CN107867292B - 自主车辆中的安全关键系统控制 - Google Patents

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Abstract

车辆的安全关键车辆系统的健康性和完整性可以通过用第一电源使安全关键车辆系统通电、确定第一电源的第一电压、然后确定第二电源的第二电压来确定。比较第一和第二电压可以确定安全关键车辆系统的健康性和完整性。

Description

自主车辆中的安全关键系统控制
技术领域
本公开一般涉及车辆控制系统，并且更具体地，涉及自主车辆中的安全关键系统控制。
背景技术
车辆可以配备为在自主和乘客驾驶模式下操作。当在自主模式下操作时，可以使用一组传感器来驾驶车辆而不需要乘客的帮助。
发明内容
根据本发明，提供一种方法，包括：
用两个或更多个电源中的第一电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第一电压；
确定所述两个或更多个电源中的第二电源的第二电压；以及
确定组合的第一电压和第二电压在第一预定电压的第一预定公差范围内，从而确定所述第一电源的健康性和完整性是良好的。
根据本发明的一个实施例，方法还包括：
使所述第一电源断电；
用所述第二电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第三电压；
确定所述第二电源的第四电压；以及
确定组合的第三电压和第二电压在第二预定电压的第二预定公差范围内，从而确定所述第二电源的健康性和完整性是良好的。
根据本发明的一个实施例，其中确定完整性是良好的包括确定在包括所述第二电源的故障的一个或多个故障条件下，车辆电气系统被通电到第一预定电压的第一预定公差范围内。
根据本发明的一个实施例，其中所述车辆电气系统是安全关键车辆电气系统。
根据本发明的一个实施例，其中确定健康性是良好的包括只用所述第一电源使所述车辆电气系统通电到第一预定电压的第一预定公差范围内。
根据本发明的一个实施例，还包括：
所述一个或多个车辆电气系统包括具有电流矢量的一个或多个三相马达；以及
使一个或多个车辆电气系统通电包括用非扭矩产生电流矢量来使所述车辆电气系统通电。
根据本发明的一个实施例，其中在使车辆电气系统通电之前关闭与所述车辆电气系统相关联的一部分负载。
根据本发明的一个实施例，其中使所述车辆电气系统通电包括使一个或多个DC-DC转换器通电以代替使所述车辆电气系统通电。
根据本发明，提供一种装置，包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器包括要由所述处理器执行从而进行以下操作的指令：
用两个或更多个电源中的第一电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第一电压；
确定所述两个或更多个电源中的第二电源的第二电压；以及
确定第一电压和第二电压之间的差在第一预定电压的第一预定公差范围内，从而确定所述第一电源的健康性和完整性是良好的。
根据本发明的一个实施例，装置还包括：
使所述第一电源断电；
用所述第二电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第三电压；
确定所述第二电源的第四电压；以及
确定第三电压和第四电压之间的所述差在第二预定电压的第二预定公差范围内，从而确定所述第二电源的健康性和完整性是良好的。
根据本发明的一个实施例，其中确定完整性包括确定在包括所述第二电源的故障的一个或多个故障条件下，车辆电气系统被通电到第一预定电压的第一预定公差范围内。
根据本发明的一个实施例，其中所述车辆电气系统是安全关键车辆电气系统。
根据本发明的一个实施例，其中确定健康性包括只用所述第一电源使所述车辆电气系统通电到所述第一预定电压的所述第一预定公差范围内。
根据本发明的一个实施例，装置还包括：
所述一个或多个车辆电气系统包括具有电流矢量的一个或多个三相马达；以及
使一个或多个车辆电气系统通电包括用非扭矩产生电流矢量来使所述车辆电气系统通电。
根据本发明的一个实施例，在使车辆电气系统通电之前，关闭与所述车辆电气系统相关联的一部分负载。
根据本发明的一个实施例，其中使所述车辆电气系统通电包括使一个或多个DC-DC转换器通电以代替使所述车辆电气系统通电。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
包括处理器的计算设备；以及
存储器，所述存储器包括要由所述处理器执行从而进行以下操作的指令：
用两个或更多个电源中的第一电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第一电压；
确定所述两个或更多个电源中的第二电源的第二电压；以及
确定第一电压和第二电压之间的差在第一预定电压的第一预定公差范围内，从而确定所述第一电源的健康性和完整性是良好的。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括：
使所述第一电源断电；
用所述第二电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第三电压；
确定所述第二电源的第四电压；以及
