Устройство управления транспортного средства и способ управления транспортным средством

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления транспортного средства и способу управления транспортным средством.

Уровень техники

[0002] К настоящему времени известна технология, которая изменяет помощь при вождении в соответствии с повреждением исполнительных устройств (патентный документ 1). В патентном документе 1, если повреждение одного исполнительного устройства обнаруживается, вычисляется влияние этого повреждения на долю вклада в безопасность, и помощь при вождении изменяется на основе результата вычисления.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. Публикация заявки на патент (Япония) номер 2011-210095

Сущность изобретения

Техническая задача

[0004] Тем не менее, технологии, которые изменяют помощь при вождении после обнаружения повреждения, как указано в патентном документе 1, не позволяют справляться со случаями, в которых транспортное средство уже не может безопасно двигаться, когда в его исполнительном устройстве возникает повреждение.

[0005] Настоящее изобретение осуществлено с учетом вышеизложенной проблемы, и его цель заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления транспортного средства и способ управления транспортным средством, которые допускают автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени, даже когда в исполнительном устройстве возникает повреждение.

Решение задачи

[0006] Устройство управления транспортного средства согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя модуль обнаружения информации периферии, который обнаруживает информацию относительно периферии транспортного средства, и модуль обнаружения состояния движения, который обнаруживает состояние движения транспортного средства и управляет автономным движением транспортного средства на основе обнаруженной информации относительно периферии, обнаруженного состояния движения и высокоуровневого плана действий для достижения набора пунктов назначения заранее и низкоуровневого плана действий для управления, по меньшей мере, одним из целевого значения скорости транспортного средства и целевого значения руления для того, чтобы выполнять высокоуровневый план действий, вычисляет диапазон компенсации для высокоуровневого плана действий, который обеспечивает возможность движения в состоянии, в котором ухудшены рабочие характеристики одного из модулей исполнительных устройств, причем модули исполнительных устройств включают в себя конфигурацию с резервированием и используются для автономного движения транспортного средства, и ограничивает высокоуровневый план действий посредством использования вычисленного диапазона компенсации.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 является схемой принципиальной конфигурации устройства управления транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 является схемой, поясняющей диапазоны обнаружения группы датчиков согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 является схемой, поясняющей конфигурации с резервированием исполнительных устройств согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 является схемой, поясняющей пример управления движением согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 является схемой, поясняющей другой пример управления движением согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, поясняющей пример работы устройства управления транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 является схемой принципиальной конфигурации устройства управления транспортного средства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, поясняющей пример работы устройства управления транспортного средства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления

[0008] Ниже описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Идентичные части на иллюстрации чертежей обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и их описание опускается.

[0009] Первый вариант осуществления

Ниже описывается конфигурация устройства 1 управления транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 1. Устройство 1 управления транспортного средства применяется к транспортному средству, имеющему функцию автономного вождения. Как проиллюстрировано на фиг. 1, устройство 1 управления транспортного средства включает в себя приемное GPS-устройство 10, модуль 20 пользовательского ввода, картографическую базу 30 данных, сохраняющую картографическую информацию, такую как информация дороги и информация инфраструктурных объектов, группу 40 датчиков, группу 50 датчиков, контроллер 60 движения, исполнительное устройство 80 рулевого управления, имеющее конфигурацию с резервированием, исполнительное устройство 81 акселератора и тормозное исполнительное устройство 82, имеющее конфигурацию с резервированием.

[0010] Приемное GPS-устройство 10 обнаруживает текущее местоположение рассматриваемого транспортного средства на земле посредством приема радиоволн из искусственного спутника. Приемное GPS-устройство 10 выводит обнаруженное текущее местоположение рассматриваемого транспортного средства в контроллер 60 движения.

[0011] Модуль 20 пользовательского ввода представляет собой устройство для водителя или пассажира, чтобы вводить различные фрагменты информации, и, например, отображает экран для задания пункта назначения на дисплее. Модуль 20 пользовательского ввода выводит информацию, введенную водителем или пассажиром, в контроллер 60 движения.

[0012] Группа 40 датчиков (модуль обнаружения информации периферии) представляет собой множество датчиков, которые устанавливаются на рассматриваемом транспортном средстве и обнаруживают информацию относительно периферии рассматриваемого транспортного средства. В частности, группа 40 датчиков состоит из камер 41, 42, камеры 43 кругового обзора и лазерных дальномеров 44, 45, 46, 47 (laser rangefinder - LRF). Ниже описываются функции и диапазоны обнаружения этих датчиков со ссылкой на фиг. 2.

[0013] Камеры 41, 42 представляют собой камеры, имеющие устройство формирования изображений с CCD (прибором с зарядовой связью), CMOS (комплементарной структурой "металл-оксид-полупроводник") и т.п., и формируют изображения передних сторон рассматриваемого транспортного средства. Более конкретно, камера 41 представляет собой камеру, которая обнаруживает помехи (пешеходов, велосипеды, мотоциклы, другие транспортные средства и т.д.) и светофоры, присутствующие на передней стороне рассматриваемого транспортного средства, и ее диапазон обнаружения представляет собой диапазон 41a обнаружения, проиллюстрированный на фиг. 2. Камера 41 имеет функцию обработки изображений и может обнаруживать информацию, указывающую взаимосвязи между обнаруженными помехами на передней стороне и рассматриваемым транспортным средством, например, информацию относительно скоростей и позиций помех на передней стороне относительно рассматриваемого транспортного средства и обнаруживать позиции и размеры светофоров, а также цвета светофоров.

