DE112017005762B4

DE112017005762B4 - Fahrzeugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017005762B4
Application number: DE112017005762.0T
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Sakamoto; Teppei Hirotsu; Satoshi Tsutsumi; Taisuke UETA
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2037-11-01
Also published as: JP6777761B2; DE112017005762T8; US20190300009A1; CN110035939B; DE112017005762T5; CN110035939A; JPWO2018110124A1; WO2018110124A1; US11136044B2

Abstract

Fahrzeugsteuervorrichtung, umfassend:eine Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b), die dazu ausgelegt ist, einen Steuerplan eines Fahrzeugs zu erzeugen und zu übertragen;eine erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b), die dazu ausgelegt ist, einen Betriebssteuerbefehl zu erzeugen, der an eine Fahrzeugbetriebs-Steuerungsvorrichtung (13, 14, 15) übertragen wird, die dazu ausgelegt ist, den Betrieb des Fahrzeugs abhängig von dem Steuerplan des Fahrzeugs zu steuern, der von der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) übertragen wird; undeine zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b), die dazu ausgelegt ist, einen Betriebssteuerbefehl zu erzeugen, der an die Fahrzeugbetriebs-Steuerungsvorrichtung (13, 14, 15) gesendet wird, die dazu ausgelegt ist, den Betrieb des Fahrzeugs abhängig von dem Steuerplan des Fahrzeugs zu steuern, der von der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) übertragen wird,wobei die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) dazu ausgelegt ist, den von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugten Steuerbefehl an die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) zu übertragen, unddie zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, den von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) erzeugten Steuerbefehl mit dem von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) empfangenen Steuerbefehl zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet,dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung eine Steuerbefehl-Schalteinheit (15k) umfasst, die dazu ausgelegt ist, von dem von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugten Betriebssteuerbefehl zu dem von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugten Betriebssteuerbefehl zu wechseln,die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, ein Anomalie-Signal an die Steuerbefehl-Schalteinheit (15k) zu übertragen, wenn bestimmt wurde, dass die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) anormal arbeitet, unddie Steuerbefehl-Schalteinheit (15k) dazu ausgelegt ist, den vom Betriebssteuerbefehl, der von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugt wird, zu empfangenden Betriebsbefehl auf den von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) erzeugten Betriebssteuerbefehl umzuschalten, wenn das Anomalie-Signal von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) übertragen wurde.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung in einem selbstfahrenden System.
Technischer Hintergrund
Wenn eine Abweichung in der Versorgungsspannung eines Mikrocomputers eines elektronischen Steuergeräts (ECU), das den selbstfahrenden Betrieb steuert, oder eine Betriebsabweichung dieses Mikrocomputers in einem selbstfahrenden Fahrzeugsystem festgestellt wird, wird anschließend ein geeigneter Prozess durchgeführt.
PTL 1 offenbart eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die die Steuerfunktionen einer Vielzahl von Aktuatorsteuervorrichtungen teilweise begrenzt, wenn ein Mikrocomputer der Fahrzeugsteuervorrichtung in einem Normalzustand betrieben wird und die Versorgungsspannung dieses Mikrocomputers außerhalb des richtigen Bereichs liegt.
Darüber hinaus offenbart PTL 2 eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die eine aktive Systemverarbeitungsschaltung und eine Standby-System-Verarbeitungsschaltung umfasst, in der die aktive Systemverarbeitungsschaltung eine Steuerung durchführt, während der Betrieb der aktiven Systemverarbeitungsschaltung überwacht wird, und, wenn eine Abweichung in der aktiven Systemverarbeitungsschaltung festgestellt wird, die Standby-System-Verarbeitungsschaltung die Steuerung anstelle derjenigen aktiven Systemverarbeitungsschaltung durchführt, in der die Abweichung festgestellt wurde.
Zitatliste
Patentliteratur

PTL 1: JP 2015-93498 A
PTL 2: JP 2016-60413 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Ein selbstfahrendes System besteht beispielsweise aus einer Fahrzeugsteuervorrichtung, die Steuerbefehle ausgibt, und einer Vielzahl von Aktuatorsteuervorrichtungen, die basierend auf den Steuerbefehlen der Fahrzeugsteuervorrichtung jeweils Motorsteuerung, Bremssteuerung, Servolenkung und dergleichen ausführen.
Dabei ist es wünschenswert, sowohl Störungen aufgrund niedriger als auch aufgrund hoher Spannungswerte der Versorgungsspannung einer Recheneinheit (Mikrocomputer) zu erkennen, um eine Fehlerverarbeitung zur funktionalen Sicherheit im selbstfahrenden System durchzuführen. Bei der Verarbeitung, wie z.B. dem gleichmäßigen Stoppen (Zurücksetzen) der arithmetischen Verarbeitungseinheit aufgrund der Abweichung der Versorgungsspannung, wird jedoch die Funktion des selbstfahrenden Systems gestoppt.
Wenn jedoch die Funktionen des selbstfahrenden Systems während des Betriebs plötzlich zum Erliegen kommen, ist es notwendig, dass ein Fahrzeuginsasse die Fahrt des Fahrzeugs übernimmt, es braucht jedoch Zeit, bis der Fahrzeuginsasse die Fahrt übernehmen kann. Somit ergibt sich das Problem, dass ein kontrollierter Übergang durch das Fahrzeugsystem und eine Technologie dafür erforderlich sind.
Als Mittel zur Lösung des obigen Problems beschreibt PTL 1 eine Steuerung für den Fall, dass die die Versorgungsspannung des Mikrocomputers außerhalb des richtigen Bereichs liegt, während sich der Betrieb des Mikrocomputers im Normalzustand befindet. Wenn die Versorgungsspannung des Mikrocomputers jedoch außerhalb des richtigen Bereichs liegt, gibt es Probleme mit dem Einfluss auf die Zuverlässigkeit der arithmetischen Funktion des Mikrocomputers und es besteht die Möglichkeit, dass eine geeignete Betriebssteuerung schwierig wird.
Darüber hinaus schlägt die in PTL 2 beschriebene Fahrzeugsteuervorrichtung ein Verfahren zur Fortsetzung der Steuerung durch die Standby-System-Verarbeitungsschaltung (redundantes System) vor, wenn eine Abweichung in der Verarbeitungsschaltung des aktiven Systems auftritt.
