控制装置、管理器、方法、非暂时性存储介质、致动器系统和车辆

摘要

提供一种控制装置、管理器、方法、非暂时性存储介质、致动器系统和车辆。控制装置包括一个以上处理器，所述一个以上处理器被配置为：从驾驶员辅助系统接收多个第一请求；仲裁所述多个第一请求；基于仲裁结果计算第二请求，所述第二请求具有与所述第一请求不同的物理量；并且将所述第二请求分配给多个致动器系统中的至少一个。当基于上次仲裁结果的所述第二请求与基于当前仲裁结果的所述第二请求之间的差值大于阈值时，所述一个以上处理器被配置为分配一请求，所述请求是在基于所述上次仲裁结果的所述第二请求和基于所述当前仲裁结果的所述第二请求之间的值。

说明书

技术领域

本公开涉及用于控制车辆运动的车辆、控制装置、管理器、方法、非暂时性存储介质和致动器系统。

背景技术

已知有车辆对在车辆中产生的用于车辆运动的多个控制命令之间进行仲裁，并根据仲裁结果来控制致动器的操作。日本未审查专利申请公开第2017-030472号(JP 2017-030472A)公开了一种装置，其通过仲裁控制单元接收防撞辅助应用的控制命令和车道保持辅助应用的控制命令，并通过仲裁控制单元在多个控制命令之间进行仲裁。

发明内容

当同时从多个应用接收多个控制命令时，根据预定的仲裁规则确定采用哪个控制命令。然而，当由仲裁本次采用的新控制命令所请求的请求值与由基于仲裁上次采用的当前控制命令的指令所请求的请求值之间存在较大差异时，在当前控制命令切换到新控制命令并执行新控制命令时，车辆行为中会发生令驾驶员感到不适的显著变化。

本公开提供了一种控制装置、管理器、方法、非暂时性存储介质、致动器系统和车辆，其能够在当前控制命令切换到新控制命令并执行新控制命令时，抑制车辆行为中发生显著变化。

根据本公开的一个方面的安装在车辆上的控制装置包括一个以上处理器，所述一个以上处理器被配置为：从驾驶员辅助系统接收多个第一请求；仲裁所述多个第一请求；基于仲裁结果计算第二请求，所述第二请求具有与所述第一请求不同的物理量；以及将所述第二请求分配给多个致动器系统中的至少一个。所述一个以上处理器被配置为，当基于上次仲裁结果的所述第二请求与基于当前仲裁结果的所述第二请求之间的差值大于阈值时，分配一请求，所述请求是在基于所述上次仲裁结果的所述第二请求和基于所述当前仲裁结果的所述第二请求之间的值。

根据本公开的另一方面的安装在车辆上的管理器包括一个以上处理器，所述一个以上处理器被配置为：从多个ADAS应用接收多个行动计划；仲裁所述多个行动计划；基于仲裁结果计算运动请求；以及将所述运动请求分配给多个致动器系统中的至少一个。所述一个以上处理器被配置为，当基于上次仲裁结果的所述运动请求与基于当前仲裁结果的所述运动请求之间的差值大于阈值时，分配一请求，所述请求是在基于所述上次仲裁结果的所述运动请求和基于所述当前仲裁结果的所述运动请求之间的值。根据本公开的另一方面，提供了一种其上安装有所述管理器的车辆。

根据本公开的另一方面的安装在车辆上的管理器包括一个以上处理器，所述一个以上处理器被配置为：从多个ADAS应用接收多个第一请求；仲裁所述多个第一请求；基于仲裁结果计算第二请求，所述第二请求具有与所述第一请求不同的物理量；以及将所述第二请求分配给多个致动器系统中的至少一个。所述一个以上处理器被配置为，当基于上次仲裁结果的所述第二请求与基于当前仲裁结果的所述第二请求之间的差值大于阈值时，分配一请求，所述请求是在基于所述上次仲裁结果的所述第二请求和基于所述当前仲裁结果的所述第二请求之间的值。

