JP6320991B2 - 自律モード車両制御システム及びこのような制御システムを備える車両 - Google Patents

Description

本発明は、自律モードにおいて車両を制御するシステム及びこのような制御システムを備える車両に関する。

本発明は、従来、手動モードで動作するように、すなわち、人が運転することができるように通常は意図されている量産車両に特に適用される。本発明は、車両がロボットのように、人間のドライバーがいなくても動き回ることができる自律モードと呼ばれる第２の動作モードを備える車両を、生産ライン上で組み立てることを可能にする。これらの２つの動作モードは、例えば、自動駐車サービス、バレットサービス、電動車両の場合に電池を自動的に再充電するサービス、又はさらに燃料動力車両の場合に燃料を再充填するサービス、可能な場合には、可動性に制限のある人々を運ぶドライバレスサービス、及び送迎車を車両プールに戻すことによって送迎車の一隊を再編成するサービスなどの数多くのサービスの実行を可能にする。

今日では、高レベルの自動化を備える自律車両又はデュアルモード車両、つまり自律モード及び手動モードを有する車両を、使用し始めるための数々の技術的要件が満たされている。しかしながら、このような車両を市場に出したり、公共利用したりすることは、特に信頼性及び価格を考慮すると依然として難しい。

従来技術の知識を含む文献ＵＳ５４６９３５６では、一方では、ドライバーからの速度設定点及び舵角に反応する自律車両動作を自動制御するシステムが開示され、もう一方では、手動動作を自動制御するシステムが開示される。該制御システムは、自動モードと手動モードの間で切り替わるための情報アイテムを、キャビンの中に位置するボタン及び車両の運転キャビンの外に位置するボタンから受信する。

文献ＵＳ８０７８３４９は、車両位置の座標系の検出器に関連する参照データアイテムに基づいて、自律モードに切り替える命令を実行することによって、車両を自律モードに入れる制御モジュールを備える自律車両を開示する。

これらの２つの既知の文献はいずれも、万が一予期しない状況が起きた場合にとるべき行動に対して何の規定もない。予期しない状況が考慮されていないということは、車両が自律走行モードにあるとき、安全性及び信頼性の問題があることを示す。

本発明の目的は、特に予期しない状況が起きたときの安全性に関して、従来技術によって提示される課題に取り組むことである。

この目的ために、本発明の１つの主題は、
車両のアクチュエータを手動運転するための手動運転信号を生成する人的制御部材と、
車両のアクチュエータを自律運転するための自律運転信号を生成する自動制御モジュールと、
手動動作モードでは手動運転信号を選択し、自律動作モードでは自律運転信号を選択するように設計されるスイッチングモジュールと
を備える車両制御システムである。

該制御システムは、自動制御モジュールが、
少なくとも１つの計算された自律運転信号を自動的に形成する自動形成ユニットと、
少なくとも正常な自律動作の場合に、計算された自律運転信号をスイッチングモジュールに伝送し、非正常な自律動作の場合に、緊急自律運転信号をスイッチングモジュールに伝送するように設計される安全ユニットと
を備えることに特徴づけられる。

好適には、自動制御モジュールは、手動運転信号及び自律運転信号を選択するために少なくとも１つの信号をスイッチングモジュールに送信するように、手動動作モードに関連する第１の全体状態及び自律動作モードに関連する第２の全体状態を含む全体有限状態機械（ｏｖｅｒａｌｌ ｆｉｎｉｔｅ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を有する監視ユニットを備える。

具体的には、全体有限状態機械は、安全ユニットに少なくとも１つの緊急制動信号を送信するように、非正常な自律動作の場合に関連する第３の全体状況を含む。

さらに具体的には、自動制御モジュールは、非正常な自律動作の場合に関連する任意の事象を検出し、正常及び非正常な自律動作の場合を示す、少なくとも１つの信号を監視ユニットに送るように設計される診断ユニットを含む。

極めて好適には、自動形成ユニットは、自律スタートに関連する第１の局所状態及び自律静止（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）に関連する第２の局所状態を含む局所有限状態機械（ｌｏｃａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を有する指令／制御サブユニットを備える。

好ましくは、制御システムは、車両に対して局所的な座標系で表されるコース座標を、リアルタイムで自動形成ユニットに送信するように設計されるナビゲーション及び／又は位置モジュールを備える。

