CN112740121A - 用于车辆的控制架构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的控制架构(10)。其中描述了将多个控制器(1，2)中的每个控制器通信连接(110)到多个命令组件(7，8)的所有命令组件。所述多个控制器的每个控制器都配置为发送需要被所述多个命令组件中的一个或多个执行的命令。本发明还描述了通过所述多个命令组件中的每个，基于从所述多个控制器中的至少一个发送到所述多个命令组件的至少一个信号确定(120)所述多个控制器中的一个为主控制器。

Description

用于车辆的控制架构

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的控制架构，以及一种用于车辆的控制架构的控制方法。

背景技术

冗余控制架构是一种用于安全相关的应用的通用解决方案，以可降低故障率，从而提高安全水平。由于AD(自动驾驶)应用程序的普及，冗余控制架构被广泛用于不同功能(例如环境感测，感知，行为规划，轨迹规划，执行器控制等)，以达到目标安全级别。然而，在冗余控制架构的应用中，出现了控制器的主从角色的确定和显示的问题。

US9195232描述了用于补偿故障操作系统中的常见故障的方法和系统。示例系统可以包括被配置为执行车辆功能(例如，推进制动和转向)的主控制器以及从控制器，其被设置与主控制器冗余配置。控制器可以相互执行交叉检查，并且每个控制器也可以执行内部自检。另外，该系统可以包括控制模块，所述控制模块被配置为在检测到故障时，在控制器之间转移车辆的控制权。控制模块可以检测多个控制器的公共故障，其导致控制模块输出一个公共故障信号。作为响应，系统可以将控制权转移到安全控制器，该安全控制器配置为执行车辆功能直到系统可以将控制权转移回主控制器。

US20160009257描述了一种系统，该系统包括自主子系统，该自主子系统包括第一制动模块和第二制动模块。每个模块包括处理器和存储器，该存储器存储可由处理器执行的指令，以检测故障。该系统还包括制动子系统，该制动子系统被编程为响应于来自第二制动模块的信号以致动一个制动机构。该自主子系统进一步被编程为，根据是否检测到故障来选择其中一个制动模块以提供信号给制动机构。

但是，需要提供一种方法来识别用于命令组件的控制器的主从关系。

发明内容

因此，有利的是提供一种改进的技术来识别用于命令组件的控制器的主从关系。

本发明的目的通过独立权利要求的主题解决，其中其他实施例包含在从属权利要求中。应当注意，以下描述的本发明的几个方面也适用于所述用于车辆的控制架构和所述用于车辆的控制架构的控制方法。

在第一方面，提供了一种用于车辆的控制架构，所述控制架构包括：

-多个控制器；以及

-多个命令组件。

所述多个控制器中的每一个通信连接到所述多个命令组件的所有命令组件。所述多个控制器中的每一个都配置为发送需要被所述多个命令组件中的一个或多个执行的命令。所述多个命令组件中的每一个都被配置为基于从所述多个控制器中的至少一个控制器发送到所述多个命令组件的至少一个信号确定所述多个控制器中的一个为主控制器。

以这种方式，提供了一种机制，该机制通过发送适当的传输信息(例如唤醒定时信息)的信号在冗余控制架构中识别用于命令组件的控制器的主从角色。

因此，即使只有一个控制器能够传输信号，它也可以被确定为主控制器。

通过这种方式，可以通过来自每个控制器的专用唤醒线路信息来发信号给命令组件通知控制器的主从角色。

在一个示例中，所述至少一个信号包括触发信号。

在一个示例中，所述至少一个信号包括唤醒信号。

因此，在系统启动时，可以确定控制器的主从角色。

在一个示例中，所述至少一个信号包括从所述多个控制器中的至少两个控制器传输的至少两个信号。所述至少两个控制器中的那个控制器(从该控制器首先接收到信号)被确定为主控制器。