确定第三电压和第四电压之间的差在第二预定电压的第二预定公差范围内，从而确定所述第二电源的健康性和完整性是良好的。
根据本发明的一个实施例，其中确定完整性是良好的包括确定在包括第二电源的故障的一个或多个故障条件下，车辆电气系统被通电到所述第一预定电压的所述第一预定公差范围内。
根据本发明的一个实施例，其中所述车辆电气系统是安全关键车辆电气系统。
附图说明
图1是根据所公开的示例的以自主和乘员驾驶模式操作的车辆的示意图；
图2是根据所公开的示例的车辆电气系统的示意图；
图3是根据所公开的示例来控制车辆安全关键系统的过程的流程图；
图4是根据所公开的示例来控制车辆安全关键系统的过程的流程图；以及
图5是根据所公开的示例来控制车辆安全关键系统的过程的流程图；
图6是根据所公开的示例来控制车辆安全关键系统的过程的流程图。
具体实施方式
车辆可以配备为在自主和乘客驾驶模式下操作。当在自主模式下操作时，可以使用一组传感器来驾驶车辆而不需要乘客的帮助。例如，乘客可以看到警告灯和消息，并通过操作例如制动器、转向或动力传动系统的安全关键系统来检测故障或不安全的操作，并确定车辆需要维修或不安全。在自主模式下，车辆可以配备为在操作之前和操作期间确定安全关键系统的健康性和完整性，以提醒合适的服务提供商为安全关键系统提供服务，并确定车辆是否不安全操作。
图1是根据所公开的实施方式的包括在自主和乘客驾驶模式下可操作的车辆110的车辆信息系统100的示意图。车辆110还包括一个或多个计算设备115，用于在自主操作期间执行用于驾驶车辆110的计算。计算设备115可以从传感器116接收关于车辆操作的信息。
计算设备115包括处理器和诸如已知的存储器。此外，存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储由处理器执行的用于执行各种操作的指令，包括如本文所公开的。例如，计算设备115可以包括编程以操作车辆制动器、推进器(例如通过控制内燃机、电动马达、混合发动机等来控制车辆110中的加速度)、转向装置、气候控制装置、内部和/或外部灯等中的一个或多个，以及确定计算设备115是否以及何时与人类操作者相对来控制这样的操作。
计算设备115可以包括多于一个计算设备或诸如经由下面进一步描述的车辆通信总线通信地连接到多于一个计算设备，例如包括在车辆110中的用于监控和/或控制诸如动力传动系统控制器112、制动控制器113、转向控制器114等的各种车辆部件。计算设备115通常被布置用于在诸如控制器局域网(CAN)等的诸如车辆110中的总线的车辆通信网络上进行通信；车辆110网络可以包括诸如已知的有线或无线通信机制，例如以太网或其他通信协议。
经由车辆网络，计算设备115可以向车辆中的各种设备发送消息和/或从各种设备接收消息，各种设备例如包括传感器116的控制器、驱动器、传感器等。或者或另外，在计算设备115实际上包括多个设备的情况下，车辆通信网络可以用于在本公开中表示为计算设备115的设备之间的通信。此外，如下所述，各种控制器或感测元件可以经由车辆通信网络向计算设备115提供数据。
另外，计算设备115可以被配置为经由网络130与远程服务器计算机120(例如云服务器)通过车对基础设施(V-I)接口111进行通信。如下所述，V-I接口111可以利用各种有线和/或无线联网技术，例如蜂窝、
Figure BDA0001416317350000061
Figure BDA0001416317350000062
和有线和/或无线分组网络。计算设备115还包括诸如已知的非易失性存储器。计算设备115可以通过将信息存储在非易失性存储器中来记录信息，以供稍后检索和经由车辆通信网络和V-I接口111发送到服务器计算机120或用户移动设备160。
如已经提到的，通常包括在存储在存储器的指令中并且由计算设备115的处理器执行的是用于在没有人类操作者的干预的情况下操作一个或多个车辆110部件，例如制动器、转向装置、推进器等的编程。使用在计算设备115中接收的数据，例如来自传感器116、服务器计算机120等的传感器数据，计算设备115可以进行各种确定和/或控制各种车辆110部件和/或操作，而没有驾驶员来操作车辆110。例如，计算设备115可以包括用于调节车辆110的例如速度、加速度、减速度、转向等操作行为以及诸如车辆之间的距离和/或车辆之间的时间量、车辆之间的车道变换最小间隙、左转穿过路径最小值(left-turn-across-pathminimum)，到达特定位置的时间和到达以穿过十字路口的十字路口(无信号)最短时间的战术行为的编程。
这里使用的术语“控制器”包括通常被编程为控制特定车辆系统的计算设备。示例包括动力传动系统控制器112、制动控制器113和转向控制器114。控制器可以是诸如已知的电子控制单元(ECU)，可能包括如本文所述的附加编程。控制器可以通信地连接到计算设备115并且接收来自计算设备115的指令，以根据该指令来驱动子系统。例如，制动控制器113可以从计算设备115接收指令以操作车辆110的制动器。
用于车辆110的一个或多个控制器112、113、114可以包括已知的电子控制单元(ECU)等，其包括作为非限制性示例的一个或多个动力传动系统控制器112、一个或多个制动控制器113和一个或多个转向控制器114。控制器112、113、114中的每一个可以包括相应的处理器和存储器以及一个或多个驱动器。控制器112、113、114可以被编程并连接到诸如控制器局域网(CAN)总线或局部互连网络(LIN)总线的车辆110通信总线，以从计算机115接收指令并基于该指令控制驱动器。