Sofern jedoch durch die jeweiligen Mikrocomputer kein Synchronisationsprozess für die aktive Systemverarbeitungsschaltung und die Standby-System-Verarbeitungsschaltung durchgeführt wird, besteht beim Übergang der Steuerung vom aktiven System zum Standby-System die Möglichkeit, dass abrupte Steuerungslücken, die von diesen beiden Verarbeitungsschaltungen ausgegeben werden, auftreten und eine reibungslose selbstfahrende Steuerung schwierig wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Probleme gemacht, und ein Ziel ist es, eine Fahrzeugsteuervorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist, die Sicherheit zu verbessern, selbst wenn beim Betrieb einer arithmetischen Verarbeitungseinheit in der Fahrzeugsteuervorrichtung Anomalien auftreten.
Aus der DE 103 06 788 A1 ist eine Fahrzeugsteuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Weiterer Stand der Technik ist in den Dokumenten DE 10 2005 014 736 A1 und DE 10 2006 032 726 A1 offenbart.
Lösung des Problems
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fahrzeugsteuervorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist, die Sicherheit zu verbessern, auch wenn beim Betrieb der arithmetischen Verarbeitungseinheit in der Fahrzeugsteuervorrichtung Anomalien auftreten.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines selbstfahrenden Systems in einem Fahrzeug, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird.
2 ist ein Diagramm, das den inneren Aufbau der Selbstfahr-Steuereinheit aus Beispiel 1 zeigt.
3 ist ein Zeitdiagramm, das die Verarbeitungszeiten der Mikrocomputern aus Beispiel 1 zeigt.
4 ist ein Konzeptdiagramm zur Erläuterung der internen Verarbeitung eines Servolenkungs-Steuergerätes (fünfte ECU) 15 aus Beispiel 1.
5 ist ein erklärendes Diagramm eines modifizierten Beispiels für die Erkennung von Anomalien durch die Mikrocomputer aus Beispiel 1.
6 ist ein Flussdiagramm zur Erkennung von Anomalien der Mikrocomputer und zur Benachrichtigung externer ECUs (Steuergeräte) über die Anomalien aus Beispiel 1.
7 ist ein erklärendes Diagramm zur Erkennung von Anomalien von Mikrocomputern durch Überwachungsschaltungen aus Beispiel 2.
8 ist ein Flussdiagramm zur Erkennung von Anomalien von Mikrocomputern und zur Ausgabe von Schaltbefehlen in Beispiel 3.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
Beispiele
(Beispiel 1)
Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt ein Beispiel, in dem durch eine Steuerplan-Erzeugungseinheit und eine zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit bestimmt wird, dass ein Anomalie-Signal als Ergebnis an eine Aktuatorsteuervorrichtung ausgegeben wird, wenn die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit anormal arbeitet, und dass ein von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit ausgegebener Steuerbefehl auf einen von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit in der Aktuatorsteuervorrichtung ausgegebenen Steuerbefehl umgeschaltet wird.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines selbstfahrenden Systems, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird. In 1 umfasst das selbstfahrende System eine Kamera (erster Sensor) 1, die ein externer Erkennungssensor zum Erkennen einer externen Situation eines Fahrzeugs ist und Kamerainformationen ausgibt, ein Radar (zweiter Sensor) 2, der Radarinformationen ausgibt, einen Eigenpositionssensor (dritter Sensor) 3, der Eigenpositions-Informationen ausgibt, und eine Selbstfahr-Einstellungseinheit 4 zum Einstellen der autonomen Fahrt.
Das selbstfahrende System umfasst ferner eine Selbstfahr-Steuereinheit (erste ECU) 11, eine Bremssteuereinheit (dritte ECU) 13, eine Motorsteuereinheit (vierte ECU) 14 und eine Servolenkungssteuereinheit (fünfte ECU) 15.
Die Kamera 1, das Radar 2, der Eigenpositionssensor 3, die Selbstfahr-Steuereinheit 11, das Bremssteuergerät 13, das Motorsteuergerät 14 und das Servolenkungssteuergerät 15 sind über ein Bordnetz (z.B. ein Controller Area Network (CAN), Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) o.ä.) miteinander verbindbar.
Die Bremssteuereinheit 13 ist eine Steuervorrichtung, die eine Bremssteuerung (Bremskraftsteuerung) des Fahrzeugs durchführt, und die Motorsteuereinheit 14 ist eine Steuervorrichtung, die einen Motor steuert, der die Antriebskraft des Fahrzeugs erzeugt. Das Servolenkungs-Steuergerät 15 ist eine Steuervorrichtung, die die Servolenkung des Fahrzeugs steuert. Die Bremssteuereinheit 13, die Motorsteuereinheit 14 und die Servolenkungssteuereinheit 15 sind Betriebssteuerungseinheiten, die den Betrieb des Fahrzeugs steuern.
Der Eigenpositionssensor 3 ist eine Vorrichtung, die die Eigenposition mittels Funkwellen von einem Positionierungssatelliten, wie beispielsweise einem globalen Positionierungssystem (GPS), erfasst. Der Eigenpositionssensor 3 gibt die erfassten Eigenpositions-Informationen an die Selbstfahr-Steuereinheit 11 aus.
Es sei bemerkt, dass der Eigenpositionssensor 3 die Eigenpositions-Informationen unter Verwendung eines anderen Ortungssystems als des GPS erfassen kann.
Darüber hinaus verfügt der Eigenpositionssensor 3 über einen Speicher, der die für das Selbstfahren verwendeten Kartendaten speichert, und der Speicher speichert die Kartendaten wie die Straßenbreite, die Anzahl der Fahrspuren, die Steigungen, die Krümmungen der Kurven, die Formen der Kreuzungen und die Geschwindigkeitsbegrenzungsinformationen.
Es sei bemerkt, dass die Kartendaten in der Selbstfahr-Steuereinheit 11 gespeichert werden können.
Die Selbstfahr-Einstellungseinheit 4 ist eine Vorrichtung für einen Insassen des Fahrzeugs zum Einstellen eines Ziels, einer Route, einer Fahrgeschwindigkeit und dergleichen für das Selbstfahren. Die Selbstfahr-Einstellungseinheit 4 verfügt über eine Eingabevorrichtung (nicht dargestellt), mit welcher der Insasse Einstellungen vornehmen kann.
Beispiele für diese Eingabevorrichtung sind eine physikalische Eingabevorrichtung wie eine Taste oder ein Touchscreen, eine Gesteneingabevorrichtung mit einer Kamera oder Infrarotstrahlen, eine Spracheingabevorrichtung und dergleichen.
Die Selbstfahr-Einstellvorrichtung 4 gibt die vom Insassen über die Eingabevorrichtung eingegebenen Informationen an die Selbstfahr-Steuereinheit 11 aus.