本発明の別の主題は、
人的制御部材が、車両の手動運転アクチュエータのために手動運転信号を生成する、一又は複数の手動モードステップと、
自律運転信号が生成されて、手動運転信号の代わりに車両の前記アクチュエータに向けて切り替えられる、一又は複数の自律モードステップと
を含む、車両を制御する方法である。

該方法は、自律モードステップが、
正常自律動作の場合に実行される正常自律モードステップであって、自律運転信号が、 少なくとも１つの計算された自律運転信号を含む、正常自律モードステップと、
非正常自律動作の場合に実行される緊急自律モードステップであって、自律運転信号が、少なくとも１つの緊急自律運転信号を含む、緊急自律モードステップと、
を含むことに特徴づけられる。

好適には、制御方法は、
自律スタートを実行するための少なくとも１つの第１ステップと、
自律静止を実行するための少なくとも１つの第２のステップと、
を含む。

本発明のさらなる主題は、コンピュータによって実行されるときに、本発明による方法を実装するための命令を含むコンピュータプログラム製品である。

本発明の最終的な主題は、本発明による制御システムを備える自動車両である。

添付図面を参照し、後述の説明を読むことにより、他の特徴及び好適性が明らかとなるであろう。

図１は、本発明によるシステムの図である。 図２は、本発明による制御モジュールを示す。 図３は、図２に示される制御モジュールの内部の有限状態機械を示す。 図４は、図２に示される制御モジュールの内部の有限状態機械を示す。

図１は、本発明による車両１１のための制御システムを示す。

図１は、ハンドル６と、少なくとも３つの位置、後退、ニュートラル、ドライブを有する変速レバー７と、スロットルペダル９と、ブレーキペダル５と、駐車ブレーキボタン８とを備える人的制御部材の集合を示す。この図において、完全に非限定的な実例として示される各人的制御部材は、車両１１の幾つかのアクチュエータ２５から２９のうちの少なくとも１つを手動運転するための一又は複数の手動運転信号を生成する。

ハンドル６は、既知の方法で回転センサ（図示せず）が備え付けられ、手動運転信号５５６によってデジタル形態又はアナログ形態で与えられるステアリングトルク基準（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）に従って、車輪の舵をとるパワーステアリングサーボ２６を対象とした手動運転信号５５６を生成する。

スロットルペダル９には、既知の方法で走行センサ（図示せず）が備え付けられ、動力装置２９を対象とした連続型の手動運転信号５５９を、デジタル形態又はアナログ形態のいずれかの形態で、生成する。内燃機関動力装置の例において、手動運転信号５５９は、より具体的には電子噴射装置（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）を対象とする。電動動力装置の例において、手動運転信号５５９は、より具体的には電力を供給する電子制御装置を対象とする。

変速レバー７は、既知の方法で位置センサ（図示せず）が備え付けられ、機械的連結装置２７を対象とした手動運転信号５５７を生成する。内燃機関動力装置の例において、機械的連結装置２７は、単に実例として、自動又は少なくとも半自動の変速機である。電動動力装置の例において、機械的連結装置２７は、単に例示として、従って、信号５５７を受信しない減速ギアの簡単なセットである。手動運転信号５５７は、電気モータを、それ自体が、既知な適切な方法で管理する電気車両制御（ＥＶＣ）コンピュータに送信される。手動運転信号５５７は、通常、個別のＲ，Ｎ、Ｄを有し、その各値は、少なくとも３つの位置、後退、ニュートラル、ドライブのうちの１つに対応する。

ブレーキペダル５には、既知の方法で走行センサ（図示せず）が設けられ、液圧ブレーキ装置２５にブレーキ作動圧力値を通信することを目的とする連続型の手動運転信号５５５を、デジタル形態又はアナログ形態で、生成する。

駐車ブレーキボタン８は、駐車ブレーキ装置２８にブレーキ作動指令を通信することを目的とする、個別の或いは通常は二進数型の手動運転信号５５８を生成する。

自動制御モジュール１は、車両のアクチュエータ２５、２６、２７、２８、２９を作動させるために、手動運転信号５５５、５５６、５５７、５５８、５５９のそれぞれと同類の自律運転信号４５５、４５６、４５７、４５８、４５９を生成する。