传感器116可以包括已知经由车辆通信总线提供数据的各种设备。例如，固定到车辆110的前保险杠(未示出)的雷达可以提供从车辆110到车辆110前方的下一个车辆的距离，或者设置在车辆110中的全球定位系统(GPS)传感器可以提供车辆110的地理坐标。由雷达提供的距离或由GPS传感器提供的地理坐标可以被计算设备115使用以自主地或半自主地操作车辆110。
车辆110通常是具有三个或更多个车轮的陆上自主车辆110，例如乘用车、轻型卡车等。车辆110包括一个或多个传感器116、V-I接口111、计算设备115和一个或多个控制器112、113、114。
传感器116可以被编程为收集与车辆110相关的数据以及车辆110正在操作所处的环境。作为示例而非限制，传感器116可以包括例如高度计、摄像机、激光雷达、雷达、超声波传感器、红外传感器、压力传感器、加速计、陀螺仪、温度传感器、压力传感器、霍尔传感器、光学传感器、电压传感器、电流传感器、诸如开关的机械传感器等。传感器116可用于感测车辆110正在操作所处的环境，例如天气条件、道路坡度、道路或邻近车辆110的位置。传感器116还可以用于收集与车辆110的操作相关的动态车辆110数据，例如速度、偏航率、转向角、发动机转速、制动压力、油压、施加到车辆110中的控制器112、113、114的功率电平、部件之间的连接性以及车辆110的电气和逻辑健康性。
图2是包括第一电源202和第二电源204的车辆电气系统200的示意图。例如，第一电源202和第二电源204可以是12伏电池。第一电源202和第二电源204可以包括在车辆110的车身208中。车辆110的车身208包括除了发动机舱206之外的车辆110的外表面和内部部分。
车身208可以支撑车辆110，并且可以是承载式或非承载式车身结构。例如，车身208包括包含发动机罩、车窗、车门、盖或舱口的车辆110的外表面以及包括例如乘客舱、行李厢和发动机舱206的车辆的内部空间。车身208的外部部分可以呈现A级、基本上无缺陷、精美的表面外观并且可以是任何功能上合适的材料，例如涂漆钢、铝和塑料等。
发动机舱206是车辆110的车身208的封闭部分，其包括包含第一和第二自动制动系统(ABS1)232和(ABS2)234以及第一和第二电子助力转向系统(EPAS1)236和(EPAS2)238的安全关键系统。车身208包括包含第一和第二摄像机226、244、第一和第二雷达228、246、激光雷达248、惯性位姿242、自主车辆驾驶信息管理器(AVPIM)230和虚拟驾驶员240的安全关键系统。
第一电源202可以由第一电池管理系统(FIRST BMS)210控制，并且第二电源204可以由第二电池管理系统(SECOND BMS)212控制。例如，第一和第二电池管理系统210、212可以通过控制到地面的通路来分别控制第一和第二电源202、204。通过第一和第二电池管理系统210、212中断到地面的电流通路可以有效地将第一和第二电源202、204从电路中消除，并防止第一和第二电源202、204使车辆电气系统200通电。第一和第二电源202、204在内部熔合并且在12伏输出处被捆绑在一起，以向第一保险丝盒214和第二保险丝盒218提供12伏电源。
第一和第二保险丝盒214、218也由第一和第二DC-DC(直流-直流)转换器222、224供电。例如，第一和第二DC-DC转换器将来自与电动传动系部件相关联的高压蓄电池的DC进行转换。以这种方式，当车辆110从再生制动产生电力时，例如，第一和第二DC-DC转换器222、224可以产生12伏电源，以经由第一和第二保险丝盒214、218以及第一和辅助配电总线(FIRST PDB、AUXILARY PDB)216、218向车辆电气系统供电。
第一配电总线216从第一保险丝盒214接收12伏电源，并通过内部高压线与母线的连接(bussing)向第一自动制动系统232提供冗余的12伏电源以及向第二自动制动系统234提供12伏电源。第一配电总线216向位于附接到车辆110的车身208或车身208内的发动机舱206外部的第一摄像机226、第一雷达228和自主车辆驾驶信息管理器(AVPIM)230提供12伏电源。第一摄像机226和第一雷达228被包括在传感器116中，并且第一自主车辆驾驶信息管理器230被包括在用于以自主模式驾驶车辆110的计算设备115中。
第二保险丝盒218向辅助配电总线220提供12伏电源，辅助配电总线220相应地向虚拟驾驶员240、惯性位姿242、第二摄像机244、第二雷达246、激光雷达248和远程信息处理装置250提供12伏电源。辅助配电总线220向第二电子助力转向系统238提供12伏电源，并且冗余地向第二自动制动系统234提供。由于12伏电源可以在第一和第二电子助力转向系统236、238以及第一和第二自动制动系统232、234内部以母线连接(bussed)，因此辅助配电总线220可以冗余地向第一自动制动系统232和第一电子助力转向系统236提供12伏电源。
