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Dokumentenidentifikation DE102005001018A1 04.08.2005
Titel Integriertes Fahrzeugsteuerungssystem
Anmelder Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi, JP
Erfinder Takamatsu, Hideki, Toyota, Aichi, JP
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 85354 Freising
DE-Anmeldedatum 07.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005001018
Offenlegungstag 04.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.08.2005
IPC-Hauptklasse B60K 41/00
IPC-Nebenklasse B60R 16/02   
Zusammenfassung Ein integriertes Steuer-/Regelsystem umfaßt Vorgänge A-C, in denen angeforderte Beschleunigung, Soll-Übersetzungsverhältnis und Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl gemäß dem HMI in einem Hauptsteuersystem (Gaspedal) berechnet werden, welches das Antriebssystem steuert, sowie Vorgänge D-F, in denen die angeforderte Beschleunigung, das Soll-Übersetzungsverhältnis und die Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl gemäß einer manuellen Betätigungsanforderung berechnet werden, bei welcher der Fahrer beispielsweise den Gang des Getriebes, bei dem es sich um ein Betätigungselement handelt, hoch- oder herunterschaltet.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der JP-Patentanmeldung Nr. 2004-003104 (A), die am 08.01.2004 beim Japanischen Patentamt hinterlegt wurde, und auf die hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern einer Mehrzahl von in einem Fahrzeug eingebauten Betätigungselementen, und insbesondere ein System, das auf integrierte Weise eine Mehrzahl von Betätigungs elementen mit der Möglichkeit einer gegenseitigen Beeinflussung steuert/regelt.

Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik

In den vergangenen Jahren gab es eine zunehmende Tendenz zur Aufnahme vieler Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen in ein gleiches Fahrzeug zum Steuern der Bewegung des Fahrzeugs. Die von den verschiedenen Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen jeweils hervorgerufenen Effekte treten nicht notwendigerweise immer auf voneinander unabhängige Weise an dem Fahrzeug auf. Es besteht die Möglichkeit einer gegenseitigen Beeinflussung. Daher ist es wichtig, bei der Entwicklung eines Fahrzeugs, das mehrere Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen beinhaltet, die Wechselwirkung und Koordination zwischen jeweiligen Bewegungssteuerungsvorrichtungen ausreichend zu organisieren.

Wenn beispielsweise im Entwicklungsstadium eines Fahrzeugs mehrere Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen in dem Fahrzeug eingerichtet werden sollen, ist es möglich, jeweilige Bewegungssteuerungsvorrichtungen unabhängig voneinander zu entwickeln, und dann die Wechselwirkung und Koordination zwischen jeweiligen Bewegungssteuerungsvorrichtungen auf ergänzende oder zusätzliche Weise zu implementieren.

Falls eine Mehrzahl von Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen auf die genannte Weise entwickelt wird, erfordert die Organisation der Wechselwirkung und die Koordination zwischen den jeweiligen Bewegungssteuerungsvorrichtungen eine Menge Zeit und Aufwand.

Hinsichtlich des Konzeptes für die Eingliederung mehrerer Arten von Bewegungssteuerungsvorrichtungen in ein Fahrzeug ist das Konzept bekannt, bei dem ein gleiches Betätigungselement von den Bewegungssteuerungsvorrichtungen gemeinsam angewendet wird. Dieses Konzept beinhaltet das Problem, wie die Konkurrenz zwischen der Mehrzahl von Bewegungssteuerungsvorrichtungen zu lösen sei, wenn es erforderlich ist, das gleiche Betätigungselement zu einem gleichen Zeitpunkt zu betätigen.

In dem oben beschriebenen Fall, in dem die Wechselwirkung und Koordination zwischen einer Mehrzahl von Bewegungssteuerungsvorrichtungen auf ergänzende oder zusätzliche Weise organisiert werden sollen, nachdem die Bewegungssteuerungsvorrichtungen unabhängig voneinander entwickelt wurden, ist es schwierig, das dargestellte Problem erfolgreich zu lösen. In der Praxis kann das Problem nur dadurch bewältigt werden, daß aus der Mehrzahl von Bewegungssteuerungsvorrichtungen eine geeignete ausgewählt wird, die Vorrang über die anderen besitzt, und das Betätigungselement ausschließlich dieser ausgewählten Bewegungssteuerungsvorrichtung zugeordnet wird.

Ein Lösungsansatz für das oben dargestellte Problem in einem Fahrzeug, das eine Mehrzahl von Betätigungselementen beinhaltet, zum Betreiben eines Fahrzeugs mit dem angestrebten Verhalten ist in den nachfolgend genannten Veröffentlichungen beschrieben.

Die JP-Patentveröffentlichungsschrift Nr. 5-85228 (Dokument 1) beschreibt ein elektronisches Steuerungssystem für ein Fahrzeug, das in der Lage ist, die für die Entwicklung erforderliche Zeit zu verkürzen, und in der Lage ist, die Zuverlässigkeit, Nutzbarkeit und Wartungseignung des Fahrzeugs zu verbessern. Dieses elektronische Steuerungssystem für ein Fahrzeug umfaßt Elemente, die bei der Durchführung von Steueraufgaben im Hinblick auf Brennkraftmaschinenleistung, Antriebsleistung und Bremsbetätigung gemeinsam wirken, sowie Elemente zum Koordinieren des gemeinsamen Wirkens der Elemente, um eine Steuerung des Betriebsverhaltens des Kraftfahrzeugs entsprechend einer Anforderung durch den Fahrer zu bewirken. Jeweilige Elemente sind in Form einer Mehrzahl von Hierarchieebenen angeordnet. Wenigstens eines der koordinierenden Elemente der Hierarchieebene ist dazu angepaßt, beim Umsetzen der Anforderung durch den Fahrer in ein entsprechendes Betriebsverhalten des Kraftfahrzeugs auf das Element der nächsten Hierarchieebene einzuwirken, und somit auf ein vorgegebenes untergeordnetes System des Fahrer-Fahrzeug-Systems einzuwirken, während es das von der Hierarchieebene geforderte Verhalten für dieses untergeordnete System zur Verfügung stellt.

Indem das gesamte System in einer hierarchischen Konfiguration entsprechend diesem elektronischen Steuerungssystem für ein Fahrzeug organisiert wird, kann eine Anweisung nur in Richtung von einer oberen Ebene zu einer unteren Ebene weitergegeben werden. Die Anweisung, die Anforderung durch den Fahrer auszuführen, wird in dieser Richtung übertragen. Infolgedessen wird eine überschaubare Struktur von voneinander unabhängigen Elementen erzielt. Die Verknüpfung von Einzelsystemen kann in beträchtlichem Maße verringert werden. Die Unabhängigkeit jeweiliger Elemente ermöglicht nebeneinander eine gleichzeitige Entwicklung der einzelnen Elemente. Somit kann jedes Element entsprechend einer vorgegebenen Aufgabe entwickelt werden. Nur einige wenige Schnittstellen im Hinblick auf die höhere Hierarchieebene und eine geringe Anzahl von Schnittstellen für die niedrigere Hierarchieebene müssen in Betracht gezogen werden. Demzufolge kann eine Optimierung der Gesamtheit von Fahrer und elektronischem Steuerungssystem des Fahrzeugs in Bezug auf Energieverbrauch, Umweltfreundlichkeit, Sicherheit und Komfort erzielt werden. Im Ergebnis kann ein elektronisches Steuerungssystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden, das eine Verkürzung der Entwicklungszeit und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit, Nutzbarkeit und Wartungseignung eines Fahrzeugs ermöglicht.

Die JP-Patentveröffentlichungsschrift Nr. 2003-191774 (Dokument 2) beschreibt eine Fahrzeugbewegungs-Steuervorrichtung eines integrierten Typs, die eine Software-Konfiguration für eine Vorrichtung, die eine Mehrzahl von Betätigungselementen auf integrierte Weise steuert, auf hierarchische Weise anpaßt, um eine Bewegungssteuerung einer Mehrzahl von verschiedenen Arten in einem Fahrzeug durchzuführen, wodurch die hierarchische Struktur unter dem Gesichtspunkt der praktischen Verwendung optimiert wird.

Gemäß dieser Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung von einem integrierten Typ ist zumindest die Software-Konfiguration in Hierarchieebenen organisiert, so daß die Steuereinheit und die Ausführungseinheit voneinander getrennt sind. Da die Steuereinheit und die Ausführungseinheit unter dem Gesichtspunkt der Software-Konfiguration voneinander unabhängig sind, können jeweilige Stadien der Entwicklung, des Entwurfs, der Entwurfsänderung, des Debugging und dergleichen problemlos verkürzt werden.

Die in Dokument 1 und Dokument 2 beschriebenen Steuervorrichtungen beschreiben nicht spezifisch die Koordinationssteuerung von Antrieb und Bremsen bei der Fahrzeugbewegungssteuerung.

Kurzdarstellung der Erfindung

In Anbetracht des oben Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein integriertes Fahrzeugsteuerungssystem zur Verfügung zu stellen, das eine Anforderung, die einer manuellen Betätigung durch den Fahrer entspricht, auch dann ordnungsgemäß reflektieren kann, wenn in einem solchen integrierten Fahrzeugsteuerungssystem eine automatische Geschwindigkeitsregelung ("automatic cruising") durchgeführt wird.

Ein integriertes Steuerungssystem für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Mehrzahl von autonom arbeitenden Steuereinheiten zum Steuern/Regeln des Fahrzustandes eines Fahrzeugs auf der Grundlage einer Betätigungsanforderung auf. Jede Steuereinheit umfaßt eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer Anforderung durch den Fahrer und einen Controller zum Steuern des Fahrzeugs durch Erzeugen einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage einer Anforderung und Betätigen eines gemäß jeder Einheit eingestellten Betätigungselementes. Das System weist ferner eine Verarbeitungseinheit auf, welche Informationen erzeugt, die dazu verwendet werden, eine direkte Anforderung an das Betätigungselement durch den Fahrer einzubeziehen, und an jede der Steuereinheiten liefert. Diese Informationen sind Prioritätsinformationen, die mit Priorität über eine am Controller erzeugte Steuerungsvorgabe verwendet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Mehrzahl von Steuereinheiten z.B. eine von einer Antriebssystem-Steuereinheit, einer Bremssystem-Steuereinheit, und einer Lenksystem-Steuereinheit. Die Antriebssystem-Steuereinheit erfaßt durch die Erfassungseinheit eine Betätigung des Gaspedals, bei der es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, um eine Steuerungsvorgabe des Antriebssystems entsprechend der Gaspedalbetätigung unter Verwendung eines Antriebsgrundlagen-Fahrermodells zu erzeugen, wodurch ein Antriebsstrang, bei dem es sich um ein Betätigungselement handelt, durch einen Controller gesteuert wird. Die Bremssystem-Steuereinheit erfaßt durch die Erfassungseinheit eine Bremspedalbetätigung, bei der es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, um eine Steuerungsvorgabe des Bremssystems entsprechend der Bremspedalbetätigung unter Verwendung eines Bremsgrundlagen-Fahrermodells zu erzeugen, wodurch eine Bremsvorrichtung, bei der es sich um ein Betätigungselement handelt, durch den Controller gesteuert wird. Die Lenksystem-Steuereinheit erfaßt durch die Erfassungseinheit eine Lenkbetätigung, bei der es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, um eine Steuerungsvorgabe des Lenksystems entsprechend der Lenkbetätigung unter Verwendung eines Lenkgrundlagen-Fahrermodells zu erzeugen, wodurch eine Lenkvorrichtung, bei der es sich um ein Betätigungselement handelt, durch den Controller gesteuert wird. Das integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug weist eine Verarbeitungseinheit auf, die parallel zu der Antriebssystem-Steuereinheit, der Bremssystem-Steuereinheit und der Lenksystem-Steuereinheit arbeitet, welche autonom arbeiten. Die Verarbeitungseinheit erzeugt Informationen, die dazu verwendet werden, eine direkte Anforderung an ein Betätigungselement durch den Fahrer einzubeziehen. Diese Informationen werden mit Priorität über die am Controller erzeugte Steuerungsvorgabe verwendet. Somit kann in der Antriebssystem-Steuereinheit, die einem "Fahr"-Betrieb, d.h. dem grundlegenden Betrieb des Fahrzeugs entspricht, der Bremssystem-Steuereinheit, die einem "Anhalte"-Betrieb entspricht, und der Lenksystem-Steuereinheit, die einem "Kurvenfahrt"-Betrieb entspricht, in einem System, welches das Fahrzeug auf integrierte Weise steuert, die Anforderung durch den Fahrer verwirklicht werden, der das Betätigungselement direkt steuern möchte. Das integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug kann durch die Verarbeitungseinheit die eigene Einschätzung des Fahrers, das Betätigungselement direkt zu steuern, mit einbeziehen.