スイッチングモジュール５００は、手動動作において、それぞれの手動運転信号５５５、５５６、５５７、５５８、５５９をそれぞれのデュアルモード運転信号６５５、６５６、６５７、６５８、６５９に切り替え、並びに自律運転において、それぞれの自律運転信号４５５、４５６、４５７、４５８、４５９をそれぞれのデュアルモード運転信号６５５、６５６、６５７、６５８、６５９に切り替えるための、それぞれのスイッチ５０５、５０６、５０７、５０８、５０９を備える。各デュアルモード運転信号６５５、６５６、６５７、６５８、６５９は、対応するアクチュエータ２５、２６、２７、２８、２９に接続される。手動動作モードでは手動運転信号を手動選択し、自律モードでは自律運転信号を手動選択するように、モジュール５００を構成することを既に可能とする手動スイッチよりも、リレーやトランジスタなどの制御されたスイッチが好適であり、これらは、手動動作モードから自律動作モードへ、及びその逆方向への切り替えを可能にする。信号４５５から４５９が、専用ＣＡＮバスによってスイッチングモジュール５００に伝送されるとき、スイッチ５０５から５０９がコンピュータアドレス指定メカニズムを使用して達成され、メモリセルの第１セットが信号５５５から５５９に割り当てられ、メモリセルの第２セットが信号４５５から４５９に割り当てられ、さらにメモリセルの第３セットが信号６５５から６５９に割り当てられる。

スイッチングモジュール５００は、好適には、電気及び有線制御装置を通して、ドライバーから発生しうる指令と、自動制御モジュール１を有するプロセッサから発生する指令の切り替え、及びその逆方向の間の切り替えを実行するためにプログラム又は配線される、プロセッサの電子機器又は電子基板型の電子機器である。これらの指令は、特に、ステアリングコラム２６、ブレーキ２５、アクセル２９、補助駐車ブレーキ２８、この場合サーボを有する変速レバー７、及び図示されない様々なアクセサリに関連するアクチュエータを含む自動車のアクチュエータを対象とする。

したがって、スイッチングモジュール５００は、モジュール１を有するプロセッサからの指令がアクティブであるとき、自動車のアクチュエータに特定の行動をとらせる効果を有する。

様々なモジュールの間の信号の交換は、図１及び２において配線された形態で示される。しかしながら、自動制御モジュール１、スイッチングモジュール５００、及び例えば、ナビゲーション及び／又は位置モジュール３０などの自動車両の自律動作において使用される他のモジュールを有する、様々なプロセッサ又は電子機器の間の通信に特化する、例えば、ＣＡＮ又は他のタイプの通信バスを有することが好適である。

したがって、専用通信バスは、通常の車両通信バス１０を妨げず、発明を標準車両に転用するために改造する必要がない。車両通信バス１０は、プロセッサ又は任意の他の電子機器に収容される自動制御モジュール１が、バス１０上で通常の方法で循環する様々な車両データアイテム、特に車両の実際の速度、車輪の実際の操舵角の読み取り専用アクセスを有することを付随的に可能にする。

これより図２を参照して自動制御モジュール１についてより詳細に説明する。

計算された自律運転信号６４、７４、８４、９４、９５を自動的に形成する自動形成ユニット２は、自律運転信号を計算するための少なくとも１つのコンポーネント６０、７０、８０、９０を備える。

コンポーネント６０は、例えば、ハンドル６の回転の角度に関する設定点などの角度設定点に応じて、アクチュエータ２６が車輪の舵をとることを可能にする信号６４を計算するように設計されている。コンポーネント６０は、信号６４を計算するために、コース指令／制御サブユニット５０から角度設定点信号５６を受信し、ステアリングコラム６、２６上に存在する角度センサから又はステアリングコラム６、２６に追加された角度センサから、ＣＡＮバス１０上で送信されるハンドル測定角度信号１６を受信する。次にコンポーネント６０は、制御の分野でよく知られる方法で、アクチュエータ２６に印加されるステアリングトルクを計算し、信号１６の値と信号５６の値の間における角度の誤りを解消する。リアルタイムで計算されるステアリングトルクは、したがって、車輪が所望の舵角を達成し維持することを可能にするトルクである。計算されたトルクの値は、運転信号６４内でリアルタイムに報告される。ステアリングコラム６、２６がフィードバック制御を備え、フィードバックを設定点角度に変換するとき、コンポーネントは、運転信号６４内で角度値をリアルタイムに報告し、この場合のこの値は、信号５６から計算され、バス１０から信号１６を読み取る必要はない。

コンポーネント７０は、車両にバック走行、前進走行、又は惰性走行させるため、動力装置２９からの動力が車輪に伝えられたり伝えられなかったりするように、アクチュエータ２７が位置決めすることを可能にする信号７４を計算するように設計される。信号７４は、例えば、３値の信号であり、３つの値Ｒ、Ｎ、Ｄの各々が、コース指令／制御サブユニット５０から発生する信号５７から、論理的順序で計算される。