[0014] Кроме того, камера 42 представляет собой камеру, которая формирует изображение более дальней передней стороны, чем камера 41, и обнаруживает помехи, присутствующие дальше на передней стороне. Диапазон обнаружения камеры 42 представляет собой диапазон 42a обнаружения, проиллюстрированный на фиг. 2. Аналогично камере 41, камера 42 также имеет функцию обработки изображений и может обнаруживать информацию, указывающую взаимосвязи между помехами дальше на передней стороне и рассматриваемом транспортном средстве.

[0015] Камера 43 кругового обзора состоит всего из четырех камер, установленных спереди, сзади и по бокам от рассматриваемого транспортного средства, и обнаруживает сигнальные линии дорожной разметки около рассматриваемого транспортного средства, других транспортных средств в следующей полосе(ах) движения и т.п. Диапазон обнаружения камеры 43 кругового обзора представляет собой диапазон 43a обнаружения, проиллюстрированный на фиг. 2.

[0016] Лазерные дальномеры 44-47 устанавливаются в передней правой, передней левой, задней правой и задней левой части рассматриваемого транспортного средства, соответственно, и обнаруживают помехи и т.п., присутствующие спереди справа, спереди слева, сзади справа и сзади слева от рассматриваемого транспортного средства, соответственно. В частности, лазерные дальномеры 44-47 обнаруживают расстояния и углы между рассматриваемым транспортным средством и помехами посредством сканирования лазерного луча в определенном диапазоне углов, приема света, отраженного после этого, и обнаружения разности времен между точкой, когда испущен лазер, и точкой, когда принят отраженный свет. Диапазоны обнаружения лазерных дальномеров 44-47 представляют собой диапазоны 44a-47a обнаружения, проиллюстрированные на фиг. 2, соответственно.

[0017] Группа 40 датчиков выводит обнаруженную информацию в контроллер 60 движения. Следует отметить, что датчики, составляющие группу 40 датчиков, не ограничены вышеуказанным; например, вместо этого могут использоваться лазерные датчики, радары миллиметрового диапазона, ультразвуковые датчики и т.п.

[0018] Снова ссылаясь на фиг. 1, описывается остальная конфигурация устройства 1 управления транспортного средства.

Группа 50 датчиков (модуль обнаружения состояния движения) представляет собой множество датчиков, которые устанавливаются на рассматриваемом транспортном средстве и обнаруживают информацию относительно состояния движения рассматриваемого транспортного средства. В частности, группа 50 датчиков состоит из датчика 51 скорости транспортного средства, датчика 52 заряда аккумулятора, датчика 53 поперечного ускорения и датчика 54 ускорения в продольном направлении.

[0019] Датчик 51 скорости транспортного средства определяет скорость рассматриваемого транспортного средства из числа оборотов его колес и выводит определенную скорость в модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении.

[0020] Датчик 52 заряда аккумулятора определяет состояние заряда (state of charge - SOC) аккумулятора, предусмотренного на рассматриваемом транспортном средстве, и выводит определенное состояние заряда в модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении.

[0021] Датчик 53 поперечного ускорения определяет поперечное ускорение рассматриваемого транспортного средства (ускорение транспортного средства в направлении слева направо) и выводит определенное поперечное ускорение в модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении.

[0022] Датчик 54 ускорения в продольном направлении определяет ускорение в продольном направлении рассматриваемого транспортного средства и выводит определенное ускорение в продольном направлении в модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении.

[0023] Контроллер 60 движения реализует автономное вождение посредством управления исполнительным устройством 80 рулевого управления, исполнительным устройством 81 акселератора и тормозным исполнительным устройством 82 (в дальнейшем в этом документе, называемыми просто "различными исполнительными устройствами") на основе информации, полученной из приемного GPS-устройства 10, модуля 20 пользовательского ввода, картографической базы 30 данных, группы 40 датчиков и группы 50 датчиков. Следует отметить, что картографическая база 30 данных может сохраняться в автомобильной навигационной системе, смонтированной в транспортном средстве, или сохраняться на сервере. В случае если картографическая база 30 данных сохраняется на сервере, контроллер 60 движения может своевременно получать картографическую информацию через связь. Между тем, контроллер 60 движения, например, представляет собой компьютер, состоящий CPU, ROM и RAM, а также шины данных и интерфейсов ввода-вывода, соединяющих их, и CPU выполняет предварительно определенную обработку посредством выполнения программы, сохраненной в ROM.

[0024] Контроллер 60 движения включает в себя модуль 61 задания пунктов назначения, модуль 62 определения маршрутов движения, модуль 63 распознавания окружений движения, модуль 64 определения плана действий при вождении, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении, модуль 66 ограничения значений плана, модуль 67 определения процедуры управления транспортным средством и модуль 68 управления транспортного средства.