以这种方式，提供了一种简单的方式，据此命令组件可以根据从该控制器接收到的信号在从其他控制器接收(可能不需要接收)信号之前来确定哪个控制器是主控制器。这也提供了一种简单的方式，其中所述多个控制器中的一个控制器可被选择作为主控制器，因为该控制器将首先发送其信号。

因此，可以在启动时通过触发事件在唤醒线路上用信号通知控制器的主从角色，使得将首次发送触发事件的控制器确定为主控制器。

在一个示例中，所述至少一个信号包括从与先前确定的主控制器不同的控制器发送的信号。

也就是说，主从角色可以在操作期间通过以下方式更改：通过来自从控制器的唤醒线路上的新触发事件来发送信号，然后该从控制器成为主控制器。

在一个示例中，所述至少一个信号包括从先前确定的控制器发送的信号。

也就是说，操作期间的主从角色更改可以被到目前为止确定的主控制器在唤醒线路上发出新的触发事件覆盖(推翻)。

在一个示例中，所述多个控制器通信地连接在一起，并且所述多个控制器中的一个控制器被选择为主控制器。

在一个示例中，被选为主控制器的控制器被配置为，在所述多个控制器中的其他控制器发送信号给所述多个命令组件之前，发送信号给所述多个命令组件。

这就提供了一种简单的方式，其中所述多个控制器中的一个控制器可被选择作为主控制器，因为该控制器将首先发送其信号。但是，由于其他控制器也发送它们的信号，如果出于某种原因导致被选做主控制器的控制器有故障或者它与命令组件之间的连接出现故障，其他控制器将被命令组件自动确定为主控制器。这是因为那些命令组件将首先接收来自这个控制器的消息，然后这个控制器被确定为主控制器，从而提供了有效的冗余。

在第二方面，本发明提供了一种用于车辆的控制架构的控制方法，该方法包括：

a)将多个控制器中的每个控制器通信连接到多个命令组件的所有命令组件，其中，所述多个控制器中的每一个都配置为发送需要被所述多个命令组件中的一个或多个执行的命令；

b)通过所述多个命令组件中的每个命令组件，基于从所述多个控制器中的至少一个发送到所述多个命令组件的至少一个信号确定所述多个控制器中的一个为主控制器。

通过这种方式提供了一种方法以用于确定用于较低级别命令组件的控制器的主从角色(即使它们在硬件和软件方面是相同的)。该方法是基于每个控制器具有连接到每个命令组件的通信线路，该通信线路可以是通向命令组件的专用唤醒线路，并且主从角色可以根据控制器的唤醒时间顺序来确定。

在一个示例中，步骤b)包括发送从所述多个控制器中的至少两个控制器发送的至少两个信号，并且将所述至少两个控制器中的首先从其接收到信号的那个控制器确定为主控制器。

参考下文描述的实施例，本发明的上述方面和示例将变得明显并得到阐明。

附图说明

以下将参照附图对一些示例性的实施例进行说明。

图1示出用于车辆的控制架构的示例的示意图；并且

图2示出用于车辆的控制架构的控制方法。

具体实施方式

图1示出了用于车辆的控制架构10的示例。所述控制架构10包括多个控制器1、2以及多个命令组件7、8。所述多个控制器中的每一个与所述多个命令组件中的所有命令组件通信连接3、4、5、6。这可以通过有线或无线通信来实现。每个所述多个控制器都配置为发送需要被所述多个命令组件中的一个或多个执行的命令。所述多个命令组件中的每一个都被配置为根据从所述多个控制器中的至少一个控制器发送到所述多个命令组件的至少一个信号确定所述多个控制器中的一个控制器为主控制器。

在一个示例中，每个控制器通过专用的唤醒线路与每个命令组件通信连接。

在一个示例中，每个控制器通过通信线路与每个命令组件通信连接。

在一个示例中，所述多个命令组件配置为执行由被确定的主控制器发送给它们的命令。

根据一个示例，所述至少一个信号包括触发信号。

根据一个示例，所述至少一个信号包括唤醒信号。

在一个示例中，发送的信号可以是触发信号，所述触发信号是通过唤醒线路发送的唤醒线路状态改变和通过相应的通信线路发送的附加信息的组合。

根据一个示例，所述至少一个信号包括从所述多个控制器中的至少两个控制器发送的至少两个信号。所述至少两个控制器中这样的控制器被确定为主控制器，即首先从该控制器接收信号。