Bevorzugt umfaßt die Verarbeitungseinheit eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen von Prioritätsinformationen auf der Grundlage von Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs und einer direkten Anforderung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die direkte Anforderung durch den Fahrer korrigiert werden, um Prioritätsinformationen auf der Grundlage von Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs wie etwa der Neigung und/oder der Krümmung der Kurve der gegenwärtig befahrenen Straße, dem Reibungskoeffizienten der gegenwärtig befahrenen Straße, der Relativgeschwindigkeit und/oder Abstandsänderung zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug zu erzeugen. Demzufolge kann eine hohe Fahrsteuerungsfähigkeit beibehalten werden, während der Anforderung durch den Fahrer Priorität eingeräumt wird.

Weiterhin bevorzugt umfassen die Umgebungsinformationen Informationen bezüglich der Straße, auf der das Fahrzeug fährt.

Wenn beispielsweise eine extreme Beschleunigung oder ein abruptes Lenkmanöver angefordert wird, während die Neigung der Straße ein Gefälle ist, oder sich eine scharfe Kurve mit einer starken Kurvenkrümmung unmittelbar voraus befindet, oder der Reibungskoeffizient der gegenwärtig befahrenen Straße gering ist, werden die Prioritätsinformationen auf korrigierte Weise berechnet, um die Anforderung abzuschwächen.

Weiterhin bevorzugt umfassen die Umgebungsinformationen Informationen bezüglich eines weiteren, in der Nähe befindlichen Fahrzeugs.

Falls das Bremspedal stark niedergetreten wird oder in einem manuellen Gangschalt-Steuermodus ein Herunterschalten gewählt wird, das eine starke Beschleunigung hervorruft, obgleich sich der relative Abstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug verringert, werden die Prioritätsinformationen auf korrigierte Weise berechnet, um die Anforderung abzuschwächen.

Weiterhin bevorzugt erzeugt jeder Controller auch dann eine Steuerungsvorgabe auf der Grundlage einer Anforderung, wenn das Fahrzeug auf integrierte Weise mit den in jeder Steuereinheit verwendeten Prioritätsinformationen gesteuert wird.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine kontinuierliche Erzeugung einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage der Anforderung, die an den jeweils autonom arbeitenden Steuereinheiten, nämlich Antriebssystem-Steuereinheit, Bremssystem-Steuereinheit und Lenksystemsteuereinheit erfaßt werden, auch dann, wenn Prioritätsinformationen in jeweiligen Steuereinheiten für eine integrierte Fahrzeugsteuerung verwendet werden. Jede Steuereinheiten erfaßt die Anforderung des Fahrers zum Erzeugen einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage der Anforderung auch dann, wenn das Fahrzeug einer Steuerung gemäß Prioritätsinformationen unterliegt. Dies ermöglicht eine sofortige Rückkehr zu der normalen integrierten Steuerung durch jeweilige Steuereinheiten, wenn die Anforderung durch den Fahrer, ein Betätigungselement direkt zu steuern, zurückgezogen wird.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigt:

1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs, in dem das integrierte Fahrzeugsteuerungssystem der vorliegenden Ausführungsform eingebaut ist.

2 ein Schemadiagramm einer Konfiguration des integrierten Fahrzeugsteuerungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

3 ein Schemadiagramm einer Konfiguration eines Hauptsteuersystems (1).

4 ein Diagramm, das die Ein- und Ausgabe von Signalen in einem Hauptsteuersystem (1) darstellt.

5 ein Diagramm, das die Ein- und Ausgabe von Signalen in einem Hauptsteuersystem (2) darstellt.

6 ein Diagramm, das die Ein- und Ausgabe von Signalen in einem Hauptsteuersystem (3) darstellt.

7 eine Steuerungskonfiguration eines ersten konkreten Beispiels für ein Hauptsteuersystem (1).

8 ein Ablaufdiagramm einer Steuerungskonfiguration des Hauptprogramms, das von einer ECU ausgeführt wird, welche ein zweites konkretes Beispiel für ein Hauptsteuersystem (1) herstellt.

9 bis 14 Ablaufdiagramme einer Steuerungskonfiguration der Subroutineprogramme von 8.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im nachfolgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Gleichen Bestandteilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet. Ihre Bezeichnung und Funktion sind ebenfalls identisch. Eine eingehende Beschreibung von diesen wird daher nicht wiederholt.

Unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm von 1 weist ein integriertes Steuerungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Brennkraftmaschine auf, die als Antriebsleistungsquelle in ein Fahrzeug eingebaut ist. Die Antriebsleistungsquelle ist nicht auf eine Brennkraftmaschine beschränkt und kann einfach ein Elektromotor oder eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor sein. Die Leistungsquelle des Elektromotors kann eine Sekundärbatterie oder eine Zelle sein.

Das Fahrzeug weist auf jeweiligen Seiten vorne und hinten Räder 100 auf. In 1 bezeichnet "FL" das linke Vorderrad, "FR" das rechte Vorderrad, "RL" das linke Hinterrad, und "RR" das rechte Hinterrad.

Das Fahrzeug weist eine Brennkraftmaschine 140 als Bewegungsleistungsquelle auf. Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 140 wird in Abhängigkeit von dem Betrag oder Niveau, um den das Gaspedal (bei dem es sich um ein Beispiel für ein durch den Fahrer zu bedienendes Element in Bezug auf den Fahrzeugantrieb handelt) durch den Fahrer betätigt wird, elektrisch gesteuert. Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 140 wird unabhängig von der Betätigung des Gaspedals 200 durch den Fahrer automatisch nach Bedarf gesteuert (im nachfolgenden als "Fahrbetrieb" oder "Beschleunigungsbetrieb" bezeichnet).

Die elektrische Steuerung der Brennkraftmaschine 140 kann beispielsweise durch elektrisches Steuern eines Öffnungswinkels (d.h. eines Drosselklappenöffnungsgrades) einer Drosselklappe, die in einem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine 140 angeordnet ist, oder durch elektrisches Steuern der Kraftstoffmenge, die in den Brennraum der Brennkraftmaschine 140 eingespritzt wird, implementiert werden.

Das Fahrzeug der vorliegenden Ausführungsform ist ein hinterradgetriebenes Fahrzeug, bei dem das rechte und das linke Vorderrad angetriebene Räder sind, und das rechte und das linke Hinterrad Antriebsräder sind. Der Brennkraftmaschine 140 ist mit jedem der Hinterräder über einen Drehmomentwandler 220, ein Getriebe 240, eine Gelenkwelle 260 und eine Differentialeinheit 280, sowie eine Antriebswelle 300, die mit jedem Hinterrad dreht, verbunden, wobei diese Bauteile in der genannten Reihenfolge angeordnet sind. Der Drehmomentwandler 220, das Getriebe 240, die Gelenkwelle 260 und das Differential 280 sind leistungsübertragende Elemente, die für das rechte und linke Hinterrad gemeinsam vorgesehen sind.

Das Getriebe 240 weist ein nicht näher gezeigtes Automatikgetriebe auf. Dieses Automatikgetriebe steuert elektrisch das Übersetzungsverhältnis, mit dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine 140 auf die Drehgeschwindigkeit einer Abtriebswelle des Getriebes 240 geändert wird.

Das Fahrzeug weist ferner ein Lenkrad 440 auf, das dazu vorgesehen ist, durch den Fahrer gedreht zu werden. Eine Lenkgegenkraft-Aufbringvorrichtung 480 beaufschlagt das Lenkrad 440 elektrisch mit einer Lenkgegenkraft, die einer Drehbetätigung durch den Fahrer (im nachfolgenden als "Lenken" bezeichnet) entspricht. Die Stärke der Lenkgegenkraft ist elektrisch steuerbar.

Die Ausrichtung des rechten und des linken Vorderrades, d.h. der Vorderradlenkwinkel, wird durch eine vordere Lenkvorrichtung 500 elektrisch geändert. Die vordere Lenkvorrichtung 50 steuert den Vorderradlenkwinkel basierend auf dem Winkel, oder Lenkradwinkel, um den das Lenkrad 440 durch den Fahrer gedreht wird. Der Vorderradlenkwinkel wird automatisch, unabhängig von der Drehbetätigung, nach Bedarf gesteuert. Anders ausgedrückt, das Lenkrad 440 ist mechanisch vom rechten und linken Vorderrad abgekoppelt.

Die Ausrichtung des linken und des rechten Hinterrades, d.h. der Hinterradlenkwinkel, wird ebenso wie der Vorderradlenkwinkel elektrisch durch eine Lenkvorrichtung 520 geändert.

Jedes Rad 100 ist mit einer Bremse 560 versehen, die betätigt wird, um dessen Drehung einzuschränken. Jede Bremse 560 wird elektrisch in Abhängigkeit von dem Betätigungsbetrag eines Bremspedals 580 (bei dem es sich um ein Beispiel für ein durch den Fahrer zu bedienendes Element in Bezug auf das Bremsen des Fahrzeugs handelt) gesteuert, und wird auch individuell für jedes Rad 100 automatisch gesteuert.

Bei dem vorliegenden Fahrzeug ist jedes Rad 100 über eine jeweilige Aufhängung 620 am Fahrzeugaufbau (nicht gezeigt) aufgehängt. Die Aufhängungscharakteristik der jeweiligen Aufhängung 620 ist individuell elektrisch steuerbar.

Die Bestandteile des oben erwähnten Fahrzeugs umfassen ein Betätigungselement, das dazu ausgelegt ist, so bedient zu werden, daß es die folgenden Elemente jeweils elektrisch betätigt:

  • (1) Ein Betätigungselement zum elektrischen Steuern der Brennkraftmaschine 140;
  • (2) Ein Betätigungselement zum elektrischen Steuern des Getriebes 240;
  • (3) Ein Betätigungselement zum elektrischen Steuern der Lenkgegenkraft-Aufbringvorrichtung 480;
  • (4) Ein Betätigungselement zum elektrischen Steuern der vorderen Lenkvorrichtung 500;
  • (5) Ein Betätigungselement zum elektrischen Steuern der hinteren Lenkvorrichtung 520;
  • (6) Eine Mehrzahl von Betätigungselementen, die im Zusammenhang mit jeweiligen Bremsen 560 zum elektrischen Steuern des Bremsmoments vorgesehen sind, das von einer entsprechenden Bremse 560 individuell auf jedes Rad aufgebracht wird;
  • (7) Eine Mehrzahl von Betätigungselementen, die im Zusammenhang mit jeweiligen Aufhängungen 620 zum individuellen elektrischen Steuern der Aufhängungscharakteristik einer entsprechenden Aufhängung 620 vorgesehen sind.

Wie in 1 gezeigt ist, ist das integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug in ein Fahrzeug eingebaut, bei dem die genannte Mehrzahl von Betätigungselementen angeschlossen ist. Die Bewegungssteuerungsvorrichtung wird durch die elektrische Leistung betätigt, die von einer hier nicht gezeigten Batterie (bei der es sich um ein Beispiel für die Leistungsversorgung des Fahrzeugs handelt) geliefert wird.

Darüber hinaus kann eine Gaspedalgegenkraft-Aufbringvorrichtung für das Gaspedal 200 vorgesehen sein. In diesem Fall muß ein Betätigungselement zum elektrischen Steuern einer solchen Gaspedalgegenkraft-Aufbringvorrichtung vorgesehen sein.