[0025] Модуль 61 задания пунктов назначения задает пункт назначения на основе информации, полученной из модуля 20 пользовательского ввода. Модуль 61 задания пунктов назначения затем выводит заданный пункт назначения в модуль 62 определения маршрутов движения.

[0026] На основе пункта назначения, полученного из модуля 61 задания пунктов назначения, текущего местоположения рассматриваемого транспортного средства, полученного из приемного GPS-устройства 10, и картографической информации, полученной из картографической базы 30 данных, модуль 62 определения маршрутов движения определяет оптимальный маршрут движения от текущего местоположения до пункта назначения. Оптимальный маршрут движения, например, представляет собой маршрут, позволяющий достигать пункта назначения из текущего местоположения через кратчайшее расстояние или за кратчайшее время. Модуль 62 определения маршрутов движения выводит определенный маршрут движения в модуль 64 определения плана действий при вождении. Следует отметить, что маршрут движения, определенный посредством модуля 62 определения маршрутов движения, представляет собой маршрут, охватывающий полосы движения.

[0027] Модуль 63 распознавания окружений движения распознает окружение движения периферии рассматриваемого транспортного средства на основе информации, полученной из группы 40 датчиков. Окружение движения включает в себя, например, присутствие или отсутствие других транспортных средств, позиции сигнальных линий дорожной разметки, присутствие или отсутствие светофоров, присутствие или отсутствие пешеходных переходов, присутствие или отсутствие пешеходов, дорожные знаки на дороге, состояние поверхности дороги и т.д. Модуль 63 распознавания окружений движения выводит информацию относительно распознанного окружения движения в модуль 64 определения плана действий при вождении и модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении.

[0028] Модуль 64 определения плана действий при вождении определяет план действий при вождении в реальном времени в ходе движения на основе маршрута движения, полученного из модуля 62 определения маршрутов движения, и информации, полученной из модуля 63 распознавания окружений движения. План действий при вождении в настоящем изобретении, например, представляет собой план относительно того, за сколько метров до перекрестка вперед рассматриваемое транспортное средство должно сменять полосу движения на полосу движения на правый поворот в окружении, в котором рассматриваемое транспортное средство должно поворачивать направо на перекрестке. Дополнительно, если полоса движения на правый поворот подвергается преднамеренным помехам в примере поворота направо на перекрестке, модуль 64 определения плана действий при вождении может запланировать сменять полосу движения на полосу движения на правый поворот в точке дальше перед вышеуказанной точкой смены полосы движения для лучшей безопасности, поскольку модуль 64 определения плана действий при вождении определяет план действий при вождении в реальном времени в ходе движения. Кроме того, модуль 64 определения плана действий при вождении вычисляет позиционную информацию, такую как позиция начала замедления ускорения или начальная позиция смены полосы движения, в качестве вычисляемого значения и выводит их в модуль 66 ограничения значений плана.

[0029] Модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении (модуль вычисления диапазона компенсации согласно высокоуровневому плану действий) вычисляет диапазон компенсации для плана действий при вождении на основе информации, полученной из модуля 63 распознавания окружений движения и группы 50 датчиков. В частности, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении вычисляет диапазон компенсации для плана действий при вождении, который может обеспечивать безопасность в случае, если анормальность возникает в одном из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием (к примеру, ухудшение характеристик вождения или тормозных рабочих характеристик или повреждение) на основе информации относительно местоположения рассматриваемого транспортного средства, светофоров, других транспортных средств, пешеходов и т.п., присутствующих на периферии рассматриваемого транспортного средства, и информации относительно состояния поверхности дороги и состояния движения рассматриваемого транспортного средства. В настоящем изобретении, диапазон компенсации для плана действий при вождении представляет собой диапазон позиций и, в частности, диапазон позиций, который может обеспечивать безопасность, даже когда управление замедлением ускорения и управление рулением инициируются с анормальностью, возникающей в одном из исполнительных устройств. Модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении вычисляет фрагменты позиционной информации, связанные с диапазоном компенсации для плана действий при вождении, и выводит информацию, в которой эти фрагменты позиционной информации собираются в качестве вычисляемого значения в модуль 66 ограничения значений плана.

[0030] Модуль 66 ограничения значений плана (модуль ограничения высокоуровневого плана действий) ограничивает или изменяет вычисляемое значение, полученное из модуля 64 определения плана действий при вождении, на основе результата вычисления, полученного из модуля 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении, и выводит ограниченный или измененный план действий при вождении в модуль 67 определения процедуры управления транспортным средством.

[0031] Модуль 67 определения процедуры управления транспортным средством определяет процедуру управления для рассматриваемого транспортного средства на основе плана действий при вождении, полученного из модуля 66 ограничения значений плана. Процедура управления обращается к целевому значению скорости транспортного средства и целевому значению руления для того, чтобы выполнять план действий при вождении. Чтобы описывать целевое значение скорости транспортного средства и целевое значение руления посредством вышеуказанного примера поворота направо на перекрестке, они являются целевыми значениями, связанными со скоростью транспортного средства и рулением, требуемыми для рассматриваемого транспортного средства, чтобы изменять полосу движения при поддержании безопасного расстояния до других находящихся в соседней полосе движения транспортных средств при достижении точки смены полосы движения. Модуль 67 определения процедуры управления транспортным средством затем выводит определенную процедуру управления в модуль 68 управления транспортного средства.

