerv, például 76 pedálok segítségével léphet kapcsolatba a rendszerrel. A 71 kormánykerék 75 közvetlen meghajtású motorral ellátott 70 kormánytengelyhez van csatlakoztatva. A 75 közvetlen meghajtású motort 74 drive-by-wire egységgel (központi kommunikációs egység az önvezető szoftver és a gépjármű alrendszerei között) rendelkező szabályozóegység vezérli. A 74 drive-by-wire egység előnyösen összeköttetésben áll a 76 pedálokkal.

Annak érdekében, hogy valósághű körülményeket biztosítsunk, a teszt architektúra 77 jármű ECU (elektronikus vezérlőegység) emulátort és 73 EPAS (villamos kormányrásegítő rendszer) emulátort is tartalmaz. A 73 EPAS emulátort arra alkalmazzuk, hogy a 70 kormánytengely emulált 72 segített kormányzását létrehozzuk.

- 20 A szabályozóegység bemenő paramétereinek létrehozására 78 szimulációs számítógépet alkalmazunk, amelynek 79a szimulációs szoftvere és 79b virtuális érzékelői vannak. A 78 szimulációs számítógép a szabályozóegység számára biztosít virtuális érzékelő-adatokat, forgalmi szituációkat, és egy járműmodellt. A szabályozóegység ebben a szimulált környezetben képes futni, és ugyancsak képes fogadni a 78 szimulációs számítógépből és a 77 jármű ECU emulátorból érkező jeleket és adatokat, valamint képes a 75 közvetlen meghajtású motor és a 76 pedálok számára utasításokat kiadni. A kiadott utasításokat előnyösen a 74 drive-by-wire egység fordítja le a 75 közvetlen meghajtású motor és a 76 pedálok számára. A 73 EPAS emulátor előnyösen szintén használ szimulációs adatokat és a 78 szimulációs számítógéptől kapott bemenő adatok.

A továbbiakban a leválasztás jellemzőit tárgyaljuk részletesebben.

Mint azt fentebb már említettük, a találmány szerinti kormányzási rendszer legalább két, egymástól eltérő vezetési szituációt, pl. parkolás, városi vezetés, stb., jellemző előre meghatározott állapottal rendelkezik. Az egyes előre meghatározott állapotoknak legalább egy-egy előre meghatározott, a vizsgált jármű biztonságos működését fenntartó leválasztási határa van.

Leválasztás alatt azt az eseményt értjük, amikor a jármű autonóm vezetését le kell állítani és biztonsági okokból a jármű kézi vezetésére kell áttérni. Az előre meghatározott leválasztási határok lehetnek hardveres határok vagy egyéb előre meghatározott küszöbértékek, amelyek azt jelezhetik, hogy a jármű viselkedése instabillá válik vagy az autonóm vezetés veszélyessé válik, például valamilyen hiba miatt.

Abban az esetben, ha egy leválasztási határt elértünk vagy túlléptük, akkor célszerű áttérni az autonóm vezetésről a kézi vezetésre annak érdekében, hogy biztosítsuk a tesztelő személyzet, a tesztelt jármű utasainak, magának a tesztelt járműnek és a tesztelt jármű tervezett útvonala mentén lévő bármely más személynek, járműnek vagy tárgynak a biztonságát.

Felismertük, hogy a különböző vezetési szituációkban egymástól eltérő leválasztási határokra van szükség ahhoz, hogy a biztonságos tesztelést biztosítsuk és a

- 21 szükségtelen kézi beavatkozások lehetőségét csökkentsük. A különböző vezetési szituációk szolgálnak alapul az előre meghatározott állapotokhoz.

Az előre meghatározott állapotokat előnyösen legalább egy állapotparaméter alapján határozzuk meg, például a jármű sebessége (lásd alább az a) pontot), oldalirányú gyorsulása, a jármű függőleges tengelye körüli elfordulásának mértéke és/vagy hosszirányú gyorsulása alapján. Az állapotparaméterek mellett az alábbi b) - f) pontokban felsorolt egyéb paraméterek is szolgálhatnak annak meghatározása alapjául, hogy a járművet adott időpontban melyik előre meghatározott állapot jellemzi, vagyis a járműnek melyik az aktuális előre meghatározott állapota.

a) A jármű sebessége. A jármű sebessége fontos tényezőnek bizonyult a leválasztási művelet szükségességének a jellemzésére, ezért célszerű monitorozni a jármű sebességét. A jármű sebességének monitorozása lehetővé teszi a jármű sebességén alapuló kormányvezérlést (sebességfüggő járművezérlés) is. A jármű sebessége meghatározható az ABS blokkból származó, CAN buszon át továbbított kijelzett sebességértékből. A jármű sebességének a meghatározására egyéb módszerek is alkalmazhatók, például a jármű kerekeire erősített Hall-érzékelővel, és az érzékelők analóg jeléből kivehetők a kerék egy körbefordulásához tartozó jelek. A jármű sebességének a meghatározására ismertek kiegészítő sebességmérők, amelyek a kereskedelmi forgalomban hozzáférhetők. Célszerűen egyidejűleg több módszer alkalmazható redundáns mért sebességértékek biztosítására. A sebességjel biztonsági szintje előnyösen egy ASIL-D szintnek felel meg annak érdekében, hogy a lehető legnagyobb biztonságot érjük el, így redundáns sebességjel észlelése kívánatos.

b) Referencia pozíció vagy nyomaték. A magas szintű szabályozóval és alacsony szintű szabályozóval rendelkező kormányzási rendszerben a magas szintű szabályozó ad egy mozgásprofilt, vagyis egy referenciajelet az alacsony szintű szabályozónak, beleértve egy szabályozási paraméter előírt értékeit, például az elérendő célpozíciót vagy cél-nyomatékot. A magas szintű szabályozó számolja ki a célértékek eléréséhez szükséges gyorsulást és riasztja a vezetőt, hogy vegye át a vezérlést az autonóm irányítórendszertől abban az

- 22 esetben, ha a számított gyorsulás egy biztonsági határ fölött van, ami a jármű vagy az autonóm vezetőszoftver váratlan vagy hibás működését jelzi. A riasztás vizuális és/vagy hangjelzés formájában adható ki. Ilyen riasztás esetén az alacsony szintű szabályozó előnyösen tovább folytatja a jármű irányítását az alacsony szintű határolóin belül, biztosítva a jármű biztonságát. Ily módon a célértékek túlságosan gyors megnövekedése elkerülhető.

c) A kormánykerék vagy a kormánytengely sebessége. A kormánykerék vagy a kormánytengely sebessége előnyösen vagy a jármű kormánypozícióérzékelőjének, vagy a közvetlen meghajtású motor egy pozícióérzékelőjének használatával számítható ki. A jármű kormánypozíció-érzékelője vagy a közvetlen meghajtású motor pozícióérzékelője előnyösen egy szögérzékelő. A biztonság és a redundancia érdekében használható mind a kormánypozícióérzékelő, mind a közvetlen meghajtású motor pozícióérzékelője. A kormánykerék maximális sebessége előnyösen nem átléphető leválasztási határt határoz meg; egyébként az alacsony szintű szabályozó haladéktalanul riasztást küld a vezetőnek és leválasztja az automata kormány működését. A kormánytengelyhez előnyösen legalább egy kormány szögérzékelő van csatlakoztatva. Még előnyösebben a kormánytengelyhez legalább két kormány-szögérzékelő van csatlakoztatva: az egyik a közvetlen meghajtású motorhoz van csatlakoztatva, a másik a jármű eredetileg beépített érzékelője (beépített kormánykerék-pozícióérzékelő). Mint azt fentebb már ismertettük, biztonsági okokból célszerű a redundáns jelek alkalmazása.

d) A kormánykerék vagy kormánytengely célpozíciója. A kormánykerék vagy a kormánytengely célpozícióját előnyösen szintén monitorozzuk, elsődlegesen a közvetlen meghajtású motor, előnyösen nagy pontosságú (±0,05-0,1°), pozícióérzékelőjének használásával. Másodlagosan, a kormánykerék célpozíciójának monitorozására a kormánykerék beépített pozícióérzékelője szintén alkalmazható, bár annak pontossága általában alacsonyabb, így a kormánykerék beépített pozícióérzékelőjét előnyösen csak tartalék lehetőségként alkalmazzuk.