根据一个示例，所述至少一个信号包括从与先前确定的主控制器不同的控制器发送的信号。

根据一个示例，所述至少一个信号包括从先前确定的控制器发送的信号。

根据一个示例，所述多个控制器通信地连接7在一起，并且所述多个控制器中的一个控制器被选为主控制器。

在一个示例中，控制器的主从角色在控制器内通过采用合适的算法决定，这可以通过控制器之间的连接得到支持。

在一个示例中，所述多个控制器被配置为通过接收适当的信号来唤醒，该信号例如可以由车辆的点火线触发。

根据一个示例，被选为主控制器的控制器被配置为，在所述多个控制器中的其他控制器发送信号给所述多个命令组件之前，发送信号给所述多个命令组件。

图2示出用于车辆的控制架构的控制方法100的基本步骤。所述方法包括：

在连接步骤110中，也称作步骤a)，将多个控制器1、2中的每一个通信连接到多个命令组件7、8的所有命令组件。所述多个控制器中的每一个都配置为发送需要被所述多个命令组件中的一个或多个执行的命令；

在确定步骤120，也称作步骤b)，通过所述多个命令组件中的每一个，基于从所述多个控制器中的至少一个控制器发送到所述多个命令组件的至少一个信号确定所述多个控制器中的一个控制器为主控制器。

在一个示例中，所述至少一个信号包括触发信号。

在一个示例中，所述至少一个信号包括唤醒信号。

根据一个示例，步骤b)包括发送至少两个信号，这两个信号是从所述多个控制器中的至少两个控制器发出的，并且包括确定所述至少两个控制器中的首先从其接收到信号的控制器为主控制器。

在一个示例中，所述至少一个信号包括从与先前确定的主控制器不同的控制器发送的信号。

在一个示例中，所述至少一个信号包括从先前确定的控制器发送的信号。

在一个示例中，所述多个控制器彼此通信连接，并且所述多个控制器中的一个控制器被选择为主控制器。

在一个示例中，被选为主控制器的控制器被配置为，在所述多个控制器中的其他控制器发送信号给所述多个命令组件之前，发送信号给所述多个命令组件。

下面再次使用图1描述一个详细的示例。在此详细示例中示出了一个冗余控制架构，其包括具有专用唤醒线路3、4的至少两个控制器1、2(可以是微控制器或完整的ECU)，所述唤醒线路连接到命令组件7、8。所述控制器还具有通向命令组件的专用通信线路5、6，并且在控制器之间具有互连通信7。所述命令组件同时访问两条唤醒线路3和4以及两条通信线路5和6，以便在主控角色更改时可被控制器1或2中的任何一个命令。

当系统启动时，控制器1和2首先被例如车辆的点火线触发以唤醒。控制器1和2之间的主从角色在初始化阶段通过适合的算法确定，这可以通过互连线路7得到支持(aligned)。然后，采用唤醒线路3和4触发命令组件以唤醒。每个控制器根据其优先级(即主控制器优先，从控制器次之)按时间顺序触发其通向命令组件的唤醒线路。唤醒线路上的触发可以通过适当的状态变化来显示，所述状态变化足够复杂，使得所述状态变化不能被有故障的控制器产生(例如，具有特定时刻的状态改变的顺序)。命令组件并行侦听两个唤醒线路，并且主控制器是由首先触发的唤醒线路(即首先接收信号的线路)来识别的，也就是在该线路上，信号首先被接收到。如果需要更改主从角色(在另一个控制器故障的情况下)，那么从控制器可发出一个新的唤醒触发。在这种情况下，如果主控制器不通过另一个唤醒触发来抑制角色更改，则从控制器将接管主控制器角色。如果只有一个控制器能够在点火时启动，则在这种情况下，仅触发相应的唤醒线路(无从属触发)，并且将相关的控制器确定为主控制器。可选地，触发信号是唤醒线路的状态改变和发送给相应的通信线路的附加信息的组合。然后，命令组件执行通过主控制器5或6的通信线路发送的命令。