[0032] Модуль 68 управления транспортного средства управляет различными исполнительными устройствами посредством вывода управляющих сигналов в различные исполнительные устройства в соответствии с процедурой управления, полученной из модуля 67 определения процедуры управления транспортным средством. Как результат, реализуется автономное вождение.

[0033] Следует отметить, что в первом варианте осуществления, маршрут движения в пункт назначения и план действий при вождении для маршрута движения называется "высокоуровневым планом действий". Кроме того, в первом варианте осуществления, план действий для управления, по меньшей мере, одним из целевого значения скорости транспортного средства и целевого значения руления для того, чтобы выполнять высокоуровневый план действий, называется "низкоуровневым планом действий".

[0034] Далее описываются конфигурации с резервированием исполнительного устройства 80 рулевого управления (модуля исполнительного устройства) и тормозного исполнительного устройства 82 (модуля исполнительного устройства) со ссылкой на фиг. 3. Как проиллюстрировано на фиг. 3, исполнительное устройство 80 рулевого управления включает в себя электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении (электромотор рулевого управления) и вспомогательный электромотор 80b зубчатой рейки (электромотор зубчатой рейки). Кроме того, аналогично системе рулевого управления по проводам, электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении устанавливается на стороне руления, и вспомогательный электромотор 80b зубчатой рейки устанавливается на стороне зубчатой рейки. Электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении и вспомогательный электромотор 80b зубчатой рейки работают в стояночном режиме или в параллельном рабочем режиме и формируют конфигурацию с резервированием, служащую в качестве резервной функции для того, чтобы компенсировать безопасность, даже когда один из них неисправен.

[0035] Кроме того, как проиллюстрировано на фиг. 3, тормозное исполнительное устройство 82 включает в себя вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза (фрикционный тормоз), приводной электромотор 82b, который выступает в качестве рекуперативного совместного тормоза, и парковочный тормоз 82c. Вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза, приводной электромотор 82b и парковочный тормоз 82c работают в стояночном режиме или в параллельном рабочем режиме и формируют конфигурацию с резервированием, служащую в качестве резервной функции для того, чтобы компенсировать безопасность, даже когда один из них неисправен.

[0036] Далее описывается пример управления движением в первом варианте осуществления со ссылкой на фиг. 4.

Как проиллюстрировано на фиг. 4, в случае если рассматриваемое транспортное средство должно останавливаться на T-перекрестке со светофором (красный свет впереди для рассматриваемого транспортного средства), модуль 64 определения плана действий при вождении определяет план начинать замедление в позиции P1 начала замедления в качестве плана действий при вождении. Здесь, позиция P1 начала замедления представляет собой позицию начала замедления, которая обеспечивает возможность рассматриваемому транспортному средству останавливаться в позиции остановки при условии, что вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза, приводной электромотор 82b и парковочный тормоз 82c работают нормально. Между тем, возможен случай, в котором рассматриваемое транспортное средство не имеет возможность останавливаться в позиции остановки с помощью рекуперативного совместного тормоза посредством приводного электромотора 82b (в дальнейшем в этом документе, называемого просто "рекуперативным совместным тормозом") и парковочного тормоза 82c тормозного исполнительного устройства 82, которое имеет конфигурацию с резервированием, если вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза неисправен, когда рассматриваемое транспортное средство достигает позиции P1 начала замедления и собирается начинать замедление.

[0037] По этой причине, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении вычисляет диапазон компенсации для плана действий при вождении, который обеспечивает возможность рассматриваемому транспортному средству останавливаться в позиции остановки только с помощью рекуперативного совместного тормоза, даже если одна часть тормозного исполнительного устройства 82, имеющего конфигурацию с резервированием, например, вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза, неисправна. В частности, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении вычисляет позицию P2 начала замедления для стартового замедления перед позицией P1 начала замедления относительно перекрестка таким образом, что рассматриваемое транспортное средство имеет возможность останавливаться в позиции остановки только с помощью рекуперативного совместного тормоза. Следует отметить, что модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении может вычислять позицию P2 начала замедления из текущей скорости транспортного средства, расстояния до позиции остановки и рекуперативной совместной тормозной силы.

[0038] Модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении выводит вычисленную позицию P2 начала замедления (вычисляемое значение) в модуль 66 ограничения значений плана. Затем модуль 66 ограничения значений плана ограничивает план действий при вождении таким образом, что рассматриваемое транспортное средство начнет замедление в позиции P2 начала замедления. Посредством ограничения плана действий при вождении таким способом, план действий при вождении остается неизменным, даже если вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза фактически неисправен, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Таким образом, рассматриваемое транспортное средство имеет возможность останавливаться в позиции остановки, даже если вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза фактически неисправен, и ввиду этого возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени. Следует отметить, что модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении может вычислять позицию начала замедления, которая обеспечивает возможность рассматриваемому транспортному средству останавливаться в позиции остановки только с помощью вспомогательного электромотора 82a фрикционного тормоза. Таким образом, рассматриваемое транспортное средство имеет возможность останавливаться в позиции остановки, даже если приводной электромотор 82b фактически неисправен, и ввиду этого возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0039] Кроме того, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении может вычислять диапазон компенсации для плана действий при вождении посредством рассмотрения случая, в котором ухудшены тормозные рабочие характеристики вспомогательного электромотора 82a фрикционного тормоза (например, случая, в котором может демонстрироваться только 50% от выходной мощности в нормально рабочем состоянии). Кроме того, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении может задавать позицию начала замедления в соответствии с резервной функцией таким образом, что рассматриваемое транспортное средство может переходить в режим экстренной остановки, когда пешеход резко выскакивает на дорогу.