コンポーネント８０は、アクチュエータ２８がハンドブレーキを作動させたり及びリリースしたりすることを可能にする信号８４を計算するように設計される。信号８４は、例えば、コース指令／制御サブユニット５０から発生する信号５８から論理的に計算される２値の信号である。

コンポーネント９０は、アクチュエータ２９が車両を加速させたり及び減速させたりすることを可能にする信号９４、並びにアクチュエータ２５が車両を制動することを可能にする信号９５を計算するように設計される。コンポーネント９０は、コース指令／制御サブユニット５０から発生する速度設定点値ｖ^＊をリアルタイムで供給する信号５９を受信する。さらに、コンポーネント９０は、リアルタイムで測定され、且つ車両のＣＡＮバス１０上の信号１９内で得られる実際の速度値を、ＣＡＮバス上で車両から読み取る。コンポーネント９０は、速度設定点ｖ^＊を達成するための加速トルク及びブレーキトルクをリアルタイムで計算する。さらに、コンポーネント９０は、例えば、傾く可能性があっても車両を安全な状態に保つために、車両の速度がゼロになった途端に、車輪を液圧制動するための信号９５をリアルタイムで計算する。

サブユニット５０は、ナビゲーション／位置モジュール３０から発生する信号３５を受信する。信号３５は、例えば、２つの空間座標ｘ^＊、ｙ^＊及び速度ｖ＊を含む３つのコンポーネントを有するベクトル形で、コース設定点を含む。空間座標設定点ｘ^＊、ｙ^＊及び速度設定点ｖ^＊は、車両と関連する座標系で表される。サブユニット５０は、モジュール３０から受信したコース設定点を追跡するために必要な、車輪の角度及び速度をリアルタイムで計算する。サブユニット５０は、信号５６から５９の計算に必要な又は使用される車両データを、メッセージ又は信号フレーム１５で受信するために、バス１０に対する読み取り専用アクセスをさらに有する。全く非限定的な実例として、車輪の直径、障害物の検出、路面の傾斜、内燃機関の特定の場合における変速比、又は電気モータの場合における励磁磁束に関するデータに言及してもよい。

ナビゲーション／位置モジュール３０は、モジュール１の外部にある電子機器であり、車両のコース設定点を計算するためのプログラム含み、専用ＣＡＮバスを使用してモジュール１と通信するプロセッサであるのが好ましい。車両のコース設定点を計算するために、ナビゲーション／位置モジュール３０は、さらに既知の方法で、車両の周辺の地図、車両位置の変化をリアルタイムでモデリングするためのユージオメーター的メカニズム（ｅｕｄｉｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、センサ並びに／或いは一又は複数のカメラを利用することができる。

コンポーネント６０、７０、８０、９０は、車両の自律運転信号の値を計算するサブユニット３にグループ化される。サブユニット３は、一又は複数の計算順序付け信号（ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｓ）４６を用いて指令／制御サブユニット４０によって監視される。

指令／制御サブユニット４０は、これより図３を参照して説明される局所有限状態機械を有する。

モジュール１に動力を加えることによって、第１ステップ３４１が始動する。

２つの条件の組み合わせによって、移行３４２が有効化される。第１条件は、特に停止が長引いた後に、信号３４の値が自律スタートを実行するための命令を示すとき、監視ユニット３００から発生する信号３４に関連する。第２条件は、ナビゲーション／位置モジュール３０から発生する速度設置点ｖ^＊の非ゼロ値に関連する。

移行３４２の有効化は、３つの連続したステップ３４３から３４５を始動する。

ステップ３４３は、実質的に、車両の自律運転のための信号の値を計算するサブユニット３に対して、液圧ブレーキを作動させるように命令することから成る。

ステップ３４４は、実質的に、車両の自律運転のための信号の値を計算するサブユニット３に対して、ハンドブレーキをリリースするように命令することから成る。

ステップ３４５は、実質的に、車両の自律運転のための信号の値を計算するサブユニット３に対して、アクチュエータ２７がニュートラル位置Ｎからドライブ位置Ｄに移動するように命令することから成る。

次に局所有限状態機械は第１ステップ３４１に戻り、自律運転信号の値を計算するサブユニット３は、車両を自在に加速させてコース設定点を追跡するようにさせる。これらの連続動作は、例えば、傾きが生じても、車両が常に安全な状態にあり、許可を得ずに動くことができないことを保障する。