Dabei wird, wenn die Selbstfahr-Steuereinheit 11 eine Anforderung zum Selbstfahren durch die Selbstfahr-Einstellungseinheit 4 empfängt, die Trajektorie, die das Fahrzeug durchläuft, abhängig von externen Informationen von der Kamera 1, dem Radar 2, dem Eigenpositionssensor 3 und dergleichen berechnet, und die Selbstfahr-Steuereinheit 11 gibt Steuerbefehle für die Bremse, die Antriebskraft und dergleichen an das Bremssteuergerät 13, das Motorsteuergerät 14 und das Servolenkungssteuergerät 15 aus, um das Fahrzeug gemäß der oben genannten Route zu bewegen.
Als Reaktion auf die Steuerbefehle für die selbstfahrende Steuerung aus der Selbstfahr-Steuereinheit 11, dem Bremssteuergerät 13, dem Motorsteuergerät 14 und dem Servolenkungssteuergerät 15 werden Manipulationssignale an entsprechende Steuerziele (Aktuatoren) ausgegeben.
2 ist ein Diagramm, das den inneren Aufbau der Selbstfahr-Steuereinheit (erste ECU) 11 zeigt.
In 2 weist die Selbstfahr-Steuerung 11, die eine Fahrsteuerung zum Selbstfahren ist, drei Mikrocomputer auf, und zwar einen Mikrocomputer 10b (Steuerplan-Erzeugungseinheit (Arithmetikeinheit)), einen Mikrocomputer 11b (erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (Arithmetikeinheit)) und einen Mikrocomputer 12b (zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (Arithmetikeinheit)).
Dann werden für die Mikrocomputer 10b, 11b und 12b jeweils die Stromversorgung 10a, die Stromversorgung 11a und die Stromversorgung 12a und eine Kommunikationsschaltung 10c, eine Kommunikationsschaltung 11c und eine Kommunikationsschaltung 12c bereitgestellt.
In 2 verfügt die Selbstfahr-Steuereinheit 11 über drei Mikrocomputer, und zwar den Mikrocomputer 10b, den Mikrocomputer 11b und den Mikrocomputer 12b. Es kann beispielsweise auch die Selbstfahr-Steuereinheit 11 den Mikrocomputer 10b und den Mikrocomputer 11b umfassen und der Mikrocomputer 12b kann in einer anderen Steuereinheit als der Selbstfahr-Steuerung 11 angeordnet sein.
Es sei bemerkt, dass die Konfiguration so sein kann, dass der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b in der Selbstfahr-Steuerung 11 und der Mikrocomputer 10b in einer anderen Steuereinheit als der Selbstfahr-Steuerung 11 angeordnet sind.
Die Stromerzeugungsschaltung 10a, die Stromerzeugungsschaltung 11a und die Stromerzeugungsschaltung 12a sind mit einer im Fahrzeug montierten Batterie 19 verbunden und sind Schaltungen, die eine Batteriespannung VB (z.B. 12 V) auf die Nennleistungsspannungen (z.B. 5 V) des Mikrocomputers 10a, des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b absenken, um die Nennleistungsspannungen als Versorgungsspannungen VCC des Mikrocomputers 10a, des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b auszugeben.
Sensorinformationen werden von der Kamera 1 (erster Sensor), die ein externer Sensor ist, dem Radar 2 (zweiter Sensor) und dem Eigenpositionssensor 3 (dritter Sensor) über die Kommunikationsschaltung 10c an den Mikrocomputer 10b übertragen. Der Mikrocomputer 10b erkennt anhand der übertragenen Sensorinformationen die äußere Situation und erzeugt Trajektorieninformationen für die Bewegung des Fahrzeugs.
Anschließend überträgt der Mikrocomputer 10b die erzeugten Trajektorieninformationen über eine Kommunikationsleitung 10e an den Mikrocomputer 11b. Der Mikrocomputer 10b überträgt auch die erzeugten Trajektorieninformationen über eine Kommunikationsleitung 10f an den Mikrocomputer 12b.
Der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b empfangen jeweils Informationen von einem Raddrehzahlsensor, einem Beschleunigungssensor, einem Gierratensensor und dergleichen (nicht dargestellt) von außen von externen ECUs (Steuergeräten) über die Kommunikationsschaltung 11c bzw. die Kommunikationsschaltung 12c und erzeugt und überträgt abhängig von diesen Informationen und den vom Mikrocomputer 10b empfangenen Trajektorien-Informationen entsprechende Aktuatorsteuerbefehle an die Bremssteuereinheit (drittes Steuergerät) 13, die Motorsteuereinheit (viertes Steuergerät) 14 und die Servolenkungssteuereinheit (fünftes Steuergerät) 15.
Es sei bemerkt, dass der Mikrocomputer 10b, der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b mit den entsprechenden Quarz-Oszillatoren verbunden sind (nicht dargestellt). Da die Quarz-Oszillatoren Oszillationsfrequenz-Wiederholungsfehler aufweisen, die jeweils individuell Unterschiedlich sind, sammelt sich im Laufe der Zeit eine Fehlerzeit an, und jeder Mikrocomputer-Verarbeitungszeitpunkt wird unterschiedlich.
Daher weisen der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b eine Verarbeitungs-Timing-Synchronisationseinheit (Synchronisationseinheit 1) 11d und eine Verarbeitungs-Timing-Synchronisationseinheit (Synchronisationseinheit 2) 12d zum Synchronisieren der Verarbeitungszeiten auf.
Wenn die Trajektorieninformationen vom Mikrocomputer 10b über die Kommunikationsleitungen 10e und 10f an den Mikrocomputer 11b und den Mikrocomputer 12b ausgegeben werden, werden die Trajektorieninformationen zu diesem Zeitpunkt in die Synchronisationseinheit 11d und die Synchronisationseinheit 12d als Synchronisationssignal übernommen, der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b starten die arithmetische Verarbeitung der Steuerbefehle an die Aktoren, und die Verarbeitungszeiten des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12 werden miteinander synchronisiert.
Währenddessen erzeugt und überträgt der Mikrocomputer 11b über die Kommunikationsschaltung 11c die Aktuatorsteuerbefehle an die Bremssteuereinheit 13, die Motorsteuereinheit 14 und die Servolenkungssteuereinheit 15 und überträgt auch die Aktuatorsteuerbefehle über eine Kommunikationsleitung 11f zur Normalitätsprüfung des Mikrocomputers 11b an den Mikrocomputer 12b.
Wenn die Aktuatorsteuerbefehle des Mikrocomputers 11b über die Kommunikationsleitung 11f in den Mikrocomputer 12b eingegeben werden, werden die Aktuatorsteuerbefehle zu diesem Zeitpunkt als Synchronisationssignal in die Synchronisationseinheit 12d übernommen, die arithmetische Verarbeitung der nächsten Steuerbefehle an die Aktuatoren wird gestartet und die Verarbeitungszeitpunkte der Steuerbefehlsarbarbeitung des Mikrocomputers 11b werden miteinander synchronisiert.