2 ist ein Schemadiagramm einer Konfiguration des integrierten Fahrzeugsteuerungssystems. Das integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug besteht aus drei grundlegenden Steuereinheiten, d.h. einem Hauptsteuersystem (1) als Antriebssystem-Steuereinheit, einem Hauptsteuersystem (2) als Bremssystem-Steuereinheit, und einem Hauptsteuersystem (3) als Lenksystem-Steuereinheit.

An dem als die Antriebssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem (1) wird eine Steuerungsvorgabe des Antriebssystems entsprechend der Gaspedalbetätigung unter Verwendung des Antriebsgrundlagen-Fahrermodells auf der Grundlage der Gaspedalbetätigung erzeugt, bei der es sich um die erfaßte Anforderung durch den Fahrer handelt, wodurch das Betätigungselement gesteuert wird. Am Hauptsteuersystem (1) wird das Eingangssignal vom Sensor zum Erfassen des Grades der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer (Pedalweg) unter Verwendung des Antriebsgrundlagenmodells zum Berechnen einer Soll-Längsbeschleunigung Gx* (DRV0) analysiert. Die Soll-Längsbeschleunigung Gx* (DRV0) wird durch einen Korrekturfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von einer Beratereinheit ("Beratereinheit") korrigiert. Ferner wird die Soll-Längsbeschleunigung Gx* (DRV0) durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von einer Handlungseinheit ("Handlungseinheit") entschieden. Ferner werden das Antriebsmoment und das Bremsmoment mit dem Hauptsteuersystem (2) verteilt, und das Soll-Antriebsmoment &tgr;x* (DRV0) der Antriebsseite wird berechnet. Ferner wird das Soll-Antriebsmoment &tgr;x* (DRV0) durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage von Informationen von einer Unterstützungseinheit ("supporter unit") entschieden, und ein Soll-Antriebsmoment &tgr;x* (DRV) wird berechnet. Der Antriebsstrang (140, 220, 240) wird so gesteuert, daß dieses Soll-Antriebsmoment &tgr;x* (DRV) entwickelt wird.

An dem als die Bremssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem (2) wird eine Steuerungsvorgabe des Bremssystems entsprechend der Bremspedalbetätigung unter Verwendung des Bremsgrundlagen-Fahrermodells auf der Grundlage der Bremspedalbetätigung erzeugt, bei der es sich um die erfaßte Anforderung durch den Fahrer handelt, wodurch das Betätigungselement gesteuert wird.

Am Hauptsteuersystem (2) wird das Eingangssignal von einem Sensor zum Erfassen des Grades der Betätigung des Bremspedals (Niederdrücken) durch den Fahrer unter Verwendung eines Bremsgrundlagenmodells analysiert, um eine Soll-Längsbeschleunigung Gx* (BRK0) zu berechnen. Am Hauptsteuersystem (2) wird die Soll-Längsbeschleunigung Gx* (BRK0) durch einen Korrekturfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von der Beratereinheit korrigiert. Ferner wird am Hauptsteuersystem (2) die Soll-Längsbeschleunigung Gx* (BRK0) durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von der Handlungseinheit entschieden. Ferner werden am Hauptsteuersystem (2) das Antriebsmoment und das Bremsmoment mit dem Hauptsteuersystem (1) verteilt, und das Soll-Bremsmoment &tgr;x* (BRK0) der Bremsseite wird berechnet. Ferner wird das Soll-Bremsmoment &tgr;x* (BRK0) durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von der Unterstützungseinheit entschieden, und das Soll-Bremsmoment &tgr;x* (BRK) wird berechnet. Das Betätigungselement der Bremse 560 wird so gesteuert, daß dieses Soll-Bremsmoment &tgr;x* (BRK) entwickelt wird.

An dem als die Lenksystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem (3) wird eine Steuerungsvorgabe des Lenksystems entsprechend der Lenkbetätigung unter Verwendung des Lenkgrundlagen-Fahrermodells auf der Grundlage der Lenkbetätigung erzeugt, bei der es sich um die erfaßte Anforderung durch den Fahrer handelt, wodurch das Betätigungselement gesteuert wird.

Am Hauptsteuersystem (3) wird ein Eingangssignal vom Sensor zum Erfassen des Lenkwinkels des Fahrers unter Verwendung eines Lenkgrundlagenmodells analysiert, um einen Soll-Reifenwinkel zu berechnen. Der Soll-Reifenwinkel wird durch den Korrekturfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von der Beratereinheit korrigiert. Ferner wird der Soll-Reifenwinkel durch den Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von der Handlungseinheit entschieden. Ferner wird der Soll-Reifenwinkel vom Entscheidungsfunktionsblock auf der Grundlage der Informationen von der Unterstützungseinheit entschieden, um den Soll-Reifenwinkel zu berechnen. Die Betätigungselemente der vorderen Lenkvorrichtung 500 und der hinteren Lenkvorrichtung 520 werden so gesteuert, daß der Soll-Reifenwinkel entwickelt wird.

Des weiteren weist das vorliegende integrierte Steuerungssystem für ein Fahrzeug parallel zum Hauptsteuersystem (1) (Antriebssystem-Steuereinheit), zum Hauptsteuersystem (2) (Bremssystem-Steuereinheit) und zum Hauptsteuersystem (3) (Lenksystem-Steuereinheit), die autonom arbeiten, eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten auf. Die erste Verarbeitungseinheit ist eine Beratereinheit mit einer Beraterfunktion. Die zweite Verarbeitungseinheit ist eine Handlungseinheit ("agent unit") mit einer Handlungsfunktion. Die dritte Verarbeitungseinheit ist eine Unterstützungseinheit mit einer Unterstützungsfunktion.

Die Beratereinheit erzeugt und liefert an jeweilige Hauptsteuersysteme Informationen zur Verwendung an jeweiligen Hauptsteuersystemen auf der Grundlage der Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs oder von Informationen in Bezug auf den Fahrer. Die Handlungseinheit erzeugt und liefert an jeweilige Hauptsteuersysteme Informationen zur Verwendung an jeweiligen Hauptsteuersystemen, um zu veranlassen, daß das Fahrzeug ein vorgegebenes Verhalten herstellt. Die Unterstützungseinheit erzeugt und liefert an jeweilige Hauptsteuersysteme Informationen zur Verwendung an jeweiligen Hauptsteuersystemen auf der Grundlage des gegenwärtigen dynamischen Zustands des Fahrzeugs. An jeweiligen Hauptsteuersystemen wird eine Bestimmung durchgeführt, ob – und falls ja, in welchem Maße – solche von der Beratereinheit, der Handlungseinheit und der Unterstützungseinheit eingegebene Informationen (andere Informationen als die Anforderung durch den Fahrer) in der Bewegungssteuerung des Fahrzeugs reflektiert werden sollen. Des weiteren wird die Steuerungsvorgabe korrigiert, und/oder Informationen werden zwischen jeweiligen Steuereinheiten übertragen. Da jedes Hauptsteuersystem autonom arbeitet, werden das Betätigungselement des Antriebsstrangs, das Betätigungselement der Bremsvorrichtung, und das Betätigungselement der Lenkvorrichtung schließlich an jeweiligen Steuereinheiten auf der Grundlage der letztlichen Antriebsvorgabe, Bremsvorgabe und Lenkvorgabe, die aus den erfaßten Informationen über eine Betätigung durch den Fahrer berechnet werden, von der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit eingegebenen Informationen, und zwischen jeweiligen Hauptsteuersystemen übertragenen Informationen gesteuert.

Konkret erzeugt die Beratereinheit Informationen, die den Grad eines Risikos im Hinblick auf die Fahrzeugbetriebseigenschaft auf der Grundlage des Reibungswiderstandes (&mgr;-Wert) der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, der Außentemperatur und dergleichen als Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs darstellen, und/oder erzeugt Informationen, die den Grad eines Risikos im Hinblick auf die Betätigung durch den Fahrer auf der Grundlage des Ermüdungsgrades des Fahrers darstellen, nachdem ein Bild des Fahrers aufgenommen wurde. Informationen, die den Risikograd darstellen, werden an jedes Hauptsteuersystem ausgegeben. Diese Informationen, die den Grad eines Risikos darstellen, werden an der Beratereinheit verarbeitet, so daß die Informationen an jedem der Hauptsteuersysteme verwendet werden können. An jedem Hauptsteuersystem wird der Vorgang dahingehend durchgeführt, ob die Informationen in Bezug auf das eingegebene Risiko für die Fahrzeugbewegungssteuerung zusätzlich zu der von der Verarbeitungseinheit stammenden Anforderung durch den Fahrer reflektiert werden sollen, in welchem Maße die Informationen reflektiert werden sollen, und dergleichen.

Konkret erzeugt die Handlungseinheit Informationen zum Implementieren einer automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion zum automatischen Betreiben des Fahrzeugs. Die Informationen zum Implementieren der automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion werden an jedes Hauptsteuersystem ausgegeben. An jedem Hauptsteuersystem wird der Vorgang dahingehend durchgeführt, ob die eingegebenen Informationen zum Implementieren der automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion zusätzlich zu der von der Verarbeitungseinheit stammenden Anforderung durch den Fahrer reflektiert werden sollen, in welchem Maße die Informationen reflektiert werden sollen, und dergleichen.

Ferner identifiziert die Unterstützungseinheit vorzugsweise den gegenwärtigen dynamischen Zustand des Fahrzeugs und erzeugt Informationen zum Modifizieren des Sollwertes an jedem Hauptsteuersystem. Die Informationen zum Modifizieren des Sollwertes werden an jedes Hauptsteuersystem ausgegeben. An jedem Hauptsteuersystem wird der Vorgang dahingehend ausgeführt, ob die eingegebenen Informationen zum Modifizieren des Sollwertes auf der Grundlage des dynamischen Zustandes für die Fahrzeugbewegungssteuerung zusätzlich zu der von der Verarbeitungseinheit stammenden Anforderung durch den Fahrer reflektiert werden sollen, in welchem Maße die Informationen reflektiert werden sollen, und dergleichen.

Wie in 2 gezeigt ist, sind die Basis-Steuereinheiten, nämlich das Hauptsteuersystem (1), Hauptsteuersystem (2) und Hauptsteuersystem (3), und die unterstützenden Einheiten, nämlich die Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit alle so konfiguriert, daß sie autonom arbeiten. Das Hauptsteuersystem (1) trägt die Bezeichnung PT ("Power Train"; Antriebsstrang)-System, das Hauptsteuersystem (2) trägt die Bezeichnung ECB ("Electronic Controlled Brake"; elektronisch gesteuerte Bremse)-System. Das Hauptsteuersystem (3) trägt die Bezeichnung STR ("Steering"; Lenkung)-System. Ein Abschnitt der Beratereinheit und ein Abschnitt der Handlungseinheit tragen die Bezeichnung DSS ("Driving Support System"; Fahrunterstützungssystem). Ein Abschnitt der Beratereinheit, ein Abschnitt der Handlungseinheit, und ein Abschnitt der Unterstützungseinheit tragen die Bezeichnung VDM ("Vehicle Dynamics Management"; Fahrzeugdynamik-Management)-System. Eine Unterbrechungssteuerung zum Eingreifen in die Steuerung, die am Hauptsteuersystem (1), Hauptsteuersystem (2) und Hauptsteuersystem (3) von der Handlungseinheit (automatische Geschwindigkeitsregelfunktion) ausgeführt wird, wird in der in 2 gezeigten Steuerung vorgenommen.