移行３４６は、２つの別の条件の組み合わせによって有効化される。第１の別の条件は、特に停止が長引くときを前提として、信号３４の値が自律静止又は車両の安全確保のための命令を示すとき、監視ユニット３００から発生する信号３４に関連する。第２の別の条件は、ナビゲーション／位置モジュール３０から発生する速度設置点ｖ^＊のゼロ値、及び車両の停止状態（測定速度ゼロ）に関連する。

移行３４６の有効化は、３つの連続したステップ３４７から３４９を始動する。

ステップ３４７は、実質的に、車両の自律運転のための信号の値を計算するサブユニット３に対して、アクチュエータ２７がドライブ位置Ｄからニュートラル位置Ｎに移動するように命令することから成る。

ステップ３４８は、実質的に、車両の自律運転のための信号の値を計算するサブユニット３に対して、ハンドブレーキを作動させるように命令することから成る。

ステップ３４９は、実質的に、車両の自律運転のための信号の値を計算するサブユニット３に対して、液圧ブレーキをリリースするように命令することから成る。

次に局所有限状態機械は、第１ステップ３４１に戻り、スタートするためのさらなる命令を待つ。

これらの連続的な事象は、例えば、傾きが生じても、車両が常に安全な状態にあり、許可を得ずに動くことができないことをさらに保障する。

ユニット２は、計算された自律運転信号６４、７４、８４、９４、９５をこれより説明する安全ユニット４００に送信する。

安全ユニット４００は、スイッチングモジュール５００に伝送されるべき一又は複数の自律運転選択信号３４０を用いて監視ユニットによって監視される。

選択信号３４０の値が自動緊急停止を示すとき、これは概して非正常自律動作の場合に関連し、安全ユニット４００は、スイッチングモジュール５００に一又は複数の自律運転信号４５５から４５９を伝送し、各自律運転信号は、緊急自律運転信号を伝える。

自律運転信号４５６は、操舵の結果の操舵角値を保つために、コンポーネント６０によって配信される信号６４を伝える。

自律運転信号４５７は、動力装置２９からの動力が車輪に伝達されないように、アクチュエータ２７をニュートラル位置Ｎに入れる作動力ステータス（ｆｏｒｃｅ ｓｔａｔｕｓ）を伝える。

自律運転信号４５８は、例えばメモリ内に含まれ、アクチュエータ２８にハンドブレーキを作動させる作動力ステータスを伝える。

自律運転信号４５９、４５５は、例えばメモリ内に含まれ、車両の加速に対してゼロ値を再生成し、アクチュエータ２５に車両を制動させる値を有する作動力ステータスを伝える。

選択信号３４０の値が、非正常自律動作の場合を示す自動緊急停止を示さず、正常自律動作の場合を示す走行の指令を示すとき、安全ユニット４００は、ユニット２から発生する自律運転信号６４、７４、８４、９４、９５をそれぞれ伝える自律運転信号４５６、４５７、４５８、４５９、４５５をスイッチングモジュール５００に伝える。

したがって、安全ユニット４００は、正常自律運転の場合に計算された自律運転信号、及び非正常自律運転の場合に緊急自律運転信号をスイッチングモジュール５００に伝送するように設計される。

安全ユニット４００は、モジュール１からの出力の監視役であることに注意されたい。すべての出力は、例えば、専用ＣＡＮバスを使用して、スイッチングモジュール５００に送信される前に安全ユニット４００を介して伝わる。

手動運転に関連する手動動作モードと、自律運転に関連する自律動作モードの間の完全な分離に関連する第２機能を、安全ユニット４００の上述の第１機能に追加することができる。

選択信号３４０の値が、自動緊急停止或いは自律モードで走行する指令のいずれも示していないとき、加速、制動、操舵、ブレーキ及びＲＮＤアクチュエータのための出力にそれぞれ関連する信号４５９、４５５、４５６、４５８、４５７は、非定義値（ｎｏｎ−ｄｅｆｉｎｅｄ ｖａｌｕｅ）、すなわち、例えば、アクチュエータの動作範囲外にある値など、アクチュエータが解釈することができない値に位置する。したがって、スイッチングモジュール５００は、定められている場合以外、誤って自動運転を指令することはできない。すなわち、仮にモジュール１が自律動作モードにないときに、スイッチングモジュールが信号６５５から６５９のうちの１つの上に信号４５５から４５９のうちの１つを誤って再生成したとしても、結果的にそれぞれのアクチュエータの動作と適合しない信号値は、無効であるとして、又は好ましくは、車両が突然制動されるほどの極端な緊急停止を引き起すものとして検出される。