根据本公开的另一方面，提供了一种由安装在车辆上的管理器的计算机执行的方法。所述方法包括：从多个ADAS应用接收多个行动计划；仲裁所述多个行动计划；基于仲裁结果计算运动请求；以及将所述运动请求分配给多个致动器系统中的至少一个，其中，当基于上次仲裁结果的所述运动请求与基于当前仲裁结果的所述运动请求之间的差值大于阈值时，分配一请求，所述请求是在基于所述上次仲裁结果的所述运动请求和基于所述当前仲裁结果的所述运动请求之间的值。

本公开的另一方面提供了一种非暂时性存储介质，其存储指令，所述指令能由安装在车辆上的管理器的计算机执行并使管理器的计算机执行功能，所述功能包括：从多个ADAS应用接收多个行动计划；仲裁所述多个行动计划；基于仲裁结果计算运动请求；以及将所述运动请求分配给多个致动器系统中的至少一个，其中，当基于上次仲裁结果的所述运动请求与基于当前仲裁结果的所述运动请求之间的差值大于阈值时，分配一请求，所述请求是在基于所述上次仲裁结果的所述运动请求和基于所述当前仲裁结果的所述运动请求之间的值。

根据本公开的另一个方面的安装在车辆上的致动器系统包括通信装置，其被配置为当基于上次仲裁结果的运动请求与基于当前仲裁结果的运动请求之间的差值大于阈值时，从管理器接收一请求，所述请求是在基于所述上次仲裁结果的所述运动请求和基于所述当前仲裁结果的所述运动请求之间的值。所述管理器包括一个以上处理器，所述一个以上处理器被配置为从多个ADAS应用接收多个行动计划，仲裁所述多个行动计划，基于仲裁结果计算运动请求，并且分配所述运动请求。

根据本公开的另一方面的车辆控制装置包括一个以上处理器。处理器被配置为在从分别实现驾驶员辅助功能的多个驾驶员辅助应用获取的多个控制命令之间进行仲裁。处理器被配置为基于由所述仲裁产生的所述控制命令，输出用于电子控制单元的指令，所述电子控制单元配置为控制安装在车辆上的致动器。处理器被配置为，当由基于所述仲裁上次采用的当前控制命令的所述指令所请求的请求值与由所述仲裁本次采用的新控制命令所请求的请求值之间的差值的绝对值，等于或大于表示所述请求值的变化量的绝对值的可容许上限的保护值时，向所述电子控制单元输出请求基于所述保护值导出的请求值的指令，作为基于由所述仲裁产生的所述控制命令的所述指令。

本公开的另一方面是一种用于控制车辆的方法。该方法包括：由一个以上处理器在从分别实现驾驶员辅助功能的多个驾驶员辅助应用获取的多个控制命令之间进行仲裁；由所述处理器计算由基于所述仲裁上次采用的当前控制命令的指令所请求的请求值与由所述仲裁本次采用的新控制命令所请求的请求值之间的差值的绝对值；以及当所述请求值之间的所述差值的所述绝对值等于或大于表示所述请求值的变化量的绝对值的可容许上限的保护值时，向被配置为控制安装在所述车辆上的致动器的电子控制单元输出请求基于所述保护值导出的请求值的指令，作为基于由所述仲裁产生的所述控制命令的指令。

本公开的另一方面是一种非暂时性存储介质，其存储指令，所述指令可由车辆控制装置中包括的一个或多个处理器执行并且使所述一个或多个处理器执行功能。所述功能包括：在从分别实现驾驶员辅助功能的多个驾驶员辅助应用获取的多个控制命令之间进行仲裁；计算由基于所述仲裁上次采用的当前控制命令的指令所请求的请求值与由所述仲裁本次采用的新控制命令所请求的请求值之间的差值的绝对值；以及当所述请求值之间的所述差值的所述绝对值等于或大于表示所述请求值的变化量的绝对值的可容许上限的保护值时，向被配置为控制安装在车辆上的致动器的电子控制单元输出请求基于所述保护值导出的请求值的指令，作为基于由所述仲裁产生的所述控制命令的指令。