虚拟驾驶员240包括包含在计算设备115中的编程。如已知的，虚拟驾驶员可以从包括惯性位姿242、第二摄像机244、第二雷达246以及激光雷达248的传感器116接收信息，惯性位姿242可以确定车辆110相对于真实世界的位置、位姿、速度和旋转，第二摄像机244与第一摄像机226一起提供关于车辆110的真实世界环境的信息，第二雷达246与第一雷达228一起提供关于车辆110的真实世界环境的信息，激光雷达248可以提供关于车辆110的真实世界环境的信息。
用第一和辅助配电总线216、220为第一摄像机226和第二摄像机244以及第一雷达228和第二雷达246提供12伏电源对这些安全关键系统提供冗余。自主车辆驾驶信息管理230可以包括在计算设备115中。计算设备115可以例如根据已知技术被编程，以集成来自包括第一和第二摄像机226、244、第一和第二雷达228、246、惯性位姿242和激光雷达248的传感器116的信息，以呈现真实世界的一致视图，以允许虚拟驾驶员240对车辆110进行驾驶决定。
远程信息处理装置250包括在计算设备115中，并且经由V-I接口111与服务器计算机120和用户移动设备160进行通信，以发送包括关于车辆110的状态的信息的信号，并且接收包括操作车辆110的命令的信号。例如，远程信息处理装置250可以与自主车辆驾驶信息管理器230和虚拟驾驶员240组合以便远程地操作车辆110。通过远程操作，我们意味着根据从车辆110外部的源接收的命令使车辆110进行操作，包括移动。
经由远程信息处理装置250的车辆110的远程操作可以包括混合远程操作，其中车辆110可以接收高级命令，例如：“前往服务区”。例如，虚拟驾驶员240和自主车辆驾驶信息管理器230然后可以确定车辆110相对于服务区的位置，并避免障碍物行进到服务区，并确保服务区的门在进入之前是开放的。
第一和第二电池管理系统210、212可以通过测量第一和第二电源202、204的电压来确定第一和第二电源202、204的电压。第一和第二电池管理系统210、212可操作以精确地测量第一和第二电压，第一和第二电源202、204是否使它们各自的第一和第二保险丝盒214、216通电。
可以参考图3描述所公开的示例的方面。图3是用于控制安全关键系统的过程300的流程图。过程300可以在计算设备115上实现，例如输入来自传感器116的信息和经由控制器112、113、114发送控制信号。过程300包括以所公开的顺序披露的多个步骤。过程300还包括包含更少步骤或采取不同顺序的步骤的实现方式。
可以参考图2描述过程300，图2示出了如上所述的车辆电气系统200。过程300在步骤302开始，在步骤302中计算设备115用第一电源202和第一电池管理系统210使第一和第二自动制动系统232、234、第一和第二电子助力转向系统236、238、第一摄像机226、第一雷达228以及自主车辆驾驶信息管理器230通电。
在步骤304，计算设备115用第一电池管理系统210确定随着第一电源使车辆电气系统200通电的第一电源202的第一电压。在步骤306，计算设备115确定第二电源204的第二电压。注意，第二电源204未被设置为通过第二电池管理系统212使车辆电气系统200通电。
在步骤308，计算设备115可以比较第一和第二电压以通过将第一电压与第二电压进行比较来确定第一电源202是否能够适当地向车辆电气系统200中的安全关键系统提供12伏电源，从而确定安全关键系统的健康性和完整性。确定可以定义为计算、估算、查找、调取、识别或以任何方式确定。确定安全关键系统的健康性可以定义为确定所有安全关键系统的组合电流消耗都在预定值的预定公差范围内。确定安全关键系统的完整性可以被定义为确定安全关键系统能够在第二电源204不存在的情况下由第一电源202适当地通电。
第一和第二电压之间的差可以确定第一电源202在第二电源204不存在的情况下向车辆电气系统200中的安全关键系统提供的电流量，并且由此指示它们都在电流消耗的公差内操作，并且第一电源202可以在第二电源204不存在的情况下将该电流提供给车辆电气系统200中的所有安全关键系统。
确定车辆电气系统200的安全关键系统的所有电流消耗的总和在预定值的预定公差范围内通过确定车辆电气系统200的所有安全关键系统可能消耗电流量确认了车辆电气系统200的安全关键系统的健康性，并且因此可以被确定为适当地操作，即，第一电源202的健康性和完整性良好。
可以通过确定车辆电气系统200的安全关键系统的所有电流消耗的总和来确定第一电源202的完整性。如果由第一和第二电压之间的差所证明的所有电流消耗的总和在预定值的预定公差范围内，则可以确定第一电源202可以在没有第二电源的情况下使车辆电气系统200的安全关键系统通电，并因此关于第二电源204的故障具有完整性。
例如，在由第一和第二电压之间的差所证明的与安全关键系统相关联的所有电流负荷的总和不在预定值的预定公差范围内的情况下，计算设备115可以将与该事件有关的信息记录在非易失性存储器中，将与该事件相关的警报信号发送到服务器计算机120、用户移动设备160或者以其他方式通过网络130发第一电源202未在预定值内操作并且需要服务的信号。例如，计算设备115可以控制车辆电气系统200的安全关键系统，以通过引导车辆110定位并行进到技术人员可以清洁电池极柱并测试与第一电源相关联的电压的服务区来确保第一电源的健康性和完整性。