3 ist ein Zeitdiagramm, das die Verarbeitungszeiten des Mikrocomputers 10b, des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b darstellt.
In 3 überträgt der Mikrocomputer 10b zu einem Zeitpunkt t0 die Trajektorieninformationen sowohl an den Mikrocomputer 11b als auch an den Mikrocomputer 12b, und die Verarbeitungszeiten der beiden Mikrocomputer 11b und 12b werden zu diesem Zeitpunkt synchronisiert.
Der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b empfangen die Informationen vom Raddrehzahlsensor, dem Beschleunigungssensor, dem Gierratensensor und dergleichen (nicht dargestellt) von außen von den externen ECUs (Steuergeräten) über die Kommunikationsschaltung 11c bzw. die Kommunikationsschaltung 12c, und die Empfangsfrequenz der Informationen ist höher als dejenige der vom Mikrocomputer 10b erzeugten Trajektorien-Informationen.
Ausgehend von diesen Informationen des Raddrehzahlsensors, des Beschleunigungssensors und des Gierratensensors sowie den vom Mikrocomputer 10b empfangenen Trajektorieninformationen werden die jeweiligen Aktuatorsteuerbefehle erzeugt und an das Bremssteuergerät 13, das Motorsteuergerät 14 und das Servolenkungssteuergerät 15 übertragen.
Die Ausgabefrequenz der Steuerbefehle an die Aktuatoren durch den Mikrocomputer 11b und den Mikrocomputer 12b ist höher als diejenige der vom Mikrocomputer 10b erzeugten Trajektorieninformationen. Zu Zeitpunkten wie den Zeitpunkten t1, t2 und t3 werden die Steuerbefehle vom Mikrocomputer 11b zur Prüfung des Normalzustands an den Mikrocomputer 12b übertragen und die Verarbeitungszeitpunkte beider werden ebenfalls zu diesen Zeitpunkten synchronisiert.
Danach, wenn der Mikrocomputer 10b die Trajektorieninformationen sowohl an den Mikrocomputer 11b als auch an den Mikrocomputer 12b überträgt, werden die Verarbeitungszeiten der beiden Mikrocomputer 11b und 12b auf dieses Timing synchronisiert, und der Steuerbefehl wird vom Mikrocomputer 11b an den Mikrocomputer 12b zur Prüfung des Normalzustands übertragen. Die Verarbeitungszeiten sowohl des Mikrocomputers 11b als auch des Mikrocomputers 12b werden ebenfalls mit dem Sendezeitpunkt dieses Steuerbefehls synchronisiert.
4 ist ein Konzeptdiagramm zur Erläuterung der internen Verarbeitung der fünften ECU (Servolenkungs-Steuergerät) 15 mit der Konfiguration, in der die Steuerbefehle sowohl vom Mikrocomputer 11b als auch vom Mikrocomputer 12b an den Aktuator übertragen werden.
In 4 übertragen sowohl der Mikrocomputer 11b als auch der Mikrocomputer 12b der Selbstfahr-Steuereinheit (erste ECU) 11 einen Steuerbefehl 11g (Steuerbefehl 1) und einen von den jeweiligen Mikrocomputern berechneten Steuerbefehl 12g (Steuerbefehl 2) für die Aktuatoren an das Servolenkungssteuergerät (fünfte ECU) 15.
Darüber hinaus bestimmt der Mikrocomputer 12b die Normalität/Anomalie des Mikrocomputers 11b nach einem später beschriebenen Verfahren und überträgt ein Anomalie-Signal 12h des Mikrocomputers 11b als Ergebnis an die fünfte ECU (Servolenkungs-Steuergerät) 15.
Die fünfte ECU (Servolenkungs-Steuergerät) 15 umfasst eine Steuerbefehls-Schalteinheit 15k und führt im Normalzustand eine Aktuatorsteuerung abhängig von dem Steuerbefehl 11g des Mikrocomputers 11b durch. Beim Empfangen eines Signals, das die Abweichung durch das vom Mikrocomputer 12b übertragene Normalität/Abnormalitätssignal 12h des Mikrocomputers 11b anzeigt, schaltet die fünfte ECU 15 auf den Steuerbefehl 12g um und führt die Aktuatorsteuerung gemäß dem Steuerbefehl 2 des Mikrocomputers 12b durch.
Abhängig von den sich ständig ändernden externen Sensorinformationen (Informationen der Kamera 1, des Radars 2 und des Eigenpositionssensors 3) werden zu den Verarbeitungszeiten des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b die Steuerbefehle an den Aktuator berechnet bzw. aktualisiert.
Da die Differenz der von den jeweiligen Mikrocomputern 11b und 12b ausgegebenen Steuerbefehle an den Aktuator durch die vorgenannte Verarbeitungs-Timing-Synchronisationstechnik reduziert wird, ist es hierdurch möglich, das durch Steuerungslücken verursachte Fahrzeugverhalten zum Zeitpunkt Umschaltung der Steuerung zu unterdrücken.
Es sei bemerkt, dass die fünfte ECU 15 als Beispiel zur Erläuterung anhand von 4 beschrieben wurde, aber die gleiche Verarbeitung wie diejenige der fünften ECU 15 auch für die dritten ECU 13 und die vierten ECU 14 anwendbar ist.
5 ist ein erklärendes Diagramm einer Schaltung, die Anomalien eines Mikrocomputers 11b durch einen Mikrocomputer 10b und einen Mikrocomputer 12b erkennt, was ein modifiziertes Beispiel der in 2 dargestellten Ausführungsform ist.
In 5 umfassen der Mikrocomputer 10b und der Mikrocomputer 11b eine Kommunikationsleitung 10q, wie z.B. die SPI-Kommunikation, und sind so verbunden, dass sie untereinander kommunizierten können. Der Mikrocomputer 10b überträgt unter Verwendung der Kommunikationsleitung 10q Frageinformationen an den Mikrocomputer 11b. Der Mikrocomputer 11b antwortet dem Mikrocomputer 10b mit Antwortinformationen zu den empfangenen Frageinformationen. Der Mikrocomputer 10b vergleicht den erwarteten Wert der Antwort mit dem tatsächlichen Antwortwert des Mikrocomputers 11b, um die Normalität/Anomalie des Mikrocomputers 11b zu bestimmen.
6 ist ein erklärendes Diagramm für den Arbeitsablauf zur Erkennung der Anomalie des Mikrocomputers 11b durch den Mikrocomputer 10b und den Mikrocomputer 12b.