根据本公开的控制装置、管理器、方法、非暂时性存储介质、致动器系统和车辆，当存在来自驾驶员辅助应用的、等于或大于保护值的请求时，生成请求基于保护值导出的请求值的指令。这在当前控制命令切换到新控制命令并执行新控制命令时，抑制了车辆行为中发生显著变化。

附图说明

下面将参考附图描述本公开的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中相似的符号表示相似的元件，其中：

图1是根据实施例的车辆控制装置及其外围单元的功能框图；以及

图2是由车辆控制装置执行的处理的流程图。

具体实施方式

实施例

本公开的车辆控制装置在从多个驾驶员辅助应用接收的多个控制命令之间进行仲裁。当由仲裁本次采用的新控制命令所请求的请求值与由基于仲裁上次采用的当前控制命令的指令所请求的请求值之间存在较大差异时，车辆控制装置使用保护值生成基于由仲裁产生的控制命令的指令，保护值是一正值，表示请求值的变化量的绝对值的可容许上限。这抑制了在车辆行为中发生将令驾驶员感到不适的显著变化。

将参考附图详细描述本公开的实施例。

配置

图1是根据本公开的实施例的车辆控制装置20及其外围单元的功能框图。图1所示的功能框包括多个控制请求单元11至13、车辆控制装置20、动力系统控制单元31、制动控制单元32、转向控制单元33和致动器41至43。这些配置经由例如控制器局域网(CAN)或以太网(注册商标)的车载网络相连，以便它们能够相互通信。图1中的箭头示意性地示出了说明性的信息流，而实际通信线路的连接不受限制。

控制请求单元11至13中的每一个是一种执行驾驶员辅助应用以请求致动器41至43实施用于车辆的驾驶员辅助功能的配置(驾驶员辅助系统)，例如自动驾驶及自动泊车、自适应巡航控制、车道保持辅助或碰撞减轻制动。控制请求单元11至13由诸如电子控制单元(ECU)之类的计算机实现，该计算机具有诸如CPU之类的处理器和存储器。控制请求单元11至13执行不同的驾驶员辅助功能，并且可以同时运行。安装在车辆上的控制请求单元的数量不限于图1所示的三个，也可以是两个以下或四个以上。驾驶员辅助装置(控制请求单元11至13)是驾驶员辅助系统或ADAS应用的示例。

控制请求单元11至13输出用于请求安装在车辆上的致动器41至43的操作的控制命令。控制请求单元11至13中的每一个根据其驾驶员辅助功能来确定与诸如“行驶”、“转弯”和“停车”之类的车辆运动有关的控制内容的一部分或全部，并将所确定的控制内容作为控制命令输出。

控制命令例如是用于“行驶”或“停车”的在车辆的行驶方向上的运动的请求值，用于“转弯”的在车辆横向方向上的运动的请求值等。行驶方向上的运动的请求值通过使用例如车辆在行驶方向上的加速度作为期望的受控变量来具体地表示。横向方向上的运动的请求值通过使用例如转向盘的转向角作为期望的受控变量来具体地表示。

控制命令可以包括保护值(正值)。保护值是表示请求值的变化量的绝对值的可容许上限的值。保护值与请求值相对应地确定。例如，基于将不会引起会使驾驶员感到不适的车辆行为的显著变化的行驶方向上的运动的请求值的变化量，以及横向方向上的运动的请求值的变化量来确定保护值。保护值可以是固定值或可变值。保护值可以是基于车辆的状态(诸如速度或加速度)而修正的可变值。例如，当速度或加速度相对较低时，可以将保护值修正为较高的值，以减弱对车辆行为的变化的限制。当速度或加速度相对较高时，保护值可以被修正为较低的值，以加强对车辆行为的变化的限制。