当改变步骤302为当用第一电池管理系统210使第一电源202断电时用第二电源204和第二电池管理系统212使车辆电气系统200的安全关键系统通电时，可以重复过程300。重复步骤304、306和308，其中预定公差和预定电压是基于与用第二电源204使车辆电气系统200的安全关键系统通电相关联的第一和第二电压。
用第二电源204使车辆电气系统200的安全关键系统通电时重复过程300通过确定第一和第二电源202、204之间的电压差在预定电压的预定公差范围内确定了电源204的健康性。第二电源的完整性可以通过确定第一和第二电源202、204之间的电压差指示第二电源204提供12伏电源以使车辆电气系统200的安全关键系统适当地通电到预定值的预定公差范围内而被确定。
例如，在第一和第二电压之间的差所证明的所有电流消耗的总和不在预定值的预定公差范围内的情况下，计算设备115可以将与该事件有关的信息记录在非易失性存储器中，将与该事件有关的警报信号发送到服务器计算机120、用户移动设备160或者以其他方式通过网络130发第二电源204未在预定值内操作并且需要服务的信号。例如，计算设备115可以控制车辆电气系统200的安全关键系统，以通过引导车辆110定位并行进到技术人员可以清洁电池极柱并测试与第二电源相关联的电压的服务区来确保第二电源的健康性和完整性。
参考图4可以描述公开的示例的方面。图4是用于控制安全关键系统的过程400的流程图。过程400可以在计算设备115上实现，例如输入来自传感器116的信息和经由控制器112、113、114发送控制信号。过程400包括以所公开的顺序采取的多个步骤。过程400还包括包含更少步骤或采取不同顺序的步骤的实现方式。
例如，过程400可以作为过程300的步骤302执行。在过程300的步骤302，代替用第一或第二电源202、204使车辆电气系统200的安全关键系统通电，控制转到过程400。例如，过程400可以由计算设备115执行，并且然后控制返回到过程300。
在步骤402，计算设备115关闭与车辆电气系统200相关联的所有不必要的负载。不必要的负载包括与安全关键系统无关的包含在车辆电气系统200中的所有电气负载。例如，不必要的负载可以包括例如气候控制和娱乐系统的与安全关键操作无关联的传感器和控制器相关联的负载。这可以允许与安全关键系统相关联的电流和电压的更精确地测量，因为将不包括与安全关键系统无关的不必要负载的电流和电压。
在步骤404，计算装置115通过在第一DC-DC转换器22处测量第一DC-DC电压和在第二DC-DC转换器224处测量第二DC-DC电压来确定第一和第二DC-DC转换器电压。例如，电压可以由第一和第二电池管理系统210、212来测量。为了适当地确定安全关键系统的健康性和完整性，第一和第二DC-DC电压应该近似为零，因为除了安全关键系统负载之外，使第一和第二DC-DC转换器222、224通电还可以在车辆电气系统上引入电负载。这可以允许与安全关键系统相关联的电流和电压的更精确的测量，因为不包括来自第一和第二DC-DC转换器222、224的电压和电流。
在步骤406，计算设备115在第一电源202被引导以使车辆电气系统200通电之前确定第一电源202的第一预测试电压并且在第二电源204被引导以使车辆电气系统200通电之前确定第二电源204的第二预测试电压。例如，这些第一和第二预测试电压可以由计算设备115存储在非易失性存储器中，并在过程300的步骤308被调取以与第一和第二电压组合。
在步骤408，计算设备115通过引导第一电池管理系统210使第一电源202通电来使与第一配电总线216相关联的安全关键系统通电，第一配电总线216包括第一和第二自动制动系统232、234、第一和第二电子助力转向系统236、238、第一摄像机226、第一雷达228、以及自动车辆驾驶信息管理器230，并且通过引导第一和第二电池管理系统210、212将第一和第二电源以母线连接在一起以对辅助配电总线220以及因此对第二自动制动系统232、234、第一和第二助力转向系统236、238、虚拟驾驶员240、惯性位姿242、第二摄像机244、第二雷达246、激光雷达248和远程信息处理250提供来自第一电源202的12伏电源来使与第二配电总线220相关联的安全关键系统通电。
在步骤408之后，控制可以返回到过程300的步骤304，以确定与第一和第二电源202、204相关联的第一和第二电压，并且确定第一电源202的健康性和完整性。如上所述，在步骤306，计算设备115可以将第一和第二预测试电压与第一和第二电压组合，以确定第一电源202的健康性和完整性。
以与关于过程300所描述的类似的方式，可以重复过程400以用第二电源204而不是第一电源202使第一和第二配电负载通电，从而在过程300的步骤306确定车辆电气系统200的第二电源204的健康性和完整性。
参考图5可以描述所公开的示例的方面。图5是用于确定第一电源202的健康性和完整性的过程500的流程图。过程500可以在计算设备115上实现，例如输入来自传感器116的信息和经由控制器112、113、114发送控制信号。过程500包括以所公开的顺序采取的多个步骤。过程500还包括包含更少步骤或采取不同顺序的步骤的实现方式。