図２に示される本発明の実装モードでは、スイッチングモジュール５００は、自動制御モジュール１から、より具体的には、これより図４を参照して説明される全体有限状態機械を有する監視ユニット３００から発生する選択信号２５０によって制御される。

自動制御モジュール１を起動することにより、全体機械は第１ステップ３０１に入る。第１ステップ３０１では、自動制御モジュール１はスリープ状態にある。

診断ユニット１００から発生する信号１３０が、診断ユニット１００によって恒常的に監視される制御装置及び手段が適正状態であることを示し、マスターモジュール２０が移行を要求するとき、始動移行３０２が有効化される。

監視される装置は、実質的に、車両の残りの部分と通信するＣＡＮバス１０、スイッチングモジュール５００との一又は複数の接続、車両を動かすアクチュエータ（ブレーキ、アクセル、ステアリングシステム、補助駐車ブレーキ）から成る。

監視される制御手段は、実質的に、操舵角（測定操舵角に対する要求操舵角）に関連するもの、速度（測定速度に対する所望速度）に関連するもの、及びコース（実際のコースに対する所望コース）に関連するものから成る。

もし診断ユニット１００が上述の制御手段又は装置のうちの１つで誤動作を検出したならば、全体機械は、例えば、後述のステップ３１１を用いて実行される、自動制御モジュール１の例外状況を引き起す。

移行３０２の有効化は、自動制御モジュール１をスタンバイにするステップ３０３を始動する。ステップ３０１及び３０３は、理論上は手動動作モードに関連する全体機械の状況に対応する。

自律モードからの移行３０４は、自動制御始動許可ユニット２００から発生する信号２３６が、例えば、信号１２０を介して、制御モジュール１と自律動作モードに必要な他のモジュール２０、３０の各々との通信が確立されたことを示すときに有効化されるが、マスターモジュール２０がこの移行を要求するとき、ハンドブレーキが作動し且つ可能であれば変速レバーがニュートラル位置にある状態で車両は停止させられる。

自動制御始動許可ユニット２００によって検証されるように、車両速度がゼロであり、補助駐車ブレーキが作動し、変速機がニュートラルにあり、及びエンジンがスタート準備できている状態にあることは、車両の自律制御を始動するために必要な条件である。これらの条件の少なくとも１つが満たされない場合、車両の自律制御を始動することはできない。

さらに、ユニット３００は、自動制御始動許可ユニット２００から発生する情報を受信することができ、自動制御始動許可ユニット２００は、信号１２０を介して得られる車両の状況及びユニット１００から発生する信号１２を介して得られる診断に応じて、自律制御の始動を防ぐことができる。

移行３０４の有効化は、車両の自律制御を開始するために制御モジュール１を準備させるステップ３０５を始動する。制御モジュール１を準備するステップ３０５は、実質的に、アクチュエータ６５５から６５９を作動させるための信号に切り替えるために手動運転信号４５５から４５９を選択するように、信号２５０をスイッチングモジュール５００に送信すること、自律運転信号４５６、４５７、４５８、４５９、４５５上の計算された自律運転信号６４、７４、８４、９４、９５を再生成するように、安全ユニット４００に信号３４０を送信すること、及び変速レバーがニュートラルＮに入っていない場合は、変速レバーをニュートラルＮに入れることから成る。

移行３０６は、制御モジュール１の準備が整ったとき、及び図２に示される本発明の実施形態では、さらにマスターモジュール２０が監視モジュール３００に信号２３５を送信し、車両の自律制御を行うために制御モジュール１の動作（作動）を開始するとき、有効化される。マスターモジュールは、例えば、車両１１のデュアルモード動作を可能にするプロセッサの寿命のフェーズを管理するプロセッサである。

移行３０６の有効化は、実質的に、局所有限状態機械の移行３４２を有効化することができる値で、信号３４を指令／制御サブユニット４０に送信することから成る自律スタートのステップ３０７を始動する。

移行３０８は、車両の自律制御を停止するために又は換言すると手動モードに再度切り替わるために、マスターモジュール２０が、制御モジュール１に対して無動作（無作動）の値に設定される信号２３５を監視ユニット３００に送信するときに有効化される。

