管理器、控制方法、存储介质以及车辆与流程

1.本公开涉及搭载于车辆的管理器、控制方法、存储介质、车辆以及控制装置。


背景技术：

2.近年来，在车辆安装有实现驾驶辅助功能(自动驾驶、自动驻车、先进驾驶辅助等)的功能的多个应用程序。在安装多个应用程序的情况下，存在对搭载于车辆的一个致动系统(例如转向装置)产生多个要求的情况。
3.在日本特开2020-032894、特开2020-032893中公开有控制装置(管理器)，该控制装置接受从多个应用程序对致动系统输出的多个要求，调节该接受到的多个要求，并基于该调节结果输出用于驱动致动系统的要求。
4.实现先进驾驶辅助的功能的adas(advanced driver assistance system)应用程序对管理器输出的用于控制车辆的运动的要求包含表示车辆的横向的运动的信息。然而，对于在adas应用程序中如何生成表示车辆的横向的运动的信息，并没有具体地进行研究。


技术实现要素：

5.本公开是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种将为了生成表示车辆的横向的运动的信息所需的信息对adas应用程序输出的管理器等。
6.本公开的一个形态是搭载于车辆的管理器。上述管理器具备：接受部，从多个adas应用程序接受包括作为表示车辆的横向的运动的信息的第1信息在内的多个行动计划；调节部，调节多个行动计划；计算部，基于调节部的调节结果来计算运动要求；第1输出部，将运动要求分配给多个致动系统的至少一个；以及第2输出部，将为了生成第1信息而使用的第2信息向多个adas应用程序的至少一个输出。
7.本公开的一个形态是搭载有上述管理器的车辆。
8.本公开的一个形态是供搭载于车辆的管理器的计算机执行的控制方法。计算机具备处理器和存储器。控制方法包括：从多个adas应用程序接受包括作为表示车辆的横向的运动的信息的第1信息在内的多个行动计划；进行上述多个行动计划的调节；将基于上述调节的结果的运动要求分配给多个致动系统的至少一个；以及将为了生成上述第1信息而使用的第2信息向上述多个adas应用程序的至少一个输出。
9.本公开的一个形态是储存有程序的非暂时性的计算机可读取的存储介质。程序在被搭载于车辆的管理器的计算机执行时使计算机：从多个adas应用程序接受包括作为表示车辆的横向的运动的信息的第1信息在内的多个行动计划；进行上述多个行动计划的调节；使基于上述调节的结果的运动要求分配给多个致动系统的至少一个；以及使为了生成上述第1信息而使用的第2信息向上述多个adas应用程序的至少一个输出。
10.根据本公开，管理器将为了生成表示车辆的横向的运动的第1信息所需的第2信息向adas应用程序输出，因此adas应用程序能够基于该第2信息容易地生成表示车辆的横向的运动的第1信息。
附图说明
11.以下参考附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中，
12.图1是表示本公开的一个实施方式所涉及的系统的简要结构的框图。
13.图2是图1所示的管理器的功能框图。
14.图3是用于对二轮车模型的运动方程式进行说明的图。
15.图4是对曲率与加速度的关系进行说明的图。
具体实施方式
16.在本公开的车辆系统中，管理器将为了生成表示车辆的横向的运动的转向角、曲率等所需的信息向adas应用程序输出。由此，adas应用程序能够基于从管理器取得的信息而容易地生成表示车辆的横向的运动的转向角、曲率等。
17.以下，边参照附图边对本公开的一个实施方式详细地进行说明。
18.＜实施方式＞
19.[结构]
[0020]
图1是表示搭载于本公开的一个实施方式所涉及的车辆的系统的结构例的简图。在图1中例示的车辆系统1具备管理器10、驾驶辅助系统20以及多个致动系统31～33。车辆系统1具备的各结构经由can(controller area network)、以太网(注册商标)等车载网络可通信地连接。
