CN110615004A - 用于控制与安全相关的过程的方法和设备，以及车辆 - Google Patents

用于控制与安全相关的过程的方法和设备，以及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制与安全相关的过程的特别的硬件架构。在此，使用至少两个微控制器(250，350)来控制至少两个控制支线中的过程，其中相应的微控制器(250，350)设计用于控制与安全相关的过程。因此这是冗余的系统。在该方法中，微控制器(250，350)处理采集相应的控制支线的实际性能的至少一个传感器(276，376)的数据。在两个微控制器(250，350)之间交换相应的传感器(276，376)的数据，并且在针对每个微控制器(250，350)设置的决定模块(258，358)中检查传感器(276，376)的数据是否一致。在识别到不一致时形成多数决定，其中在微控制器(250，350)中基于控制命令计算模型参量，在多数形成时考虑所述模型参量，使得禁止通过其数据在多数决定中被识别为有错误的控制支线的微控制器(250，350)对与安全相关的过程进行控制。通过计算模型参量可以节省否则必须用于检查的第三传感器。

Description

用于控制与安全相关的过程的方法和设备，以及车辆
技术领域
本发明涉及一种用于控制与安全相关的过程的方法和设备，以及车辆。
背景技术
在如今的车辆中，大多使用了机电转向系统(图1)。如果在运行中在这些转向系统的电子部件中发生故障，则会关闭或者减小转向助力。驾驶员随后要用更大的力量消耗来使车辆转向。
在不久的将来，在车辆中使用自动驾驶系统，自动驾驶系统使得驾驶员不再持久地忙于驾驶任务，并且在驾驶系统激活的情况下可以进行其他活动(阅读、睡觉、写信息…)。因此，驾驶员对于转向系统来说不再作为在故障情况下的后备供使用。因此，结合自动驾驶系统使用的转向系统必须在故障之后还能够引导车辆并且调节齿条上的运动。
自动驾驶(有时也称为自动化的驾驶、自动化驾驶或者领航驾驶)理解为车辆、移动机器人和在很大程度上自动地表现的无人驾驶运输系统的前进运动。术语“自动驾驶”存在不同的等级。在此，当仍有驾驶员处于车辆中，驾驶员在必要时仅承担自动驾驶过程的监控时，则在特定的等级中提到自动驾驶。在欧洲，不同的交通部(在德国，德国公路局参与其中)共同努力并且定义了如下自动等级。
·0级：“只有驾驶员”，驾驶员自己驾驶、转向、加油、制动等。
·1级：特定的辅助系统在操作车辆时进行帮助(其中包括自适应巡航控制系统-Automatic Cruise Control ACC)。
·2级：部分自动化。其中自动停车、车道保持功能、一般的纵向导向、加速、减速等由辅助系统承担(其中包括堵车助手)。
·3级：高度自动化。驾驶员不必持续监控系统。车辆自主地执行诸如触发指示灯、车道变换和车道保持的功能。驾驶员可以从事其他事情，但如果有必要，系统会在预警时间内要求驾驶员承担控制。这种形式的自动在高速公路上是技术上可行的。立法者正在努力允许3级车辆。为此已经提供了法律框架条件。
·4级：完全自动化。车辆的控制持久地由系统承担。如果系统不再能完成驾驶任务，可以要求驾驶员来承担控制。
·5级：无需驾驶员。除了设定目标和启动系统之外，不需要人工介入。
3级及以上的自动驾驶功能为驾驶员减轻了控制车辆的责任。因此，所涉及的由于单个故障而可能失效的转向系统需要合适的后备，以便可以使车辆始终处于行驶动态安全状态，直到驾驶员可以再次介入，或者即使在更高的自动等级中也使车辆始终处于行驶动态安全状态直到车辆在没有驾驶员支持的情况下逐渐停下。针对这种提供3级及以上的自动化驾驶的车辆的诸如制动系统、行驶动态系统、转向系统等的与安全相关的系统始终设计为冗余的。这些与安全相关的系统由可以实施控制过程的两个控制支线组成，从而可以取消部件，而不危及行驶稳定性。
在此，安全概念需要双倍冗余地实施转向系统电子部件。在此，输入信号已经双倍地提供给了转向辅助控制设备。逻辑部分也双倍地实施，在那里进行并行且独立的信号处理。安全概念也涉及到功率部分，功率部分也双倍地实施并且控制一个或多个合适的电动机(例如，6相或12相电机)。如果现在在两个子系统中的一个中发生故障，则另一个子系统原则上能够至少提供减小的用于产生齿条运动的转向助力。