In 6, in Schritt S00, empfangen die Mikrocomputer 11b und 12b über die Kommunikationsleitungen 10e und 10f Trajektorieninformationen (Steuerplan) vom Mikrocomputer 10b.
Danach werden in Schritt S01 in jedem der Mikrocomputer 11b und dem Mikrocomputer 12b abhängig von Informationen von einem Raddrehzahlsensor, einem Beschleunigungssensor, einem Gierraten-Sensor und dergleichen und den vom Mikrocomputer 10b empfangenen Trajektorieninformationen Steuerbefehle für Aktuatoren berechnet.
Anschließend werden in Schritt S02 die vom Mikrocomputer 11b berechneten Steuerbefehle vom Mikrocomputer 11b an den Mikrocomputer 12b übertragen.
Danach vergleicht der Mikrocomputer 12b in Schritt S03 die jeweiligen Steuerbefehle des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b für die Aktuatoren und bestimmt die Anomalie, wenn eine Differenz gleich oder größer als ein bestimmtes Kriterium vorliegt. Wenn es keine Differenz gibt, die gleich oder größer als das Kriterium ist, wird kein Prozess durchgeführt, weil es kein Problem gibt.
Basierend auf den sich ständig ändernden externen Sensorinformationen werden die Steuerbefehle an die Aktuatoren berechnet und zu den Prozesszeiten des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b aktualisiert. Da jedoch die Differenz der Steuerbefehle an die von den jeweiligen Mikrocomputern 11b und 12b ausgegebenen Aktuatoren durch die vorgenannte Synchronisationstechnik des Prozess-Timings reduziert wird, ist es möglich, einen niedrigen Wert für das Kriterium einzustellen und Normalität/Anomalie mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
Wenn andererseits eine UND-Bedingung festgestellt wird, bei der das Überwachungsergebnis des Mikrocomputers 11b durch den in 5 dargestellten Mikrocomputer 10b anormal ist und der Mikrocomputer 12b die Anomalie des Mikrocomputers 11b (Schritt S04) erkannt hat, sendet der Mikrocomputer 12b in Schritt S05 an die externen ECUs (Steuergeräte) einschließlich der dritten ECU 13, der vierten ECU 14, der fünften ECU 15 und dergleichen ein Anomalie-Signal 12h für die in 4 dargestellten Mikrocomputers 12b.
Als Reaktion darauf wechseln die externen Steuergeräte von einem Steuerbefehl 11g, der vom Mikrocomputer 11b ausgegeben wird, zu einem Steuerbefehl 12g, der vom Mikrocomputer 12b durch eine Steuerbefehlsumschalteinheit 15k ausgegeben wird, und setzen die Aktuatorsteuerung fort.
Es sei bemerkt, dass der Mikrocomputer 10b mit dem Mikrocomputer 12b über eine Kommunikationsleitung (nicht dargestellt) oder mit dem Mikrocomputer 12b über die Kommunikationsleitung 10f für das Ergebnis der Anomaliebestimmung des Mikrocomputers 11b kommunizieren kann.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Mikrocomputer 12b gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung dazu ausgelegt, als Synchronisationssignal die vom Mikrocomputer 11b über die Kommunikationsleitung 11f übertragenen Trajektorieninformationen zu empfangen und die Steuerbefehle an die Aktuatoren zu berechnen, so dass die arithmetische Verarbeitung des Mikrocomputers 11b und die arithmetische Verarbeitung des Mikrocomputers 12b synchronisiert werden können.
Anschließend führt der Mikrocomputer 12b die Berechnung durch, die derjenigen des Mikrocomputers 11b entspricht, und vergleicht das berechnete Ergebnis mit dem Berechnungsergebnis des Mikrocomputers 11b, so dass der Mikrocomputer 12b genau erkennen kann, ob der Mikrocomputer 11b anomal arbeitet oder nicht. Wenn die Anomalie im Mikrocomputer 11b abhängig von der Bestimmung erkannt wurde, werden die Aktuatoren durch Umschalten auf die von demjenigen Mikrocomputer 12b berechneten Steuerbefehle gesteuert, der die Berechnung synchron mit der arithmetischen Verarbeitung des Mikrocomputers 11b durchgeführt hat. So ist es möglich, eine nahtlose Selbstfahrsteuerung ohne Auftreten abrupter Regelungslücken durchzuführen und eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung zu realisieren, die die Sicherheit verbessern kann.
Wenn die Konfiguration so ist, dass die Anomalieverarbeitung in einem Fall durchgeführt wird, in dem nicht nur der Mikrocomputer 12b, sondern auch der Mikrocomputer 10b bestimmt, ob eine Anomalie im Mikrocomputer 11b aufgetreten ist oder nicht, und sowohl die Mikrocomputer 12b als auch 10b bestimmt haben, dass die Anomalie im Mikrocomputer 11b aufgetreten ist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit der selbstfahrenden Steuerung weiter zu verbessern.
Es sei bemerkt, dass die Konfiguration so ist, dass der Verarbeitungszeitpunkt des Mikrocomputers 11b und der Verarbeitungszeitpunkt des Mikrocomputers 12b unter Verwendung der vom Mikrocomputer 11b an den Mikrocomputer 12b übertragenen Aktuatorsteuerbefehle synchronisiert werden, wobei die Konfiguration jedoch so sein kann, dass ein von den Aktuatorsteuerbefehlen abweichendes Synchronisationssignal vom Mikrocomputer 11b an den Mikrocomputer 12b übertragen wird.
Darüber hinaus kann die Konfiguration so sein, dass Aktivierungsinformationen, die vom Mikrocomputer 10b an den Mikrocomputer 11b und den Mikrocomputer 12b übertragen werden, ein Synchronisationssignal zum Synchronisieren des Verarbeitungszeitpunkts des Mikrocomputers 11b mit dem Verarbeitungszeitpunkt des Mikrocomputers 12b umfassen.
(Beispiel 2)
Als nächstes wird Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
7 ist ein Diagramm, das die interne Konfiguration einer Selbstfahr-Steuereinheit (erste ECU) 11 in Beispiel 2 darstellt. Es ist zu beachten, dass der schematische Aufbau eines selbstfahrenden Systems mit demjenigen des in 1 dargestellten Beispiels identisch ist.