e) A kormányzás lehetőségének a becslése. Az autonóm szoftver előnyösen kiszámítja és elküldi a célpozíció vagy a cél-nyomaték értéket a közvetlen meghajtású motorhoz, előnyösen a magas szintű és az alacsony szintű szabályozón keresztül. Amennyiben a magas szintű szabályozó által küldött kérést az alacsony szintű szabályozó figyelmen kívül hagyja, mert becslése szerint a pozíció vagy nyomaték célérték elérése a leválasztási határt túllépi, a találmány szerinti kormányzási rendszer előnyösen a leválasztás előtt értesíti a vezetőt, így marad ideje a vezetőnek, hogy a szükséges biztonsági intézkedéseket megtegye. A 8. ábra olyan példát szemléltet, ahol egy kanyarban a leválasztási határ várhatóan túllépésre kerül.

f) A közvetlen meghajtású motor árama. Az alacsony szintű szabályozó a közvetlen meghajtású motor kimenő áramát nyomatékká konvertálja. A közvetlen meghajtású motor áramával kapcsolatosan egynél több leválasztási határ is meghatározható. Például egy hardverhatár, amely nem haladható meg, mivel az bekövetkeztekor leválasztást eredményez. A szigorú határok (vagyis olyan határok, amelyek nem haladhatók meg) mellett ugyanakkor mérsékelt határok is megadhatók leválasztási határokként. A mérsékelt határok előnyösen például megadott ideig túlléphetők. Mérsékelt határok esetében leválasztásra csak akkor kerül sor, ha az az idő, amikor a határt túlléptük, egy határ fölött van, vagy a paraméter halmozott értéke egy határt túllép. A 9. ábra a közvetlen meghajtású motor áramára vonatkozó különböző leválasztási határok elérésének és/vagy túllépésének hatásaira mutat példákat.

A fenti paraméterek közül egy vagy több alkalmazható annak meghatározására, hogy a jármű egy adott időpontban melyik előre meghatározott állapothoz tartozik. Például, kizárólag a jármű sebessége lehet a döntő tényező, más esetekben más paraméterek kombinációja is használható.

Ahogy fent már említettük, a 8. ábra a kormányzás lehetőségének a becslésén alapuló leválasztási műveletet mutat, vagyis ha az előírt célparaméterekkel lehetséges a biztonságos kormányzás vagy egy jövőbeni leválasztás várható.

- 24 A 80 jármű autonóm vezető szoftvere általában rendelkezik útvonaltervező egységgel, amely útvonaltervező egységnek egy adott érzékelési távolságon belüli 84 útmodellje van. A 84 útmodell alapján kiszámítható egy olyan 83 abszolút kormányzó nyomaték, amely szükséges a 80 jármű 85 úton tartásához még abban az esetben is, ha a 85 út kanyarodik. Ahogy a 80 jármű megközelít egy 86 kanyart, a 80 jármű 85 úton tartásához szükséges nyomaték megnő. A várható jövőbeli nyomaték 81 becslő egység segítségével, előnyösen egy kormányzás valószínűségét becslő egységgel számítható, és a kormányzó nyomatékhoz tartozó 82 leválasztási határral összehasonlítható. Ha a nyomatékbecslés eredménye szerint a 82 leválasztási határt várhatóan egy későbbi időpontban átlépjük, vagyis amikor a 80 jármű a 86 kanyarban van, akkor a 80 jármű vezetőjének 87 riasztás adható ki, aki a 86 kanyarba történő beérkezés előtt visszaveheti a kézi irányítást. A kormánykerékre ható nyomaték mellett egyéb paraméterek is számíthatók az előre meghatározott leválasztási határaik vonatkozásában.

A 9. ábrán közvetlen meghajtású motor 90 áramjele alapján végrehajtott leválasztási eseményeket bemutató grafikon látható. A 90 áramjel a közvetlen meghajtású motor kimenő áramának értékeit alkotja és a grafikonon az idő függvényében van ábrázolva. Az alacsony szintű szabályozóban a közvetlen meghajtású motor kimenő árama a kormánytengelyre ható nyomatékká van konvertálva. A 8. ábrával kapcsolatosan tárgyalt nyomatékhoz hasonlóan a közvetlen meghajtású motor kimenő áramával is társítható egy előre meghatározott leválasztási határ. A kimenő áramhoz egy előre meghatározott leválasztási határ lehet egy 91 hardverhatár (nem túlléphető kemény határ), és/vagy egy 92 áramküszöb (bizonyos feltételek mellett túlléphető lágy határ). A 91 hardverhatárt előnyösen a közvetlen meghajtású motor hardvere határozza meg, és mivel a 91 hardverhatár „kemény” határ, abban az esetben, ha a 91 hardverhatárt elértük, megtörténik a leválasztás (lásd a 9. ábrán a 93 leválasztási pontot). A 9. ábrán látható példa szerint a kimenő áram 91 hardverhatára 30 A-re van beállítva, vagyis amint a kimenő áram aktuális értéke eléri a 30 A-re beállított 91 hardveres határt a 93 leválasztási pontban, a leválasztás megtörténik. Amikor a kimenő áram újból az előre meghatározott leválasztási határ, vagyis a 91 hardverhatár és a 92 áramküszöb alá tér vissza, az autonóm vezetőrendszer újra aktiválható (lásd 94 újraaktiválási pont).

- 25 A 92 áramküszöb egy mérsékelt küszöbérték, így az, például előre meghatározott időtartamra, átléphető. Amikor a 90 áramjel átlépi a 92 áramküszöböt, előnyösen elindítunk egy időzítőt, amelyet egészen addig futtatunk, amíg a 90 áramjel túllépi a 92 áramküszöböt. Ha az időzítő által mért időtartam egy előre meghatározott időtartamnál rövidebb, akkor nem történik meg a leválasztás (lásd leválasztás nélküli 95 pont). A 9. ábra olyan esetet is szemléltet, amikor a 90 áramjel hosszabb időtartamban túllépi a 92 áramküszöböt, így a 96 leválasztási pontban létrejön a leválasztás.

Mérsékelt határ esetén, alternatív módon egy halmozott túllépő jel mérhető az időzítő által mért időtartam és a 92 áramküszöböt túllépő kimenő áram értékei alapján. A halmozott túllépő jel a 92 áramküszöböt túllépő 90 áramjel, azaz a vonalkázással jelölt területek integráljaként számítható. Integrálás helyett más, a jelzett területek közelítésére más eljárások is alkalmazhatók. Például a kimenő áramértékek összege az időzítő által mért időtartammal szorozható.

Leválasztási esemény kezdeményezésekor, pl. valamely leválasztási határ túllépése vagy kritikus, helyrehozhatatlan hiba miatt, a vezető számára jelzést küldünk, hogy vegye át a jármű irányítását és vezetői átvételi időszakot indítunk el. A vezetői átvételi időszak alatt a járművet a kormányzási rendszer és az autonóm szoftver továbbra is vezeti egészen addig, amíg a vezető át nem veszi a jármű irányítását vagy amíg a vezetői átvételi időszak le nem jár. A vezető átveheti a jármű irányítását a jármű kézi kormányzásával vagy egy működtető karral vagy bármely egyéb, a vezetői felülbírálást jelző eszközzel. Amennyiben a vezetői átvételi időszak anélkül jár le, hogy a vezető átvette volna a jármű irányítását, biztonsági manővert indítunk.

Kritikus hiba esetén, és ha a kormányzási rendszer és az autonóm szoftver a továbbiakban nem képes a járművet megbízhatóan vezérelni, a biztonsági manővert, vezetői átvételi időszak indítása nélkül, azonnal elkezdjük. Még ebben az esetben is jelzést küldünk a vezetőnek a jármű irányításának a haladéktalan átvételére. Ebben az esetben a jelzés előnyösen sokkal agresszívabb, könnyebben észrevehető jelzés.

- 26 A biztonsági manővert előnyösen a drive-by-wire vezérlőegységben, alacsony szintű biztonsági funkcióként valósítjuk meg. A biztonsági manőver alatt, az utolsó kormányzási kérést megtartjuk, ha a kormányzást egy (ADAS) fejlett vezetéstámogató rendszer aktiválta, és gyorsítási kérés nem került elfogadásra. Abban az esetben azonban, ha a hiba jelentkezésekor volt aktív fékezési kérés, akkor a fékezési kérelmet fenntartjuk. Ha a hiba jelentkezésekor a fék nem volt aktiválva, de a féket az ADAS vezérelte, akkor a biztonsági manőver során a jármű lassítására enyhe lassítást kérünk.

Bármely olyan esetben, amikor a vezető kezdeményezi a rendszer felülbírálását vagy lenyomja a működtető kart, a biztonsági manővert leállítjuk és a vezető átveszi a jármű kézi vezérlését.

Például, amikor biztonsági manőver elindult, akkor az utolsó kormányzó szögpozíciót megtartjuk, és a jármű hosszirányú sebességét egészen a jármű megállásáig csökkentjük.

