CN105292086A - 容错车辆速度 - Google Patents

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Abstract

一种自主车辆控制子系统包括第一和第二制动控制模块以及多个车轮速度传感器，该第一和第二制动控制模块彼此通信地和电力地连接，该多个车轮速度传感器通信地连接至第一制动控制模块。第一模块被设定为从车轮速度传感器接收车轮速度数据，并且第二模块被设定为在第一模块故障的情况下处理车轮速度数据。

Description

容错车辆速度
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年7月11日提交的题目为“容错车辆速度传感器系统及方法”的美国临时专利申请号为62/023,475的专利申请的优先权，通过引用将它的全部内容结合于此。
背景技术
元件和/或部件之间的冗余元件和/或连接器在车辆中很难提供，但是非常重要，尤其是在无人工干预地执行的车辆操作(有时被称为“自主操作”)中使用这种元件、连接器、部件等的情况下。例如，对于车轮速度传感器，不但难以将传感器封装进转向节和轴承，而且甚至有可能使精密布线以连接轮端的线缆或电线由于反复地弯折和挠曲而故障。
发明内容
根据本发明，提供一种系统，该系统包含自主车辆控制子系统，该自主车辆控制子系统包含：
第一和第二制动控制模块，该第一和第二制动控制模块彼此通信地和电力地连接；
多个车轮速度传感器，该多个车轮速度传感器通信地连接至第一制动控制模块；
其中第一模块被设定为接收来自车轮速度传感器的车轮速度数据，并且第二模块被设定为在第一模块故障的情况下处理车轮速度数据。
根据本发明的一个实施例，第一模块和第二模块分别被设定为至少部分地基于车轮速度数据向车辆中的制动执行器提供信号。
根据本发明的一个实施例，一旦检测到故障，第一模块被设定为使用车轮速度数据来计算至少一个车轮速度，并向第二模块提供至少一个车轮速度。
根据本发明的一个实施例，一旦检测到故障，第一模块被设定为便通过调制电信号向第二模块提供车轮速度数据，并且第二模块被设定为基于调制电信号计算车轮速度。
根据本发明的一个实施例，一旦检测到故障，第一模块被设定为从少于所有的车轮速度传感器接收车轮速度数据。
根据本发明的一个实施例，系统进一步包含动力传动系统控制模块，该动力传动系统控制模块被设定为计算从动轮的平均速度，并向第二模块提供从动轮的平均速度。
根据本发明的一个实施例，从动轮的平均速度通过有线连接器提供给第二模块。
根据本发明的一个实施例，第一模块被电连接至第二模块，用于在第一模块动力故障的情况下由第二模块向第一模块提供动力。
根据本发明的一个实施例，第一模块被设定为向多个车轮速度传感器提供电力。
根据本发明的一个实施例，在第一模块动力故障的情况下，来自第二模块的动力被提供给多个车轮速度传感器。
根据本发明，提供一种系统，该系统包含自主车辆控制子系统，该自主车辆控制子系统包含：
第一和第二制动控制模块，该第一和第二制动控制模块彼此通信地和电力地连接；
多个车轮速度传感器，其中包括至少第一个车轮速度传感器的车轮速度传感器第一子组通信地连接至第一模块，并且不与第二模块通信地连接，以及包括至少第二个车轮速度传感器的车轮速度传感器第二子组通信地连接至第二模块，并且不与第一模块通信地连接；
其中，第一模块和第二模块的每一个分别被设定为使用来自至少一个车轮速度传感器的数据来确定提供给制动执行器的信号。
根据本发明的一个实施例，第一模块和第二模块分别被设定为至少部分地基于来自至少一个车轮速度传感器的数据来生成提供给制动执行器的信号。
根据本发明的一个实施例，一旦检测到故障，第一模块被设定为使用来自至少一个车轮速度传感器的数据来计算至少一个车轮速度，并向第二模块提供至少一个车轮速度。
根据本发明的一个实施例，一旦检测到故障，第一模块被设定为通过调制电信号向第二模块提供来自至少一个车轮速度传感器的数据，并且第二模块被设定为基于调制电信号计算车轮速度。
根据本发明的一个实施例，一旦检测到故障，第一模块被设定为从少于所有的车轮速度传感器接收来自至少一个车轮速度传感器的数据。
根据本发明的一个实施例，系统进一步包含动力传动系统控制模块，该动力传动系统控制模块被设定为计算从动轮的平均速度，并向第二模块提供从动轮的平均速度。
根据本发明的一个实施例，从动轮的平均速度通过有线连接器提供给第二模块。
根据本发明的一个实施例，第一模块被电连接至第二模块，用于在第一模块动力故障的情况下由第二模块向第一模块提供动力。
根据本发明的一个实施例，第一模块被设定为向多个车轮速度传感器提供电力。
根据本发明的一个实施例，在第一模块动力故障的情况下，来自第二模块的动力被提供给多个车轮速度传感器。