In dem in 7 dargestellten Beispiel werden eine Mikrocomputer-Überwachungsschaltung 11m (Mikrocomputer-Überwachung 1), die einen Mikrocomputer 11b überwacht, eine Stromversorgungs-Überwachungsschaltung 11n (Stromversorgungsüberwachung 1), die eine Stromversorgungsschaltung 11a überwacht, ein OR-Gate 11p, eine Mikrocomputer-Überwachungsschaltung 12m (Mikrocomputer-Überwachung 2), die einen Mikrocomputer 12b überwacht, eine Stromversorgungs-Überwachungsschaltung 12n (Stromversorgungsüberwachung 2), die eine Stromversorgungsschaltung 12a überwacht, und ein OR-Gate 12p zu der in 2 dargestellten Konfiguration hinzugefügt. Andere Bestandteile des Beispiels in 7 und des Beispiels in 2 sind identisch.
Beispiel 2 ist ein Beispiel dafür, dass die Normalität/Anomalie des Mikrocomputers 11b, der eine erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit ist, durch die Mikrocomputer-Überwachungsschaltung 11m und die Überwachungsfunktion des Mikrocomputers 12b, der eine zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit ist, bestimmt wird und die Ausgabe von Steuerbefehlen an Aktuatoren von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (Mikrocomputer 11b) auf die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (Mikrocomputer 12b) umgeschaltet wird, wenn der Mikrocomputer 11b anomal ist.
In 7 überwachen die Stromversorgungsüberwachungsschaltung 11n und die Stromversorgungsüberwachungsschaltung 12n die von der Stromversorgungsschaltung 11a bzw. der Stromversorgungsschaltung 12a ausgegebenen Stromversorgungsspannungen Vcc und erkennen, ob eine Anomalie (anomaler Betriebszustand) in den Stromversorgungsspannungen Vcc auftritt oder nicht.
Genauer gesagt erfassen die Stromversorgungsüberwachungsschaltung 11n und die Stromversorgungsüberwachungsschaltung 12n das Vorhandensein/Abwesenheit von Spannungsabweichungen nach unten, bei denen die Stromversorgungsspannungen VCC unterhalb eines korrekten Spannungsbereichs liegt, und das Vorhandensein/Abwesenheit von Spannungsabweichungen nach oben, bei denen die Stromversorgungsspannungen VCC oberhalb des korrekten Spannungsbereichs liegt, und geben die Überwachungsergebnisse an entsprechende erste Eingänge des OR-Gates 11p und des OR-Gates 12p aus.
Die Mikrocomputer-Überwachungsschaltung 11m und die Mikrocomputer-Überwachungsschaltung 12m sind Schaltungen, die die Betriebszustände des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b beispielsweise aus Programmlaufsignalen überwachen, die vom Mikrocomputer 11b und vom Mikrocomputer 12b oder dergleichen ausgegeben werden, und die Überwachungsergebnisse an jeweils zweite Eingänge des OR-Gates 11p und des OR-Gates 12p ausgeben.
Das Überwachungsergebnis der Spannungsversorgungsüberwachung 11n und das Überwachungsergebnis der Mikrocomputerüberwachung 11m werden in das OR-Gate 11p eingegeben. Wenn bei einem der Überwachungsergebnisse eine Anomalie festgestellt wurde, gibt das OR-Gate 11p ein Anomalie-Signal aus. Der Ausgang des OR-Gates 11p ist mit einer Reset-Klemme 11r des Mikrocomputers 11b verbunden. Wenn die Anomalie durch den Spannungsversorgungsüberwachungskreis 11n festgestellt wurde, wird der Mikrocomputer 11b zurückgesetzt.
Wenn der Mikrocomputer 11b zurückgesetzt wird, werden die Steuerbefehlswerte für die vom Mikrocomputer 11b ausgegebenen Aktuatoren nicht berechnet, und die Ausgabe wird gestoppt.
Ebenso werden das Überwachungsergebnis der Spannungsversorgungsüberwachung 12n und das Überwachungsergebnis der Mikrocomputerüberwachung 12m in das OR-Gate 12p eingegeben. Wenn in einem der Überwachungsergebnisse eine Anomalie festgestellt wurde, gibt das OR-Gate 12p ein Anomalie-Signal aus. Der Ausgang des OR-Gates 12p ist mit einem Reset-Eingang 12r des Mikrocomputers 12b verbunden. Wenn die Anomalie durch die Stromversorgungs-Überwachungsschaltung 12n festgestellt wurde, wird der Mikrocomputer 12b zurückgesetzt. Wenn der Mikrocomputer 12b zurückgesetzt wird, werden die Steuerbefehlswerte für die vom Mikrocomputer 12b ausgegebenen Aktuatoren nicht berechnet, und die Ausgabe wird gestoppt.
Ferner ist auch der Ausgang des OR-Gates 11p mit einem I/O-Eingang 12s des Mikrocomputers 12b verbunden. Wenn der Mikrocomputer 11b anomal wird, kann die Anomalie des Mikrocomputers 11b durch den Mikrocomputer 12b überwacht werden.
Wenn die Anomalie des Mikrocomputers 11b erkannt wurde, benachrichtigt der Mikrocomputer 12b externe ECUs (Steuergeräte), einschließlich einer dritten ECU 13, einer vierten ECU 14, einer fünften ECU 15 und dergleichen, über ein Anomalie-Signal 12h des in 4 dargestellten Mikrocomputers 11b.
Als Reaktion darauf wechseln die externen Steuergeräte (Fahrzeugbetriebssteuergeräte) von einem vom Mikrocomputer 11b ausgegebenen Steuerbefehl 11g auf einen vom Mikrocomputer 12b ausgegebenen Steuerbefehl 12g und setzen die Aktuatorsteuerung fort.
Die weitere Funktionsweise von Beispiel 2 ist die gleiche wie die von Beispiel 1.
Wie vorstehend beschrieben ist der Mikrocomputer 12b nach Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie Beispiel 1, dazu ausgelegt, als Synchronisationssignal vom Mikrocomputer 11b über eine Kommunikationsleitung 11f übertragene Trajektorieninformationen aufzunehmen und die Steuerbefehle an die Aktuatoren zu berechnen, so dass die arithmetische Verarbeitung des Mikrocomputers 11b und die arithmetische Verarbeitung des Mikrocomputers 12b synchronisiert werden können.
Anschließend bestimmt der Mikrocomputer 12b genau, ob der Mikrocomputer 11b anomal ist oder nicht. Wenn die Anomalie im Mikrocomputer 11b auftritt, werden die Aktuatoren durch Umschalten auf die vom Mikrocomputer 12b berechneten Steuerbefehle gesteuert. So ist es möglich, eine nahtlose Selbstfahrsteuerung ohne Auftreten abrupter Regelungslücken durchzuführen und eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung zu realisieren, die die Sicherheit verbessern kann.