Egy további példa szerint a biztonsági manőver elindításakor a járművet biztonságos parkolási hely keresésére, lassításra és megállításra utasítjuk. Előnyösen a jármű vészjelző lámpáját működésbe hozzuk.

Az előre meghatározott állapotokat a jármű vezetése során jelentkező különböző műveleti szituációk alapján határozhatjuk meg. Ilyen előre meghatározott állapotok lehetnek például a vezetés gyorsforgalmi úton, városi vezetés, elővárosi vezetés, parkolás, zártpályás vezetés, stb. Mindegyik vezetési szituáció jellemzőinek megfelelő különböző előre meghatározott állapotok szükségessé tehetik különböző leválasztási határok beállítását. A jármű aktuális előre meghatározott állapota meghatározásáról a fenti egy vagy több a) - f) paraméter alapján hozható döntés. A döntés egyetlen paraméter, például a jármű sebessége alapján, vagy a fenti paraméterek kombinációja alapján hozható meg.

Például, a jármű aktuális előre meghatározott állapotát érintő döntés egy döntéshozó egység segítségével hozható meg, ahol a döntéshozó egységnek előnyösen bemenő adatai vannak, például a jármű sebessége, külső inerciamérőegységből (IMU) származó információ, mint amilyen az oldalirányú gyorsulás,

- 27 a jármű függőleges tengelye körüli elfordulásának mértéke, és/vagy a jármű hosszirányú gyorsulása.

A döntéshozó egység előnyösen a jármű környezetére vonatkozó térképadatot (pl. SD vagy HD térképadatot) vesz, amely előnyösen a jármű nagy pontosságú helyadataival (például valós idejű kinematikai pozicionálási (RTK) vagy GPSadatokkal) és/vagy vizuális adatokkal van egyesítve. A vizuális adatokat előnyösen kamerából származtatjuk, és az adatok tartalmazhatnak közúti jelzéseken alapuló információt (pl. sebességkorlátozások) és megbízhatóbbá tehetik a döntést. A döntéshozó egységben különleges neurális hálózat vagy egyéb, gépi tanuló algoritmus lehet alkalmazva, amely a jármű aktuális állapotának meghatározására van betanítva, ezáltal a jármű állapotának megváltozása is érzékelhető.

A döntés pontossága és megbízhatósága javítható további paraméterek bevonásával a döntéshozatalba, ezáltal csökkentve annak lehetőségét, hogy a jármű előre meghatározott állapota tévesen legyen beosztályozva. Opcionálisan még az alábbi paraméterek és mérések is bevonhatók a döntésbe, és alapul szolgálhatnak a leválasztási határok meghatározásához.

A járművek többsége fel van szerelve nyomatékérzékelőkkel (TSU érzékelők), például a jármű nyomatékát mérő torziós rúddal. A nyomatékérzékelő jelének monitorozásával a döntéshozó egység visszajelzést kap a vezető által kifejtett nyomatékról. A tesztvezetés alatt mind a vezető, mind a közvetlen meghajtású motor egyaránt kifejthet nyomatékot a kormánytengelyre, a teljesen autonóm vezetésben a jármű rendszerint érzékeli a közvetlen meghajtású motor által kifejtett nyomatékot, mint bemenő jelet, még abban az esetben is, ha a vezető vagy bármely más kézi kormányzóeszköz a kormánykerékre semmilyen erőt sem fejt ki. Egy lehetséges leválasztás esetén, célszerű tudni, hogy a kormánytengelyre a vezető, a közvetlen meghajtású motor, vagy mindkettő gyakorol-e nyomatékot. Egy járulékos logikai réteg hozzáadásával meghatározható, hogy a kormánytengelyre ható nyomatékot a vezető, a közvetlen meghajtású motor vagy mindkettő fejti-e ki. A járulékos logikai réteg bemeneti adatokat kaphat a nyomatékérzékelőtől a döntés elősegítésére.

- 28 A kormánytengely sebességének (fogasléc sebességként is ismert) az információját jármű szervohajtása hozza létre, ami növelheti a döntéshozó egység robusztusságát. A szervohajtás maximális megengedett sebességhatára szintén lehet egy leválasztási határ, amelynél a vezérlő riasztást küld a vezetőnek és a közvetlen meghajtású motort a kormányzási rendszerről leválasztja.

A kormánykerékre vagy a kormánykerék környezetébe egyéb bármilyen mechanikai, akusztikai és/vagy optikai érzékelők (pl. nyúlásérzékelő) is csatlakoztatható. A nyúlásérzékelő jele alapján leválasztás kezdeményezhető. Adott decibelérték felett, egy hangos kiáltást (pl. „STOP” kiáltást) a kormányzási rendszer érzékelhet, amely az oldalirányú vezérlés azonnali leválasztását eredményezheti. Ez a jármű utasának biztonságát teszi lehetővé, például vészfékezés kezdeményezésével és a jármű biztonságos megállításával, és ez kormánykerék vagy más, kézi vezetésre szolgáló kormányzóeszköz nélküli teljesen autonóm járművek esetében is alkalmazható.

Előnyösen minden tesztjármű fel van szerelve külső IMU érzékelővel ahhoz, hogy önvezető legyen. Az IMU érzékelők képesek a jármű hosszanti irányú lengésének (pitch), oldalirányú lengésének (roll) és/vagy a jármű függőleges tengelye körüli elfordulásnak (yaw) monitorozására, megfigyelésére, így hasznos lehet külső zajok meghatározására, sebességcsökkentő bukkanók, kátyúk figyelésére, amelyek egyrészről a közvetlen meghajtású motor kívánt nyomatékát pillanatnyilag megnövelhetik, de másrészről semmilyen veszélyt nem jelentenek. Az olyan események, mint egy kátyúra vagy sebességcsökkentő bukkanóra történő ráhajtás, nem kell, hogy leválasztási okot képezzenek, így az egy vagy több IMU érzékelő jelének a döntéshozó egységbe történő továbbításával csökkenthető a szükségtelen leválasztás kockázata. A 15. ábra sebességcsökkentő bukkanónak a nyomatékjelen létrehozott hatását mutatja.

A találmány szerinti kormányzási rendszer legalább két különböző előre meghatározott állapottal rendelkezik. A következőkben néhány jellemző előre meghatározott állapotot részletesebben ismertetünk. A 12, 13. és 14. ábrák a kormányzási rendszer azon előnyös kiviteli alakjait szemléltetik, amelyek rendre kettő, három és négy előre meghatározott állapottal rendelkeznek.

- 29 Autonóm jármű egy lehetséges vezetési szituációja a zárt pályán történő vezetés. Az autonóm járművek tesztelésére rendszerint zárt pályákat alkalmaznak, mivel egy zárt pályán nincs közúti forgalom, így a teszt biztonságos környezetben végezhető. A zártpályás vezetés állapotában az összes leválasztási határ kiiktatható és a jármű összes valódi önvezető képessége tesztelhető. Az ilyen teszt akár a járművön belüli vezető jelenléte nélkül is elvégezhető. Még ha a leválasztási határok ki is vannak iktatva vagy olyan értékre vannak beállítva, amelyek nem érhetők el, abban az esetben is helyet foglalhat egy vezető, és a jármű autonóm működését a találmány szerinti kormányzási rendszer kézi kormányzás eszközével (pl. kormánykerékkel) felülbírálhatja annak érdekében, hogy magát a járművet váratlan szoftverhiba esetén biztonságban tartsa.

A zártpályás vezetés állapotánál a járműgyártók vagy járműtesztelők még a teljesen automatizált, vezető nélküli járműveket is elláthatják a találmány szerinti kormányzási rendszerrel a tesztelés idejére. Ily módon az olyan tulajdonságok, mint a sávtartó asszisztens, a vészhelyzeti előzés, baleset elkerülés és egyéb automatizált vezetési funkciók tesztelhetők. A tesztet a jármű belsejéből egy vezető felügyelheti, és veszélyhelyzet esetén, a balesetet, illetve a jármű esetleges sérülését megelőzendő, beavatkozhat.