在这种结构中的挑战在于，必须以可量化的安全性本身来鉴别所识别的故障。为了满足安全性要求并且为了避免不合理的功率减小和关闭，必须由单独的机构确认故障。
在此，应该监控控制设备的规定功能，以及监控采集实际的转子性能的转子位置传感器的规定功能。
然而，在此不单是考虑到另外的控制支线，因为在相反的决定的情况下，该测试给出错误结果的概率与将由另外的控制支线探测到的故障识别为有故障的概率相同。
因此，需要第三机构，该第三机构在这种情况下决定是否确认了故障本身(从3个决定中选2个)。为了监控转向辅助控制设备中的微控制器的规定功能，在申请人(女)的另一个专利申请中描述了一种在不使用第三独立微处理器(航空航天飞行中的现有技术)的情况下适用的解决方案。
在这里所描述的专利申请中提供了用于检查转子位置传感器的规定功能的特别有利的解决方案。
从文献EP 2 450 261 A2中已知一种用于控制用于辅助力转向的电动机的设备。在其中，主计算机接收来自传感器的信号，整理这些信号并输出控制信号。此外，还设置了监控计算机，该监控计算机同样接收来自传感器的信号，并且能够在主计算机故障或损坏的情况下接替主计算机。
从文献DE 10 2016 203 090 A1中已知一种具有至少两个微控制器的控制设备，其中，所述至少两个微控制器通过至少一个以太网连接彼此通信连接，并且设计为通过该以太网连接交换数据。特别地，由此可以确保，例如在其中一个微控制器具有损坏时，或者在其中一个以太网连接例如由于断线而失效时，各个微控制器在故障情况下也可以彼此通信。在示例中，控制设备具有四个微控制器，每个微控制器分别具有彼此环形连接的两个处理器核。
从文献DE 10 2016 205 109 A1中已知一种具有至少两个处理器核的微处理器，其中第一处理器核设计为用于实施通过特别配置的硬件而硬件实现的功能，第二处理器核设计为用于实施通过实施软件而软件实现的功能。第一处理器核心设计为监控和/或保护由第二处理器核实施的功能。在此，监控基于使用冗余的硬件。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是找到一种如何可以在不必安装第三转子位置传感器的情况下检查转子位置传感器的规定功能的解决方案。该解决方案应该是成本优化的，然而同时满足安全性要求。
该技术问题通过根据本发明的用于控制与安全相关的过程的方法、根据本发明的用于控制与安全相关的过程的设备以及根据本发明的车辆解决。
从属权利要求包含本发明的根据这些措施的以下描述的有利的扩展和改进。
在此，安全概念需要特殊的硬件架构。为了控制与安全相关的过程使用至少两个微控制器，其中至少两个微控制器中的每个设计为用于控制与安全相关的过程。因此涉及冗余系统。在两个微控制器之间可以借助相应的通信手段来交换数据。每个微控制器处理反映控制支线的实际性能的至少一个传感器的数据。根据本发明的用于控制与安全相关的过程的方法的特征在于，在每个微控制器中设置了在其中检查相应的控制支线的至少一个传感器的决定模块，其中，为了检查，在微控制器之间交换相应的传感器的数据并将其相互比较。此外，基于控制过程的控制命令，在相应的微控制器中计算反映控制支线的理想性能的模型参量。在决定模块中，当识别到偏差时，通过至少三个等效信息：反映实际性能的两个实际参量和模型参量形成多数决定。这使得，禁止通过在控制支线中定位有传感器的控制支线的微控制器控制与安全相关的过程，该传感器的数据与其他传感器的数据以及模型参量不同。因此，第三机构通过计算模型参量来实现并且可以节省另外的传感器。
简而言之，本发明的一个方面在于，基于两条控制支线通过机械元件的机械耦合产生用于多数决策的新的信息。在示例中，机械元件是电动机的转子轴。
优选地，相应的决定模块通过软件安装在每个微控制器上。为此，无需附加的硬件投入，并且决定模块可以轻松适应单个控制过程。
以有利的方式，可以通过由微控制器本身关闭或者部分关闭对与安全相关的过程的控制来禁止控制与安全相关的过程，在微控制器中定位有确定偏差的传感器。这对应于易于实现的变型方案。在另一个实施方式中，该设计方案还可以是另外的微控制器执行关闭。
特别有利地，该解决方案可以用于控制系统，其中可以使用转子位置传感器以反映控制过程。在控制电动机时总是这种情况。然后，决定模块检查承受特殊负荷的转子位置传感器的规定功能。