[0040] Далее описывается другой пример управления движением в первом варианте осуществления со ссылкой на фиг. 5.

Как проиллюстрировано на фиг. 5, в окружении, в котором рассматриваемое транспортное средство M1 должно обгонять другое транспортное средство M2 впереди, чтобы обеспечивать плавное движение, когда другое транспортное средство M2 замедляется, чтобы освобождать дорогу снаружи, модуль 65 вычисления диапазона компенсации определяет, согласно плану действий при вождении, то, представляет собой расстояние между транспортными средствами между рассматриваемым транспортным средством M1 и другим транспортным средством M2 (расстояние от позиции P3 до другого транспортного средства M2) или нет расстояние между транспортными средствами относительно темпа замедления другого транспортного средства M2, которое обеспечивает возможность рассматриваемому транспортному средству M1 объезжать другое транспортное средство M2 только с помощью вспомогательного электромотора 80b зубчатой рейки.

[0041] В частности, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении выполняет определение посредством сравнения времени, которое требуется рассматриваемому транспортному средству M1 на то, чтобы завершать смену полосы движения (оно может получаться посредством нахождения оцененного угла скольжения кузова транспортного средства и оценки времени, которое требуется для того, чтобы перемещаться на расстояние, эквивалентное одной полосе движения. Это время в дальнейшем называется просто "временем смены полосы движения"), и времени между транспортными средствами между рассматриваемым транспортным средством M1 и другим транспортным средством M2. Если время смены полосы движения превышает время между транспортными средствами (отсутствует достаточное расстояние между транспортными средствами), модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении определяет то, что обгон является невозможным только с помощью вспомогательного электромотора 80b зубчатой рейки. В этом случае, контроллер 60 движения начинает замедление.

[0042] С другой стороны, если время смены полосы движения меньше времени между транспортными средствами (имеется достаточное расстояние между транспортными средствами), модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении определяет то, что обгон является возможным только с помощью вспомогательного электромотора 80b зубчатой рейки. В этом случае, контроллер 60 движения начинает обгон. Посредством ограничения плана действий при вождении таким способом, план действий при вождении остается неизменным, даже если электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении фактически неисправен, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки, а имеет возможность замедляться или обгонять другое транспортное средство. Другими словами, возможно автономное вождение, которое обеспечивает безопасность в течение определенного периода времени, даже когда электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении фактически неисправен. Следует отметить, что модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении также может определять то, является или нет обгон возможным только с помощью электромотора 80a для формирования силы реакции при рулении. Кроме того, модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении может определять то, является или нет обгон возможным, посредством проверки состояния движения (скорости и ускорения) других находящихся в соседней полосе движения транспортных средств M3 и M4.

[0043] Далее описывается пример работы устройства управления транспортным средством 1 со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, проиллюстрированную на фиг. 6. Эта обработка начинается, как только ключ зажигания рассматриваемого транспортного средства включается.

[0044] На этапе S101, модуль 61 задания пунктов назначения задает пункт назначения, введенный водителем или пассажиром.

[0045] На этапе S102, модуль 62 определения маршрутов движения получает картографическую информацию из картографической базы 30 данных.

[0046] На этапе S103, модуль 62 определения маршрутов движения получает информацию из группы 40 датчиков.

[0047] На этапе S104, модуль 62 определения маршрутов движения получает текущее местоположение рассматриваемого транспортного средства из приемного GPS-устройства 10.

[0048] На этапе S105, модуль 62 определения маршрутов движения определяет первый маршрут движения на основе пункта назначения, картографической информации и текущего местоположения.

[0049] На этапе S106, модуль 63 распознавания окружений движения распознает окружение движения посредством получения информации из группы 40 датчиков.

[0050] На этапе S107, модуль 64 определения плана действий при вождении определяет план действий при вождении на основе маршрута движения, определенного на этапе S105, и окружения движения, распознанного на этапе S106.

[0051] На этапе S108 модуль 65 вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении вычисляет диапазон компенсации для плана действий при вождении, который может обеспечивать безопасность в случае, если анормальность возникает в одном из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием.

[0052] На этапе S109, модуль 66 ограничения значений плана ограничивает план действий при вождении на основе вычисляемого значения, вычисленного на этапе 108.

[0053] На этапе S110, модуль 67 определения процедуры управления транспортным средством определяет процедуру управления транспортным средством на основе плана действий при вождении, ограниченного на этапе S109.

[0054] На этапе S111, модуль 68 управления транспортного средства управляет различными исполнительными устройствами на основе процедуры управления транспортным средством.