Egy másik, előre meghatározott állapot egy parkolási állapot, beleértve egy parkolóba történő behajtást. Parkoláskor, vagy amikor a jármű a parkolóban van működtetve, akkor a jármű sebessége viszonylag alacsony, jellemzően 0-15 km/h tartományban van, ugyanakkor a jármű irányításához nagyobb nyomatékra lehet szükség. Ebben az állapotban, részben az alacsony sebességek miatt, viszonylag alacsony a baleset kockázata, és a vezetők könnyen felülbírálják a kormányzási rendszert és a járművet kézzel tudják kormányozni. A csúcsnyomaték ± 10 Nm, előnyösen ± 8 Nm vagy ± 6 Nm tartományban lehet. A csúcsnyomaték számos tényezőtől függhet, mint amilyenek például a hosszirányú erők, oldalirányú erők, lineáris csillapítás, inercia hatások, első rész felemelkedése, súrlódás, stb. A közvetlen meghajtású motortól megkívánt átlagos nyomaték jellemzően nagyobb, mint 4 Nm.

- 30 További előre meghatározott állapot lehet egy városi környezetben történő vezetés, amely akár forgalmi dugóban történő vezetést is magában foglalhat. Városokban és egyéb lakott területeken a maximális sebesség jellemzően 50 km/h-ra van korlátozva, bár a pontos sebességhatárokat nemzeti törvények és helyi szabályozások állapítják meg. A lakott területen történő vezetéshez tehát mérsékelt sebességértékek tartoznak, bár itt váratlan szituációk gyakrabban fordulhatnak elő, mint parkoláskor, például a gyalogosok miatt. A városi környezet változatos útviszonyokat, például meredek emelkedőket, körforgalmakat, éles kanyarokat is tartalmazhat. Még városi környezetben is előfordulhat vészfékezés, így a városi vezetés állapotában a sebességtartomány 0 km/h és 50 km/h közötti kell, hogy legyen. Mivel a jármű a városi környezetben mérsékelt sebességgel halad, a jármű gyári kormányrásegítője elegendő nyomatékot biztosíthat a közvetlen meghajtású motor sima működéséhez. Egy vezető reakcióideje, különösen egy képzett tesztvezetőé, elég jó ahhoz, hogy a jármű működését sávelhagyás nélkül felülbírálja. Városi környezetben kézrátételes vezetés olyan működés, amely során a vezető keze végig a kézi kormányeszközön van (hands-on működés) nem szükséges, de ajánlott. Az automatikus vészfékezés (AEB: automatic emergency braking) működésbe lépésekor az önvezető szoftver a járművet a sávon belül kell, hogy tartsa, míg a kormányzási rendszer felhajtóknál és körforgalmaknál jelentkező szituációkat kell, hogy kezeljen.

Még további állapot határozható meg elővárosi vezetésben történő mozgáshoz. Elővárosi területeken általában nagyobb a megengedett sebesség, mint városi területeken, így az elővárosi területeken a járművek jellemző sebességtartománya körülbelül 50-70 km/h. A meglévő kormányrásegítők általában az 50-70 km/h közötti sebességtartományban szolgáltatják a legnagyobb teljesítményt, vagyis ha nincs korlátozás, akkor a kormánykerék a lehetséges maximális sebességgel foroghat. Ebben a sebességtartományban a kormánykerék gyors mozgása sávelhagyást eredményez, vagyis a vezetőtől a jármű irányításához nagy odafigyelést és gyors beavatkozási képességet várunk el. Ily módon, amennyiben a kormányzási rendszerben nem alkalmazunk korlátozást, a vezetőnek bármikor készen kell állnia a jármű irányításának az átvételére. Ennél fogva, a vezetőnek tehát folyamatosan a kormánykeréken vagy egyéb kézi kormányzóeszközön kell

- 31 tartania a kezét. A hands-on vezetés esetén a vezető reakció sebessége jelentősen lecsökken.

Elővárosi területeken, ahol egy útnak egynél több sávja van, és a járművek 50-70 km/h sebességgel haladnak, a vezetőnek több ideje van sikeres felülbírálást végezni, vagy leválasztás esetén a vezetőnek több ideje van átvenni a jármű irányítását. Az elővárosi vezetés állapotában tesztelés közben a közvetlen meghajtású motor által kifejtendő átlagos nyomaték megközelítőleg ±3-6 Nm tartományban van.

A gyorsforgalmi úton (autópályán) történő vezetés szintén egy előre meghatározott állapot meghatározásául szolgálhat. A fent említett előre meghatározott állapotokkal ellentétben a gyorsforgalmi utakon a járművek nagyobb sebességekkel haladhatnak, mint egyéb típusú utakon, és a maximális megengedett sebesség általában a nemzeti forgalmi szabályozástól függ. A megengedett maximális sebesség jellemzően 130 km/h, bár vannak országok (például Németország), ahol egyes gyorsforgalmi utakon nincs sebességkorlátozás. Ennél fogva, a jármű várhatóan nagy sebességgel halad olyan környezetben, ahol a többi jármű is nagy sebességgel mozog. Egy lehetséges lefedendő sebességtartomány 0 km/h és 130 km/h közötti. A gyorsforgalmi úton a sebességtartomány alacsonyabb sebességeket is kell, hogy tartalmazzon, szélső esetben akár a 0 km/h-t is, mivel egy automatizált járműnek gyorsforgalmi úton is képesnek kell lennie AEB végrehajtására (vészfékezésre). Ez azt jelenti, hogy a kormányzási rendszer aktív és reakcióképes kell, hogy legyen, ha a tesztjármű előtti jármű teljesen leáll. A találmány szerinti kormányzási rendszer éles kanyarokat képes kezelni, például csomópontokban vagy lehajtókon. A kormányzási rendszer a gyorsforgalmi utakon döntött kanyarokban is képes vezetni a járművet.

Normál működés közben a gyorsforgalmi úton haladó jármű feltehetően megtartja a sávot, még vészfékezési szituációban is. Mesterséges intelligencia vagy például radar, vizuális érzékelő, lidar érzékelők adatai alapján, illetve predikciós modellek használatával a tesztjármű képes sávváltást végrehajtani még vészhelyzetben is, baleset elkerülésére. A sávváltás autonóm módon vagy a rendszert a vezető által

- 32 felülbírálva végezhető el. A sávváltási manőver előtt a célsávot az érzékelőknek és a vezetőnek egyaránt ellenőriznie kell.

Amennyiben a tesztet a jármű sávtartási képességének elemzésére végezzük, akkor egyszeres sávváltáshoz balra vagy jobbra gyors és pontos kisebb (kb. ±15°os) kormánymozdulat szükséges a jármű vezetőjének és az utasainak minél nagyobb kényelme érdekében. Kettős sávváltáshoz dinamikusabb mozdulatokra van szükség.

A gyorsforgalmi úton történő vezetés állapotában a kormányzási rendszer közvetlen meghajtású motorja nyomatékának a csúcsértéke nem túl magas, normál esetben körülbelül 7 Nm. Az ilyen mértékű nyomaték ellenállását a vezető könnyen legyőzi. Ha a vezető át kívánja venni a tesztjármű irányítását a gyorsforgalmi úton történő vezetés állapotában, akkor a kormánykereket nagy óvatossággal és simán a kívánt irányba kell elfordítani egy másik sávba történő belépés elkerülésére. A gyorsforgalmi utakon fennálló nagy sebességek miatt a nem kívánt sávváltás elkerülésének érdekében különös figyelmet kell fordítani arra, nehogy túl nagy erőt vagy nyomatékot fejtsünk ki a kormánykerékre.

Azokban az esetekben, amikor a kormányzási rendszer nem működik megfelelően és nem akarja átengedni a kormányzást a vezetőnek, akkor a vezetőnek a kormányzási rendszer nyomatékát le kell győznie. Ha a kormányzási rendszer felülbírálásához és leválasztás végzéséhez a vezetőnek 10 Nm-nél nagyobb nyomatékot kell kifejtenie, akkor lehet, hogy a tesztjármű a folyamat közben sávot vált.

Sávtartáshoz és egyszeres sávváltáshoz a közvetlen meghajtású motor 2-3 Nm-ig terjedő átlagos nyomatékot alkalmazhat. Ilyen esetekben az elégtelen mértékű, vagyis 1,1 Nm-nél kisebb nyomaték nem fordítja a járművet. Ez, illetve a kormányzási rendszerben fellépő súrlódás szög- és oldalirányú hibákat eredményezhet, amelyek az átlagos nyomatékérték feletti nyomatékok alkalmazásával elkerülhetők. Ez a jelenség más előre meghatározott állapotokra is hatással lehet.