为了能够比较控制支线的实际性能，在每个微控制器上安装用于计算实际的转子性能的软件模块是有利的，其中向模块至少提供相应的控制支线的转子位置传感器的数据。
在至少一个微控制器上安装用于计算理想的转子性能的软件模块同样是有利的，其中，向模块至少提供发送到控制器用于控制控制过程的控制命令的数据。控制命令可以被视为目标预设，并且从中可以计算出理想的转子性能。
为了在决定模块中形成多数决定，可以考虑来自用于计算实际的转子性能和用于计算理想的转子性能的微控制器自身模块的数据，以及至少一个另外的微控制器的用于计算实际的转子性能的至少一个模块的数据。这是特别易于实现的并且满足了转子位置传感器的功能应由第三机构检查的安全要求。
该建议特别是可以用于控制车辆中的转向过程的应用情况。只要驾驶员预先给定转向命令，转向命令就传输到转向辅助控制设备。在自动驾驶领域中，转向命令将来将会从另外的计算机传输到转向控制设备，而驾驶员不必做任何事情。在线控转向(Steer-by-Wire)系统中，驾驶员仍然自己进行转向，但是转向命令经由通信总线到达转向辅助控制设备，如同在自动驾驶领域中那样。
在转向系统中，控制过程是，针对转向过程的多相电动机的特定相由至少两个微控制器中的每个来控制，从而导致对应于转向命令的齿条运动。在变型方案中，针对转向过程的多相电动机的特定相由至少两个微控制器中的每个来控制，并且然后通过断开微控制器与多相电动机的相关联的相之间的连接来禁止对转向过程的控制，该微控制器处理识别为有故障的转子位置传感器的数据。为此，可以使用相分离器。这具有如下优点：转向助力的一部分得到保持，并且车辆还能够有时以较小的转向舒适性运行，至少直到达到安全状态，该安全状态可以是停车场或者车间或者紧急车道或者是在当前车道上制动直至停止的“蛇形行驶”(用于警告后面的交通)。
对于用于控制与安全相关的过程的相应设备，相应的措施是有利的。所述设备冗余地设计有至少两个微控制器，并且至少两个微控制器中的每个设计为用于控制与安全相关的过程。所述设备具有设计用于在微控制器之间交换数据的通信总线。每个微控制器处理相应控制支线中的、反映控制支线的实际性能的至少一个传感器的数据。根据本发明的设备的特征在于，每个微控制器具有决定模块用于检查相应的控制支线的至少一个传感器。在决定模块中，为了检查将相应传感器的数据与第二支线中的传感器的数据进行比较，这些数据针对该目的在微控制器之间进行交换。
附加地，基于控制过程的控制命令，在相应的微控制器中计算反映控制支线的理想性能的模型参量。在决定模块中，当识别到偏差时，通过至少三个等效信息：反映实际性能的两个实际参量和模型参量形成多数决定。这使得，禁止通过在控制支线中定位有传感器的控制支线的微控制器控制与安全相关的过程，该传感器的数据与其他传感器的数据以及模型参量不同。因此，第三机构通过用于计算模型参量的软件模块实现并且可以节省另外的传感器。
特别有利地，该解决方案可以用于控制系统，其中可以使用转子位置传感器以反映控制过程。在控制电动机时总是这种情况。然后，决定模块检查承受特殊负荷的转子位置传感器的规定功能。
在此，在变型方案中使用至少两个转子位置传感器，在每条控制支线中使用一个转子位置传感器，转子位置传感器的数据被提供给至少两个微控制器。
为了能够将数据与模型的理想的转子性能比较，在每个微控制器上安装用于计算实际的转子性能的软件模块是有利的，该软件模块至少处理控制支线中的转子位置传感器的数据。
在至少一个微控制器上安装用于基于目标预设计算理想的转子性能的软件模块同样是有利的，该软件模块至少处理目标预设的数据。
该设备可以有利地用于控制车辆中的转向过程。
本发明可以用于具有3级(根据VDA)以上的自动化驾驶功能的所有车辆。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例，并且参考附图更详细地解释本发明的实施例。附图中：
图1示出了车辆的典型的驾驶舱；
图2示出了用于车辆的典型的转向系统的整体视图；
图3示出了车辆的机动车辆电子部件的框图；
图4示出了冗余设计的具有多核微控制器的转向辅助控制设备的框图；和
图5示出了冗余设计的具有集成的状态观察器的转向辅助控制设备的框图。
本说明书阐明了根据本发明的公开的原理。因此，应当理解，本领域技术人员能够构想出不同布置，这些布置虽然在此未被明确描述，但其体现了根据本发明的公开的原理并且在其范围中也应被保护。