[0055] На этапе S112, контроллер 60 движения определяет то, достигнут или нет пункт назначения, посредством использования текущего местоположения, полученного из приемного GPS-устройства 10. Если пункт назначения достигнут ("Да" на этапе S114), последовательность процессов завершается. Если пункт назначения еще не достигнут ("Нет" на этапе S114), обработка возвращается к этапу S102.

[0056] Как описано выше, устройство 1 управления транспортного средства согласно этому варианту осуществления позволяет добиваться следующих операций и преимуществ.

[0057] Устройство 1 управления транспортного средства определяет маршрут движения в набор пунктов назначения заранее и определяет план действий при вождении согласно маршруту движения на основе состояния движения рассматриваемого транспортного средства и окружения движения на своей периферии. Устройство 1 управления транспортного средства вычисляет диапазон компенсации для плана действий при вождении, который обеспечивает возможность движения даже в состоянии, в котором ухудшены характеристики вождения или тормозные рабочие характеристики одного из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием, и ограничивает план действий при вождении. Таким образом, даже если ухудшены характеристики вождения или тормозные рабочие характеристики одного из исполнительных устройств, план действий при вождении остается неизменным, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0058] Устройство 1 управления транспортного средства может вычислять диапазон компенсации для плана действий при вождении, который обеспечивает возможность движения даже в состоянии, в котором одно из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием, неисправен, и ограничивает план действий при вождении. Таким образом, даже если одно из исполнительных устройств неисправен, план действий при вождении остается неизменным, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0059] Кроме того, устройство 1 управления транспортного средства включает в себя тормозное исполнительное устройство 82, которое имеет конфигурацию с резервированием. Таким образом, даже если одна часть тормозного исполнительного устройства неисправна, план действий при вождении остается неизменным, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0060] Кроме того, устройство 1 управления транспортного средства включает в себя исполнительное устройство 80 рулевого управления, которое имеет конфигурацию с резервированием. Таким образом, даже если одна часть исполнительного устройства рулевого управления неисправна, план действий при вождении остается неизменным, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0061] Кроме того, тормозное исполнительное устройство 82 включает в себя вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза, приводной электромотор 82b, который выступает в качестве рекуперативного совместного тормоза, и парковочный тормоз 82c. Тормозное исполнительное устройство 82 ввиду этого имеет конфигурацию с резервированием. Таким образом, даже если одна часть тормозного исполнительного устройства неисправна, план действий при вождении остается неизменным, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0062] Кроме того, исполнительное устройство 80 рулевого управления включает в себя электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении и вспомогательный электромотор 80b зубчатой рейки. Исполнительное устройство 80 рулевого управления ввиду этого имеет конфигурацию с резервированием. Таким образом, даже если одна часть исполнительного устройства неисправна, план действий при вождении остается неизменным, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0063] Второй вариант осуществления

Далее описывается конфигурация устройства 2 управления транспортного средства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 7. Второй вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления тем, что контроллер 60 движения дополнительно включает в себя модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством и модуль 70 ограничения целевых значений. Описание частей конфигурации, перекрывающихся с первым вариантом осуществления, опускается ввиду обращения к их ссылкам с номерами. Далее описывается главным образом отличие.

[0064] Модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством (модуль вычисления диапазона компенсации низкоуровневого плана действий) вычисляет диапазон компенсации для процедуры управления транспортным средством на основе информации, полученной из модуля 63 распознавания окружений движения и группы 50 датчиков, и информации, полученной из модуля 68 управления транспортного средства. В частности, модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством вычисляет диапазон компенсации (целевое значение скорости транспортного средства и целевое значение руления) для процедуры управления транспортным средством, которая может обеспечивать безопасность в случае, если анормальность возникает в одном из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием на основе информации относительно местоположения рассматриваемого транспортного средства, светофоров, других транспортных средств, пешеходов и т.п., присутствующих на периферии рассматриваемого транспортного средства, и информации относительно состояния поверхности дороги и состояния движения рассматриваемого транспортного средства. Модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством выводит целевое значение скорости транспортного средства и целевое значение руления в качестве результата вычисления в модуль 70 ограничения целевых значений.

[0065] Модуль 70 ограничения целевых значений (модуль ограничения низкоуровневого плана действий) ограничивает или изменяет процедуру управления (целевое значение скорости транспортного средства и целевое значение руления), полученную из модуля 67 определения процедуры управления транспортным средством, на основе целевого значения скорости транспортного средства и целевого значения руления, полученных из модуля 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством, и выводит ограниченную или измененную процедуру управления в модуль 68 управления транспортного средства.

[0066] Далее описывается пример управления движением во втором варианте осуществления со ссылкой на фиг. 4, аналогично первому варианту осуществления.