- 33 Egy példakénti gyorsforgalmi úton történő vezetés állapotában az alábbi határok alkalmazhatók. Ha a jármű sebessége 100 ms-nál hosszabb időtartamra 25 m/s és 37,5 m/s között van, akkor feltételezzük, hogy a jármű a gyorsforgalmi úton van. A gyorsforgalmi úton történő vezetés állapotban a leválasztási határok a következők lehetnek:

- a jármű függőleges tengelye körüli elfordulásának mértéke 100 ms-nál hosszabb időtartamra nem haladhatja meg a ± 0,11 rad/s értéket,

- a jármű oldalirányú gyorsulása 100 ms-nál hosszabb időtartamra nem haladhatja meg a ± 4,2 m/s² értéket,

- a kormánykerék pozíciója 100 ms-nál hosszabb időtartamra nem haladhatja meg a ± 0,262 rad értéket,

- a kormánykerék nyomatéka 100 ms-nál hosszabb időtartamra nem haladhatja meg a ± 5 Nm-t, és

- a kormánykerékre kézi erővel kifejtett nyomaték 100 ms-nál hosszabb időtartamra nem haladhatja meg a ± 2,5 Nm-t.

A fenti határok bármelyikének túllépése leválasztáshoz vezet, és a vezetőnek át kell vennie a jármű irányítását.

Egy további előre meghatározott állapot lehet egy vészmanőver állapot. Ez az állapot 0 km/h-tól a gyorsforgalmi úton jellemzően megengedett legnagyobb sebességig, például 130 km/h-ig vagy 200 km/h-ig terjedhet. A vészállapot egy olyan vészhelyzetnek felel meg, amelyben a jármű akár gyors és éles fordulása is várható annak érdekében, hogy egy balesetet elkerüljünk. A kormányzási rendszer közvetlen meghajtású motorja által kifejtett nyomaték ± 10 Nm tartományban lehet.

A különböző előre meghatározott állapotoknak jellemzően eltérő leválasztási határuk van, így a jármű állapotának megváltozásakor a leválasztási határok is drasztikusan változhatnak, ami a jármű instabil működéséhez vagy az új állapothoz tartozó leválasztási határ átlépése miatt hirtelen leválasztási eseményhez vezethet.

Az állapotok közötti váltásokhoz kötődő problémák elkerülésére különböző előre meghatározott állapotok közé áthidaló állapotok iktathatók be, amelyek lehetővé teszik az előre meghatározott állapotok leválasztási határai közötti sima átmenetet.

- 34 A szabályozóegység döntéshozó egységet, például neurális hálózatot alkalmazhat a jármű megfelelő aktuális előre meghatározott állapotának a detektálására és meghatározására a rendelkezésre álló adatok, pl. valamely szabályozási paraméter aktuális értékei alapján. Olyan esetekben, amikor az aktuális előre meghatározott állapot változását érzékeljük, akkor áthidaló parancs állítható elő annak érdekében, hogy az egyes előre meghatározott állapotok leválasztási határai közötti sima átmenetet lehetővé tévő áthidaló függvényt alkalmazunk. Ha a jármű irányításában hiba lép fel, vagy az áthidaló parancs adott időn belül nem vihető át, akkor a kormányzási rendszer előnyösen riasztja a vezetőt és visszaadja az irányítást.

A kormányzási rendszer döntéshozó egységének azonosítania kell a lehetséges előre meghatározott állapotokat és az azok közötti váltásokat, valamint köztes, áthidaló állapotokat kell beiktatni az előre meghatározott állapotok közé. A döntéshozó egység előnyösen képes kell, hogy legyen egyes szituációk, például a gyorsforgalmi úton kialakult torlódás felismerésére. Amennyiben a döntéshozó egység a szituációt vészhelyzetként értékeli, haladéktalanul átválthat a gyorsforgalmi úton történő vezetésből a forgalmi dugót tartalmazó városi vezetés állapotába. Ilyen szituációkban a szabályozóegység számára előnyösen a lehetséges maximális sebességértékek hozzáférhetők a jármű kormányzásához.

Áthidaló állapotok lehetnek beiktatva például a parkolási állapot és a városi vezetés állapota, a városi és az elővárosi vezetés állapota, illetve az elővárosi és a gyorsforgalmi úton történő vezetés állapota közé. A 10. és 11. ábra a jármű állapotának áthidaló állapotok közbeiktatásával és áthidaló állapotok közbeiktatása nélküli megváltoztatásának hatásait szemlélteti.

A 10. ábrán látható példában nem alkalmazunk áthidaló állapotokat a kormányzási rendszerben. A példa szerint a jármű először kisebb, például városi vagy elővárosi sebességgel (pl. 108 első közúti jelzés által jelzett 40 km/h-val) halad, ami nagyobb alkalmazható 100 nyomatékot enged meg; ezután a jármű 107 kanyart követően magasabb sebességhatárú (pl. 109 második közúti jelzés által jelzett 110 km/h) útszakaszra ér. A jármű sebességváltozása következtében például a t1 időpillanatban megváltozik a jármű aktuális előre meghatározott állapota is: a városi vagy elővárosi vezetésnek megfelelő első állapotból átvált a gyorsforgalmi úton

- 35 vezetésnek megfelelő második állapotba. Az aktuális előre meghatározott állapot megváltozásával együtt szintén megváltoznak a leválasztási határok, vagyis az első állapothoz tartozó 101 első leválasztási határból a második állapothoz tartozó 102 második leválasztási határba változik. A 12. ábrán szemléltetett példa szerint az első állapothoz tartozó 101 első leválasztási határ nagyobb, mint a második állapot 102 második leválasztási határa, mivel a fent bemutatott módon a gyorsforgalmi úton alkalmazott nagyobb nyomaték nem kívánt sávváltáshoz vezethet, ezért ez elkerülendő. Ahogy az a 10. ábrán látható, az állapotváltás a 107 kanyar után következik be, így a kormányzási rendszerre gyakorolt 100 nyomaték már mindkét 101, 102 leválasztási határ alá csökkent. Ebben az esetben tehát az áthidaló állapotok meglététől függetlenül nem történik leválasztás a 103, 104 pontokban.

A 11. ábra ezzel szemben olyan példát személtet, amelyben a jármű 117 kanyarban halad és a 117 kanyarban állapotváltás lép fel (a te időpillanatban). Ebben a példában a 117 kanyar első részén alacsonyabb a sebességhatár (pl. 118 első közúti jelzés által jelzett 40 km/h), mint a 117 kanyar második részén (pl. 119 második közúti jelzés által jelzett 90 km/h). Ez esetben a jármű második állapotba kerülésekor a kormányzási rendszerre gyakorolt 110 nyomaték nagyobb, mint a második állapothoz tartozó 112 második leválasztási határ. Ez a 117 kanyar közepén, vagyis a 114 leválasztási ponton azonnali leválasztáshoz vezetne, ami veszélyes lehet abban az esetben, ha a vezető nem veszi át haladéktalanul a jármű irányítását. Egy ilyen helyzet akár az útról történő letéréshez vagy a sáv elhagyásához is vezethet. Az ilyen hirtelen fellépő leválasztási események az áthidaló állapotok alkalmazásával elkerülhetők, amelyek lehetővé teszik a leválasztási határok közötti sima átmenetet. Az áthidaló állapot előnyösen 115 áthidaló függvénnyel rendelkezik, amely az állapotok 111, 112 leválasztási határai közötti átmenetet határozza meg úgy, hogy 113 áthidalási kezdőpontot és 116 áthidalási végpontot a 115 áthidaló függvénnyel összeköti. Amint az látható, a 115 áthidaló függvény sima átmenetet határoz meg a 111 első leválasztási határ és 112 második leválasztási határ között az átmenet idejének meghosszabbításával. Ily módon a 110 nyomaték a 115 áthidaló függvény alatt maradhat, és így nem jön létre leválasztás.

- 36 Áthidaló függvényként bármely, az állapotokhoz tartozó 111 első leválasztási határ és 112 második leválasztási határt összekötő monoton függvény alkalmazható, például a 115 áthidaló függvény lehet lineáris vagy nemlineáris függvény.

A 12. ábra két, eltérő vezetési szituációnak megfelelő előre meghatározott állapottal rendelkező, találmány szerinti kormányzási rendszerre mutat példát. A 12. ábra szerinti vezetési szituációk kis sebességű vezetésnek megfelelő 120 első állapotot tartalmaznak, amely előnyösen parkolási szituációkat és városi környezetben történő vezetést tartalmaz. A lakott területeken szokásos 50 km/h-s sebességhatár miatt a jármű jellemző sebessége mintegy 0-50 km/h közötti tartományban van. A kormánytengelyre alkalmazandó nyomaték általában ± 8-10 Nm közötti tartományban van, mivel különösen parkolás esetén kis sebességek a jellemzők, de a járműnek akár éles fordulókat is végre kell hajtania, ami a kormánytengelyen nagyobb nyomatékot tesz szükségessé. Az alkalmazott nyomatékra vonatkozó leválasztási határ előnyösen ± 10 Nm-re állítható be. A találmány szerinti kormányzási rendszer más kiviteli alakjaiban a 120 első állapot további állapotokra lehet felosztva, vagyis, ahogy a 14. ábra mutatja, egyfelől a parkoláshoz tartozó, másfelől a városi vezetésnek megfelelő különálló állapotokra.