具体实施方式
图1示出了车辆10的典型的驾驶舱。所示是轿车。然而，作为车辆10也考虑其他任何车辆。其他车辆的示例是：公共汽车、商用车，尤其是卡车、农业机械、建筑机械、轨道车辆等。通常可以在陆地车辆、轨道车辆、船只和飞机中使用本发明。
车辆10中的对于本发明重要的部件是转向系统，在驾驶舱中，从该转向系统可以看到具有转向柱部分的方向盘12。此外，在图1中，信息娱乐系统的显示单元用附图标记强调。该显示单元是安装在中控台中的触敏屏幕20。
在此，触敏屏幕20特别是用于操作车辆10的功能。例如，可以通过触敏屏幕控制收音机、导航系统、所存储的音乐作品的播放和/或空调、其他电子设备或者车辆10的其他舒适性功能或应用。总之，经常提到“信息娱乐系统”。信息娱乐系统在机动车辆中，尤其是在轿车中表示汽车收音机、导航系统、免提通话设备、驾驶员辅助系统和其他功能在中央操作单元中的合并。术语“信息娱乐”是由词语“信息”和“娱乐”(Unterhaltung)组成的混成词。为了操作信息娱乐系统主要使用触敏屏幕20(“触摸屏”)，其中该屏幕20特别是能够由车辆10的驾驶员，但也由车辆10的副驾驶员良好地查看以及操作。此外，在屏幕20下方可以将机械操作元件，例如按键、调节旋钮或者其组合，例如按压调节旋钮布置在输入单元50中。通常，还可以实现信息娱乐系统部分的方向盘操作。为此，这些车辆配备有所谓的多功能方向盘操作单元。该单元未单独示出，而是认为是输入单元50的一部分。
返回到车辆10的转向系统。图2示出了转向系统的整体视图。主要部件是方向盘12、转向柱14、转矩传感器15、电动机16。齿条18和转向辅助控制设备186。
图3示意性地示出了机动车辆电子部件的框图，并且示例性示出了信息娱乐系统的一些子系统或者应用。信息娱乐系统包括：触敏显示单元20、计算设备40、输入单元50和存储器60。显示单元20包括用于显示可变图形信息的显示平面以及布置在显示平面上方的、用于由用户输入命令的操作平面(触敏层)。
显示单元20经由数据线70与计算设备40连接。数据线可以根据LVDS(Low VoltageDifferential Signalling，低电压差分信号)标准设计。经由数据线70，显示单元20从计算设备40接收用于控制触摸屏20的显示平面的控制数据。经由数据线70，所输入的命令的控制数据还从触摸屏20传输到计算设备40。附图标号50表示输入单元。该输入单元包括已经提到的操作元件，例如按钮、调节旋钮、滑动调节器或者旋转按压调节器，借助这些操作元件，操作人员可以通过菜单向导进行输入。输入通常理解为调出所选择的菜单项，以及改变参数、打开和关闭功能等等。
存储器设备60经由数据线80与计算设备40连接。在存储器60中，将象形图目录和/或符号目录与用于附加信息的可能的插入的象形图和/或符号一起存储。
信息娱乐系统的其他部分：照相机150、收音机140、导航设备130、电话120和组合仪表110经由数据总线100与用于操作信息娱乐系统的设备连接。作为数据总线100考虑根据ISO标准11898-2的CAN总线的高速变型方案。替换地，例如还考虑使用基于以太网技术的总线系统，例如IEEE802.03cg。还可以使用经由光波导进行数据传输的总线系统。作为示例提到MOST总线(面向媒体的系统传输)或D2B总线(内部数字总线)。对于向内和向外的无线通信，车辆10配备有通信模块160。该模块通常被称为机载单元。该机载单元可以设计用于例如根据LTE(Long Term Evolution，长期演进)标准的移动通信。该机载单元还可以设计用于WLAN(Wireless LAN，无线局域网)通信，其可以用于与车辆中的乘客的设备的通信或者用于车辆到车辆的通信等。
信息娱乐系统的通信总线100与网关30连接。连接到该网关的还有机动车电子部件的其他部分。一方面是驱动系的通信总线104，其通常以CAN总线的形式实现。作为示例，提到并示出了驱动系的控制设备：发动机控制设备172、ESP控制设备174和变速器控制设备176。另外是用于驾驶员辅助系统的通信总线102，其可以以FlexRay总线的形式设计。在此示出了三个驾驶员辅助系统：用于自适应巡航控制ACC(Adaptive Cruise Control)的驾驶员辅助系统182、用于动态底盘控制DCC(Dynamic Chassis Control)的驾驶员辅助系统184和转向辅助系统186。此外，还有通信总线106连接到了网关30。该通信总线将网关30与机载诊断接口190连接。网关30的任务在于，为不同的通信系统100、102、104、106进行格式转换，以便可以相互交换数据。