В первом варианте осуществления, как проиллюстрировано на фиг. 4, план действий при вождении ограничен таким образом, чтобы начинать замедление в позиции P2 начала замедления, так что рассматриваемое транспортное средство имеет возможность останавливаться в позиции остановки только с помощью рекуперативного совместного тормоза. Между тем, рекуперативные совместные тормоза, в общем, конструируются с возможностью достигать величины рекуперации приблизительно в 0,15-0,20 G, и ввиду этого рекуперативный совместный тормоз предположительно не должен работать, когда скорость транспортного средства составит приблизительно 7 км/ч. С учетом этого, модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством отслеживает скорость транспортного средства в ходе замедления и вычисляет целевое значение скорости транспортного средства таким образом, что скорость транспортного средства составляет 7 км/ч или менее в точке приблизительно за 2 м перед стоп-линией. Модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством затем выводит, в модуль 70 ограничения целевых значений, команду для того, чтобы прекращать использование парковочного тормоза 82c, когда рассматриваемое транспортное средство достигает точки приблизительно за 2 м перед стоп-линией. Таким образом, можно безусловно останавливаться в позиции остановки посредством использования рекуперативного совместного тормоза и парковочного тормоза 82c, даже если вспомогательный электромотор 82a фрикционного тормоза фактически неисправен. Следовательно, возможно более безопасное автономное вождение.

[0067] Далее описывается другой пример управления движением во втором варианте осуществления со ссылкой на фиг. 5, аналогично первому варианту осуществления. В первом варианте осуществления, приведено описание случая, в котором рассматриваемое транспортное средство M1 либо обгоняет другое транспортное средство, либо замедляется. Во втором варианте осуществления, модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством ограничивает поперечное ускорение заранее низким уровнем, так что рассматриваемое транспортное средство имеет возможность поворачивать только с помощью вспомогательного электромотора 80b зубчатой рейки, т.е. рассматриваемое транспортное средство не осуществляет больший объезд снаружи, даже если электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении неисправен. Таким образом, даже если электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении фактически неисправен, план действий при вождении и процедура управления транспортным средством остаются неизменными, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки, а имеет возможность обгонять другое транспортное средство. Иными словами, возможно автономное вождение, которое обеспечивает безопасность в течение определенного периода времени, даже когда электромотор 80a для формирования силы реакции при рулении фактически неисправен.

[0068] Далее описывается пример работы устройства управления транспортным средством 2 со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, проиллюстрированную на фиг. 6. Следует отметить, что операции на этапах S201-S210 и этапе S214 являются идентичными операциям на этапах S101-S110 и этапе S112, соответственно; ввиду этого их подробное описание опускается, и описывается только часть примерной работы, отличающаяся от фиг. 5.

[0069] На этапе S211, модуль 69 вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством вычисляет диапазон компенсации для процедуры управления транспортным средством, который может обеспечивать безопасность в случае, если анормальность возникает в одном из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием.

[0070] На этапе S212, модуль 70 ограничения целевых значений ограничивает процедуру управления транспортным средством на основе результата вычисления (целевого значения скорости транспортного средства и целевого значения руления) этапа S211.

[0071] На этапе S213, модуль 68 управления транспортного средства управляет различными исполнительными устройствами на основе процедуры управления транспортным средством, ограниченной на этапе S212.

[0072] Как описано выше, устройство 2 управления транспортного средства согласно второму варианту осуществления позволяет добиваться следующих операций и преимуществ.

[0073] Устройство 2 управления транспортного средства определяет маршрут движения в набор пунктов назначения заранее и определяет план действий при вождении согласно маршруту движения на основе состояния движения рассматриваемого транспортного средства и окружения движения на своей периферии. Устройство 1 управления транспортного средства вычисляет диапазон компенсации для плана действий при вождении, который обеспечивает возможность движения даже в состоянии, в котором ухудшены характеристики вождения или тормозные рабочие характеристики одного из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием, и ограничивает план действий при вождении. Дополнительно, устройство 2 управления транспортного средства вычисляет диапазон компенсации (целевое значение скорости транспортного средства и целевое значение руления) для процедуры управления транспортным средством, который может обеспечивать безопасность в случае, если анормальность возникает в одном из исполнительных устройств, имеющих конфигурацию с резервированием, и ограничивает процедуру управления транспортным средством на основе результата вычисления. Таким образом, даже если ухудшены характеристики вождения или тормозные рабочие характеристики одного из исполнительных устройств, план действий при вождении и процедура управления транспортным средством остаются неизменными, и ввиду этого рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

[0074] Хотя выше описаны варианты осуществления настоящего изобретения, не следует понимать, что подробное описание и чертежи, составляющие часть этого раскрытия сущности, ограничивают это изобретение. Различные альтернативные варианты осуществления, примеры и рабочие технологии должны становиться очевидными для специалистов в данной области техники из этого раскрытия сущности. Например, если рассматриваемое транспортное средство не может достигать пункта назначения с ограниченным планом действий при вождении, рассматриваемое транспортное средство может принудительно двигаться в безопасное местоположение с возможностью движения. Таким образом, рассматриваемое транспортное средство может двигаться и укрываться в безопасном местоположении в ситуации, в которой он не может достигать пункта назначения. Это позволяет повышать уровень безопасности автономного вождения.