Das Hauptsteuersystem (1) (Antriebssystem-Steuereinheit) wird in mehr Detail unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Obgleich die Benennung der verschiedenen Bezeichnungen in den 3 ff verschieden sein kann, besteht bei der vorliegenden Erfindung kein wesentlicher Unterschied zwischen ihnen. Beispielsweise ist die Schnittstelle in 2 mit Gx* (Beschleunigung) bezeichnet, während die Schnittstelle in den 3 ff als Fx (Antriebskraft) bezeichnet ist. Diese entspricht F (Kraft) = m (Masse) × &agr; (Beschleunigung), wobei die Fahrzeugmasse (m) nicht Gegenstand einer Steuerung ist und nicht als variabel vorgesehen ist. Es besteht daher kein wesentlicher Unterschied zwischen Gx* (Beschleunigung) von 2 und Fx (Antriebskraft) der 3 ff.

Das Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um die Einheit zum Steuern des Antriebssystems handelt, erhält Informationen wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes und dergleichen, die als gemeinsam genutzte Informationen (9) identifiziert sind. Unter Verwendung solcher Informationen und des Antriebsgrundlagen-Fahrermodells wird Fxp0, das für die Sollbeschleunigung in Längsrichtung steht, als Ausgang des Antriebsgrundlagen-Fahrermodells berechnet. Das berechnete Fxp0 wird durch eine Korrektur-Funktionseinheit (2) unter Verwendung eines Umgebungszustandes (6), bei dem es sich um die Risikograd-Informationen (Index) als Abstraktion des Risikos und dergleichen handelt, die von der Beratereinheit eingegeben werden, zu Fxp1 korrigiert. Informationen, die für die Zuweisungsabsicht in Bezug auf die Verwirklichung einer automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion stehen, werden von der Korrektur-Funktionseinheit (2) an die Handlungseinheit (7) ausgegeben. Unter Verwendung des von der Korrektur-Funktionseinheit (2) korrigierten Fxp1 und von Informationen zur Implementierung einer automatischen Geschwindigkeitsregelungs ("automatic cruise control")-Funktionseinheit (7), die von der Handlungseinheit eingegeben werden, ist Fxp2 das Ergebnis einer Entscheidung über die Informationen (Fxp1, Fxa) durch die Entscheidungs-Funktionseinheit (3).

Das Verhältnis der Aufteilung von Antriebsmoment und Bremsmoment wird zwischen dem Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um die das Antriebssystem steuernde Einheit handelt, und dem Hauptsteuersystem (2), bei dem es sich um die das Bremssystem ansteuernde Einheit handelt, berechnet. Am Hauptsteuersystem (1), das der Antriebseinheitseite entspricht, wird Fxp3 des Antriebssystems berechnet. FxB wird von der Verteilungs-Funktionseinheit (4) an das Hauptsteuersystem (2) ausgegeben, und Antriebsverfügbarkeit und Sollwert werden an die Handlungseinheit (7) bzw. Dynamik (8), d.h. die Unterstützungseinheit, ausgegeben.

An der Entscheidungs-Funktionseinheit (5) ist Fxp4 das Ergebnis einer Entscheidung über die Informationen unter Verwendung von Fxp3, das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4) ausgegeben wird, und Fxp_vdm von der Dynamikompensierungs-Funktionseinheit (8). Basierend auf dem entschiedenen Fxp4 wird der Antriebsstrang gesteuert.

Die in 3 gezeigten Elemente sind auch im Hauptsteuersystem (2) und im Hauptsteuersystem (3) vorhanden. Da das Hauptsteuersystem (2) und das Hauptsteuersystem (3) unter Bezugnahme auf die 5 bis 6 in weiterem Detail beschrieben werden, wird eine Beschreibung von Hauptsteuersystem (2) und Hauptsteuersystem (3) basierend auf Zeichnungen, die dem Hauptsteuersystem (1) von 3 entsprechen, nicht wiederholt.

Die 4 bis 6 stellen die Steuerungskonfiguration von Hauptsteuersystem (1), Hauptsteuersystem (2) und Hauptsteuersystem (3) dar.

4 zeigt eine Steuerungskonfiguration des Hauptsteuersystems (1). Das Hauptsteuersystem (1), das für die Steuerung des Antriebssystems zuständig ist, ist durch die nachfolgend dargestellten Vorgänge angepaßt.

Am Antriebsgrundlagen-Fahrermodell (1) wird der Ausgang des Antriebsgrundlagen-Fahrermodells (Fxp0) basierend auf HMI (Human Machine Interface)-Eingabeinformationen wie etwa dem Gaspedal-Öffnungswinkel (pa), der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd) und dem Übersetzungsverhältnis (ig) des Getriebes, bei denen es sich gemeinsam genutzte Informationen (9) handelt, und dergleichen berechnet. Die Gleichung in diesem Stadium ist durch Fxp0 = f (pa, spd, ig) unter Verwendung der Funktion f dargestellt.

An der Korrektur-Funktionseinheit (2) wird Fxp0 basierend auf Risk_Idx [n], bei dem es sich um Umgebungsinformationen (6) von der Beratereinheit (z.B. in das Konzept eines Risikos umgesetzte Informationen oder dergleichen) zu dem Ausgang Fxp1 korrigiert. Die Gleichung in diesem Stadium ist durch Fxp1 = f (Fxp0, Risk_Idx [n]) unter Verwendung der Funktion f dargestellt.

Konkret wird z.B. durch Fxp11 = Fxp0 × Risk_Idx [n] berechnet. Der Risikograd wird von der Beratereinheit etwa als Risk_Idx [1] = 0.8, Risk_Idx [2] = 0.6, und Risk_Idx [3] = 0.5 eingegeben.

Darüber hinaus wird Fxp12, bei dem es sich um eine korrigierte Version von Fxp0 handelt, auf der Grundlage von Informationen berechnet, die aus dem Fahrzeugzustand (10) in das Konzept von Stabilität und dergleichen umgesetzt wurden. Die Gleichung in diesem Stadium ist dargestellt z.B. durch Fxp12 = Fxp0 x Stable_Idx [n]. Die Stabilität wird etwa als Stable_Idx [1] = 0.8, Stable_Idx [2] = 0.6, und Stable_Idx [3] = 0.5 eingegeben.

Der kleinere Wert von Fxp11 und Fxp12 kann gewählt werden, um als Fxp1 ausgegeben zu werden.

In dieser Korrektur-Funktionseinheit (2) können Zuweisungsabsicht-Informationen an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegeben werden, bei der es sich um eine Handlungsfunktion handelt, wenn der Fahrer den Geschwindigkeitsregelungsschalter drückt. Falls das Gaspedal von einem Typ mit steuerbarer Gegenkraft ist, wird der Wunsch des Fahrers nach einer automatischen Geschwindigkeitsregelung basierend auf der Betätigung durch den Fahrer im Hinblick auf das Gaspedal identifiziert, um Zuweisungsabsicht-Informationen an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) auszugeben.

An der Entscheidungs-Funktionseinheit (3) wird eine Entscheidung zwischen dem von der Korrektur-Funktionseinheit (2) ausgegebenen Fxp1 und dem von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) der Handlungseinheit ausgegebenen Fxa vorgenommen, um Fxp2 an die Verteilungseinheit (4) auszugeben. Wenn es von zusätzlichen Informationen (Flag, available_status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegebene Fxa gültig ist, wählt die Entscheidungsfunktion das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegebene Fxa mit der höchsten Priorität, um Fxp2 zu berechnen. In anderen Fällen kann Fxp1, d.h. die Ausgabe von der Korrektur-Funktionseinheit (2), gewählt werden, um Fxp2 zu berechnen, oder das von der Korrektur-Funktionseinheit (2) ausgegebene Fxp1 kann Fxa mit einem vorgegebenen Reflexionsgrad für die Berechnung von Fxp2 reflektieren. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert wählt, durch Fxp2 = max (Fxp1, Fxa) dargestellt.

An der Verteilungs-Funktionseinheit (4) wird die Verteilungsoperation hauptsächlich zwischen dem Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um die Antriebssystem-Steuereinheit handelt, und dem Hauptsteuersystem (2), bei dem es sich um die Bremssystem-Steuereinheit handelt, vorgenommen. Die Verteilungs-Funktionseinheit (4) hat die Funktion, Fxp3, bei dem es sich um das errechnete Ergebnis handelt, für die Verteilung an das Antriebssystem an die Entscheidungs-Funktionseinheit (5) auszugeben, und gibt FxB, bei dem es sich um das errechnete Ergebnis handelt, für die Verteilung auf das Bremssystem an das Hauptsteuersystem (2) aus. Ferner wird die Antriebsverfügbarkeit Fxp_avail, die als Information über diejenige Antriebsleistungsquelle identifiziert ist, die vom Antriebsstrang ausgegeben werden kann, welcher Gegenstand der Steuerung des Hauptsteuersystems (1) ist, der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7), die als die Handlungseinheit identifiziert ist, und der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8), die als die Unterstützungseinheit identifiziert ist, zur Verfügung gestellt. Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion f durch Fxp3 ← f (Fxa, Fxp2), FxB = f (Fxa, Fxp2) dargestellt.

An der Entscheidungs-Funktionseinheit (5) wird eine Entscheidung zwischen dem von der Verteilungs-Funktionseinheit (4) ausgegebenen Fxp3 und dem von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebenen Fxp_vdm vorgenommen, um Fxp4 an den Antriebsstrang-Controller auszugeben. Wenn es von zusätzlichen Informationen (Flag, vdm_status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene Fxp_vdm gültig ist, wählt die Entscheidungsfunktion das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene Fxp_vdm mit der höchsten Priorität zum Berechnen von Fxp4. In anderen Fällen kann das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4) ausgegebene Fxp3 zum Berechnen von Fxp4 gewählt werden, oder das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4) ausgegebene Fxp3 kann Fxp_vdm in einem vorgegebenen Reflexionsgrad reflektieren, um Fxp4 zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise durch Fxp4 = f (Fxp3, Fxp_vdm) dargestellt.

5 stellt die Steuerungskonfiguration des Hauptsteuersystems (2) dar. Das Hauptsteuersystem (2), das für die Steuerung des Bremssystems zuständig ist, wird durch den nachstehend angegebenen Vorgang angepaßt.

Am Bremsgrundlagen-Fahrermodell (1)' wird der Bremsgrundlagen-Fahrermodellausgang (Fxp0) basierend auf HMI-Eingabeinformationen wie etwa der Bremspedalbetätigung (ba) sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd), bei denen es sich um gemeinsam genutzte Informationen (9) handelt, dem auf das Fahrzeug einwirkenden horizontalen G (Gy), und dergleichen berechnet. Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion f durch Fxb0 = f (pa, spd, Gy) dargestellt.

An der Korrektur-Funktionseinheit (2)' wird Fxb0 zu dem Ausgang Fxb1 korrigiert auf der Grundlage von Risk_Idx [n], bei dem es sich um die Umgebungsinformationen (6) von der Beratereinheit handelt (z.B. in das Risikokonzept umgesetzte Informationen und dergleichen). Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion f durch Fxb1 = f (Fxb0, Risk_Idx [n]) dargestellt.

Genauer gesagt wird beispielsweise durch Fxb11 = Fxb0 × Risk_Idx [n] gerechnet. Der Risikograd wird von der Beratereinheit etwa als Risk_Idx [1] = 0.8, Risk_Idx [2] = 0.6, und Risk_Idx [3] = 0.5 eingegeben.

Ferner wird Fxb12, bei dem es sich um eine korrigierte Version von Fxb0 handelt, auf der Grundlage von Informationen berechnet, die aus dem Fahrzeugzustand (10) in das Konzept von Stabilität umgesetzt wurden, und dergleichen. Es wird beispielsweise berechnet durch Fxb12 = Fxb0 x Stable_Idx [n]. Beispielsweise werden Stable_Idx [1] = 0.8, Stable_Idx [2] = 0.6, und Stable_Idx [3] = 0.5 eingegeben.

Der größere Wert von Fxb 11 und Fxb12 kann gewählt werden, um als Fxb1 ausgegeben zu werden. Konkret kann der Ausgang in Abhängigkeit von dem Abstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug korrigiert werden, der von einem Millimeterwellenradar erfaßt wird, von der Entfernung bis zu der nächsten Kurve, die von der Navigationsvorrichtung erfaßt wird, oder dergleichen.