A 12. ábra 122 második állapota egy másik vezetési szituációnak, a nagy sebességű vezetésnek felel meg, amely magába foglalja az elővárosi vezetés során előálló, jellemzően körülbelül 50-70 km/h vezetési sebességnél, továbbá a főutakon történő vezetéskor előálló, körülbelül 70-90 km/h vezetési sebességnél, valamint a gyorsforgalmi utakon és autópályákon előálló, körülbelül 90-200 km/h vezetési sebességnél előálló szituációkat. Előnyösen a 122 második állapotban a járművek jellemzően az 50-200 km/h közötti tartományba eső sebességgel haladnak. A találmány szerinti kormányzási rendszer egyéb kiviteli alakjaiban a 122 második állapot további állapotokra lehet felosztva, ahogy azt a 13. és 14. ábra szemlélteti.

A 122 második állapotban a jármű sebessége viszonylag nagy, így a 120 első állapothoz viszonyítva a kormánytengelyre várhatóan kisebb nyomatékot kell alkalmazni. Nagy sebességeknél túl nagy nyomatékok nem kívánt sávváltáshoz vezethetnek, ezért ez kerülendő. A 122 második állapotban ± 3-6 Nm közötti

- 37 nyomatéktartomány várható, így a leválasztási határ előnyösen ± 4 Nm-re vagy ± 6 Nm-re állítható be.

Amint azt a 11. ábrával kapcsolatban kifejtettük, a 120 első állapot és 122 második állapot közötti leválasztási határok átmenetének simítására 121 áthidaló állapot iktatható be. A 12. ábra szerint egy 121 áthidaló állapot van a 120 első állapot és a 122 második állapot közé beiktatva.

A 12. ábra szerinti kormányzási rendszer előnyösen a vészhelyzetek kezelésére szolgáló vészállapottal (az ábrán nincs szemléltetve) is rendelkezik. A vészállapot előnyösen a 0-200 km/h sebességtartományt fedi le, nyomatéktartománya pedig a 120 első állapotéhoz hasonló, előnyösen ± 10 Nm-es leválasztási határral.

A 13. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszerre mutat egy példát, amely különböző vezetési szituációknak megfelelő három előre meghatározott állapottal rendelkezik. A 13. ábra szerinti vezetési szituációk a parkoláshoz tartozó 130 első állapotot (parkolási állapot) tartalmazzák, amelyben a jármű tipikus sebessége körülbelül 0-5 km/h közötti tartományban van, és a kormánytengelyre alkalmazandó nyomaték általában ± 10 Nm tartományban van, amint az a kis sebességű parkolásra jellemző, de várható, hogy a járműnek akár éles fordulókat is végre kell hajtania, ennek során a kormánytengelyen nagyobb nyomaték szükséges. Az alkalmazott nyomatékra vonatkozó leválasztási határ előnyösen ± 10 Nm-re állítható be.

A 13. ábra 132 második állapota egy másik vezetési szituációnak, a városi környezetben történő vezetésnek felel meg (városi vezetés állapota). Városi környezetben a járművek jellemzően az 5-50 km/h közötti tartományba eső sebességgel haladnak, mivel a városi területeken érvényes sebességhatár általában 50 km/h körüli. A városi vezetés állapotában a parkolási állapothoz viszonyítva várhatóan kisebb nyomatékot kell alkalmazni a kormánytengelyen, azonban éles fordulókra itt is lehet számítani, így a városi vezetés állapotában a várható nyomatéktartomány ± 8 Nm, így a leválasztási határ ± 8 Nm-re állítható be.

A 13. ábrán szemléltetett 134 harmadik állapot a nagy sebességű vezetésnek felel meg, mint amilyen az elővárosi vezetés során előálló, jellemzően körülbelül 50-70

- 38 km/h vezetési sebességek, a főutakon történő vezetéskor előálló, jellemzően körülbelül 70-90 km/h vezetési sebességek és a gyorsforgalmi utakon és autópályákon a jellemző körülbelül 90-200 km/h vezetési sebességek. A találmány szerinti kormányzási rendszer más kiviteli alakjaiban a 134 harmadik állapot további állapotokra lehet felosztva, ahogy azt a 14. ábra szemlélteti.

Tekintettel arra, hogy az egyes országokban eltérő közlekedési szabályok vannak érvényben, a 134 harmadik állapotban eltérő sebességhatárok alkalmazhatók. Néhány országban, például Németországban sebességkorlátozás nélküli autópályák is vannak. A nagy sebességű vezetés állapotának a felső sebességhatára előnyösen megfelel az adott országban a közúti járművek legnagyobb megengedett vagy legnagyobb lehetséges sebességének. Nagy sebességű vezetéskor, normál működés esetén, alacsonyabb nyomatékok várhatók, mivel a gyorsforgalmi utakon általában kevesebb a kanyar és kevesebb az éles fordulás. A nagy sebességű vezetés állapotához tartozó, a nyomatékra vonatkozó leválasztási határok emiatt alacsonyabbak, mint a városi vezetés vagy a parkolási állapotáé. A 134 harmadik állapotban a leválasztási határ például ± 4 Nmre állítható be.

Amint azt a 11. ábrával kapcsolatban kifejtettük, a szomszédos 130, 132, 134 állapotok közé a leválasztási határok közötti sima átmenet biztosítására 131, 133 áthidaló állapotok iktathatók be. A 13. ábra szerint, az 130 első állapot és a 132 második állapot közé első 131 áthidaló állapotot iktattunk be, valamint a 132 második állapot és a 134 harmadik állapot közé második 133 áthidaló állapotot iktattunk be.

A 13. ábra szerinti kormányzási rendszer előnyösen a vészhelyzetek kezelésére szolgáló vészállapottal (az ábrán nincs ábrázolva) is rendelkezik. A vészállapot előnyösen a 0-200 km/h sebességtartományt fedi le, nyomatéktartománya pedig a 130 első állapotéhoz (azaz a parkolási állapothoz) hasonló, előnyösen a hasonló, ± 10 Nm-es leválasztási határral.

A 14. ábra egy, a 12. és 13. ábrán szemléltetett kormányzási rendszernél több előre meghatározott állapottal rendelkező kormányzási rendszerre mutat példát. A 14.

- 39 ábrán négy előre meghatározott állapot (140, 142, 144, 146 állapotok) látható, köztük három 141, 143, 145 áthidaló állapottal.

A 14. ábra szerinti kormányzási rendszer parkolási állapotként 140 első állapotot tartalmaz, amely 140 első állapot jellemzői hasonlóak a 13. ábra szerinti 130 első állapot jellemzőihez, körülbelül ± 9 - 10 Nm-es leválasztási határral.

A 14. ábra szerinti 142 második állapot előnyösen a városi vezetésnek megfelelő állapot, körülbelül 5-50 km/h-s sebességtartománnyal. A 14. ábra szerinti 142 második állapot jellemzői a 13. ábra 132 második állapota jellemzőinek felelnek meg, a leválasztási határ körülbelül ± 7 - 8 Nm.

km/h felett a 14. ábra szerinti kormányzási rendszernek két további előre meghatározott állapota van, az elővárosi vezetésnek megfelelő 144 harmadik állapot és az autópályás vezetésnek megfelelő 146 negyedik állapot. A 144 harmadik állapot (elővárosi vezetés állapota) az 50-70 km/h közötti sebességtartományt fedi le, itt a megengedett maximális nyomaték előnyösen 3-6 Nm közötti tartományban van, így a 144 harmadik állapot leválasztási határa megközelítőleg ± 6 Nm.

A 146 negyedik állapot (gyorsforgalmi úton történő vezetés állapota) előnyösen a 70-200 km/h közötti sebességtartománynak felel meg. Amennyiben egy autópályán a sebességhatár 200 km/h feletti, a 146 negyedik állapot előnyösen lefedi ezt a nagyobb sebességtartományt is. Biztonsági okokból azonban célszerű korlátozni a jármű maximális sebességét, vagyis abban az esetben, ha a rendszer egy előre beállított sebességhatárnál gyorsabban próbál vezetni, célszerű a leválasztás. Mint azt fentebb tárgyaltuk, nagy sebességű vezetés esetén még a kormánytengelyre kifejtett viszonylag kis nyomaték is veszélyes szituációkhoz vezethet, beleértve a sávelhagyást. Ez okból a megengedett maximális nyomaték előnyösen 2-4 Nm közötti tartományban van, így a 146 negyedik állapot leválasztási határa előnyösen körülbelül ± 4 Nm.