下面更详细地讨论转向辅助控制设备186。
在图4中示出了硬件结构。如已经提及的，该硬件结构出于安全性原因冗余地设计。转向过程由以通道1和通道2表示的两条平行的支线控制。在此，若干部分：输入电气部件220、320，逻辑部分240、340和功率部分270、370分别双倍存在。同样示出了由转向辅助控制设备186控制的多相电动机410。在此，两条支线控制电动机410用于完全的转向助力。如果在两条支线中的一条中发生故障，则出于安全原因禁止通过该支线的控制。由此，驾驶员不再获得完全的转向助力，但是转向功能还是通过另外支线的控制而得到确保，从而仍然可以将车辆10安全地引导至路边或紧急停车处或停车场。在此，系统设计为驾驶员不必为此介入。转向系统仍然可以自主地执行转向过程。在这样的紧急停车之后，可以通过手动操作转向来实现继续行驶。
还可以设计为实现如下，两个控制支线中的每个都可以提供完全的转向助力。因此，即使在一条支线中发生故障之后，车辆还可以利用剩余的可运行的线路直到“点火关闭”才自主地结束行驶。然而，出于安全原因，随后会阻止重复接通自动驾驶功能。
滤波单元228和328分别位于输入电气部件部分220和320中，在所述滤波单元中布置了扼流圈和滤波器用于补偿供应电压中的干扰。供应电压处于电流连接端222处。触点224用于连接转向系统的转矩传感器15。在未来也可能是，两条支线具有自己的转矩传感器。所述转矩传感器安装在转向柱14上并被直接读取。在未来还可能省略这种传感器。这种传感器已经在关键词“Steer-by-Wire转向系统”下被开发，其不需要机械转向柱。什么样的力作用在转向上的信息从转矩传感器15到达转向辅助控制设备186。通过转矩传感器15通常电子地采集转动角度、转动方向和转矩的所需数据。这对于能够确定电动机410必须施加什么样的力以便能够辅助转向过程来说是重要的。转矩传感器15的这种输入信号在内部转发到微控制器250和350。
要注意的是，必须非常灵敏地控制转向过程。因为，诸如车辆速度的其他信息起着重要的作用。因此，每个微控制器250，350单独连接至通信总线102。因此，转向辅助控制设备186具有用于车辆总线的两个总线连接端226和326。以这种方式，甚至当在总线连接端或者引线中的一个中存在故障时，也确保了转向功能。转向辅助控制设备186的逻辑部分240和340基本上分别包含两个微控制器250和第350中的一个。在所示示例中，微控制器250含有两个计算核252和254。微控制器350含有两个计算核352和354。微控制器的计算核是相互连接的，使得这些计算核可以交换数据，特别是计算结果。为此，通常相应地使用并行总线。在微控制器250、350的所有四个计算核252、254、352、354之间同样可以彼此交换数据。在本发明的实施方案中，两个微控制器250、350之间的通信总线259实施为以太网总线。在另一设计方案中，所述通信总线也可以设计为FlexRay或者CAN-FD通信总线。数据交换的可能性在安全概念中也是需要的，根据该安全概念，微控制器可以相互检查并且在识别到故障时可以互相关闭。然而，微控制器的相互检查功能是另一项专利申请的主题，因此在这里不再更详细地讨论该功能。
在图4中示出，每个计算核具有两个诸如以太网端口的通信端口，经由所述通信端口计算核与另一个微控制器的两个计算核连接。特点还在于，计算核252和352配备有所谓的锁步(Lockstep)计算核253和353。这些计算核对应于处理完全相同的程序的并行计算机。然而，并行电路不是用于功率提高，而是用于控制。对各个计算核的结果进行比较，该比较在各个时间上受限的且不可中断的步骤中进行。通过由此实现的冗余可以探测其中一个计算核中的硬件故障并对其作出反应，这如同在锁步运行中的双核中的情况。