An der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)' wird eine Entscheidung vorgenommen zwischen Fxb1, das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)' ausgegeben wurde, und Fxba, das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegeben wurde, bei der es sich um die Handlungseinheit zum Ausgeben von Fxb2 an die Verteilungseinheit (4)' handelt. Wenn es von zusätzlichen Informationen (Flag, available_Status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegebene Fxba gültig ist, wählt die Entscheidungsfunktion das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegebene Fxba mit der höchsten Priorität, um Fxb2 zu berechnen. In anderen Fällen kann das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)' ausgegebene Fxb1 gewählt werden, um Fxb2 zu berechnen, oder das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)' ausgegebene Fxb1 kann Fxba in einem vorgegebenen Reflexionsgrad reflektieren, um Fxb2 zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert auswählt, durch Fxb2 = max (Fxb1, Fxba) dargestellt.

An der Verteilungs-Funktionseinheit (4)' wird eine Verteilungsoperation zwischen dem Hauptsteuersystem (1), bei dem es sich um die Antriebssystem-Steuereinheit handelt, und dem Hauptsteuersystem (2), bei dem es sich um die Bremssystem-Steuereinheit handelt, vorgenommen. Die funktionelle Verteilungseinheit (4)' entspricht der Verteilungs-Funktionseinheit (4) des Hauptsteuersystems (1). Die Verteilungs-Funktionseinheit (4)' gibt Fxb3, bei dem es sich um das errechnete Ergebnis handelt, zur Verteilung auf das Bremssystem an die Entscheidungs-Funktionseinheit (5)' aus, und gibt FxP, bei dem es sich um das errechnete Ergebnis handelt, an das Hauptsteuersystem (1) zur Verteilung auf das Antriebssystem aus. Ferner wird die Bremsverfügbarkeit Fxb_avail, die als Informationen identifiziert ist, die von der Bremse ausgegeben werden können, welche Gegenstand der Steuerung durch das Hauptsteuersystem (2) ist, an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) geliefert, die als die Handlungseinheit identifiziert ist, und an die Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8), die als die Unterstützungseinheit identifiziert ist. Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion f durch Fxb3 ← f (Fxba, Fxb2), FxP = f (Fxba, Fxb2) dargestellt.

Die Entscheidungs-Funktionseinheit (5)' nimmt eine Entscheidung vor zwischen Fxb3, das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4)' ausgegeben wurde, und Fxb_vdm, das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegeben wurde, bei der es sich um die Unterstützungseinheit handelt, um Fxb4 an den Bremsen-Controller auszugeben. Wenn es von zusätzlichen Informationen (Flag, vdm_status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene Fxb_vdm gültig ist, wählt die Entscheidungsfunktion das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene Fxb_vdm mit der höchsten Priorität zum Berechnen von Fxb4. In anderen Fällen kann das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4)' ausgegebene Fxb3 zum Berechnen von Fxb4 gewählt werden, oder das von der Verteilungs-Funktionseinheit (4)' ausgegebene Fxb3 kann Fxb_vdm in einem vorgegebenen Reflexionsgrad reflektieren, um Fxb4 zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert auswählt, durch Fxb4 = max (Fxb3, Fxb_vdm) dargestellt.

6 zeigt eine Steuerungskonfiguration des Hauptsteuersystems (3). Das Hauptsteuersystem (3), das für die Steuerung des Lenksystems zuständig ist, wird für eine Steuerung durch den nachstehend angegebenen Vorgang angepaßt.

Am Lenkgrundlagen-Fahrermodell (1)'' wird der Lenkgrundlagen-Fahrermodellausgang (&Dgr;0) auf der Grundlage von HMI-Eingabeinformationen wie etwa dem Lenkwinkel (sa), der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd), bei denen es sich um gemeinsam genutzte Informationen (9) handelt, dem auf das Fahrzeug einwirkenden seitlichen G (Gy), und dergleichen berechnet. Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion f durch &Dgr;0 = f (sa, spd, Gy) dargestellt.

An der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' wird &Dgr;0 zu dem Ausgang &Dgr;1 korrigiert auf der Grundlage von Risk_Idx [n], bei dem es sich um Umgebungsinformationen (6) von der Beratereinheit handelt (z.B. in das Konzept eines Risikos umgesetzte Informationen oder dergleichen). Die Gleichung in diesem Stadium ist unter Verwendung der Funktion f durch &Dgr;1 = f (&Dgr;0, Risk_Idx [n]) dargestellt.

Konkret wird es durch &Dgr;11 = &Dgr;0 × Risk_Idx [n] berechnet. Der Risikograd wird von der Beratereinheit etwa als Risk_Idx [n] = 0.8, Risk_Idx [2] = 0.6, und Risk_Idx [3] = 0.5 eingegeben.

Ferner wird &Dgr;12, bei dem es sich um eine korrigierte Version von &Dgr;0 handelt, auf der Grundlage von Informationen berechnet, die aus dem Fahrzeugzustand (10) in das Konzept von Stabilität umgesetzt wurden, und dergleichen. Die Gleichung in diesem Stadium ist dargestellt durch &Dgr;12 &Dgr;0 × Stable_Idx [n]. Beispielsweise werden Stable_Idx [1] = 0.8, Stable_Idx [2] = 0.6, und Stable_Idx [3] = 0.5 eingegeben.

Der kleinere Wert von &Dgr;11 und &Dgr;12 kann gewählt werden, um als &Dgr;1 ausgegeben zu werden.

An der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' können Zuweisungsabsicht-Informationen an die automatische Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegeben werden, bei der es sich um die Handlungsfunktion handelt, wenn der Fahrer den Fahrspurbeibehaltungs-Unterstützungsschalter gedrückt hat. Des weiteren kann der Ausgang in Abhängigkeit von einer äußeren Störung, wie etwa Seitenwind, an der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' korrigiert werden.

An der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)'' wird eine Entscheidung vorgenommen zwischen &Dgr;1, das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' ausgegeben wurde, und &Dgr;a, das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegeben wurde, bei welcher es sich um die Handlungseinheit handelt, um &Dgr;2 an die Entscheidungseinheit (5)'' auszugeben. Wenn es von zusätzlichen Informationen (Flag, available_status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegebene &Dgr;a gültig ist, wählt die Entscheidungsfunktion das von der automatischen Geschwindigkeitsregelungs-Funktionseinheit (7) ausgegebene &Dgr;a mit der höchsten Priorität, um &Dgr;2 zu berechnen. In anderen Fällen kann das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' ausgegebene &Dgr;1 zum Berechnen von &Dgr;2 gewählt werden, oder das von der Korrektur-Funktionseinheit (2)'' ausgegebene &Dgr;1 kann &Dgr;a in einem vorgegebenen Reflexionsgrad für die Berechnung von &Dgr;2 reflektieren. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise durch &Dgr;2 = f &Dgr;1, &Dgr;a) dargestellt.

An der Entscheidungs-Funktionseinheit (5)'' wird eine Entscheidung zwischen &Dgr;2, das von der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)'' ausgegeben wurde, und &Dgr;_vdm, das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegeben wurde, bei welcher es sich um die Unterstützungseinheit handelt, vorgenommen, um &Dgr;4 an den Lenk-Controller zu liefern. Wenn es von zusätzlichen Informationen (Flag, vdm_status-Flag) begleitet ist, die angeben, daß das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene &Dgr;_vdm gültig ist, wählt die Entscheidungsfunktion das von der Dynamikkompensierungs-Funktionseinheit (8) ausgegebene &Dgr;_vdm mit der höchsten Priorität zum Berechnen von &Dgr;4. In anderen Fällen kann das von der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)'' ausgegebene &Dgr;2 zum Berechnen von &Dgr;4 gewählt werden, oder das von der Entscheidungs-Funktionseinheit (3)'' ausgegebene &Dgr;2 kann &Dgr;_vdm in einem vorgegebenen Reflexionsgrad reflektieren, um &Dgr;4 zu berechnen. Die Gleichung in diesem Stadium ist beispielsweise unter Verwendung einer Funktion "max", die den größeren Wert auswählt, durch &Dgr;4 = max (&Dgr;2, &Dgr;_vdm) dargestellt.

Der Betrieb eines Fahrzeugs, in dem das vorstehend erläuterte integrierte Steuerungssystem eingebaut ist, ist im nachfolgenden beschrieben.

Während der Fahrt betätigt der Fahrer das Gaspedal 200, das Bremspedal 580 und das Lenkrad 440, um die Antriebssystem-Steuereinheit, die dem "Fahr"-Betrieb, d.h. dem grundlegenden Betrieb eines Fahrzeugs entspricht, die Bremssystem-Steuereinheit, die dem "Anhalte"-Betrieb entspricht, und die Lenksystem-Steuereinheit, die einem "Kurvenfahrt"-Betrieb entspricht, auf der Grundlage von Informationen zu steuern, die vom Fahrer durch seine eigenen Sinnesorgane (hauptsächlich durch Sicht) erfaßt werden. Im Prinzip steuert der Fahrer das Fahrzeug durch HIM-Eingabe. Es kann auch einen Fall geben, in dem der Fahrer den Gangwahlhebel des Automatikgetriebes betätigt, um hilfsweise das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 240 zu modifizieren.

Während der Fahrt eines Fahrzeugs werden zusätzlich zu den Informationen, die vom Fahrer durch seine eigenen Sinnesorgane erfaßt werden, verschiedene Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs durch verschiedene im Fahrzeug eingebaute Vorrichtungen erfaßt. Die Informationen beinhalten beispielsweise den Abstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug, der von einem Millimeterwellenradar erfaßt wird, die gegenwärtige Position des Fahrzeugs und den vorausliegenden Straßenzustand (Kurve, Verkehrsstau und dergleichen), der von der Navigationsvorrichtung erfaßt wird, den Straßenneigungszustand, der von einem G-Sensor erfaßt wird (ebene Straße, Straße mit Steigung, Straße mit Gefälle), die Außentemperatur des Fahrzeugs, die von einem Außentemperatursensor erfaßt wird, örtliche Wetterinformationen über die gegenwärtig durchfahrene Gegend, die von einer mit einem Empfänger ausgerüsteten Navigationsvorrichtung empfangen werden, den Straßenwiderstandskoeffizienten (Straßenzustand mit niedrigem &mgr;-Wert und dergleichen wegen einer gefrorenen Fahrbahn), den Fahrzustand des vorausfahrenden Fahrzeugs, der von einem "Blind Curve"-Sensor (Sensor für nicht einsehbare Kurven) erfaßt wird, einen Fahrspurbeibehaltungszustand, der auf der Grundlage einer von einer Außenkamera aufgenommenen, bildverarbeiteten Aufnahme erfaßt wird, den Fahrzustand des Fahrers, der auf der Grundlage einer von einer Innenkamera aufgenommenen, bildverarbeiteten Aufnahme erfaßt wird (Körperhaltung des Fahrers, wacher Zustand, einnickender Zustand), den Einschlafzustand eines Fahrers, der durch Erfassen und Analysieren des Griffs der Hand des Fahrers durch einen am Lenkrad vorgesehenen Drucksensor erfaßt wird, und dergleichen. Solche Informationen werden in Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs und Informationen über den Fahrer selbst unterteilt. Es wird angemerkt, daß beide Informationen nicht durch die Sinnesorgane des Fahrers erfaßt werden.

Des weiteren wird der dynamische Zustand des Fahrzeugs von einem am Fahrzeug vorgesehenen Sensor erfaßt. Die Informationen beinhalten beispielsweise die Radgeschwindigkeit Vw, die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Längsrichtung Vx, die Längsbeschleunigung Gx, die seitliche Beschleunigung Gy, die Gierrate &ggr;, und dergleichen.