Az előre meghatározott 140, 142, 144, 146 állapotok között három 141, 143, 145 áthidaló állapot van elrendezve, és mindegyik 141, 143, 145 áthidaló állapotnak áthidaló függvénye van, amely sima, monoton átmenetet határoz meg a különböző

- 40 előre meghatározott 140, 142, 144, 146 állapotok leválasztási határai között. Az áthidaló függvény lineáris függvény vagy bármely egyéb monoton függvény lehet, és az egyes áthidaló állapotoknak különböző áthidaló függvényei lehetnek. Olyan esetben, amikor az előre meghatározott 140, 142, 144, 146 állapotok leválasztási határai közötti különbség nagyobb, akkor az áthidaló függvények előnyösen hosszabb időtartamoknak felelnek meg, ami hosszabb, kevésbé meredek átmenetet tesz lehetővé, ezáltal csökkentve a leválasztási esemény bekövetkezésének valószínűségét.

A 14. ábra szerinti kormányzási rendszer előnyösen a vészhelyzetek kezelésére szolgáló vészállapottal (az ábrán nincs ábrázolva) is rendelkezik. A vészállapot előnyösen a 0-200 km/h sebességtartományt fedi le (azaz a teljes megengedett sebességtartományt), nyomatéktartománya a 140 első állapotéhoz (azaz a parkolási állapothoz) hasonlítható, hasonló leválasztási határral, nevezetesen ± 910 Nm-es leválasztási határral.

A találmány szerinti kormányzási rendszer egyéb előnyös kiviteli alakjaiban a 144 harmadik állapot és a 146 negyedik állapot eltérő sebességtartományoknak felelhet meg. Például, a 144 harmadik állapot előnyösen a mintegy 50-90 km/h-s sebességtartománynak felelhet meg, körülbelül ± 5-6 Nm-es leválasztási határral, a 146 negyedik állapot előnyösen körülbelül 90-200 km/h-s sebességtartománynak felelhet meg, körülbelül ± 3-4 Nm-es leválasztási határral.

A 15. ábra a jármű 151 sebességcsökkentő küszöbön történő átvezetésének hatását szemlélteti. Magassága miatt a 151 sebességcsökkentő küszöb hatására megváltozik a jármű 150 függőleges irányú gyorsulása (Z irányú gyorsulása); a 15. ábrán a Z tengely irányú gyorsulás diagramja látható. A 151 sebességcsökkentő küszöb jellegzetes változást hoz létre a 150 függőleges irányú gyorsulás jelében, amint azt a 15. ábra mutatja. Amennyiben a döntéshozó egység a 150 függőleges irányú gyorsulás jeleit veszi, könnyen azonosítható, hogy a 150 függőleges gyorsulásban beállt változást egy 151 sebességcsökkentő küszöb okozta. Habár a 151 sebességcsökkentő küszöbön történő áthaladás megnövekedett nyomatékot is eredményez, ez nem kell, hogy okot adjon a leválasztás kezdeményezésére.

- 41 A 16. ábrán látható diagram a találmány szerinti kormányzási rendszer közvetlen meghajtású motorja és az EPAS rásegített nyomatéka közötti tipikus megoszlást szemlélteti különböző vezetési szituációkban, ahol az X tengelyen látható a közvetlen meghajtású motor által a kormánytengelyre kifejtett nyomaték, és az Y tengely az EPAS által kifejtett nyomatékot mutatja. A vezetési szituációk parkolásnak megfelelő 161 első állapotot, városi vagy elővárosi vezetésnek megfelelő 162 második állapotot, gyorsforgalmi úton történő vezetésnek megfelelő 163 harmadik állapotot, városi vagy elővárosi vezetésnek megfelelő 164 negyedik állapotot és parkolásnak megfelelő 165 ötödik állapotot tartalmaznak.

Látható, hogy a gyorsforgalmi úton történő vezetésnek megfelelő 163 harmadik állapotban az EPAS részéről szinte egyáltalán nincs szükség nyomatékra, de a közvetlen meghajtású motor a gyorsforgalmi úton történő vezetéshez szükséges teljes nyomatékot képes kifejteni, miközben a közvetlen meghajtású motor által kifejtett nyomaték szintén korlátozott, vagyis ± 5 Nm tartományban van. Ezzel ellentétben, parkolási szituációkban, lásd a 161, 165 állapotokat, mind a közvetlen meghajtású motornak, mind az EPAS-nak nagyobb nyomatékot (akár ± 10 Nm-ig) kell kifejtenie.

A 17. ábra a találmány szerinti kormányzási rendszer különböző alkalmazásait (azaz a 181, 182, 183, 184, 185 alkalmazásokat) szemlélteti. Annak érdekében, hogy a jármű közúton teljesen automatikusan, önvezető módban közlekedhessen, előnyösen a következő lépéseket kell végrehajtani a jármű, annak utasai, a szállított áruk és az autonóm jármű útvonala mentén bármely más jármű, személy és tárgy biztonsága érdekében:

171 első lépésként vezetőket taníthatunk be autonóm járművek tesztelésére, ezáltal megismerkedhetnek a feladattal. Ez a 171 első lépés végrehajtható bármely oktatási és/vagy szimulációs környezet használatával; a találmány szerinti kormányzási rendszer előnyösen a vezető és az autonóm vezető szoftver közötti interfészként alkalmazható, amely kormányzási rendszer előnyösen tesztpadhoz van csatlakoztatva. A találmány szerinti kormányzási rendszer 181 első alkalmazása vezetők képzése lehet. Az első lépés 191 első célja olyan képzett vezetők biztosítása, akik tisztában vannak a használt járművekkel és a kormányzási

- 42 rendszerrel, így az átlagos vezetőknél biztonságosabb módon képesek a tesztvezetést végrehajtani.

A tesztelés 172 második lépéseként a járművek elláthatók a találmány szerinti kormányzási rendszerrel, ily módon a találmány szerinti kormányzási rendszert 182 második alkalmazásként a kormányzási rendszer és komponenseinek autonóm vezető szoftver nélküli kiértékelésére lehet alkalmazni. A 172 második lépés lehetővé teszi a kormányzási rendszer határolók nélküli tesztelését, amelyeket az autonóm szoftver általában tartalmaz, így a hardverhatárok tesztelhetők és becsülhetők, és a kormányzási rendszer változó bemenetekkel működtethető. Ily módon a 172 második lépéssel egyesített 192 második cél a találmány szerinti kormányzási rendszer hardverhatárainak meghatározása.

A tesztelés 173 harmadik lépéseként tesztek hajthatók végre autonóm szimulációs szoftver segítségével, így a találmány szerinti kormányzási rendszer 183 harmadik alkalmazásként használható egy szimulált vezetési környezetben (lásd a 7. ábrát). A szimulációs környezetben a kormányzási rendszer autonóm szoftverének és hardverének robusztussága tesztelhető. A találmány szerinti kormányzási rendszer segítségével továbbá szintén tesztelhetők a vezető általi felülbírálás hatásai. A 173 harmadik lépés alkalmazható továbbá a tesztvezetők további képzésére, mivel a szimulációs környezet a vezetési korlátozásokat, leválasztási határokat is tartalmazhatja és szimulálható, továbbá a szimulációba bevonhatók hibák is, és így a tesztvezetők megtanulhatják, hogyan reagáljanak az ilyen szituációkban. A 173 harmadik lépéssel egyesített 193 harmadik cél a hardver, szoftver és a firmware (alapszoftver) robusztusságának vizsgálata; a tesztvezetők további képzése valósághű szituációkban, valamint a vezető általi felülbírálás alapos tesztelése.

A tesztelés 174 negyedik lépése a kormányzási rendszer finombeállítása lehet, előnyösen zártpályás vezetéssel. Így a 184 negyedik alkalmazás a találmány szerinti kormányzási rendszer zárt pályán végzett vezetése és a kormányzási rendszer hardverének és szoftverének finomhangolására. A tesztelés 174 negyedik lépéshez kapcsolódó 194 negyedik célja az egyes előre meghatározott állapotokhoz tartozó leválasztási határok meghatározása.