转向辅助控制设备186的功率部分也设计为并行的。用于控制电动机410的控制信号由相应的微控制器250、350以PWM(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号的形式输出。该信号在功率部分270和370中在相应的转换器电路272、274和372、374中被转换。在图4中，电动机呈现为6相电机。也就是说，根据有哪些相被控制，就会有或多或少的力传递到齿条。当所有的相都被控制时，施加最大的力。为了能够控制这点，为每个微控制器250、350设置转换器电路272或372。这些转换器电路是所谓的栅极驱动单元GDU，其将PWM信号转换成相应的用于控制放大器(功率MOSFET或IGBT模块)的信号。在控制信号到达电动机410之前，控制信号还要经过相分离电路274和374。经由相分离电路可以分别在相应路径中实现对电动机410的控制的关闭。根据微控制器与相分离电路之间的所示的连接，控制的关闭分别只能由相应的控制支线的微控制器进行。针对每条支线仍然设置转子位置传感器276、376。转子位置传感器采集电动机410的转子的运动。
如上所述，安全概念要求冗余地设计转向辅助控制设备186。因此存在分别可以保持控制功能的两条控制支线。两个微控制器250、350的正确功能由分布在微控制器250、350的不同的计算核上的逻辑决定模块261、262、361、362检查。此外，根据安全概念还必须检查转子位置传感器276、376的规定功能。如根据新建议所实现的，下面对此进行更详细地讨论。
图5示出了为此使用的主要部件和模块。在此，相同的附图标记表示与图4中的相同的部件。示出了转向辅助控制设备186的两条控制支线的逻辑部分240、340和功率部分270、370。在输入电气部件部分220、320中不需要改变，因此没有特别地示出这些部分。在逻辑部分240、340中示出了两个微控制器250和350。微控制器250和350可以与图4中所示的相同。不同之处在于，在图5中，在微控制器250、350中分别示出了软件模块。这些软件模块对应于状态观察器257、357，状态观察器的目的在于监控转子位置传感器276、376的规定功能。这如下进行：
状态观察器257、357分别包含用于确定理想的转子性能的软件模块251、351。该模块根据转矩传感器15的输入参量或者另外的信息，诸如由驾驶员辅助系统计算并且经由通信总线102传输到转向辅助控制设备186的转向命令，以及从组合仪表110传输到转向辅助控制设备186的车辆速度来计算转子所需的运动。根据转向命令形式的目标预设来确定电动机410中的转子的理想的变化。理想的变化例如由要设定的转子角度和要设定的转子速度或者要设定的转子加速度组成。准确的计算类型对于进一步解释建议来说不起决定性的作用。
但重要的是相应的状态观察器还含有另外的软件模块256、356。这些软件模块用于确定实际的转子性能。为此，这些软件模块评估相应的转子位置传感器276、376和相回读器278、378的数据。在相回读器中采集测量数据：相电流和相电压。通过使用这些信息，实际的转子运动的采集变得更加准确。原则上，也可以在没有相回读的情况下确定实际的转子性能。当前的转子位置，即在安装好的电动机410中的转子的当前的角度通过转子位置传感器276、376来采集。尽管在图5中未再单独示出相分离器部件，但应指出的是，该功能集成在相回读器278、378中。
如下检查转子位置传感器276、376的规定功能。为此，在状态观察器257和357中分别设置决定模块258、358。在这些决定模块中，将由状态观察器的其他模块确定的理想的转子性能与实际的转子性能相互比较。为了能够做出可靠的结论，还比较由相应其他的微控制器确定的实际的转子性能。为此，利用确定的转子性能在微控制器250、350之间交换数据。由此可以提供三个结论，由这三个结论可以形成多数决定。两个独立的实际参量和一个模型参量。这三个信息形成多数决定的基础。
在相应的决定模块258、358中分别利用理想的转子性能的数据和两个确定的实际的转子性能的数据作出多数决定。如果产生在实际的转子性能中的一个中存在偏差，则关闭在其中定位了识别为有故障的转子位置传感器276、376的相应的支线。为此，在微控制器250、350与相应的还负责相分离的相回读器278、378之间存在连接。
在此提到的所有示例以及有限的撰写应理解为不限于这些具体提及的示例。例如，本领域技术人员承认，这里所示的框图示出了示例性的电路布置的概念视图。以类似的方式可看到的是，所示出的流程图、状态转换图、伪码等是用于表示可以基本上存储在计算机可读介质中并且因此可以由计算机或处理器实施的过程的不同的变型方案。