Das vorliegende Fahrzeug beinhaltet ein Geschwindigkeitsregelungssystem und ein Fahrspurbeibehaltungs-Unterstützungssystem als Fahrunterstützungssystem zum Unterstützen des Fahrers beim Fahren. Diese Systeme werden durch die Handlungseinheit gesteuert. Es steht zu erwarten, daß eine Weiterentwicklung der Handlungseinheit zur Implementierung eines vollautomatischen geschwindigkeitsgeregelten Betriebs führen wird, der über die pseudoautomatische Geschwindigkeitsregelung hinausgeht. Das integrierte Steuerungssystem der vorliegenden Ausführungsform ist auf solche Fälle anwendbar. Insbesondere wird die Implementierung eines solchen automatischen Geschwindigkeitsregelungssystems dadurch ermöglicht, daß die automatische Geschwindigkeitsregelfunktion der Handlungseinheit einfach zu einer automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion auf einer höheren Ebene modifiziert wird, ohne die dem Hauptsteuersystem (1) entsprechende Antriebssystem-Steuereinheit, die dem Hauptsteuersystem (2) entsprechende Bremssystem-Steuereinheit, die dem Hauptsteuersystem (3) entsprechende Lenksystem-Steuereinheit, die Beratereinheit und die Unterstützungseinheit zu modifizieren.

Es sei ein Fall angenommen, in dem bei der Fahrt auf der gegenwärtig befahrenen Straße eine Kurve vorausliegt. Diese Kurve ist durch den Fahrer visuell nicht erkennbar, und der Fahrer weiß nichts von einer solchen Kurve. Die Beratereinheit des Fahrzeugs erfaßt das Vorhandensein einer solchen Kurve auf der Grundlage von Informationen von einer Navigationsvorrichtung.

Wenn der Fahrer in dem genannten Fall auf das Gaspedal 200 tritt, um zu beschleunigen, drückt er anschließend auf das Bremspedal 580, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an der Kurve zu reduzieren. Am Hauptsteuersystem (1) wird auf der Grundlage des Gaspedal-Öffnungswinkels (pa), der Fahrzeuggeschwindigkeit (spd), des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes (ig) und dergleichen der Antriebsgrundlagen-Fahrermodellausgang Fxp0 durch Fxp0 = f (pa, spd, ig) berechnet. Herkömmlicherweise wird ein hoher angeforderter Antriebsmomentwert basierend auf diesem Fxp0 berechnet, um ein Öffnen der Drosselklappe der Brennkraftmaschine 140 zu veranlassen, und/oder das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 240 herabzusetzen, um eine Beschleunigung des Fahrzeugs zu veranlassen. Bei der vorliegenden Erfindung berechnet die Beratereinheit den Risikograd Risk_Idx [n] basierend auf dem Vorhandensein der vorausliegenden Kurve und gibt diese Information an die Korrektur-Funktionseinheit (2) aus. Die Korrektur-Funktionseinheit (2) führt eine Korrektur derart durch, daß die Beschleunigung, die der Fahrer aufgrund seiner Betätigung des Gaspedals 200 erwartet, nicht eintritt.

Wenn die Unterstützungseinheit erfaßt, daß die Fahrbahn gefroren ist und in diesem Stadium eine Möglichkeit eines seitlichen Rutschens aufgrund der Fahrzeuglängsbeschleunigung besteht, wird Stable_Idx [n], d.h. der Risikograd in Bezug auf Stabilität, berechnet und an die Korrektur-Funktionseinheit (2) ausgegeben. Somit führt die Korrektur-Funktionseinheit (2) eine Korrektur derart durch, daß die Beschleunigung, die der Fahrer aufgrund seiner Betätigung des Gaspedals 200 erwartet, nicht eintritt.

Wenn ein Rutschen des Fahrzeugs erfaßt wird, gibt die Unterstützungseinheit an die Entscheidungs-Funktionseinheit (5) ein Signal aus, welches das Antriebsmoment reduziert. In diesem Fall wird Fxp_vdm von der Unterstützungseinheit mit Priorität angewendet, so daß der Antriebsstrang gesteuert wird, um ein weiteres Rutschen des Fahrzeugs zu unterdrücken. Auch wenn der Fahrer das Gaspedal 200 stark betätigt, wird daher eine solche Entscheidung getroffen, daß die Beschleunigung, die der Fahrer aufgrund seiner Betätigung des Gaspedals 200 erwartet, nicht eintritt.

Ein solches integriertes Steuerungssystem wird im nachfolgenden ausführlicher beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Das erste Ausführungsbeispiel betrifft eine Steuerung, bei der die manuelle Betätigung durch den Fahrer Priorität über die Steuerungsvorgabe von der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit erhält, um das Fahrzeug mit Priorität für die manuelle Betätigung durch den Fahrer zu steuern. Das obenstehend dargestellte integrierte Fahrzeugsteuerungssystem ist dadurch gekennzeichnet, wie das Niveau der manuellen Betätigung durch den Fahrer in der Steuerung des Antriebssystems reflektiert wird.

7 stellt den Betrieb des Steuerungssystems bei der Implementierung einer solchen Steuerung dar. 7 entspricht dem Hauptsteuersystem (1) (Gaspedal) von 2.

Bei einem normalen Betrieb wird die angeforderte Beschleunigung unter Verwendung eines Fahrergrundlagenmodells auf der Grundlage der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer berechnet (Vorgang A). Das angeforderte Antriebsmoment zum Herstellen der angeforderten Beschleunigung wird berechnet. Auf der Grundlage des angeforderten Antriebsmomentes und der Fahrzeuggeschwindigkeit werden das Soll-Übersetzungsverhältnis und der Soll-Brennkraftmaschinenwert (angefordertes Brennkraftmaschinen-Drehmoment, angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehzahl) berechnet (Vorgang B oder C). In diesem Stadium können das angeforderte Antriebsmoment und Soll-Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage der Steuerungsvorgabe von der Beratereinheit, der Handlungseinheit und der Unterstützungseinheit korrigiert werden.

Dieses Soll-Übersetzungsverhältnis und dieser Soll-Brennkraftmaschinenwert werden zum Steuern der Brennkraftmaschine 140 und des Getriebes 240 an das EMS (Engine Management System) bzw. das ECT (Electronically Controlled Automatic Transmission) geliefert.

Falls das Fahrzeug auf der Grundlage einer solchen Steuerung auf integrierte Weise gesteuert wird, wird das angeforderte Übersetzungsverhältnis eingegeben, indem die Gangschaltposition durch den manuellen Gangwahlhebel gemäß dem HMI (im Ergebnis wird das angeforderte Übersetzungsverhältnis eingegeben) oder durch den Lenkradschalter der sequentiellen Schaltung eingestellt wird (Vorgang D). Unter diesen Umständen wird eine Steuerung des Antriebsstranges unter Verwendung des manuellen Übersetzungsverhältnisses durch den Fahrer mit Priorität über das in den Vorgängen A-C berechnete Soll-Übersetzungsverhältnis verwendet. Auf der Grundlage des vom Fahrer durch die manuelle Schaltanforderung angewendeten Übersetzungsverhältnisses werden die angeforderte Brennkraftmaschinendrehzahl und das angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehmoment berechnet. Eine obere und untere Grenze oder Schutzbegrenzung in dem angeforderten Übersetzungsverhältnis, das durch den Fahrer manuell angewendet wird, wird unter dem Gesichtspunkt einer Einschränkung der Fahrzeugbewegungsleistung zur Verfügung gestellt. Der Zweck hierbei ist es, solche manuelle Betätigungen abzulehnen, welche die Leistungseigenschaften des Fahrzeugs übersteigen.

Hinsichtlich dieser manuellen Schaltanweisung kann das angeforderte Antriebsmoment die beiden Modifikationstypen einbeziehen, nämlich den durch die Vorgänge A-C berechneten Wert, d.h. eine Modifikation des ECT-Übersetzungsverhältnisses, und eine Modifikation des angeforderten Antriebsmomentes und ECT-Übersetzungsverhältnisses. Falls auch das angeforderte Antriebsmoment modifiziert werden soll, wird eine Berechnung des angeforderten Antriebsmomentes kontinuierlich ausgegeben, um die Rückkehr zu einer normalen Steuerung vorzubereiten. Mit anderen Worten, wenn der Fahrer des Fahrzeugs, dessen angefordertes Antriebsmoment auf der Grundlage der manuellen Schaltung des Getriebes modifiziert ist, z.B. auf die D-Position zurückkehrt, kann das Fahrzeug rasch zu einer normalen Steuerung zurückkehren, weil das angeforderte Antriebsmoment bereits berechnet wurde.

Falls die angeforderte Antriebskraft nicht modifiziert ist, können die angeforderte Brennkraftmaschinendrehzahl und das angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehmoment wie in Vorgang E oder F aus dem angeforderten Übersetzungsverhältnis berechnet werden. Ferner werden die Gangschalt-Drehmomentvariation-Verfügbarkeit und die Brennkraftmaschinen-Verzögerungsmoment-Verfügbarkeit wie in Vorgang G auf das Fahrergrundlagenmodell zurückgeführt. Durch Rückführen der Verfügbarkeit von der niedrigeren Hierarchie zur höheren Hierarchie kann die Verfügbarkeit als Informationen für eine allgemeine Identifizierung des erwarteten Fahrzeugbewegungszustandes verwendet werden, wenn der manuellen Betätigung durch den Fahrer Priorität eingeräumt werden soll. Es ist anzumerken, daß der manuellen Betätigung durch den Fahrer die höchste Priorität eingeräumt wird.

Eine Drehmomentvariation in der Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit tritt während des Gangschaltens auf, wenn das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 240 durch die manuelle Gangschaltbetätigung durch Fahrer geändert werden soll. Die Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit kann unter Verwendung eines Modells des Getriebes 240 auf der Grundlage einer Funktion wie etwa der Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit = f (gegenwärtiges angefordertes Antriebsmoment, angefordertes Antriebsmoment nach dem Gangschalten, gegenwärtiges Übersetzungsverhältnis, zukünftiges Übersetzungsverhältnis, Fahrzeuggeschwindigkeit) berechnet werden. Zusätzlich kann die Gangschalt-Drehmoment-Verfügbarkeit so angepaßt sein, daß sie unter Verwendung eines Diagramms anstatt einer Funktion berechnet wird.

Die Brennkraftmaschinen-Verzögerungsmoment-Verfügbarkeit wird so berechnet, daß das Brennkraftmaschinen-Drehmoment für jede Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem vollständig geschlossenen Zustand der Drosselklappe unter Verwendung von zwei Diagrammen für einen Kraftstoffeinspritzungszustand und einen Kraftstoffabsperrzustand in der Gangschalt-Drehmomentvariation-Verfügbarkeit beinhaltet ist. Die Berechnung der angeforderten Beschleunigung und des angeforderten Drehmomentes wird unter Verwendung einer solchen Verfügbarkeit vorgenommen.

In dem integrierten Fahrzeugsteuerungssystem der vorliegenden Erfindung kann das Fahrzeug entsprechend der manuellen Anforderung durch den Fahrer ordnungsgemäß gesteuert werden.

Das Übersetzungsverhältnis des oben beschriebenen konkreten Beispiels ist nur beispielhaft, und die Anforderung durch den Fahrer ist nicht auf das Übersetzungsverhältnis beschränkt. Das Fahrzeug kann entsprechend der manuellen Anforderung durch den Fahrer auch dann ordnungsgemäß gesteuert werden, wenn das Fahrzeug dazu angepaßt ist, eine manuelle Eingabe der angeforderten Beschleunigung und des angeforderten Antriebsmomentes durch den Fahrer zuzulassen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Das zweite Ausführungsbeispiel betrifft die Korrektur eines Parameters in dem integrierten Fahrzeugsteuerungssystem auf der Grundlage der manuellen Betätigung durch den Fahrer. Das Fahrzeugsteuerungssystem ist dadurch gekennzeichnet, wie das Niveau der manuellen Betätigung durch den Fahrer in der Antriebssystemsteuerung reflektiert wird.

Eine Steuerungskonfiguration eines Programms, das durch die ECU des Hauptsteuersystems (Gaspedal) der integratierten Fahrzeugsteuerungsvorrichtung des vorliegenden Beispiels ausgeführt wird, wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.