[0021]
驾驶辅助系统20是用于通过执行所安装的一个以上的应用程序21～23来实现用于辅助至少包括车辆的驱动控制和制动控制在内的车辆的驾驶的各种功能的结构。作为驾驶辅助系统20安装的应用程序21～23，能够例示实现自动驾驶的功能的自动驾驶应用程序、实现自动驻车的功能的自动驻车应用程序、以及实现先进驾驶辅助的功能的adas应用程序等。在adas应用程序中有实现碰撞避免辅助(pcs等)的功能的应用程序、实现边恒定地保持与前行车的车距边行驶的前车跟随行驶(acc等)的功能的应用程序、实现进行行驶的车道的维持的车道维持辅助(lka、lta等)的功能的应用程序、实现为了使碰撞的损害减轻而自动地施加制动的碰撞损害减轻制动(aeb等)的功能的应用程序、实现警告车辆的行驶车道的脱离的车道脱离警报(ldw、lda等)的功能的应用程序等。
[0022]
驾驶辅助系统20的各应用程序21～23基于从未图示的各种传感器等取得(输入)的车辆的信息(识别传感器信息等)将保证了应用程序单独的功能性(商品性)的行动计划的要求作为应用程序的要求来向管理器10分别输出。该行动计划包含前后加速度、减速度等要求作为表示车辆的前后方向(纵向)的运动的信息。另外，行动计划包含转向角、曲率(或者曲率半径)等要求作为表示车辆的横向的运动的信息(以下称为“第1信息”)。表示车辆的横向的运动的信息是表示在与车辆的上下方向正交的平面中车辆向与车辆的前后方向交叉的方向的运动的信息。另外，各应用程序21～23能够将可以唯一地特定自身的应用程序的识别信息(应用id)与行动计划一起向管理器10分别输出。该应用id按照每个应用程序预先唯一地确定。
[0023]
该驾驶辅助系统20由具有cpu等处理器、存储器以及输入输出接口的电子控制单元(ecu：electronic control unit)等计算机实现。此外，构成驾驶辅助系统20的ecu的数
量、ecu安装的应用程序的数量并不特别地限定。另外，作为驾驶辅助系统20，也可以按照每个应用程序设置各自的ecu。例如，也可以由安装有自动驾驶应用程序的自动驾驶ecu、安装有自动驻车应用程序的自动驻车ecu、以及安装有先进驾驶辅助应用程序的adas-ecu构成驾驶辅助系统20。另外，也可以如安装有实现acc功能的adas应用程序的ecu、安装有实现lka功能的adas应用程序的ecu、以及安装有实现aeb功能的adas应用程序的ecu那样在多个adas应用程序安装多个ecu。
[0024]
多个致动系统31～33是用于实现驾驶辅助系统20的各应用程序21～23输出的行动计划的要求的实现系统的结构元件。作为致动系统31～33的一个例子，存在电动动力转向(eps：electric power steering)系统，该电动动力转向系统包括能够使转向轴产生辅佐转向车轮的转向操纵的扭矩的转向致动器(eps马达等)，并通过控制该转向致动器的动作来实现行动计划的要求的一部分或者全部。另外，作为致动系统31～33的一个例子，存在电动制动系统(ebs：electronic brake system)，该电动制动系统包括能够使车辆产生制动力的制动器致动器(液压制动器等)，并通过控制该制动器致动器的动作来实现行动计划的要求的一部分或者全部。另外，作为致动系统31～33的一个例子，存在动力传动系统，该动力传动系统包括能够使车辆产生制动驱动力的动力传动致动器(发动机、变速器等)，通过控制动力传动致动器的动作来实现行动计划的要求的一部分或者全部。此外，搭载于车辆的致动系统的数量并不限定于图示的3个。
[0025]
管理器10基于从驾驶辅助系统20的多个应用程序21～23接受的行动计划的要求来决定与车辆的运动有关的控制内容，并基于该决定的控制内容来对多个致动系统31～33中的至少一个输出所需的要求。换言之，管理器10对致动系统31～33中的一个或者多个进行运动要求的分配。