移行３０８の有効化は、切り替え前検証ステップ３０９及び手動モードに切り替わるための条件付けステップを始動する。ステップ３０９は、実質的に、可能であれば液圧ブレーキが作動するときに車両の速度がゼロであることを検証すること、及び局所有限状態機械の移行３４６を有効化することができる値で、信号３４を指令／制御サブユニット４０に送信することから成る。

ステップ３０７及び３０９は、自律動作モード、より具体的には、正常自律動作モードと関連する全体機械の状況に対応する。

マスターモジュール２０が監視ユニット３００に緊急停止を要求する信号２３４を送信するとき、及び／又は診断ユニット１００が監視ユニット３００に例外ダウングレード状況（ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ ｄｏｗｎｇｒａｄｅｄ ｓｔａｔｅ）を引き起すことができる診断情報を送信するときに、アラーム移行３１０が有効化される。

ステップ３０７からの又はステップ３０９からの移行３１０の有効化は、実質的に、内部に誤りが検出されない場合、スイッチングモジュール５００に緊急自律運転信号を伝送するようにユニット４００に対して指令する値を有する信号３４０を生成すること、又は、内部に誤りが検出された場合、マスターモジュール２０がモジュール５００の緊急自律運転信号を要請することを可能にすることから成るステップ３１１を始動する。このアプローチは、誤りの出現によってサブユニット５０がその機能を実行することが妨げられる状況に対応する。緊急モードステップ３１１は、自律動作モード、より具体的には、非正常自律動作モードと関連する全体機械の状況に対応する。

したがって、モジュール１の外部でマスター２０から発生する緊急停止の指令は、遅延なく実行され、制御モジュールの内部計算ユニットを短絡化させる。モジュール１の内部にある診断ユニット１００は、外部にあるマスターモジュール２０に機能不全を警告し、モジュール１を例外状況に置くことができるように、モジュール１の適正状態を常に監視する。

移行３１２は、車両が静止されたとき、すなわち車両の速度がゼロであると検出されたとき、ステップ３０９又はステップ３１１に続いて有効化される。

移行３１２の有効化は、手動モードへ切り替えるステップ３１３を始動する。ステップ３１３では、サブユニット３に指令して運転信号６４、７４、８４、９４、９５の定義範囲外に値を位置付けするように、監視ユニット３００が信号３４０の値を設定する。したがって、モジュール１からの出力は、手動モードと自律モードが互いに干渉しないことを保証するように、固定値又は変数値に割り当てられる。

さらに、監視ユニット３００は、信号５０５から５０９へ信号５５５から５５９を切り替えることをスイッチングモジュール５００に指令するように、信号２５０の値を設定する。信号２５０が存在しない場合、例えば、モジュール１に動力が適用されていない状況において、信号５５５から５５９はデフォルトで信号５０５から５０９に切り替えられることに留意されたい。

ステップ３１３は、手動動作モードに関連する全体機械の状況に対応する。

したがって、全体有限状態機械は、制御モジュール１の動作を順序付けるために、及びモジュール５００内の運転信号を切り替えて運転の手動モードから運転の自動又は自律モード並びにその逆方向に切り替えるために、モジュール２０からの指令を受信する。

このようにして、自動制御モジュール１の動作は、制御モジュールの外部のマスターモジュール２０によって、及び制御モジュールの内部の監視ユニット３００によって順序付けられる。

上述の説明から、少なくとも３つの安全手段を提供するために、自動制御モジュール１の動作がこのように順序付けられることが明らかである。

第１の安全手段は、自律モードに必要なデータのすべての供給元が用意されているという条件で、車両の自動制御の開始を可能にすることである。車両１１の自動制御は、マスターモジュール２０、例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）型の通信バス１０、又は人的介入のないナビゲーション／位置モジュール３０などのデジタル処理ユニットから発生するデータに基づいて車両を動作させるために、特に自律モードで使用される。

第２の安全手段は、車両が安全、すなわち安定且つ確定した状態で停止している場合にのみ、手動モードから自律モードへ、及びその逆方向への切り替えを可能にすることを含む。

第３の安全手段は、図３に示される一連の事象を使用して車両を安全にスタート及び停止させることから成る。

３０１から３１３及び／又は３４１から３４９のステップは、上述のシステム、又は、本発明によるシステムと適合することを唯一の条件として異なる物理的構造を備える別のシステムにインストールされたコンピュータプログラムを使用して実装される制御方法のステップとして考えることができることに留意されたい。