附图说明
图1是示例性车辆速度传感器系统的框图；
图2是另一示例性车辆速度传感器系统的框图；
图3说明了用于应对制动控制模块中的失灵情况的示例性过程。
具体实施方式
有必要提供一种处理车轮速度传感器中可能的故障的系统及方法，该传感器例如用于自主或半自主车辆。处理这种问题的示例性自主车辆控制系统包括彼此通信地并且电力地连接的第一和第二制动控制模块，以及多个通信地连接至第一制动控制模块的车轮速度传感器。第一模块被设定为从车轮速度传感器接收车轮速度数据。第二模块被设定为在第一模块故障的情况下处理车轮速度数据。
所示元件可以采用许多不同的形式并且包括多种和/或可替代的部件和设施。所示的示例部件并非限制的意思。实际上，可以利用另外的或可选的部件和/或实施方式。
图1是车辆速度传感器系统100a的示例的框图。车辆101中的自主子系统105包括第一和第二制动控制模块106、107。通常，自主子系统105可以包含用于执行各种操作的软件和硬件的结合，该操作例如接收和处理传感器数据、接收和处理来自车辆101各种部件的数据、以及向车辆101的各种部件提供信息和指令以支持各种自主动作，即，无需操作人员控制或干预而执行的车辆101的操作。例如，模块106、107总体各自包括处理器和存储器，存储器包括一种或更多种计算机可读介质的形式，并储存由处理器执行并用于完成各种操作的指令，该操作包括这里所描述的。
模块106、107总体包括控制车辆101的制动器的程序，例如，发送信号以启动一个或更多车辆101的制动器(未显示)。进一步地，制动控制模块106，有时被称作“主”模块106，通信地耦接至多个车轮速度传感器110。例如，这里所讨论的各种部件，包括模块106、107以及传感器110，可以被设定为用于在一个或更多控制器局域网(CAN)总线或诸如此类上通信或与其连接，和/或可以使用其它通信机制和/或协议。
模块106还进一步被电力地并通信地连接至制动控制模块107，制动控制模块107有时被称作“次级”模块107。这样，次级模块107可以向模块106提供至少数量有限的动力。因此，在动力损失故障影响主模块106接收和/或处理来自车轮传感器110的信号的情况下，次级模块107可以向主装置106提供动力。例如，如图1所示，子系统105可以连接到至少两个动力源125、126，并且特别地，第一动力源125可以连接至控制模块106，以及第二动力源126可以连接至控制模块107。
因此，一旦第一动力源125的故障导致了主模块106的故障，由此主模块106不能够为传感器110提供动力并处理与传感器110相互发送的信号或者上述能力受损，主模块106可以从次级模块107获取动力，次级模块107转而从次级动力源126接收动力。在这种情况下，主装置106可以分配从次级模块107获得的动力，以便给传感器110提供动力。主装置106可以进一步将从一个或更多传感器110获得的关于车轮速度的信息提供给次级模块107。随后次级模块107可以使用车轮速度的信息向车辆101的制动执行器提供指令。
系统100a可以以各种方式来实施。例如，在一种可能的方法中，主模块106从次级模块107获取的有限的动力可以被用于向车轮速度传感器110提供动力，并接收来自传感器110的车轮速度数据，由此确定车轮速度，并通过连接器将车轮速度传送给次级模块107，该连接器例如用于提供动力、传感器数据等的为人所熟知的有线连接器。
在另一实施例中，主模块106从次级模块107获取的有限的动力可以被用于向车轮速度传感器110提供动力，并同时通过调制电信号向次级模块107提供来自车轮速度传感器110的数据，该调制电信号提供在模块106、107之间的专用电连接器上。那么次级模块107可以包括基于通过调制电信号接收到的信息来计算车轮速度的程序。在任一前述实施例的又一进一步变化中，车辆101中的另一子系统，例如，动力传动系统控制器或诸如此类(未显示)，可以被用于计算由车辆101动力传动系统驱动的车轮的平均速度，该平均速度可以被传送至次级模块107，例如通过如前所述的有线连接。
图2是车辆101的速度传感器系统100b的另一示例的框图。系统100b包括自主子系统105，该自主子系统105包括制动控制模块108、109，该制动控制模块108、109被设定为以类似于以上关于模块106、107叙述的方式来提供信号以驱动车辆101。模块108、109分别被通信地耦接到车辆101中至少一个、但不是所有的车轮速度传感器110，例如通过有线连接器或诸如此类。图2中的示例显示了一种用于将传感器110连接至模块108、109的可能的方案。