Im Schritt (im nachfolgenden ist Schritt als "S" abgekürzt) 1000 führt die ECU einen HMI-Eingabevorgang aus. Der Vorgang dieses S1000 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben.

Bei S1100 berechnet die ECU die Fahrzeugbewegung. Der Vorgang dieses S1100 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben. Bei S1200 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1). Der Vorgang bei diesem S1200 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben. Bei S1300 führt die ECU einen Manuellmodus-Vorgang aus. Als Ergebnis des Manuellmodus-Vorgangs werden die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2) und das angeforderte Übersetzungsverhältnis (1) berechnet. Der Vorgang dieses S1300 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben.

Bei S1400 führt die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (Straßenzustand) aus. Als Ergebnis dieses Umgebungsinformationen-Vorgangs (Straßenzustand) werden die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (3) und das angeforderte Übersetzungsverhältnis (2) berechnet. Der Vorgang dieses S1400 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben.

Bei S1500 führt die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (vorderes Fahrzeug) aus. Durch diesen Umgebungsinformationen-Vorgang (vorderes Fahrzeug) werden die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (4) und das angeforderte Übersetzungsverhältnis (3) berechnet. Der Vorgang dieses S1500 wird im nachfolgenden im Detail beschrieben.

Bei S1600 berechnet die ECU die Fahrzeugvorgabe. In diesem Stadium wird der Fahrzeugbewegungs-Sollwert auf der Grundlage der Anforderung durch den Fahrer berechnet.

Bei S1700 führt die ECU die Bremsen-/Antrieb-Aufteilungsberechnung durch. Das angeforderte Antriebsmoment wird durch diese Bremsen-/Antrieb-Aufteilungsberechnung berechnet.

Bei S1800 berechnet die ECU das angeforderte Übersetzungsverhältnis sowie das angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehmoment und die angeforderte Brennkraftmaschinen-Drehzahl. In diesem Vorgang von S1800 wird das angeforderte Übersetzungsverhältnis unter Berücksichtigung des bei S1300 berechneten angeforderten Übersetzungsverhältnisses (1), des bei S1400 berechneten angeforderten Übersetzungsverhältnisses (2), und des bei S1500 berechneten angeforderten Übersetzungsverhältnisses (3) berechnet.

Bei S1900 bestimmt die ECU, ob eine solche Steuerung beendet werden soll.

Diese Bestimmung wird auf der Grundlage eines durch einen manuellen Modusschalter an die ECU gelegten Eingangssignals vorgenommen. Wenn die Steuerung beendet werden soll (JA bei S1900), endet der Vorgang, ansonsten (NEIN bei S1900) kehrt der Vorgang zurück zu S1000.

Die Einzelheiten des Vorgang von S1000 von 8 werden im nachfolgenden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.

Bei S1010 erfaßt die ECU den Modusschalter. Dieser Modusschalter kann als Hardware oder Software ausgeführt sein und ermöglicht die Auswahl z.B. eines allgemeinen sportlichen Modus, eines allgemeinen wirtschaftlichen Fahrmodus und dergleichen. Dieser Modusschalter ist an einer Position vorgesehen, an der er durch den Fahrer betätigt werden kann.

Bei S1020 erfaßt die ECU den Zustand des Lenkradschalters. Dieser Lenkradschalter ist beispielsweise für das Hochschalten oder Herunterschalten der Gänge des Getriebes 240 durch sequentielle Schaltung vorgesehen. Bei S1030 erfaßt die ECU die Öffnung des Gaspedals. Bei S1040 erfaßt die ECU die Öffnung des Bremspedals.

Durch den in 9 gezeigten HMI-Eingabevorgang kann der Zustand von Modusschalter, Lenkradschalter, Gaspedal und Bremspedal erfaßt werden.

Der Vorgang von S1100 von 8 wird im Detail unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.

Bei S1110 berechnet die ECU die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Die Bewegungsrichtung unterteilt sich in die Längsrichtung (X) und die Seitenrichtung (Y). Konkret ist die Längsbewegung (X) des Fahrzeugs durch Beschleunigung und Verzögerung dargestellt. Die Seitenbewegung (Y) des Fahrzeugs entspricht der Bewegung des Fahrzeugs nach rechts und links, die durch Lenken verursacht wird. Solche Bewegungsrichtungen werden als Längsbeschleunigung Gx und seitliche Beschleunigung Gy berechnet.

Der Vorgang von S1200 von 8 wird im Detail unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.

Bei S1210 bestimmt die ECU, ob der Modusschalter EIN ist. Wenn der Modusschalter EIN ist (JA bei S1210), geht der Vorgang weiter zu S1220, ansonsten (NEIN bei S1210) geht der Vorgang weiter zu S1230. Ein EIN-Zustand des Modusschalters bedeutet, daß der Fahrer beabsichtigt, die direkte Steuerung von Brennkraftmaschine 140, Getriebe 240 und Bremse 560 zu übernehmen.

Bei S1220 wählt die ECU ein Erwartungswert-Berechnungsdiagramm (A). Bei S1230 wählt die ECU ein Erwartungswert-Berechnungsdiagramm (B). Das Erwartungswert-Berechnungsdiagramm (A) und das Erwartungswert-Berechnungsdiagramm (B) sind in einem Speicher in der ECU gespeichert. Diese Erwartungswert-Berechnungsdiagramme weisen unterschiedliche Absolutwerte und Steigungen für die Berechnung des Erwartungswertes auf. Beispielsweise ist das Verhältnis zwischen der Gaspedalöffnung und der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung als Diagramm gespeichert.

Bei S1240 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1) (Längsrichtung, Seitenrichtung) und/oder das vom Fahrer erwartete Fahrzeug-Antriebsdrehmoment.

Bei der Berechnung der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung (1) wird die Beschleunigung auf der Grundlage der angewendeten allgemeinen Gaspedalbetätigung erzeugt. Als Alternative zu diesem Diagramm kann die Beschleunigung durch eine Gleichung wie etwa vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1) = f (Betrag der Gaspedalbetätigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Übersetzungsverhältnis) × f (Geschwindigkeit der Gaspedalbetätigung, Übersetzungsverhältnis) dargestellt sein.

Der Vorgang von S1300 von 8 wird im Detail unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.

Bei S1310 liest die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1) aus, bei der es sich um den bei dem vorausgegangenen S1240 berechneten Wert handelt.

Bei S1320 bestimmt die ECU, ob die Schaltkulisse der Bodenschaltung bzw. Mittelschaltung EIN ist. Wenn die Schaltkulisse EIN ist (JA bei S1320), geht der Vorgang weiter zu S1330, ansonsten (NEIN bei S1320) geht der Vorgang weiter zu S1350.

Bei S1330 erfaßt die ECU den +/--Schalter der Schaltkulisse. Bei S1340 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2). Konkret wird die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2) in Abhängigkeit davon berechnet, ob der Fahrer an der an der Schaltkulisse vorgesehenen sequentiellen Schaltung ein Hochschalten oder Herunterschalten angefordert hat. In diesem Stadium wird die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1), die bei S1310 ausgelesen wurde, auf die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2) korrigiert. Im Anschluß an diesen S1340 geht der Vorgang weiter zu S1370.

Bei S1350 erfaßt die ECU, ob der Lenkradschalter betätigt worden ist. Der Lenkradschalter ist zum Hochschalten und Herunterschalten entsprechend der sequentiellen Schaltung an der Lenkung vorgesehen. Wenn eine Betätigung des Lenkradschalters erfaßt wird (JA bei S1350), geht der Vorgang weiter zu S1360, ansonsten (NEIN bei S1350) geht der Vorgang weiter zu S1380.

Bei S1360 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2).

Bei S1370 berechnet die ECU das angeforderte Übersetzungsverhältnis (1). Die Operation zum Berechnen des angeforderten Übersetzungsverhältnisses wird in dem Übersetzungsverhältnis- oder Gangschaltbereich gehalten, der durch eine Schaltereingabe oder auch eine herkömmlich durchgeführte manuelle Gangschaltung bestimmt wurde.

Bei S1380 setzt die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (2) auf den Standardwert (normalerweise 0).

Bei S1390 bestimmt die ECU die Eingabe eines steifen Modus. Insbesondere wird der steife Modus in Abhängigkeit davon bestimmt, ob der Überbrückungsmechanismus des Drehmomentwandlers 220 EIN oder AUS ist. Wenn der Überbrückungsmechanismus EIN ist, ist die Brennkraftmaschine 140 direkt mit dem Getriebe 240 gekoppelt, was einem steifen Gefühl entspricht. Wenn der Überbrückungsmechanismus AUS ist, ist die Brennkraftmaschine 140 nicht mit dem Getriebe 240 gekoppelt (Fluidkopplung), was einem lockeren Gefühl entspricht. Wenn ein steifer Modus bestimmt wurde, wird das steife Schaltgefühl und/oder das steife Gefühl durch einen EIN-Zustand der Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers 220 auf der Antriebsstrangseite verarbeitet, oder ein physikalischer Sollwert dafür wird an die Antriebsstrangseite übertragen. Die Bestimmung des steifen Modus basiert auf dem Gaspedalweg, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Übersetzungsverhältnis und dergleichen, wobei es sich um das Niveau der Betätigung durch den Fahrer handelt.

Das Ablaufdiagramm von 12 entspricht einer manuellen Betätigung durch den Fahrer. Es ist anzumerken, daß die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (1) ungeachtet des Vorliegens einer manuellen Betätigung ständig berechnet wird. Durch ständiges Berechnen der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung unabhängig von einer manuellen Betätigung durch den Fahrer kann das Fahrzeug sofort in den vorherigen Zustand zurückkehren, wenn der Zustand der manuellen Betätigung beendet wird.

Der Vorgang von S1400 in 8 wird im Detail unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.

Bei S1410 führt die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (Straßenzustand) durch. Die Straßenkonfiguration wird durch eine Navigationsvorrichtung erfaßt. Der Zustand der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, wird durch eine Onboard-Kamera erfaßt. Temperatur, Regenmenge und dergleichen werden durch verschiedene Sensoren identifiziert. Bei S1420 schätzt die ECU den &mgr;-Wert, bei dem es sich um den Reibungswiderstand der Straße handelt.

Bei S1430 berechnet die ECU die Straßenneigung. Bei S1440 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (3). Die Berechnung wird so durchgeführt, daß beispielsweise eine Verzögerung zunimmt, wenn sich das Fahrzeug auf der Grundlage von Informationen von der Navigationsvorrichtung einer Kurve nähert. In diesem Stadium wird bevorzugt ein Multiplikationsfaktor verwendet. Dieser Multiplikationsfaktor wird durch ein Diagramm mit der Krümmung der Kurve und/oder der Straßenneigung als Parameter angewendet. Wenn geschätzt wird, daß der &mgr;-Wert, der dem Reibungswiderstand der Straße entspricht, niedrig ist, wird ein großer Multiplikationsfaktor genommen (Verzögerung verringern), um ein Rutschen des Fahrzeugs infolge eines übermäßigen Brennkraftmaschinen-Verzögerungsmomentes zu unterdrücken.

Bei S1450 berechnet die ECU das angeforderte Übersetzungsverhältnis (2) aus der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung (3), die bei S1440 berechnet wurde.

Der Vorgang von S1500 in 8 wird im Detail unter Bezugnahme auf 14 beschrieben.

Bei S1510 führt die ECU einen Umgebungsinformationen-Vorgang (vorderes Fahrzeug) durch. Verschiedene Informationen werden verarbeitet, wobei das vorausfahrende Fahrzeug, das durch eine Onboard-Kamera, ein Millimeterwellenradar oder dergleichen erfaßt wird, das Erfassungsobjekt darstellt.

Bei S1520 berechnet die ECU den Relativzustand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug. Bei dieser Relativzustandberechnung wird ein Faktorwert berechnet, der aus einem zweidimensionalen Diagramm erhalten wird, das aus Informationen über den Abstand des Fahrzeugs von dem vorausfahrenden Fahrzeug und der Fahrzeuggeschwindigkeit gebildet ist.