[0026]
该管理器10作为所谓的与车辆的运动有关的adas-mgr、vehicle-mgr等、或者作为adas-mgr、vehicle-mgr的一部分而发挥功能，控制车辆的活动。在图2中示出管理器10的功能框图的一个例子。图2所示的管理器10包括接受部11、调节部12、第1输出部13、第2输出部14以及存储部15。
[0027]
接受部11接受驾驶辅助系统20的应用程序21～23输出的一个或者多个行动计划的要求。本实施方式中的行动计划包括转向角或曲率(或者曲率半径)作为表示adas应用程序输出的车辆的横向的运动的第1信息。将接受部11接受到的行动计划的要求向调节部12输出。
[0028]
调节部12对接受部11从驾驶辅助系统20的应用程序21～23接受到的一个或者多个行动计划的要求进行调节。作为该调节的处理，能够例示基于规定的选择基准(例如，min选择)来从多个行动计划中选择出一个行动计划。另外，作为其它的调节处理，也能够基于多个行动计划来设定新的行动计划。在行动计划的要求是一个的情况下，采用该行动计划作为调节结果。
[0029]
第1输出部13将基于调节部12的行动计划的要求的调节结果的运动要求对致动系统31～33中的至少一个输出。该运动要求是要求用于使被调节后的行动计划实现的车辆的活动的物理量，并且是适合于输出对象的致动系统的物理量。该物理量能够根据需要变换。例如，在输出对象的致动系统是eps系统的情况下，输出车轮的转向角(转向系统的转向操纵角)作为运动要求。
[0030]
第2输出部14将驾驶辅助系统20的应用程序21～23为了生成表示行动计划所包含的车辆的横向的运动的第1信息而使用的信息、数据(以下称为“第2信息”)向多个应用程序21～23中的至少一个输出。作为一个例子，第2信息包括作为与车辆的规格(常量)有关的信息的从车辆的重心点到前轮的距离、从车辆的重心点到后轮的距离、从前轮轮胎产生的侧偏刚度、以及从后轮轮胎产生的侧偏刚度、作为与车辆的状态量(变量)有关的信息的车辆的质量、车辆的行驶速度、车辆的重心点的偏滑角(或者车身滑移角)、以及偏航率中的至少一个。将与车辆的规格(常量)有关的信息存储于后述的存储部15。能够从未图示的各种车载设备取得与车辆的状态量(变量)有关的信息。
[0031]
更具体而言，在接受部11从应用程序21～23接受的第1信息是转向角的情况下，第2输出部14将从车辆的重心点到前后轮的距离、从前后轮轮胎产生的侧偏刚度、车辆的质量、速度、偏滑角以及偏航率作为第2信息对生成第1信息的应用程序输出。另外，在接受部11从应用程序21～23接受的第1信息是曲率或者曲率半径的情况下，第2输出部14将车辆的速度、偏滑角以及偏航率作为第2信息对生成第1信息的应用程序输出。
[0032]
存储部15存储作为第2输出部14对应用程序21～23输出的第2信息，即、从车辆的重心点到前轮的距离、从车辆的重心点到后轮的距离、从前轮轮胎产生的侧偏刚度、以及从后轮轮胎产生的侧偏刚度等与车辆的规格(常量)有关的信息。
[0033]
此外，以上说明的搭载于车辆的管理器10、驾驶辅助系统20以及多个致动系统31～33的结构是一个例子，能够适当地追加、替换、变更、省略等。另外，各设备的功能能够适当地集中于一个设备、分散于多个设备来进行安装。
[0034]
[第1信息的生成方法]
[0035]
进一步参照图3和图4，对由应用程序21～23进行的基于第2信息的第1信息的生成方法进行说明。
[0036]
第1例
[0037]
第1例对生成转向角作为第1信息的方法进行说明。图3是用于对二轮车模型的运动方程式进行说明的图。
[0038]
若假定为侧偏力作用于y轴方向，则在质量m的车辆以恒定的速度v行驶的情况下，车辆的运动方程式关于车辆的重心点的偏滑角(或者车身滑移角)β和车辆的偏航率γ如以下的式[1]那样求出。这里，i是惯性力矩。lf是从车辆的重心点到前轮的距离。lr是从车辆的重心点到后轮的距离。cff是前轮的侧偏力。cfr是后轮的侧偏力。