在车辆101和自主子系统105典型的操作过程中，模块108、109彼此通信，以提供来自多个传感器110的车轮速度数据，借此每一个模块108、109可以执行用于控制车辆101制动器的操作。然而，如果模块108、109中的一个出现故障，例如动力损失，随后另一个模块108、109将拥有至少一些车轮速度数据，即，来自至少一个车轮速度传感器110的车轮速度数据。与特定车辆101车轮相关的特定车轮速度传感器110的测定取决于其它传感器110的可用性、每一个模块108、109的控制权限和处理能力、和/或其它可能的因素，该特定车辆101车轮应当连接到特定的逻辑器件。进一步地，由于车轮速度信息在被第一模块108处理并提供给第二模块109的过程中可能会被延迟，因此有必要修正车辆101的其它程序，例如制动控制模块108、109中的防抱死控制程序。
系统100b，以及还有系统110a，可以进行变化以满足用于特定环境或特定条件下的故障/失灵处理的需求。例如，如果车辆101仅在某种“好的”条件下执行自动化的自主操作，例如在白天、干燥天气等，则次级制动控制模块107或109的减少的车轮速度数据和/或降低的处理能力是可以被接受的。同样，如果制动控制器可以被配置成提供可以接受的减速速率而不会导致车轮抱死(wheel-lock)，则在正常情况下可以不需要车轮速度传感器110用于制动控制。另外，除了考虑到制动控制决策的车轮速度传感器110以外，自主车辆101可以装备有其它的传感器。
图3说明了用于应对制动控制模块106、107、108、109等的失灵情况的过程300的示例。过程100起始于框305，在框305中自主子系统105例如通过如前所述的模块106、107、108、109等进行监控，以确定是否检测到失灵。
在紧随框305的框310，如果检测到失灵，则过程300继续前进至框315。否则，过程300继续前进至框320。例如，可以通过主模块106或108检测到失灵或故障，主模块106或108检测动力损失和/或来自次级模块107或109的通信损失。
在框315中，检测到的失灵被解除，例如，以前述方式。
在紧随框310、315任一者之后的框320中，确定过程300是否应当继续。例如，当车辆101熄火时，过程300可以结束。在任何情况下，如果过程300要继续，则控制返回框305。否则过程300结束。
在此有利地公开了一种以对现有制动控制部件最小的改动、关于各种潜在的故障原因为制动控制器提供稳健性和故障处理的系统及方法。例如但不限于，本系统及方法在关于下列可能的故障原因的稳健性方面极具竞争力：动力、微处理器、信号调节、功率调节、晶体振荡器故障等。
例如这里所说明的那些计算装置总体上每一个都包括由一个或多个例如上述说明的计算装置所执行的并且用于实施上述程序的框或步骤的指令。例如上述程序框可以具体化为计算机可执行指令。
计算机可执行指令可以由计算机程序编译或解释，该计算机程序采用多种编程语言和/或技术创建，这些编程语言和/或技术包括但并不限于单独地或组合的JavaTM、C、C++、VisualBasic、JavaScript、Perl、HTML等。通常，处理器(例如微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，由此实施一个或多个程序，包括这里所描述的一个或多个程序。这样的指令或其他数据可以采用各种计算机可读介质存储和传送。计算装置内的文件总体上是存储在例如存储介质、随机存取存储器等计算机可读介质上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供数据(例如指令)的任何介质，该数据可以由计算机读取。这样的介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质等。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘或其他永久性存储器。易失性介质可以包括典型地构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。计算机可读介质的常规形式包括，如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM(只读光盘存储器)、DVD(数字化视频光盘)、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM(随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM(闪速电可擦除可编程只读存储器)、任何其他存储器芯片或内存盒，或者任何其他计算机可读取的介质。