必须指出，本发明的实施例是参照不同主题来描述的。特别是，一些实施例是参照方法型权利要求描述的，而其他实施例是参照设备型权利要求描述的。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中得出，除非另有说明，否则除了属于一种类型的主题的特征任何组合之外，与不同主题相关的特征之间的任何组合也被认为是在本申请中公开了。但是，所有特征都可以组合在一起，实现协同效果，而不仅仅是这些特征的简单加和。

虽然在附图和前面的描述中已经详细示出和描述了本发明，但是这种示出和描述应被视为说明性或示例性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和从属权利要求，本领域技术人员在实施要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，而不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些特征的事实并不意味着不能利用这些特征的组合来实现有利的技术效果。权利要求中的任何附图标记不得解释为对权利要求的限制。

附图标记列表

10 用于车辆的控制架构；

1，2 控制器；

3，4 唤醒线路；

5，6 通信线路；

7，8 命令组件；

100 用于车辆的控制架构的控制方法；

110 将控制器中的每一个与所有的命令组件通信连接；

120 通过所述多个命令组件中的每一个确定所述多个控制器中的一个控制器为主控制器

Claims (10)

1.一种用于车辆的控制架构(10)，所述控制架构包括：

多个控制器(1，2)；和

多个命令组件(7，8)；

所述多个控制器中的每一个控制器通信连接(3，4，5，6)到所述多个命令组件的所有命令组件；

所述多个控制器中的每一个控制器配置为发送需要被所述多个命令组件中的一个或多个命令组件执行的命令；

其特征在于，

所述多个命令组件中的每一个命令组件被配置为基于从所述多个控制器中的至少一个控制器发送到所述多个命令组件的至少一个信号确定所述多个控制器中的一个控制器为主控制器。

2.按照权利要求1所述的控制架构，其特征还在于，所述至少一个信号包括触发信号。

3.按照权利要求1或2所述的控制架构，其特征还在于，所述至少一个信号包括唤醒信号。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的控制架构，其特征还在于，所述至少一个信号包括从所述多个控制器中的至少两个控制器发送的至少两个信号，并且将所述至少两个控制器中的首先从其接收到信号的那个控制器确定为主控制器。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的控制架构，其特征还在于，所述至少一个信号包括从与先前确定的主控制器不同的控制器发送的信号。

6.按照权利要求5所述的控制架构，其特征还在于，所述至少一个信号包括从先前确定的控制器发送的信号。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的控制架构，其特征还在于，所述多个控制器通信连接(7)在一起，并且所述多个控制器中的一个控制器被选为主控制器。

8.按照权利要求7所述的控制架构，其特征还在于，被选为主控制器的控制器被配置为，在所述多个控制器中的其他控制器发送信号给所述多个命令组件之前，发送信号给所述多个命令组件。

9.一种用于车辆的控制架构的控制方法(100)，该方法包括：

a)将多个控制器(1，2)中的每个控制器通信连接(110)到多个命令组件(7，8)的所有命令组件，其中，所述多个控制器中的每一个控制器都配置为发送需要被所述多个命令组件中的一个或多个命令组件执行的命令；

其特征在于，所述方法包括：

b)通过所述多个命令组件中的每个命令组件，基于从所述多个控制器中的至少一个控制器发送到所述多个命令组件的至少一个信号确定(120)所述多个控制器中的一个为主控制器。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征还在于，步骤b)包括发送从所述多个控制器中的至少两个控制器发送的至少两个信号，并且将所述至少两个控制器中的首先从其接收到信号的那个控制器确定为主控制器。

Images