[0039]
【数式1】
[0040][0041]
上述的式[1]若代入用以下的式[2]表示的侧偏力的线形模型，则能够通过下述的式「3」来表达。kf是从前轮轮胎产生的侧偏刚度。kr是从后轮轮胎产生的侧偏刚度。
[0042]
【数式2】
[0043]
cff＝-kfβf，cfr＝-krβr…
[2]
[0044]
【数式3】
[0045][0046]
并且，上述的式[3]若代入用以下的式[4]表示的轮胎的偏滑角的关系，则能够如下述的式「5」那样表达。这里，βf是前轮轮胎的偏滑角，βr是后轮轮胎的偏滑角。另外，δ是前轮的转向角。
[0047]
【数式4】
[0048][0049]
【数式5】
[0050][0051]
若着眼于前轮的转向角δ来整理上述的式[5]，则能够如以下的式[6]那样表示。
[0052]
【数式6】
[0053][0054]
这样，应用程序21～23能够基于作为第2信息而从管理器10取得的从车辆的重心点到前轮的距离lf、从车辆的重心点到后轮的距离lr、从前轮轮胎产生的侧偏刚度kf、从后轮轮胎产生的侧偏刚度kr、车辆的质量m、速度v、偏滑角β以及偏航率γ，来容易地生成前轮的转向角δ(第1信息)。
[0055]
第2例
[0056]
第2例对生成曲率作为第2信息的方法进行说明。图4是用于对曲率与加速度的关系进行说明的图。
[0057]
在图4中，切线的速度v能够基于曲率半径ρ和角速度ω用以下的式[7]表示。
[0058]
【数式7】
[0059]
v＝ρω
…
[7]
[0060]
上述的式[7]能够变形为如以下的式[8]那样，曲率半径ρ和作为该曲率半径的倒数的曲率1/ρ能够使用车辆的速度v、重心点的偏滑角(或者车身滑移角)β以及车辆的偏航率γ来表达。
[0061]
【数式8】
[0062][0063]
因此，法线方向的加速度能够通过以下的式[9]来求出。
[0064]
【数式9】
[0065][0066]
这样，应用程序21～23能够基于作为第2信息而从管理器10取得的车辆的速度v、偏滑角β以及偏航率γ，来容易地生成曲率1/ρ或者曲率半径ρ(第1信息)。
[0067]
＜作用
·
效果＞
[0068]
如以上那样，根据本公开的一个实施方式所涉及的车辆系统，管理器将为了生成表示车辆的横向的运动的信息(第1信息)而所需的信息(第2信息)向adas应用程序中的至少一个输出。由此，取得第2信息的adas应用程序能够基于从管理器反馈而取得的作为第2信息的车辆的规格、状态量等来计算取得时的表示车辆的横向的运动的信息(转向角、曲率等)，并基于该计算出的值适当地修正要求的行动计划。
[0069]
另外，在本公开的一个实施方式所涉及的车辆系统中，管理器保持或者生成为了生成表示车辆的横向的运动的信息(第1信息)而所需的信息(第2信息)。由此，能够使第2信息的精度提高。另外，adas应用程序无需预先设定和保持车辆的规格等的信息，从而能够简化应用程序的规格。
[0070]
另外，在本公开的一个实施方式所涉及的车辆系统中，在使用曲率或者曲率半径作为表示车辆的横向的运动的信息(第1信息)的情况下，计算所需的信息(数据)较少即可，因此能够实现安装了adas应用程序的电子控制单元(ecu)的处理负荷的减轻、和管理器与adas应用程序之间的通信负荷的减轻。
[0071]
以上，对本公开技术的一个实施方式进行了说明，但本公开不仅能够作为搭载于车辆的管理器来理解，还能够作为电子控制单元、包括电子控制单元和管理器在内的系统、具备处理器、存储器以及存储装置的管理器所执行的控制方法、控制程序、存储有控制程序的计算机可读取的非临时性的存储介质、或者具备管理器的车辆等来理解。
[0072]
本公开可适用于搭载在车辆等的管理器等。