应当理解，所建议的方法和相关联的设备可以以硬件、软件，固件、专用处理器或者其组合的不同形式来实现。专用处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、精简指令集计算机(RISC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)。优选地，所建议的方法和设备作为硬件和软件的组合实现。软件优选地作为应用程序安装在程序存储设备上。程序存储设备通常是基于计算机平台的机器，该计算机平台具有诸如一个或多个中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)和一个或多个输入/输出(I/O)接口的硬件。此外，在计算机平台上通常还安装了操作系统。这里描述的不同的过程和功能可以是应用程序的一部分或者是通过操作系统实施的部分。
本公开不限于在此描述的实施例。在此存在本领域技术人员基于其专业知识并与该公开相关联地考虑到的不同的调整和修改的空间。
作为另外的示例提到如下实施方式，其中控制命令不是从外部传输到控制设备，而是在控制设备本身中产生。
附图标记列表
10 车辆
12 方向盘
14 转向柱
15 转矩传感器
16 电动机
18 齿条
20 触敏显示单元
30 网关
40 计算单元
50 输入单元
60 存储单元
70 用于显示单元的数据线
80 用于存储器单元的数据线
90 用于输入单元的数据线
100 第一数据总线
102 第二数据总线
104 第三数据总线
106 第四数据总线
110 组合仪表
120 电话
130 导航设备
140 收音机
150 照相机
160 通信模块
172 发动机控制设备
174 ESP控制设备
176 变速器控制设备
182 自适应巡航控制设备
184 底盘控制设备
186 转向辅助控制设备
190 机载诊断接口
220 输入电气部件1
222 电流连接端1
224 DME 1
226 通信总线连接端1
228 滤波阶段1
230 发送和接收模块
232 总线收发器1
240 逻辑部分1
250 微控制器1
251 模型参量计算1
252 计算核1
253 锁步单元1
254 计算核2
255 锁步单元2
256 实际参量计算
258 逻辑决定阶段1
259 通信总线
261 决定模块1
262 决定模块2
270 功率部分1
272 GDU转换器1
274 相分离器1
276 转子位置传感器1
278 相回读器1
320 输入电气部件2
322 电流连接端2
326 通信总线连接端2
328 滤波阶段2
332 总线收发器2
340 逻辑部分2
350 微控制器2
351 模型参量计算2
352 计算核3
353 锁步单元3
354 计算核4
355 锁步单元4
356 实际参量计算2
358 逻辑决定阶段2
361 决定模块3
362 决定模块4
370 功率部分2
372 GDU转换器2
374 相分离器2
376 转子位置传感器2
378 相回读器2
410 多相电动机

Claims (15)

1.一种用于控制与安全相关的过程的方法，其中为了控制，针对至少两条控制支线使用至少两个微控制器(250，350)，其中至少两个微控制器(250，350)中的每个设计为用于控制与安全相关的过程，其中每个微控制器(250，350)处理采集相应的控制支线的实际性能的至少一个传感器(276，376)的数据，其中，相应的传感器(276，376)的数据或者从其导出的数据在两个微控制器(250，350)之间交换，并且在针对每个微控制器(250，350)设置的决定模块(258，358)中检查所述传感器(276，376)的数据是否一致，并且在识别到不一致时形成多数决定，其中在微控制器(250，350)中，基于控制命令计算模型参量，在形成多数时考虑所述模型参量，使得禁止通过其数据在多数决定中被识别为有错误的控制支线的微控制器(250，350)对与安全相关的过程进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述决定模块(258，358)通过软件安装在每个微控制器(250，350)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过由微控制器(250，350)关闭或者部分关闭对与安全相关的过程的控制来禁止控制与安全相关的过程，所述微控制器的传感器数据在多数决定中被识别为有错误的。