Darüber hinaus ist gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung die Konfiguration so, dass die Stromerzeugungsschaltkreise 11a und 12a des Mikrocomputers 11b und des Mikrocomputers 12b von der Stromüberwachungsschaltung 11n und der Stromüberwachungsschaltung 12n überwacht werden, der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b von der Mikrocomputerüberwachungsschaltung 11m und der Mikrocomputerüberwachungsschaltung 12m überwacht werden und ein Anomalie-Prozess durchgeführt wird, wenn in einem von ihnen Anomalien auftreten. Dadurch ist es möglich, die Zuverlässigkeit der Selbstfahr-Steuerung weiter zu verbessern.
Es ist zu beachten, dass der Mikrocomputer 12b ähnlich wie Beispiel 1 dazu ausgelegt ist, das Berechnungsergebnis des Mikrocomputers 11b mit dem Berechnungsergebnis des Mikrocomputers 12b zu vergleichen und auch die Normalität/Anomalie des Mikrocomputers 11b in Beispiel 2 zu bestimmen, aber es ist auch möglich, diese Normalität/Anomalie-Bestimmung auszulassen und die Normalität/AnomalieBestimmung des Mikrocomputers 11b nur abhängig von der Mikrocomputer-Überwachungsschaltung 11m durchzuführen.
(Beispiel 3)
Als nächstes wird Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beispiel 3 ist ein Beispiel, in dem eine zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (Mikrocomputer 12b) eine von einer Steuerplan-Erzeugungseinheit (Mikrocomputer 10b) ausgegebene Trajektorie (Steuerplan) mit einer auf Basis von Sensorinformationen berechneten Trajektorie (Fahrzeugverhalten) vergleicht und die Normalität/Anomalie einer ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (Mikrocomputer 11b) bestimmt, und die von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit ausgegebenen Steuerbefehle auf von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit ausgegebene Steuerbefehle umgeschaltet werden, wenn die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (Mikrocomputer 11b) anomal ist.
Dabei werden ein erster Sensor 1, ein zweiter Sensor 2 und ein dritter Sensor gemeinsam als eine Einheit zur Erfassung von Fahrzeugverhaltensinformationen bezeichnet. Diese Einheit zur Erkennung von Fahrzeugverhaltensinformationen erkennt Fahrzeugverhaltensinformationen und gibt die erfassten Fahrzeugverhaltensinformationen aus.
Es sei bemerkt, dass der schematische Aufbau eines selbstfahrenden Systems in Beispiel 3 mit demjenigen des in 1 dargestellten Beispiels identisch ist und die interne Konfiguration einer Selbstfahr-Steuereinheit (erste ECU) 11 mit derjenigen des in 5 dargestellten Beispiels identisch ist.
8 ist ein erklärendes Diagramm für den Ablauf zur Erkennung der Anomalie des Mikrocomputers 11b durch den Mikrocomputer 10b und den Mikrocomputer 12b in Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung.
In 8, nachdem der Mikrocomputer 11b und der Mikrocomputer 12b in Schritt S10 geplante Trajektorien-(Steuerplan)-Informationen vom Mikrocomputer 10b empfangen haben, gibt der Mikrocomputer 11b in Schritt S11 Steuerbefehle an Aktuatorsteuergeräte über ein ECU 13, 14 oder 15, die jeweils Steuereinheiten sind.
Wenn als nächstes die ECU 13, 14 oder 15, die eine Steuereinheit ist, ein Manipulationssignal an das jeweilige Steuerziel (Aktuator) ausgibt, bewegt sich folglich das Fahrzeug und der Mikrocomputer 12b empfängt in Schritt S12 Sensorinformationen von den Sensoren 1, 2 und 3, wie beispielsweise einem Raddrehzahlsensor und einen Gierratensensor. Der Mikrocomputer 12b berechnet die vom Fahrzeug durchlaufene Trajektorie abhängig von der Änderungsstärke der Sensorinformationen.
Anschließend wird in Schritt S13 die vom Mikrocomputer 12b berechnete Trajektorie mit der geplanten Trajektorie (Steuerplan) aus dem Mikrocomputer 10b verglichen. Wenn die Differenz kleiner als ein bestimmtes Kriterium ist, wird der Mikrocomputer 11b als normal erkannt und der Mikrocomputer 11b gibt den Steuerbefehl aus.
In Schritt S13, wenn die Differenz gleich oder größer als das Kriterium ist, wird der Mikrocomputer 11b als anormal erkannt.
Wenn das Überwachungsergebnis des Mikrocomputers 11b durch den in 5 dargestellten Mikrocomputer 10b normal ist, wird die Steuerung durch den Mikrocomputer 11b fortgesetzt. Wenn jedoch das Überwachungsergebnis des Mikrocomputers 11b durch den Mikrocomputer 10b anomal und das Vergleichsergebnis der geplanten Trajektorie und der Trajektorie ebenfalls anomal ist, wird der Steuerausgang in Schritt S15 auf den Mikrocomputer 12b geschaltet.
Wie vorstehend beschrieben ist der Mikrocomputer 12b nach Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie Beispiel 1, dazu ausgelegt, als Synchronisationssignal vom Mikrocomputer 11b über eine Kommunikationsleitung 11f übertragene Trajektorieninformationen zu empfangen und die Steuerbefehle an die Aktuatoren zu berechnen, so dass die arithmetische Verarbeitung des Mikrocomputers 11b und die arithmetische Verarbeitung des Mikrocomputers 12b synchronisiert werden können.
Darüber hinaus ist gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung die Konfiguration so beschaffen, dass durch Vergleichen des tatsächlichen Fahrzeugbetriebs durch die vom Mikrocomputer 11b berechneten Steuerbefehle mit dem vom Raddrehzahlsensor und dergleichen berechneten Fahrzeugbetrieb durch den Mikrocomputer 12b bestimmt und die Normalität/Anomalie des Mikrocomputers 11b wird in Verbindung mit der Normalität/Abnormalitäts-Bestimmung des Mikrocomputers 11b durch den Mikrocomputer 10b bestimmt wird. So ist es möglich, eine nahtlose Selbstfahrsteuerung ohne Auftreten abrupter Regelungslücken durchzuführen und eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung zu realisieren, die die Sicherheit verbessern kann.
Es ist zu beachten, dass die Steuerbefehlsumschalteinheit 15k in jedem der Steuergeräte 13 bis 15 angeordnet sein kann, wobei das fünfte Steuergerät 15 in dem in 4 dargestellten Beispiel als Repräsentant vorgesehen ist, aber auch im ersten Steuergerät (Selbstfahr-Steuergerät) 11 anstelle der jeweiligen Steuergeräte 13 bis 15 angeordnet sein könnte.
