用于機(jī)動(dòng)車輛的自動(dòng)控制的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于控制機(jī)動(dòng)車輛中的制動(dòng)和/或轉(zhuǎn)向和/或加速的裝置。
[0002] 本發(fā)明亦設(shè)及在包含運(yùn)樣的裝置的機(jī)動(dòng)車輛中用于控制制動(dòng)和/或轉(zhuǎn)向和/或加 速的方法。
[0003] 最后，本發(fā)明亦設(shè)及包含至少一個(gè)運(yùn)樣的裝置的機(jī)動(dòng)車輛。
【背景技術(shù)】
[0004] 本發(fā)明處于汽車電子的技術(shù)領(lǐng)域中。于2012年，NCAP(歐洲新汽車評(píng)估計(jì)劃 巧uropean化WCarAssessmentProgram))機(jī)構(gòu)公布了藍(lán)圖[4]，其清楚表示，從2016年開 始，要向新的機(jī)動(dòng)車輛廣泛地引進(jìn)自動(dòng)緊急制動(dòng)（Autonomous血ergency化aking) (AEB) 系統(tǒng)。預(yù)計(jì)在未來，用于自動(dòng)駕駛的電子系統(tǒng)將先用于高檔車輛的市場(chǎng)上，隨后用于大眾化 市場(chǎng)上。
[0005] 運(yùn)些電子系統(tǒng)的功能已于原型機(jī)中被展示[5]，而從技術(shù)/商業(yè)角度看，要設(shè)計(jì)運(yùn) 些電子系統(tǒng)W致能W合理價(jià)錢達(dá)成所需的功能和可靠性是很大的挑戰(zhàn)。除了一次性的開發(fā) 成本外，續(xù)生的計(jì)算機(jī)硬件生產(chǎn)成本W(wǎng)及維護(hù)成本皆在大眾市場(chǎng)中為特別重大的。
[0006] 用于車輛的自動(dòng)控制的電子系統(tǒng)一般由W下元件組成：
[0007] 1.某數(shù)量的各種各樣的傳感器元件（攝像頭、雷達(dá)、激光器、超聲波等），其用于監(jiān) 視車輛的行駛路徑和周圍環(huán)境。
[0008]2.傳感器融合元件（Sensorfusionskomponente)，其通常被具冗余性地實(shí)現(xiàn)，并 處理傳感器數(shù)據(jù)、于計(jì)算機(jī)內(nèi)產(chǎn)生周圍環(huán)境的=維模型，并決定致動(dòng)器的控制值。
[0009] 3.人/機(jī)器介面元件，其接受駕駛者給出的控制值并將其轉(zhuǎn)發(fā)給智能的致動(dòng)器控 制器兀件（Aktuatorensteuerungs-Komponente) (AST)。
[0010] 4.監(jiān)視器元件，其監(jiān)視駕駛者W判定駕駛者的專注程度。
[0011] 5.智能的致動(dòng)器控制器元件（AST),其從傳感器融合元件和人/機(jī)器介面元件接 收控制值，并決定由誰持有車輛的控制權(quán)W及將哪些控制值轉(zhuǎn)發(fā)給車輛中的實(shí)體致動(dòng)器 (制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向器、發(fā)動(dòng)機(jī)）。
[0012] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，運(yùn)些元件通過專用的數(shù)據(jù)和訊號(hào)線W特定（a化OC)方式連接，或 使用相對(duì)慢速的總線系統(tǒng)（例如CAN總線或FlexRay)連接。
[0013] 本發(fā)明的一目的在于將運(yùn)類別的裝置和運(yùn)類別的系統(tǒng)作重大改進(jìn)，特別是改進(jìn)屬 于運(yùn)類別的、用于控制車輛制動(dòng)和/或轉(zhuǎn)向和/或加速的容錯(cuò)的裝置和容錯(cuò)的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 運(yùn)目的通過于引言中所提及的該種裝置達(dá)成，運(yùn)是在于根據(jù)本發(fā)明，該裝置包 含某數(shù)量的不同的傳感器元件、兩個(gè)各異((//wr.s77&r)的傳感器融合元件、人/機(jī)器介 面元件和優(yōu)選地為智能的致動(dòng)器控制器元件，其中每個(gè)運(yùn)些元件各構(gòu)成錯(cuò)誤隔離單元 (Fault-ContainmentUnit)并具有時(shí)間觸發(fā)W太網(wǎng)（TTEthernet)通訊接口，且其中所有 元件皆連接至中央TTCthernet信息分發(fā)單元，且其中各元件僅使用標(biāo)準(zhǔn)化的W太網(wǎng)信息 彼此溝通，且其中用于對(duì)所交換的信息作時(shí)間準(zhǔn)確（Zeitrichtigen)監(jiān)察的診斷單元可被 連接至TTCthernet信息分發(fā)單元。
[0015] 已有的裝置可通過加入中央TTCthernet信息分發(fā)單元而改進(jìn)不少。
[0016] 此外，各個(gè)元件皆被配置為自主的錯(cuò)誤隔離單元（FCU)并配有TTCthernet信息接 口，W致元件間的通訊可通過標(biāo)準(zhǔn)化的高性能實(shí)時(shí)TTCthernet通訊系統(tǒng)[1]發(fā)生，其數(shù)據(jù) 速率為1抓/秒。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方案如下所述，它們可個(gè)別地 提供或W與彼此的任何組合提供：
[0018] 所有元件皆布置于電路板上，而該些元件和中央信息分發(fā)單元之間的數(shù)據(jù)線是 W電路板上的導(dǎo)電跡線形成；