车辆控制装置20基于来自控制请求单元11至13的控制命令来确定与车辆运动(诸如“行驶”、“转弯”和“停车”)有关的控制内容。基于所确定的控制内容，车辆控制装置20向动力系统控制单元31、制动控制单元32和转向控制单元33(以及用于控制换档位置的换档控制单元，未示出)发送必要的指令。车辆控制装置20因此用作适当地控制与车辆运动相关联的致动器41至43的运动管理器，或用作控制车辆运动的运动管理器的一部分。车辆控制装置20可以是专门控制车辆横向方向上的运动的装置。车辆横向方向上的运动通常通过控制转向系统的转向来实现。车辆行驶方向上的运动通过单独或组合地控制制动系统产生制动力和动力系统产生驱动力或制动力来实现。车辆控制装置20包括仲裁单元21、保护处理单元25以及多个指令输出单元22至24。车辆控制装置20由处理器、存储器等实现。车辆控制装置20可以包括多个ECU、多个处理器和多个存储器。车辆控制装置20是控制装置或管理器的示例。

仲裁单元21从控制请求单元11至13获取控制命令，并在所获取的控制命令之间进行仲裁。控制命令是第一请求或行动计划的示例。行动计划可以是车辆运动或行为计划，包括纵向加速度/减速度、曲率、转向角和横摆率中的至少一个。作为仲裁处理，例如，仲裁单元21基于预定的选择准则来选择所获取的控制命令之一，或者基于所获取的控制命令来设定新控制命令。新控制命令是第二请求的示例，第二请求具有的物理量与第一请求的不同。此外，新控制命令是运动请求的示例。该仲裁结果可以从仲裁单元21反馈到控制请求单元11至13中的每一个。仲裁单元21可以基于来自动力系统控制单元31、制动控制单元32和转向控制单元33(其将在后面描述)的信息执行仲裁，这些信息表示致动器41到43的操作状态或致动器41到43的可用性。致动器41至43的可用性是致动器41至43的当前可用性能范围。由仲裁单元21的仲裁产生的控制命令被输出到保护处理单元25。动力系统控制单元31和致动器41、制动控制单元32和致动器42以及转向控制单元33和致动器43中的每一对都是致动器系统的示例。

基于由仲裁单元21的仲裁产生的控制命令(请求值、保护值)以及还基于车辆的状态，保护处理单元25确定用于指示动力系统控制单元31、制动控制单元32及转向控制单元33中的一个或多个执行与驾驶员辅助应用所请求的车辆运动有关的控制的最终请求值。该请求值的确定受到基于与请求值对应的保护值的限制(保护处理)。如何确定请求值将在后面描述。保护处理单元25将所确定的请求值输出到指令输出单元22至24。

在上述示例中，仲裁单元21将保护值和请求值一起获取，作为来自控制请求单元11至13的控制命令。可替代地，仲裁单元21可以仅获取请求值作为来自控制请求单元11至13的控制命令，并且保护处理单元25可以基于由仲裁单元21的仲裁产生的请求值和车辆的状态(速度、加速度等)来生成与请求值相对应的保护值(固定值或可变值)。

指令输出单元22基于由保护处理单元25确定的请求值生成指令，该指令指示动力系统中包括的致动器41生成驱动力或制动力。指令输出单元22将生成的指令输出到动力系统控制单元31。

指令输出单元23基于由保护处理单元25确定的请求值生成指令，该指令指示制动系统中包括的致动器42生成制动力。指令输出单元23将生成的指令输出到制动控制单元32。

指令输出单元24基于由保护处理单元25确定的请求值生成指令，该指令指示电动助力转向(EPS)系统中包括的致动器43生成转向角。指令输出单元24将生成的指令输出到转向控制单元33。

如图1所示，一个指令单元26包括保护处理单元25、指令输出单元22、指令输出单元23和指令输出单元24。即，例如，一个功能框执行基于控制命令确定请求值并且基于请求值生成指令的全部处理。