Bezugszeichenliste

1: Kamera (erster Sensor)
2: Radar (zweiter Sensor)
3: Eigenpositionssensor (dritter Sensor)
4: Selbstfahr-Einstellvorrichtung
10a, 11a, 12a: Stromversorgungs-Erzeugungsschaltung
10b: Steuerplan-Erzeugngseinheit (arithmetische Verarbeitungseinheit (Mikrocomputer))
10c, 11c, 12c: Kommunikationsschaltung
10e, 10f: Kommunikationsleitung
11: Selbstfahr-Steuerung
11b, 12b: Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (arithmetische Verarbeitungseinheit (Mikrocomputer))
11d, 12d: Synchronisationseinheit
11m, 12m: Mikrocomputer-Überwachungsschaltung
11n, 12n: Stromversorgungs -Überwachungsschaltung
11p, 12p: OR-Gate
13: Bremsen-Steuergerät (dritte ECU)
14: Motor-Steuergerät (vierte ECU)
15: Servolenkungs-Steuergerät (fünfte ECU)
15k: Steuerbefehl-Schalteinheit
19: Batterie

Claims

Fahrzeugsteuervorrichtung, umfassend: eine Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b), die dazu ausgelegt ist, einen Steuerplan eines Fahrzeugs zu erzeugen und zu übertragen; eine erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b), die dazu ausgelegt ist, einen Betriebssteuerbefehl zu erzeugen, der an eine Fahrzeugbetriebs-Steuerungsvorrichtung (13, 14, 15) übertragen wird, die dazu ausgelegt ist, den Betrieb des Fahrzeugs abhängig von dem Steuerplan des Fahrzeugs zu steuern, der von der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) übertragen wird; und eine zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b), die dazu ausgelegt ist, einen Betriebssteuerbefehl zu erzeugen, der an die Fahrzeugbetriebs-Steuerungsvorrichtung (13, 14, 15) gesendet wird, die dazu ausgelegt ist, den Betrieb des Fahrzeugs abhängig von dem Steuerplan des Fahrzeugs zu steuern, der von der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) übertragen wird, wobei die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) dazu ausgelegt ist, den von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugten Steuerbefehl an die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) zu übertragen, und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, den von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) erzeugten Steuerbefehl mit dem von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) empfangenen Steuerbefehl zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet,dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung eine Steuerbefehl-Schalteinheit (15k) umfasst, die dazu ausgelegt ist, von dem von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugten Betriebssteuerbefehl zu dem von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugten Betriebssteuerbefehl zu wechseln, die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, ein Anomalie-Signal an die Steuerbefehl-Schalteinheit (15k) zu übertragen, wenn bestimmt wurde, dass die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) anormal arbeitet, und die Steuerbefehl-Schalteinheit (15k) dazu ausgelegt ist, den vom Betriebssteuerbefehl, der von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) erzeugt wird, zu empfangenden Betriebsbefehl auf den von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) erzeugten Betriebssteuerbefehl umzuschalten, wenn das Anomalie-Signal von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) übertragen wurde.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) jeweils eine Verarbeitungs-Timing-Synchronisationseinheit (11d, 12d), die dazu ausgelegt ist, den Verarbeitungszeitpunkt der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) für den Betriebssteuerbefehl mit dem Verarbeitungszeitpunkt der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) für den Betriebssteuerbefehl zu synchronisieren.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) dazu ausgelegt ist, ein Synchronisationssignal an die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) zu übertragen, und die Verarbeitungs-Timing-Synchronisierungseinheiten (11d, 12d) dazu ausgelegt sind, die Verarbeitungszeiten der Steuerbefehls-Erzeugungseinheiten (11b, 12b) für die Betriebssteuerbefehle abhängig von dem Synchronisationssignal zu synchronisieren.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Synchronisationssignal in dem von der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) übertragenen Steuerplan enthalten ist und der Verarbeitungszeitpunkt der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) für den Betriebssteuerbefehl mit dem Verarbeitungszeitpunkt der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) für den Betriebssteuerbefehl abhängig von dem von der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) übertragenen Steuerplan synchronisiert ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, den Verarbeitungszeitpunkt der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) mit dem Verarbeitungszeitpunkt der Steuerbefehls-Erzeugungseinheit der einen Steuerbefehlseinheit abhängig von dem von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11a) übertragenen Synchronisationssignal zu synchronisieren.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Synchronisationssignal in dem von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11a) an die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) übertragenen Betriebssteuerbefehl enthalten ist und der Verarbeitungszeitpunkt der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11a) für den Betriebssteuerbefehl mit dem Verarbeitungszeitpunkt der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) für den Betriebssteuerbefehl abhängig von dem Betriebssteuerbefehl synchronisiert wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt sind, die Steuerbefehle an die Fahrzeugbetriebs-Steuervorrichtung (13, 14, 15) auszugeben, und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, zu ermitteln, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet, und ein Ermittlungsergebnis, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet, an die die Fahrzeugbetriebs-Steuervorrichtung (13, 14, 15) auszugeben.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist den Steuerbefehl an die Fahrzeugbetriebs-Steuervorrichtung (13, 14, 15) anstatt an die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) auszugeben, wenn die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) anomal arbeitet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Überwachungsschaltung (11m), die dazu ausgelegt ist, den Betrieb der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11a) zu überwachen, wobei die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) eine Überwachungsfunktion zum Überwachen der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11a) aufweist, und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, abhängig von Überwachungsergebnissen sowohl der Überwachungsschaltung (11m) als auch der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) zu bestimmen, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) eine Überwachungsfunktion zum Überwachen der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) aufweist, die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) eine Überwachungsfunktion zum Überwachen der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) aufweist, und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, abhängig von einem Überwachungsergebnis der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) und einem Überwachungsergebnis der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) zu bestimmen, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) dazu ausgelegt ist, den von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit erzeugten Steuerbefehl an die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) zu übertragen, und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, den von der zweiten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) erzeugten Steuerbefehl mit dem von der ersten Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) empfangenen Steuerbefehl zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend eine Fahrzeugverhaltens-Informationserfassungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das Verhalten des Fahrzeugs zu erfassen, wobei die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, Fahrzeugverhaltensinformationen von der Fahrzeugverhaltens-Informationserfassungseinheit zu empfangen, und die zweite Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (12b) dazu ausgelegt ist, den von der Steuerplan-Erzeugungseinheit (10b) übertragenen Steuerplan mit dem Verhalten des abhängig von dem Steuerplan des Fahrzeugs gesteuerten Fahrzeugs zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die erste Steuerbefehls-Erzeugungseinheit (11b) normal oder anomal arbeitet.