[0019] 除了傳感器元件之外，所有元件皆布置于電路板上，而元件之間的數(shù)據(jù)線，特別 是中央信息分發(fā)單元和電路板上的元件之間的數(shù)據(jù)線，是W導(dǎo)電跡線形成；
[0020] 該中央信息分發(fā)單元W及所有往中央信息分發(fā)單元的數(shù)據(jù)線皆是被設(shè)計(jì)為冗 余的；
[0021] 該人/機(jī)器介面元件、該智能的致動(dòng)器控制器元件，W及該致動(dòng)器控制器元件 和致動(dòng)器之間的數(shù)據(jù)線皆是被設(shè)計(jì)為冗余的；
[0022] 該裝置具有兩個(gè)獨(dú)立的電源，其中各個(gè)雙重的冗余元件的其一皆由第一電源供 電，而各個(gè)雙重的冗余元件的其二皆由第二電源供電；
[0023] 當(dāng)該兩個(gè)冗余的傳感器融合元件是W各異的形式形成的時(shí)候，則特別有利?？?因此減少同時(shí)觸發(fā)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的概率。冗余的傳感器融合元件執(zhí)行相同的任務(wù)，其中兩個(gè)冗 余的元件的軟件是不同的。硬件可W是不同的，但不必要是不同的。
[0024] 該些傳感器元件、兩個(gè)傳感器融合元件、該監(jiān)視器元件、該人/機(jī)器介面元件W 及該優(yōu)選地為智能的致動(dòng)器控制器元件僅使用標(biāo)準(zhǔn)化的TTCthernet信息通過信息分發(fā)單 元彼此溝通，其中該信息分發(fā)單元的設(shè)計(jì)旨在將運(yùn)些TTCthernet信息的子集復(fù)制并發(fā)送 至診斷單元，且其中該診斷單元的設(shè)計(jì)旨在分析并儲(chǔ)存運(yùn)些被復(fù)制的信息。
[00巧]在根據(jù)本發(fā)明的用于控制包含如上所述的那種裝置的機(jī)動(dòng)車輛中的制動(dòng)和/或 轉(zhuǎn)向和/或加速的方法中，當(dāng)某數(shù)量的傳感器元件、兩個(gè)傳感器融合元件、監(jiān)視器元件、人/ 機(jī)器介面元件和智能的致動(dòng)器控制器元件僅使用標(biāo)準(zhǔn)化的TTCthernet信息通過信息分發(fā) 單元彼此溝通，其中該信息分發(fā)單元將運(yùn)些TTCthernet信息的子集復(fù)制并發(fā)送至診斷單 元，且其中該診斷單元分析并儲(chǔ)存運(yùn)些被復(fù)制的信息時(shí)，則是特別有利的。
[0026] 此外，當(dāng)該診斷單元產(chǎn)生信息，該些信息于數(shù)值和時(shí)間領(lǐng)域方面模擬各個(gè)傳感器 元件、各個(gè)該兩個(gè)傳感器融合元件、監(jiān)視器元件和人/機(jī)器介面元件的行為時(shí)，則于該方法 而言可能有利。
[0027] 電子元件圍繞中央TTCthernet實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)的模塊式布置帶來W下優(yōu)點(diǎn)：
[0028] >減少了實(shí)體數(shù)據(jù)線的數(shù)量，運(yùn)導(dǎo)致硬件的可靠性改善。
[0029] >兩個(gè)冗余的傳感器融合元件各皆能取得所有傳感器的數(shù)據(jù)；
[0030] >中央信息分發(fā)單元可復(fù)制選定的信息并將它們發(fā)送至獨(dú)立的診斷單元，其分析 并儲(chǔ)存運(yùn)些信息。因此，變得可W對(duì)任何選定FCU的結(jié)果作時(shí)間準(zhǔn)確監(jiān)察，運(yùn)簡(jiǎn)化了測(cè)試、 錯(cuò)誤征偵測(cè)和維護(hù)。
[0031] 朵診斷單元可實(shí)時(shí)模擬任何FCU的行為。
[0032]各顯著地有助于額外的傳感器的連接，運(yùn)達(dá)致電子架構(gòu) (Elektrordkarchitelrtur)的通用性顯著提高。
[0033]矣TTCthernet通訊系統(tǒng)精確的時(shí)間模式支援一系列事件的因果的全系統(tǒng)分析。
[0034] >簡(jiǎn)化了選擇性冗余的引入。
【附圖說明】
[0035]W下將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，在附圖中
[0036] 圖1示出示例性的裝置的架構(gòu)概覽，
[0037] 圖2示出如何可通過加入特定的冗余而改善可靠性。
[0038] 圖3示出一控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，基于該控制系統(tǒng)對(duì)緊急程度指數(shù)KI和參與指數(shù)EI 的判定作解釋，W及
[0039] 圖4示出一冗余控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0040]W下的具體例子示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)的多個(gè)可能的實(shí)施方案之其一。
[0041] 圖1于圖中央示出中央TTCthernet信息分發(fā)單元100,控制系統(tǒng)的必需元件繞其 而布置。每個(gè)元件各具有一TTCthernet通訊接口 [1]。該些元件和信息分發(fā)單元100之間 的數(shù)據(jù)線101運(yùn)送的僅是W太網(wǎng)信息。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)元件必定要形成一錯(cuò)誤隔離單元（FCU)。FCU應(yīng)被理解為意指一 個(gè)封裝的傳感器/硬件/軟件子系統(tǒng)，其中運(yùn)子系統(tǒng)的