Bei S1530 berechnet die ECU die vom Fahrer erwartete Beschleunigung (4). In diesem Stadium wird der Multiplikationsfaktor, der aus dem bei S1520 berechneten Sekundärdiagramm erhalten wurde, bei der Korrekturberechnung verwendet. Bei S1540 berechnet die ECU das vom Fahrer angeforderte Übersetzungsverhältnis (3) auf der Grundlage der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung (4), die bei S1530 berechnet wurde.

Gemäß dem vorliegenden Beispiel werden die vom Fahrer erwartete Beschleunigung und das angeforderte Übersetzungsverhältnis gemäß der grundlegenden Betätigung durch den Fahrer berechnet, wenn keine Eingabe von einer manuellen Betätigungsvorrichtung des Fahrers vorliegt, oder wenn keine Ausgabe aus den höheren Funktionseinheiten wie etwa der Ratgebereinheit, Handlungseinheit oder Unterstützungseinheit vorliegt. Dieser Wert wird letztlich der Bremsen-/Antriebs-Parameter oder der Parameter, der das Übersetzungsverhältnis des Getriebes darstellt. In einem Modus des manuellen Betriebs durch den Fahrer (z.B. Schaltkulissenwahl durch Gangwahlhebel mit Schaltkulisse oder Eingabe durch den Schalter am Lenkrad oder den Hebelschalter hinter dem Lenkrad) wird der vom Fahrer erwartete Wert verarbeitet oder neu berechnet. Wenn der Fahrer den Modusschalter wählt, wird der vom Fahrer erwartete Wert verarbeitet oder neu berechnet. Insbesondere wenn eine Eingabe von der manuellen Betätigungsvorrichtung des Fahrers vorliegt und Fahrzeugumgebungsinformationen (Straßenzustand, Informationen über das vorausfahrende Fahrzeug) und dergleichen erfaßt werden, wird der vom Fahrer erwartete Wert verarbeitet oder neu berechnet.

Somit arbeitet das integrierte Fahrzeugsteuerungssystem der vorliegenden Ausführungsform folgendermaßen: an dem als die Antriebssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem (1) wird eine Gaspedalbetätigung erfaßt, bei der es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, und eine der Gaspedalbetätigung entsprechende Steuerungsvorgabe des Antriebssystems wird unter Verwendung eines Antriebsgrundlagen-Fahrermodells erzeugt, wodurch der Antriebsstrang, bei dem es sich um ein Antriebsbetätigungselement handelt, gesteuert wird. An dem als die Bremssystem-Steuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem (2) wird eine Bremspedalbetätigung erfaßt, bei der es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, und eine der Bremspedalbetätigung entsprechende Steuerungsvorgabe des Bremssystems wird unter Verwendung eines Bremsgrundlagen-Fahrermodells erzeugt, wodurch die Bremsenvorrichtung, bei der es sich um das Bremsenbetätigungselement handelt, gesteuert wird. An dem als die Lenksystemsteuereinheit identifizierten Hauptsteuersystem (3) wird eine Lenkbetätigung erfaßt, bei der es sich um eine Anforderung durch den Fahrer handelt, und eine der Lenkbetätigung entsprechende Steuerungsvorgabe des Lenksystems wird unter Verwendung eines Lenkgrundlagen-Fahrermodells erzeugt, wodurch die Lenkvorrichtung, bei der es sich um ein Betätigungselement handelt, gesteuert wird. Diese Steuereinheit arbeiten autonom.

Zusätzlich zu Antriebssystem-Steuereinheit, Bremssystem-Steuereinheit, und Lenksystem-Steuereinheit, die autonom arbeiten, sind des weiteren eine Beratereinheit, eine Handlungseinheit und eine Unterstützungseinheit vorgesehen. Die Beratereinheit erzeugt und liefert an jeweilige Steuereinheiten Informationen zur Verwendung an jeweiligen Steuereinheiten auf der Grundlage von Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs oder Informationen in Bezug auf den Fahrer. Die Beratereinheit verarbeitet Informationen, die den Grad eines Risikos in Bezug auf eine Betriebscharakteristik des Fahrzeugs auf der Grundlage des Reibungswiderstandes der befahrenen Straße, der Außentemperatur und dergleichen als Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs darstellen, und/oder Informationen, die den Grad eines Risikos im Hinblick auf die Betätigung durch einen Fahrer auf der Grundlage des Ermüdungsgrades des Fahrers darstellen, nachdem ein Bild des Fahrers aufgenommen wurde, so daß diese Informationen zwischen jeweiligen Steuereinheiten gemeinsam genutzt werden. Die Handlungseinheit erzeugt und liefert an jeweilige Steuereinheiten Informationen zur Verwendung an jeweiligen Steuereinheiten, um das Fahrzeug zu veranlassen, ein vorgegebenes Verhalten herzustellen. Die Handlungseinheit erzeugt Informationen zum Implementieren einer automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion für eine automatische Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs. Informationen zum Implementieren der automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion werden an jeweilige Steuereinheiten ausgegeben. Die Unterstützungseinheit erzeugt und liefert an jeweilige Steuereinheiten Informationen zur Verwendung an jeweiligen Steuereinheiten auf der Grundlage des gegenwärtigen dynamischen Zustands des Fahrzeugs. Die Unterstützungseinheit identifiziert den gegenwärtigen dynamischen Zustand des Fahrzeugs zum Erzeugen von Informationen, die zum Modifizieren des Sollwertes an jeweiligen Steuereinheiten benötigt werden.

An jeweiligen Steuereinheiten wird eine Entscheidungsverarbeitung durchgeführt, ob – und falls ja, in welchem Maße – von der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit ausgegebene Informationen bei der Bewegungssteuerung des Fahrzeugs reflektiert werden sollen. Diese Steuereinheit, Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit arbeiten autonom. Schließlich werden an jeweiligen Steuereinheiten der Antriebsstrang, die Bremsvorrichtung und die Lenkvorrichtung auf der Grundlage des letztlichen Antriebsvorgabe, Bremsvorgabe und Lenkvorgabe gesteuert, die mit Informationen berechnet werden, die von der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit eingegeben werden, sowie Informationen, die zwischen jeweiligen Steuereinheiten übermittelt werden.

Somit sind die Antriebssystem-Steuereinheit, die einem "Fahr"-Betrieb entspricht, bei dem es sich um den grundlegenden Betrieb des Fahrzeugs handelt, die Bremssystem-Steuereinheit, die einem "Anhalte"-Betrieb entspricht, und die Lenksystem-Steuereinheit, die einem "Kurvenfahrt"-Betrieb entspricht, so vorgesehen, daß sie unabhängig voneinander arbeiten können. Hinsichtlich dieser Steuereinheiten sind die Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit vorgesehen, die Informationen in Verbindung mit dem Risiko und der Stabilität in Bezug auf Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs und Informationen in Bezug auf den Fahrer, Informationen zum Implementieren einer automatischen Geschwindigkeitsregelfunktion für eine automatische Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs, sowie Informationen zum Modifizieren des Sollwertes von jeweiligen Steuereinheiten erzeugen und an jeweilige Steuereinheiten ausgeben können. Es kann daher ein integriertes Steuerungssystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden, das eine automatische Geschwindigkeitsregelung auf einem hohen Niveau problemlos bewältigen kann.

Durch Berechnen der vom Fahrer erwarteten Beschleunigung und des angeforderten Übersetzungsverhältnisses auf der Grundlage der erwarteten Beschleunigung gemäß einer Anforderung durch eine manuelle Betätigung durch den Fahrer kann ein Verhalten des Fahrzeugs auf der Grundlage der manuellen Betätigung durch den Fahrer hergestellt werden.

Dadurch, daß der Betätigung durch den Fahrer die höchste Priorität eingeräumt wird, wird eine Steuerung unter Verwendung von Signalen von den Fahrunterstützungseinheiten, nämlich der Beratereinheit, Handlungseinheit und Unterstützungseinheit nicht durchgeführt, wenn die Flags von diesen Fahrunterstützungseinheiten zurückgesetzt sind.

Obgleich die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht wurde, so ist doch zu verstehen, daß dies rein veranschaulichend und beispielhaft gedacht ist und nicht als Einschränkung aufzufassen ist, da der Grundgedanke und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einzig durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist.


Anspruch[de]
  1. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem mit einer Mehrzahl von autonom arbeitenden Steuereinheiten (PT, ECB, STR) zum Steuern/Regeln eines Fahrzustandes des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Betätigungsanforderung,

    wobei jede Steuereinheit (PT, ECB, STR) umfaßt: eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer Anforderung durch den Fahrer, und

    einen Controller zum Steuern des Fahrzeugs durch Erzeugen einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage einer Anforderung und zum Betätigen eines gemäß jeder. Einheit eingestellten Betätigungselementes unter Verwendung der Steuerungsvorgabe,

    wobei das System ferner aufweist:

    eine Verarbeitungseinheit, welche Informationen erzeugt, die dazu verwendet werden, eine direkte Anforderung an das Betätigungselement durch den Fahrer einzubeziehen, wobei diese Informationen Prioritätsinformationen sind, die mit Priorität über eine am Controller erzeugte Steuerungsvorgabe verwendet werden, und die erzeugten Informationen an jede der Steuereinheiten (PT, ECB, STR) liefert.
  2. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen der Prioritätsinformationen auf der Grundlage von Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs und der direkten Anforderung umfaßt.
  3. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Umgebungsinformationen Informationen in Bezug auf eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, beinhalten.
  4. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Umgebungsinformationen Informationen in Bezug auf ein anderes Fahrzeug in der Nähe des Fahrzeugs beinhalten.
  5. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder der Controller auch dann eine Steuerungsvorgabe auf der Grundlage der Anforderung erzeugt, wenn das Fahrzeug auf integrierte Weise mit den an jeder Steuereinheit (PT, ECB, STR) verwendeten Prioritätsinformationen gesteuert wird.
  6. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem mit einer Mehrzahl von autonom arbeitenden Steuereinheiten (PT, ECB, STR) zum Steuern/Regeln eines Fahrzustandes des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Betätigungsanforderung,

    wobei jede Steuereinheit (PT, ECB, STR) umfaßt: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Anforderung durch den Fahrer, und

    eine Controller-Einrichtung zum Steuern des Fahrzeugs durch Erzeugen einer Steuerungsvorgabe auf der Grundlage einer Anforderung und zum Betätigen eines gemäß jeder Einheit eingestellten Betätigungselementes unter Verwendung der Steuerungsvorgabe,

    wobei das System ferner aufweist:

    eine Verarbeitungseinheit, welche Informationen erzeugt, die dazu verwendet werden, eine direkte Anforderung an das Betätigungselement durch den Fahrer einzubeziehen, wobei diese Informationen Prioritätsinformationen sind, die mit Priorität über eine an der Controller-Einrichtung erzeugte Steuerungsvorgabe verwendet werden, und welche die erzeugten Informationen an jede der Steuereinheiten (PT, ECB, STR) liefert.
  7. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach Anspruch 6, wobei die Verarbeitungseinheit eine Einrichtung zum Erzeugen der Prioritätsinformationen auf der Grundlage von Umgebungsinformationen im Umfeld des Fahrzeugs und der direkten Anforderung umfaßt.
  8. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach Anspruch 7, wobei die Umgebungsinformationen Informationen in Bezug auf eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, beinhalten.
  9. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach Anspruch 7, wobei die Umgebungsinformationen Informationen in Bezug auf ein anderes Fahrzeug in der Nähe des Fahrzeugs beinhalten.
  10. Integriertes Fahrzeugssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei jede der Controller-Einrichtungen eine Einrichtung umfaßt, die auch dann eine Steuerungsvorgabe auf der Grundlage der Anforderung erzeugt, wenn das Fahrzeug auf integrierte Weise mit den an jeder Steuereinheit (PT, ECB, STR) verwendeten Prioritätsinformationen gesteuert wird.
Es folgen 13 Blatt Zeichnungen






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