过程500是计算设备115可以通过使第一和第二DC-DC转换器222、224通电以提供用于确定第一和第二电压和电流的电负载而不使车辆电气系统200的安全关键系统通电来确定第一电源202的健康性和完整性的过程。这允许计算设备115与确定车辆电气系统200的安全关键系统的健康性和完整性分开地确定第一电源202的健康性和完整性，从而在确定车辆电气系统200的健康性和完整性方面提供更高的准确性。
确定车辆电气系统200的健康性和完整性的准确性被定义为基于本文公开的示例当车辆电气系统200的健康性和完整性不好时确定车辆电气系统200的哪个部分处于故障状态的能力。例如，计算设备115可以利用过程500确定第一和第二电源202、204的健康性和完整性是良好的，其提供了使用第一和第二DC-DC转换器222、224来测试第一和第二电源202、204的负载。例如，然后，当计算设备115可以用过程600确定电压和电流不在预定值的预定公差范围内时，其提供了用于使用与车辆电气系统200的安全关键系统相关联的负载来测试第一和第二电源202、204的负载，计算设备可以确定与车辆电气系统200的安全关键系统相关联的负载处于故障状态，因为在过程500处先前已经确定了第一和第二电源202、204具有良好的健康性和完整性。
过程500在步骤502开始，其中计算设备115根据过程500关闭如上关于图4所讨论的不必要的负载。在这种情况下，因为不需要安全关键系统负载，所以可以关闭与车辆电气系统200相关联的所有负载，包括车辆电气系统200的安全关键系统和车辆电气系统200的非安全关键系统。在步骤504，计算设备115可以从非易失性存储器调取第一和第二存储电压。第一和第二存储电压可以由计算设备115预先确定，或者已经由计算设备115基于先前经验存储在非易失性存储器中。
在步骤506，为第一电源202确定第一预DC测试电压，并且在步骤508，为第二电源204确定第二预DC测试电压。这些第一和第二预DC测试电压可以由计算设备115与第一和第二存储电压进行比较。可以将第一和第二预DC测试电压与第一和第二存储电压进行比较，以确定它们是否在预定公差范围内。如果它们不在预定公差范围内，则计算设备115可以记录和发送关于该事件的信息，并采取纠正措施以将车辆110引导到如上关于图3所述的服务区。
例如，在步骤508，计算设备115用来自与车辆110的电动传动系部件相关联的高压蓄电池的16伏脉冲来使第一DC-DC转换器222通电。在由第一电源202通电的同时用16伏脉冲使第一DC-DC转换器222通电将从第一电源以第一电压抽取第一电流。
在步骤510，计算设备115可以确定来自第一电源202的第一电流和第一电压，并且在步骤512确定来自第二电源204的第二电流和第二电压。在步骤514，第一和第二电压可以与第一和第二预DC测试电压组合，例如，以确定第一电源的健康性和完整性。第一和第二电压和电流以及组合电压可以通过计算装置115与存储的值进行比较。如果第一和第二电流和电压以及第一和第二电压的组合在预定值的预定公差范围内，则可以确定第一电源具有良好的健康性和完整性。
在电压、电流、电压差和电流差中的一个或多个不在预定公差内的情况下，计算设备115可以记录和发送关于该事件的信息，并采取纠正措施以将车辆110引导到如上关于图3所述的服务区。
在步骤508，当利用16伏脉冲使第二DC-DC转换器224而不是第一DC-DC转换器222通电时，重复过程500可以允许计算设备确定第二电源204的健康性和完整性。通过使DC-DC转换器通电来确定第一和第二电源202、204的健康性和完整性可以提供对车辆电气系统200的健康性和完整性的冗余和准确的确定，因为可以独立于车辆电气系统200的安全关键系统的健康性和完整性来确定第一和第二电源202、204的健康性和完整性。
在通过使第二DC-DC转换器224通电以向第二电源204提供电负载而确定的第一和第二电压和电流在预定值的预定公差内的情况下，可以确定第二电源204的健康性和完整性是良好的。在电压、电流、电压差和电流差中的一个或多个不在预定公差内的情况下，计算设备115可以记录和发送关于该事件的信息，并且采取纠正措施以将车辆110引导到如上关于图3所述的服务区。
参考图6可以描述公开的示例的方面。图6是用于确定车辆电气系统200安全关键系统的第一子集的健康性和完整性的过程600的流程图。过程600可以在计算设备115上实现，例如输入来自传感器116的信息和经由控制器112、113、114发送控制信号。过程600包括以所公开的顺序采取的多个步骤。过程600还包括包含更少步骤或采取不同顺序的步骤的实现方式。
过程600是计算设备115根据过程600可以确定车辆电气系统200的安全关键系统的第一子集的健康性和完整性的过程。可以确定车辆电气系统200的安全关键系统的第一子集的健康性和完整性，因为第一和第二电源202、204的健康性和完整性可以由过程500独立地确定，而不使车辆电气系统200的安全关键系统通电。因为第一和第二电源202、204具有已知的且由计算设备115存储在非易失性存储器中的电压和电流值，所以与电压或电流的预定值的任何偏差可归因于被通电的安全关键系统的子集。