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，向至少两个微控制器(250，350)提供分别连接到微控制器的、采集同一个转子的实际性能的转子位置传感器(276，376)的数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在每个微控制器(250，350)上安装用于计算实际的转子性能的模块(256，356)，其中向所述模块(256，356)至少提供与其相关联的转子位置传感器(276，376)的数据。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中在至少一个微控制器(250，350)上安装用于基于作为目标预设的控制命令计算理想的转子性能的模块(252，352)，其中向所述模块(252，352)至少提供目标预设的数据。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了决定模块(258，358)中的多数决定，考虑来自用于计算实际的转子性能的微控制器自身模块(256、356)和用于计算理想的转子性能的微控制器自身模块(252、352)的数据，以及至少一个另外的微控制器(250，350)的用于计算实际的转子性能的至少一个模块(256，356)的数据。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，与安全相关的过程是用于车辆(10)的转向过程，并且目标预设对应于转向命令。
9.根据权利要求8所述的方法，其中针对转向过程的多相电动机(410)的特定相由至少两个微控制器(250，350)中的每个来控制，并且通过断开其传感器数据识别为有错误的微控制器(250，350)与多相电动机(410)的相关联的相之间的连接来禁止对转向过程的控制。
10.一种用于控制与安全相关的过程的设备，其中，所述设备冗余地设计有至少两个微控制器(250，350)，使得至少两个微控制器(250，350)中的每个设计为用于控制控制支线中的与安全相关的过程，其中相应的微控制器(250，350)处理采集相应的控制支线的实际性能的至少一个传感器(276，376)的数据，其中，所述设备具有设计用于在微控制器(250，350)之间交换至少两个传感器(276，376)的数据的通信总线(259)，其中在至少两个微控制器(250，350)中分别设置决定模块(258，358)，在所述决定模块中进行传感器数据的一致性检查，并且用于在识别到传感器数据的不一致时形成多数决定，使得禁止通过其传感器数据在多数决定中被识别为有错误的控制支线的微控制器(250，350)对与安全相关的过程进行控制。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述设备具有至少两个转子位置传感器(276，376)，所述转子位置传感器的数据被提供给至少两个微控制器(250，350)，并且所述两个转子位置传感器采集同一个转子的实际性能。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，在每个微控制器(250，350)上安装至少处理转子位置传感器的数据的、用于计算实际的转子性能的模块(256，356)。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中在至少一个微控制器(250，350)上安装至少处理目标预设的数据的、用于基于目标预设计算理想的转子性能的模块(252，352)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的设备，其中与安全相关的过程是车辆(10)的转向过程，并且所述设备安装在车辆(10)中。
15.一种车辆，其特征在于，所述车辆(10)具有根据权利要求10至14中任一项所述的设备。
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