动力系统控制单元31控制动力系统中包括的致动器41的操作，以产生由指令输出单元22指示的驱动力。致动器41是驱动致动器之一。取决于动力系统的配置，动力系统控制单元31例如由发动机控制ECU、混合动力控制ECU、变速器ECU等中的任何一个或其任意组合来实现。尽管图1示出了动力系统控制单元31控制一个致动器41的配置，但是动力系统控制单元31可以根据车辆的动力系统的配置而控制两个以上的致动器。动力系统中包括的致动器41的示例包括发动机、牵引马达、离合器、变速器和变矩器。动力系统控制单元31基于来自致动器41的输出信号或传感器的测量值来获取关于致动器41的操作状态的信息。关于致动器41的操作状态的信息的示例包括表示致动器41的可用性的信息和表示由致动器41实现的驱动力的监测值的信息。指令输出单元22获取由动力系统控制单元31获取的关于致动器41的操作状态的信息。

制动控制单元32控制操作安装在各车轮上的制动系统的致动器42，以产生指令输出单元23指示的制动力。致动器42是制动致动器之一。该制动致动器包括液压制动器和轮毂电机(IWM)的再生制动器等。制动控制单元32由例如制动控制ECU实现。制动控制单元32接收安装在各车轮上的车轮转速传感器的输出值。制动控制单元32基于来自致动器42的输出信号或传感器的测量值来获取关于致动器42的操作状态的信息。关于致动器42的操作状态的信息的示例包括表示致动器42的可用性的信息、表示由致动器42实现的制动力的监测值的信息以及表示刹车片的温度是否正向过热转变的致动器42特有的信息。指令输出单元23获取由制动控制单元32获取的关于致动器42的操作状态的信息。

转向控制单元33控制EPS系统中包括的致动器43，以控制转向盘的转向角。致动器43是转向致动器之一。转向控制单元33由例如动力转向控制ECU来实现。转向控制单元33基于来自致动器43的输出信号或传感器的测量值来获取关于致动器43的操作状态的信息。关于致动器43的操作状态的信息的示例包括表示致动器43的可用性的信息和表示由致动器43实现的转向角的监测值的信息。指令输出单元24获取由转向控制单元33获取的关于致动器43的操作状态的信息。

控制

将进一步参考图2描述由根据本实施例的车辆控制装置20执行的控制。图2是示出由车辆控制装置20执行的控制的流程图。例如，图2所示的控制处理可以在预定周期内执行。如上所述，车辆控制装置20可以生成保护值，而不是从控制请求单元11至13获取保护值。但在下面描述的示例中，车辆控制装置20从控制请求单元11至13获取请求值以及与请求值相对应的保护值。

步骤S201：车辆控制装置20的仲裁单元21获取作为从控制请求单元11至13输出的控制命令的请求值和与请求值对应的保护值，并在所获取的多个控制命令之间进行仲裁。对于与横向方向上的运动控制有关的控制命令，仲裁单元21获取转向角作为请求值，以及转向角的变化量的绝对值的可容许上限作为保护值。对于与行驶方向上的运动控制有关的控制命令，仲裁单元21获取加速度或减速度作为请求值以及加速度或减速度的变化量的绝对值的可容许上限作为保护值。在仲裁单元21在某个等待时间内仅从控制请求单元11至13获取了一个控制命令的情况下，仲裁单元21采用该控制命令作为仲裁产生的控制命令。当仲裁单元21完成仲裁时，例程进行到步骤S202。

步骤S202：车辆控制装置20的保护处理单元25计算第一请求值R1和第二请求值R2之间的差值(＝R2-R1)。第一请求值R1是由基于仲裁单元21的仲裁上次采用的控制命令(当前控制命令)的指令所请求的请求值，而第二请求值R2是由仲裁单元21的仲裁本次采用的控制命令(新控制命令)所请求的请求值。通过该计算，保护处理单元25可以获得在当前控制命令被直接切换到新控制命令时请求值将变化的量。当保护处理单元25完成第一和第二请求值R1、R2之间的差值的计算时，例程进行到步骤S203。