过程600开始于步骤602，其中计算设备115根据过程600关闭如上关于图4所述的不必要的负载。在步骤604，计算设备115可以从非易失性存储器中调取来自先前执行的步骤例如步骤304、306和406中的第一和第二存储电压。在步骤606，为第一电源202确定第一预DC测试电压，并且在步骤608，为第二电源204确定第二预DC测试电压。这些第一和第二预DC测试电压可以通过计算设备115与在步骤604调取的第一和第二存储电压进行比较。可以将第一和第二预DC测试电压与第一和第二存储电压进行比较，以确定它们是否在存储值的预定公差范围内。如果它们不在预定公差范围内，则计算设备115可以记录和发送关于该事件的信息，并采取纠正措施以将车辆110引导到如上关于图3所述的服务区。
例如，在步骤608，计算设备115利用来自与车辆110的电动传动系部件相关联的高压蓄电池的16伏的脉冲使第一和第二DC-DC转换器222、224通电。利用16伏脉冲使第一和第二DC-DC转换器222、224通电将向第一和第二电源202、204供电和电负载。
当计算设备115利用16伏脉冲使第一DC-DC转换器222通电时，在步骤610，计算设备115可以通过引导与第一保险丝装置214相关联的安全关键系统来使安全关键系统的第一子集通电，以在最大负载操下作并且引导与第二保险丝装置218相关联的安全关键系统关闭。
例如，与第一保险丝装置相关联的安全关键系统包括第一自动制动系统232、第一电子助力转向系统236、第一摄像机226、第一雷达228、自主车辆驾驶信息管理器230以及通过交叉高压线与母线的连接，第二自动制动系统234和第二电子助力转向系统238。例如，与第二保险丝装置相关联的安全关键系统包括第二自动制动系统、第二电子助力转向系统238、虚拟驾驶员240、惯性位姿242、第二摄像机244、第二雷达246、激光雷达248、远程信息处理装置250以及通过交叉高压线与母线的连接，第一自动制动系统232和第一电子助力转向系统236。
在步骤612，计算设备115可以确定来自第一电源202的第一电流和第一电压，并且在步骤614确定来自第二电源204的第二电流和第二电压。在步骤616，也可以将第一和第二电压和电流与在步骤504调取并在步骤506确定的第一和第二电压进行比较。如果电压、电流和电压差以及电流差都在预期值的预定公差范围内，则计算设备115可以确定第一电源202的健康性和完整性是良好的。
在电压、电流、电压差和电流差不在预定公差范围内的情况下，计算设备115可以记录和发送关于该事件的信息，并采取纠正措施以将车辆110引导到如上关于图3所述的服务区。
当在步骤610利用16伏脉冲使安全关键系统的第二子集而不是安全关键系统的第一子集通电时重复过程600可以允许计算设备确定安全关键系统的第二子集的健康性和完整性。通过以最大负载一次一个地使安全关键系统的第一和第二子集通电来确定安全关键系统的第一和第二子集的健康性和完整性可以提供安全关键系统的健康性和完整性的准确确定，包括在第一和第二自动制动系统232、232以及第一和第二电子助力转向系统236、238上的交叉高压线与母线的连接电力。
诸如这里讨论的那些计算设备通常各自包括可由一个或多个计算设备(诸如上述那些)执行以及用于执行上述过程的框或步骤的指令。例如，上面讨论的过程框可以被实现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，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++、Visual Basic、Java Script、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，由此完成一个或多个程序，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在文件中和发送。计算设备中的文件通常是存储在诸如存储介质、随机存取存储器等的计算机可读介质上的数据的集合。
计算机可读介质参与提供数据(例如指令)的介质，该数据可以由计算机(例如计算机处理器)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、磁盘、任何其他磁性介质、CD-ROM(只读光盘驱动器)、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盒，或者任何其他计算机可读取的介质。
在权利要求中所使用的所有术语旨在给予其最宽泛的合理的解释以及应被本领域的技术人员理解为其最常用的意思，除非在这里做出了明确的相反的指示。特别地，单数冠词“一”、“该”、“所述”等的使用应该理解为表述一个或多个所示元件，除非做出了与此相反的明确限制。
术语“示例性”在本文中用于表示示例的意义，例如，对“示例性小部件”的参考应该被解读为仅仅参考小部件的示例。
副词“近似”修饰值或结果意味着形状、结构、测量、值、确定、计算等可能偏离精确描述的几何、距离、测量、值、确定、计算等，因为材料、加工、制造、传感器测量、计算、处理时间、通信时间等方面存在缺陷。
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、过程、系统、方法等，应理解的是虽然这样的过程等的步骤描述为按照一定的顺序排列发生，但这样的过程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实施操作。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，并且不应该以任何方式解释为限制要求保护的发明。