デュアルモード車両に関して以上説明した自動制御モジュールは、所望のコースを受信し、これらのコースを自律運転で追跡できるように、車両のアクチュエータのための指令を形成することができる。自動制御モジュールは、特に、外部の他のモジュールとの連携を保証し、自動制御の下で手動モードと自律モードの間のアクチュエータの切り替えを提供し、モジュールの内部の動作の連携を確実にし、及び車両の全体レベルで公称又は正常自律モードにおける動作及び緊急自律モードにおける動作が安全であることを確実にすることによって、信頼性及びコストの懸念事項に応えることができる。

Claims (10)

1. 車両のアクチュエータ（２５−２９）を手動運転するための手動運転信号（５５５−５５９）を生成するアクチュエータ制御部材（５−９）と、
   前記車両の前記アクチュエータを自律運転するための自律運転信号（４５５−４５９）を生成する自動制御モジュール（１）と、
   手動動作モードでは前記手動運転信号を選択し、自律動作モードでは前記自律運転信号を選択するように設計されるスイッチングモジュール（５００）と
   を備える車両制御システムであって、前記自動制御モジュール（１）が、
   前記手動運転信号又は前記自律運転信号を選択するために少なくとも１つの選択信号（２５０）を前記スイッチングモジュール（５００）に送信する監視ユニット（３００）を備え、
   少なくとも１つの計算された運転信号（６４、７４、８４、９４、９５）を自動的に形成する自動形成ユニット（２）と、
   正常な自律動作の場合に前記少なくとも１つの計算された運転信号を前記スイッチングモジュール（５００）に前記自律運転信号として伝送し、非正常な自律動作の場合に緊急自律運転信号を前記スイッチングモジュール（５００）に前記自律運転信号として伝送するように設計される安全ユニット（４００）と、
   を備える、車両制御システム。
2. 前記監視ユニット（３００）が、前記手動動作モードに関連する状態及び前記自律動作モードに関連する状態を含む第１の有限状態機械を有する、請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記第１の有限状態機械が、少なくとも１つの緊急制動信号（３４０）を前記安全ユニット（４００）に送信するための非正常な自律動作の場合に関連する状態を含む、請求項２に記載の車両制御システム。
4. 前記自動制御モジュール（１）が、非正常な自律動作の場合に関連する任意の事象を検出し、前記正常及び非正常な自律動作の場合を示す、少なくとも１つの信号（１３０）を前記監視ユニット（３００）に送るように設計される診断ユニット（１００）を含む、請求項２又は３に記載の車両制御システム。
5. 前記自動形成ユニット（２）が、自律スタートに関連する状態、及び自律静止に関連する状態を含む第２の有限状態機械を有する指令／制御サブユニット（４０）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両制御システム。
6. 前記車両に対して、局所的な座標系で表されるコース座標（ｘ^＊、ｙ^＊、ｖ^＊）をリアルタイムで前記自動形成ユニット（２）に送信するように設計されるナビゲーション、及び／又は位置モジュール（３０）を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両制御システム。
7. アクチュエータ制御部材が、車両のアクチュエータを手動運転するための手動運転信号を生成する、一又は複数の手動モードステップ（３０３、３１３）と、
   自律運転信号が生成されて、前記手動運転信号の代わりに前記車両の前記アクチュエータに向けて切り替えられる、一又は複数の自律モードステップであって、前記手動運転信号又は前記自律運転信号を選択する、一又は複数の自律モードステップと、
   を含む、車両を制御する方法であって、前記自律モードステップが、
   正常自律動作の場合に実行される正常自律モードステップ（３０７）であって、前記自律運転信号として、少なくとも１つの計算された運転信号が伝送される、正常自律モードステップ（３０７）と、
   非正常自律動作の場合に実行される緊急自律モードステップ（３１１）であって、前記自律運転信号として、少なくとも１つの緊急自律運転信号が伝送される、緊急自律モードステップ（３１１）と、
   を含む、車両を制御する方法。
8. 自律スタートを実行する少なくとも１つの第１ステップ（３４３、３４４、３４５）と、
   自律静止を実行する少なくとも１つの第２ステップ（３４７、３４８、３４９）と、
   を含む、請求項７に記載の制御方法。
9. コンピュータによって実行されるときに、請求項７又は８に記載の方法を実装するための命令を含む、コンピュータプログラム。
10. 請求項１から６のいずれか一項に記載の制御システム、及び／又は請求項９に記載のコンピュータプログラムを備える、自動車両。

Images