在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。而且，这些元件中的一些或全部都可以改变。关于这里所述的介质、程序、系统、方法等，应理解的是虽然这样的程序等的步骤描述为按照一定的顺序排列发生，但这样的程序可以采用以这里描述的顺序之外的顺序完成的描述的步骤来进行实施。进一步应该理解的是，某些步骤可以同时执行，可以添加其他步骤，或者可以省略这里所述的某些步骤。换言之，这里的程序的描述提供用于说明某些实施例的目的，并且不应该解释为限制要求保护的发明。
相应地，应理解的是上面的描述的目的是说明而不是限制。通过阅读上面的描述，除了提供的示例外的许多实施例和应用对本领域技术人员而言都是显而易见的。本发明的范围应参照所附权利要求以及所述权利要求所享有的全部等效范围而确定，而不是参照上面的说明而确定。可以预期的是这里所讨论的领域将出现进一步的发展，并且旨在将所公开的系统和方法结合到这样的未来的实施例中。总之，应理解的是本发明能够进行修正和变化并且仅由下述权利要求来限定。
在权利要求中所使用的所有术语旨在给予其本领域的技术人员理解的最常用的意思，除非在这里做出了明确相反的指示。特别是单数冠词——如“一”、“该”、“所述”等——的使用应该理解为叙述一个或多个所示元件，除非权利要求陈述了明确相反的限制。

Claims (11)

1.一种系统，所述系统包含自主车辆控制子系统，所述自主车辆控制子系统包含：
第一和第二制动控制模块，所述第一和第二制动控制模块彼此通信地和电力地连接；
多个车轮速度传感器，所述多个车轮速度传感器通信地连接至所述第一制动控制模块；
其中所述第一模块被设定为接收来自所述车轮速度传感器的车轮速度数据，并且所述第二模块被设定为在所述第一模块故障的情况下处理所述车轮速度数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一模块和所述第二模块都被设定为至少部分地基于所述车轮速度数据向车辆中的制动执行器提供信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，一旦检测到故障，所述第一模块被设定为使用所述车轮速度数据来计算至少一个车轮速度，并向所述第二模块提供所述至少一个车轮速度。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，一旦检测到故障，所述第一模块被设定为通过调制电信号向所述第二模块提供所述车轮速度数据，并且所述第二模块被设定为基于所述调制电信号计算所述车轮速度。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，一旦检测到故障，所述第一模块被设定为从少于所有的所述车轮速度传感器接收所述车轮速度数据。
6.一种系统，所述系统包含自主车辆控制子系统，所述自主车辆控制子系统包含：
第一和第二制动控制模块，所述第一和第二制动控制模块彼此通信地和电力地连接；
多个车轮速度传感器，其中包括至少第一个所述车轮速度传感器的车轮速度传感器第一子组通信地连接至所述第一模块，并且不与所述第二模块通信地连接，以及包括至少第二个所述车轮速度传感器的车轮速度传感器第二子组通信地连接至所述第二模块，并且不与所述第一模块通信地连接；
其中，所述第一模块和所述第二模块的每一个分别被设定为使用来自至少一个所述车轮速度传感器的数据来确定提供给制动执行器的信号。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一模块和所述第二模块分别被设定为至少部分地基于来自至少一个所述车轮速度传感器的数据来生成提供给所述制动执行器的信号。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，一旦检测到故障，所述第一模块被设定为使用来自至少一个所述车轮速度传感器的数据来计算至少一个车轮速度，并向所述第二模块提供所述至少一个车轮速度。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，一旦检测到故障，所述第一模块被设定为通过调制电信号向所述第二模块提供来自至少一个所述车轮速度传感器的数据，并且所述第二模块被设定为基于所述调制电信号计算车轮速度。
10.根据权利要求6所述的系统，其中，一旦检测到故障，所述第一模块被设定为从少于所有的所述车轮速度传感器接收来自至少一个所述车轮速度传感器的数据。
11.根据权利要求6所述的系统，进一步包含动力传动系统控制模块，所述动力传动系统控制模块被设定为计算从动轮的平均速度，并向所述第二模块提供所述从动轮的平均速度。
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