- 43 A tesztfolyamat 175 ötödik lépése közúton végezhető tesztelés lehet, amelynél a találmány szerinti kormányzási rendszert előnyösen tetszőleges gyártó által gyártott tesztjárműbe van beépítve; amely a találmány szerinti kormányzási rendszer 185 ötödik alkalmazásaként szolgál. A 175 ötödik lépéshez kapcsolódó 195 ötödik cél a jármű teljesen autonóm működésének a tesztelése. Ebben az esetben a járműben előnyösen jelen van a vezető, készenlétben van, és szükség esetén kész átvenni a vezérlést. A tesztelés 175 ötödik lépésének középpontjában az autonóm szoftver áll, azonban a találmány szerinti kormányzási rendszer biztosítja, hogy a vezető akár vészhelyzetben is közbeavatkozhasson és kivédhesse az esetleges baleseteket.

A találmány tárgya továbbá eljárás a találmány szerinti kormányzási rendszer közvetlen meghajtású motorjának a kézi kormányzóeszközről történő leválasztására. Az eljárás egy lépése során a kormányzási rendszer közvetlen meghajtású motorját a szabályozási paraméter előírt értékének elérésére utasítjuk, amely szabályozási paraméter előnyösen a kézi kormányzóeszköz pozíciója, a kézi kormányzóeszközre ható nyomaték, a kézi kormányzóeszközre ható erő, a kézi kormányzóeszköz sebessége vagy a közvetlen meghajtású motor árama.

Az eljárás további lépésében a szabályozási paraméter aktuális értékét monitorozzuk, és egy még további lépésben a szabályozási paraméter előírt értéke és a szabályozási paraméter aktuális értéke közötti különbségértéket előállítjuk.

Az eljárás egy olyan lépést is tartalmaz, amely leválasztást kezdeményez, ha a különbségérték alapján, egy aktuális előre meghatározott állapotnak megfelelő legalább egy előre meghatározott leválasztás határát elérjük.

A találmány tárgya a találmány szerinti eljárás lépéseit végrehajtó eszközzel rendelkező adatfeldolgozó rendszer is.

A találmány tárgya továbbá számítógépes programtermék, amely utasításokat tartalmaz, amelyek a program számítógéppel történő végrehajtásakor a találmány szerinti eljárás egy kiviteli alakjának végrehajtására utasítják.

A számítógépes programtermék egy vagy több számítógéppel hajtható végre.

- 44 A találmány tárgya még számítógéppel olvasható nem-átmeneti tárolóeszköz, amelyen tárolt utasításokat számítógéppel végrehajtva a találmány szerinti eljárás egy kiviteli alakját hajtjuk végre.

A számítógéppel olvasható tárolóeszköz lehet egyetlen vagy tartalmazhat több különálló darabot.

A találmány természetesen nem korlátozódik a fentiekben részletesen bemutatott előnyös kiviteli alakokra, hanem további változatok, módosítások és továbbfejlesztések is lehetségesek az igénypontok által meghatározott oltalmi körben. Az aligénypontok tetszőleges kombinációja által meghatározott kiviteli alakok továbbá szintén a találmányhoz tartoznak.

Claims (14)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Kormányzási rendszer autonóm jármű tesztvezetéséhez való használatra, amely tartalmaz

   - a jármű kézi kormányzására kialakított kézi kormányzóeszközt,

   - a kézi kormányzóeszközhöz csatlakoztatott kormánytengelyt (20, 30, 50, 601, 70), és

   - a kormánytengelyre (20, 30, 50, 601, 70) szabályozható nyomatékkal ható közvetlen meghajtású motort (25, 35, 55, 655, 75), amely közvetlen meghajtású motor (25, 35, 55, 655, 75) forgástengellyel (27, 37) rendelkezik, amely forgástengely (27, 37) a kormánytengellyel (20, 30, 50, 601, 70) koaxiális, azzal jellemezve, hogy

   - a kormányzási rendszer legalább két, különböző vezetési körülményeket jellemző, előre meghatározott állapottal rendelkezik, és mindegyik előre meghatározott állapotnak van legalább egy előre meghatározott leválasztási határa (82, 101, 102, 111, 112), és

   - a kormányzási rendszer továbbá szabályozási paraméter alapján működtethető szabályozóegységet (56) tartalmaz, a szabályozóegység (56) a jármű aktuális előre meghatározott állapotának érzékelésére van kialakítva, és a szabályozóegység (56) tartalmaz

   - a szabályozási paraméter elérendő előírt értékét tartalmazó parancsot generáló mozgásszabályozót,

   - a közvetlen meghajtású motor (25, 35, 55, 655, 75) tápellátását a mozgásszabályozótól kapott parancs alapján biztosító motorvezérlő egységet, és

   - a szabályozási paraméter aktuális értékét monitorozó és a szabályozási paraméter előírt értéke és a szabályozási paraméter aktuális értéke közötti különbségértéket meghatározó, és az aktuális előre meghatározott állapotnak megfelelő legalább egy előre meghatározott leválasztási határt (82, 101, 102, 111, 112) elérő különbségérték esetén a közvetlen meghajtású motor (25, 35, 55, 655, 75) leválasztását kezdeményező visszacsatoló eszközt.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott állapotok legalább egy állapotparaméter alapján vannak meghatározva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a legalább egy állapotparaméter a jármű sebessége, oldalirányú gyorsulása, a jármű függőleges tengelye körüli elfordulásának mértéke és/vagy hosszirányú gyorsulása.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott állapotok továbbá vezetési szituáció alapján vannak meghatározva, amely a következők közül legalább egyet tartalmaz: parkolási manőver, forgalmi dugó, városi vezetés, elővárosi vezetés, vezetés kis sebességgel, vezetés nagy sebességgel, vészmanőver és zárt pályán történő vezetés.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a kormányzási rendszernek két előre meghatározott állapot között közbenső áthidaló állapota (121, 131, 133, 141, 143, 145) van, amely a két előre meghatározott állapot leválasztási határai (82, 101, 102, 111, 112) közötti sima átmenetet biztosítja.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a szabályozási paraméter a kézi kormányzóeszköz pozíciója, a kézi kormányzóeszközre ható nyomaték, a kézi kormányzóeszközre ható erő, a kézi kormányzóeszköz sebessége vagy a közvetlen meghajtású motor (25, 35, 55, 655, 75) árama.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a mozgásszabályozó tartalmaz

   - a közvetlen meghajtású motor (25, 35, 55, 655, 75) számára a szabályozási paraméter előírt értékeit tartalmazó mozgásprofilt előállító magas szintű szabályozót, és

   - a mozgásprofil fogadására szolgáló és a szabályozási paraméter elérendő előírt értékét tartalmazó parancsot előállító alacsony szintű szabályozót.
8. 8. A 7. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a szabályozóegység drive-by-wire egységet (74) tartalmaz, amely a magas szintű szabályozó és az alacsony szintű szabályozó között van elrendezve a magas szintű szabályozó által létrehozott mozgásprofilnak az alacsony szintű szabályozó által fogadni képes jellé történő átalakítására.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a közvetlen meghajtású motor (25, 35, 55, 655, 75) állandómágneses szinkronmotor.
10. 10. Eljárás az 1. igénypont szerinti kormányzási rendszer közvetlen meghajtású motorjának (25, 35, 55, 655, 75) a kézi kormányzóeszközről történő leválasztására, amely eljárás a következő lépéseket tartalmazza:

    - a kormányzási rendszer közvetlen meghajtású motorját (25, 35, 55, 655, 75) a szabályozási paraméter előírt értékének elérésére utasítjuk, - a szabályozási paraméter aktuális értékét monitorozzuk,

    - a szabályozási paraméter előírt értéke és a szabályozási paraméter aktuális értéke közötti különbségértéket generálunk, és

    - kezdeményezzük a leválasztást, ha a különbségérték alapján, az aktuális előre meghatározott állapotnak megfelelő legalább egy előre meghatározott leválasztási határ (82, 101, 102, 111, 112) elérésre került.
11. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szabályozási paraméter a kézi kormányzóeszköz pozíciója, a kézi kormányzóeszközre ható

    - 48 nyomaték, a kézi kormányzóeszközre ható erő, a kézi kormányzóeszköz sebessége vagy a közvetlen hajtású motor (25, 35, 55, 655, 75) árama.
12. 12. Adatfeldolgozó rendszer, amely a 10-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás lépéseit végrehajtó eszközt tartalmaz.
13. 13. Nem-átmeneti számítógépi programtermék, amely olyan utasításokat tartalmaz, amelyek a programnak a számítógép által történő végrehajtásakor a számítógépet a 10-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megvalósítására utasítja.
14. 14. Számítógéppel olvasható nem-átmeneti tárolóeszköz, amely olyan utasításokat tartalmaz, amelyeket számítógéppel végrehajtva a számítógépet a 10-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megvalósításra utasítja.