Claims (17)

1.一种用于自主车辆中的安全关键系统的控制方法，包括：
用两个或更多个电源中的第一电源使一个或多个车辆电气系统通电，每个所述电源能够独立地为一个或多个车辆电气系统供电，其中一个或多个车辆电气系统包括车辆制动器、车辆转向系统或车辆动力系统中的至少一个系统；
在第一电源使一个或多个车辆电气系统通电时确定所述第一电源的第一电压；
在第一电源使一个或多个车辆电气系统通电时确定所述两个或更多个电源中的第二电源的第二电压；以及
确定组合的第一电压和第二电压在第一预定电压的第一预定公差范围内，从而确定所述第一电源的健康性和完整性是良好的。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使所述第一电源断电；
用所述第二电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第三电压；
确定所述第二电源的第四电压；以及
确定组合的第三电压和第二电压在第二预定电压的第二预定公差范围内，从而确定所述第二电源的健康性和完整性是良好的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定完整性是良好的包括确定在包括所述第二电源的故障的一个或多个故障条件下，车辆电气系统被通电到第一预定电压的第一预定公差范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定健康性是良好的包括只用所述第一电源使所述车辆电气系统通电到第一预定电压的第一预定公差范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
所述一个或多个车辆电气系统包括具有电流矢量的一个或多个三相马达；以及
使一个或多个车辆电气系统通电包括用非扭矩产生电流矢量来使所述车辆电气系统通电。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在使所述车辆电气系统通电之前关闭与所述车辆电气系统相关联的一部分负载。
7.根据权利要求1所述的方法，其中使所述车辆电气系统通电包括使一个或多个DC-DC转换器通电以代替使所述车辆电气系统通电。
8.根据权利要求3所述的方法，其中故障条件包括所述第二电源的故障通过使所述第二电源断电来模拟。
9.根据权利要求4所述的方法，其中安全关键车辆电气系统是控制安全操作所必需的系统的包括转向装置、制动装置和动力传动系统的车辆电气系统。
10.根据权利要求6所述的方法，其中用非扭矩产生电流矢量来使所述车辆电气系统通电防止包括转向装置、制动装置和动力传动系统的安全关键车辆电气系统在使车辆电气系统通电时操作。
11.根据权利要求7所述的方法，其中关闭与车辆电气系统相关联的一部分负载包括非安全关键系统。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括当确定组合的第一电压和第二电压不在第一预定电压的第一预定公差范围内时，由此确定所述第一电源的健康性和完整性是不良好的。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使所述第二电源断电；
用所述第一电源使一个或多个车辆电气系统通电；
确定所述第一电源的第五电压；
确定所述第二电源的第六电压；以及
确定组合的第五电压和第六电压在第二预定电压的第三预定公差范围内，从而确定所述第一电源的健康性和完整性是良好的。
14.一种编程为执行权利要求1-13中任一项所述的方法的计算机。
15.一种车辆，包括编程为执行权利要求1-13中任一项所述的方法的计算机。
16.一种用于自主车辆中的安全关键系统的控制装置，包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器包括要由所述处理器执行从而进行以下操作的指令：
用两个或更多个电源中的第一电源使一个或多个车辆电气系统通电，每个所述电源能够独立地为一个或多个车辆电气系统供电，其中一个或多个车辆电气系统包括车辆制动器、车辆转向系统或车辆动力系统中的至少一个系统；
在第一电源使一个或多个车辆电气系统通电时确定所述第一电源的第一电压；
在第一电源使一个或多个车辆电气系统通电时确定所述两个或更多个电源中的第二电源的第二电压；以及
确定第一电压和第二电压之间的差在第一预定电压的第一预定公差范围内，从而确定所述第一电源的健康性和完整性是良好的。
17.一种车辆，包括：
包括处理器的计算设备；以及
存储器，所述存储器包括要由所述处理器执行从而进行以下操作的指令：
用两个或更多个电源中的第一电源使一个或多个车辆电气系统通电，每个所述电源能够独立地为一个或多个车辆电气系统供电，其中一个或多个车辆电气系统包括车辆制动器、车辆转向系统或车辆动力系统中的至少一个系统；
在第一电源使一个或多个车辆电气系统通电时确定所述第一电源的第一电压；
在第一电源使一个或多个车辆电气系统通电时确定所述两个或更多个电源中的第二电源的第二电压；以及
确定第一电压和第二电压之间的差在第一预定电压的第一预定公差范围内，从而确定所述第一电源的健康性和完整性是良好的。
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