[0075] Кроме того, хотя план действий при вождении и процедура управления транспортным средством ограничены в вышеописанных вариантах осуществления, маршрут движения может быть ограничен. Например, с использованием информации относительно уклонов дороги (спусков), зарегистрированной в картографической базе 30 данных, маршрут движения может быть ограничен таким образом, что рассматриваемое транспортное средство не движется через маршрут, имеющий уклоны дороги, которые превышают рабочие характеристики компенсации различных исполнительных устройств, такие как максимальная величина рекуперативного совместного торможения. Таким образом, аналогично случаям ограничения плана действий при вождении и процедуры управления транспортным средством, даже если одно из исполнительных устройств неисправен, рассматриваемое транспортное средство не переходит в остановленное состояние или в режим экстренной остановки. Следовательно, возможно автономное вождение, обеспечивающее безопасность в течение определенного периода времени.

Список ссылочных обозначении

[0076] 41, 42 - камера

43 - камера кругового обзора

44-47 - лазерный дальномер

51 - датчик скорости транспортного средства

52 - датчик заряда аккумулятора

53 - датчик поперечного ускорения

54 - датчик ускорения в продольном направлении

60 - контроллер движения

65 - модуль вычисления диапазона компенсации согласно плану действий при вождении

69 - модуль вычисления диапазона компенсации процедуры управления транспортным средством

80 - исполнительное устройство рулевого управления

82 - тормозное исполнительное устройство.

1. Устройство управления транспортного средства, содержащее:

модуль обнаружения информации периферии, который обнаруживает информацию относительно периферии транспортного средства;

модуль обнаружения состояния движения, который обнаруживает состояние движения транспортного средства;

контроллер движения, который управляет автономным движением транспортного средства на основе информации относительно периферии, обнаруженной посредством модуля обнаружения информации периферии, состояния движения, обнаруженного посредством модуля обнаружения состояния движения, высокоуровневого плана действий для достижения набора пунктов назначения заранее и низкоуровневого плана действий для управления, по меньшей мере, одним из целевого значения скорости транспортного средства и целевого значения руления для того, чтобы выполнять высокоуровневый план действий;

модули исполнительных устройств, включающие в себя конфигурацию с резервированием и используемые для автономного движения транспортного средства;

модуль вычисления диапазона компенсации согласно высокоуровневому плану действий, который вычисляет диапазон компенсации для высокоуровневого плана действий, который обеспечивает возможность движения в состоянии, в котором ухудшены рабочие характеристики одного из модулей исполнительных устройств; и

модуль ограничения высокоуровневого плана действий, который ограничивает высокоуровневый план действий посредством использования диапазона компенсации, вычисленного посредством модуля вычисления диапазона компенсации согласно высокоуровневому плану действий,

при этом контроллер движения управляет автономным движением транспортного средства на основе высокоуровневого плана действий, ограниченного модулем ограничения высокоуровневого плана действий даже в состоянии, когда производительность модулей исполнительных устройств не снижена.

2. Устройство управления транспортного средства по п. 1, в котором модуль вычисления диапазона компенсации согласно высокоуровневому плану действий вычисляет диапазон компенсации для высокоуровневого плана действий, который обеспечивает возможность движения в состоянии, в котором один из модулей исполнительных устройств неисправен.

3. Устройство управления транспортным средством по п. 1 или 2, дополнительно содержащее:

модуль вычисления диапазона компенсации низкоуровневого плана действий, который вычисляет диапазон компенсации для низкоуровневого плана действий, который обеспечивает возможность движения в состоянии, в котором ухудшены рабочие характеристики одного из модулей исполнительных устройств; и

модуль ограничения низкоуровневого плана действий, который ограничивает низкоуровневый план действий посредством использования диапазона компенсации, вычисленного посредством модуля вычисления диапазона компенсации согласно низкоуровневому плану действий.

4. Устройство управления транспортного средства по п. 1 или 2, в котором модуль исполнительного устройства представляет собой тормозное исполнительное устройство.

5. Устройство управления транспортного средства по п. 1 или 2, в котором модуль исполнительного устройства представляет собой исполнительное устройство рулевого управления.

6. Устройство управления транспортного средства по п. 4, в котором тормозное исполнительное устройство включает в себя фрикционный тормоз, рекуперативный совместный тормоз и парковочный тормоз в качестве конфигурации с резервированием.

7. Устройство управления транспортного средства по п. 5, в котором исполнительное устройство рулевого управления включает в себя электромотор рулевого управления и электромотор зубчатой рейки в качестве конфигурации с резервированием.

8. Способ управления транспортным средством, содержащий этапы, на которых:

управляют автономным движением транспортного средства на основе информации относительно периферии транспортного средства, состояния движения транспортного средства, высокоуровневого плана действий для достижения предварительно установленного набора пунктов назначения заранее и низкоуровневого плана действий для управления, по меньшей мере, одним из целевого значения скорости транспортного средства и целевого значения руления для того, чтобы выполнять высокоуровневый план действий;

вычисляют диапазон компенсации для высокоуровневого плана действий, который обеспечивает возможность движения в состоянии, в котором ухудшены рабочие характеристики одного из модулей исполнительных устройств, причем модули исполнительных устройств включают в себя конфигурацию с резервированием и используются для автономного движения транспортного средства;

ограничивают высокоуровневый план действий посредством использования вычисленного диапазона компенсации; и

управляют автономным движением транспортного средства на основе высокоуровневого плана действий, ограниченного даже в состоянии, когда производительность модулей исполнительных устройств не снижена.