步骤S203：车辆控制装置20的保护处理单元25判断第一和第二请求值R1、R2之间的差值的绝对值(＝|R2-R1|)是否等于或大于新控制命令所请求的第二请求值R2的保护值G。由此，保护处理单元25可以判断在当前控制命令直接切换到新控制命令时，车辆行为中是否将发生大于由保护值G定义的变化的变化。当第一和第二请求值R1、R2之间的差值的绝对值等于或大于保护值G时(步骤S203中为“是”)，例程进行到步骤S204。当第一和第二请求值R1、R2之间的差值的绝对值小于保护值G时(步骤S203中为“否”)，例程进行到步骤S207。

步骤S204：车辆控制装置20的保护处理单元25判断第一和第二请求值R1、R2之间的差值是否为正值。即，保护处理单元25判断第二请求值R2是否大于第一请求值R1。由此，保护处理单元25可以判断保护请求值的方向。当第一和第二请求值R1、R2之间的差值为正值(第二请求值R2大于第一请求值R1)时(步骤S204中为“是”)，例程进行到步骤S205。当第一和第二请求值R1、R2之间的差值是负值(第二请求值R2不大于第一请求值R1)时(步骤S204中为“否”)，例程进行到步骤S206。

步骤S205：车辆控制装置20的保护处理单元25计算由基于当前控制命令的指令所请求的第一请求值R1和由新控制命令所请求的保护值G的和(计算(R1+G))，并将计算出的和确定为最终请求值。当保护处理单元25完成最终请求值的确定时，例程进行到步骤S208。

步骤S206：车辆控制装置20的保护处理单元25从由基于当前控制命令的指令所请求的第一请求值R1中减去由新控制命令所请求的保护值G(计算(R1-G))，并将计算出的差值确定为最终的请求值。当保护处理单元25完成最终请求值的确定时，例程进行到步骤S208。

步骤S207：车辆控制装置20的保护处理单元25将由新控制命令请求的第二请求值R2确定作为最终请求值。当保护处理单元25完成最终请求值的确定时，例程进行到步骤S208。

每次确定请求值时，在步骤S205至S207中确定的请求值都存储于车辆控制装置20的存储器等中，并且在下次的步骤S202中计算第一和第二请求值R1、R2之间的差值的绝对值时用作由基于当前控制命令的指令所请求的第一请求值R1。

步骤S208：车辆控制装置20的指令输出单元22至24基于由保护处理单元25确定的请求值而生成指令，并将生成的指令作为基于由仲裁产生的控制命令的指令而输出到动力系统控制单元31、制动控制单元32和转向控制单元33中的至少一个。在指令是关于转向角的控制的情况下，指令输出单元24将指令输出到转向控制单元33。在指令是关于加速度或减速度的控制的情况下，指令输出单元22、23中的一个或两个将指令输出到动力系统控制单元31和制动控制单元32中的一个或两个。本处理由此结束。

功能和效果

如上所述，根据本公开的实施例的车辆控制装置在从多个驾驶员辅助应用接收的多个控制命令之间进行仲裁，然后根据基于表示请求值的变化量的绝对值的可容许上限的保护值(正值)而导出的请求值，生成基于由仲裁产生的控制命令的指令。

即使由仲裁本次采用的新控制命令所请求的请求值与由基于仲裁上次采用的当前控制命令的指令所请求的请求值之间存在较大差异时，上述控制也能在当前控制命令切换到新控制命令并执行新控制命令时抑制在车辆行为中发生将令驾驶员感到不适的显著变化。

尽管如上描述了本公开的技术的一个实施例，但本公开可以被视为车辆控制装置，由车辆控制装置(包括处理器和存储器)执行的控制方法，用于执行控制方法的控制程序，存储控制程序的计算机可读非暂时性存储介质，包括车辆控制装置、应用执行单元、致动器控制单元和致动器的系统，或配备有该系统的车辆。

本公开能适用于控制车辆运动的装置。