CN113015666A - 用于车辆的控制架构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的控制架构(10)。第一控制单元(3)连接(110)到第一车辆通信网络(1)。第二车辆控制单元(4)连接(120)到第二车辆通信网络。多个命令单元(6，7，8，9)通过通信线路(10，11)从第一控制单元和/或第二控制单元接收(130)命令。互连通信线路(5)连接(140)在第一控制单元与第二控制单元之间。

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
机动车包含可以共同实现车辆运行的多个子系统，例如推进系统和变速系统、转向系统、制动系统，其中每个子系统均由其关联的控制单元控制。致动器中或单个控制系统级别的子系统故障可能会阻止车辆的进一步运行，或者至少会导致其功能下降。对于自动驾驶，与安全相关的系统(如制动和转向)需要冗余设置以及它们之间合适的通信。
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。
然而，需要提供一种改进的系统冗余。
发明内容
因此，具有用于车辆的改进的系统冗余将是有利的。
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，本发明提供了一种用于车辆的控制架构，该控制架构包括：
-第一控制单元；
-第二控制单元；
-第一车辆通信网络电路；
-第二车辆通信网络电路；和
-多个命令单元；
第一控制单元连接到第一车辆通信网络。第二控制单元连接到第二车辆通信网络。所述多个命令单元被配置为通过通信线路从第一控制单元和/或第二控制单元接收命令。互连通信线路将第一控制单元连接到第二控制单元。
以这种方式，提供了一种具有冗余的控制系统架构，从而提高了安全性和系统性能。
在一个示例中，控制架构被配置为通过利用互连通信线路在第一车辆通信网络和第二控制单元之间传输数据。该控制架构还被配置为通过利用互连通信线路在第二车辆通信网络和第一控制单元之间传输数据。
以这种方式，缓解了其中一个通信故障的情况。
在一个示例中，第一控制单元与所述多个命令组件的所有命令组件通信连接，并且第二控制单元与所述多个命令组件的所有命令组件通信连接。
因此，通过如下方式提供了进一步的系统故障保护：如果其中一个控制单元发生故障，另一个控制单元可以继续向所有命令单元发送命令，并且即使在两个通信网络中的任意一个发生故障的情况下，也可以实现该功能。
在一个示例中，在第一操作模式中，第一控制单元被配置为充当主控制器，而第二控制单元被配置为充当从控制器。在第二操作模式中，第二控制单元被配置为充当主控制器，而第一控制单元被配置为充当从控制器。
也就是说，控制单元都可以承担主控角色或从属控制角色，当它们其中一个起主控作用时，另一个就承担从属控制作用。
在一个示例中，操作模式的确定包括通过互连通信线路的通信。
在一个示例中，操作模式的确定根据算法来执行并且通过互连通信线路得到支持(aligned)。
在一个示例中，操作模式的确定由第一控制单元和/或第二控制单元执行。
在一个示例中，第一控制单元和第二控制单元被配置为利用互连通信线路在控制单元之间传输数据，以执行可信性检查和/或交叉检查任务。
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)将第一控制单元连接到第一车辆通信网络；
b)将第二控制单元连接到第二车辆通信网络；
c)多个命令单元通过通信线路从第一控制单元和/或第二控制单元接收命令；和
d)连接第一控制单元和第二控制单元之间的互连通信线路。
在一个示例中，所述方法包括：
e)在第一车辆通信网络和第二控制单元之间通过互连通信线路传输数据；或
f)在第二车辆通信网络和第一控制单元之间通过互连通信线路传输数据。
通过参考下文描述的实施例，上述方面和示例将变得明显并且将被阐明。
附图说明
下面将参考以下附图描述示例性实施例：
图1示出用于车辆的控制架构的示例的示意图；
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20的示例。该控制架构包括第一控制单元3、第二控制单元4、第一车辆通信网络电路1、第二车辆通信网络电路2以及多个命令单元6、7、8、9。第一控制单元连接到第一车辆通信网络。第二控制单元连接到第二车辆通信网络。所述多个命令单元被配置为通过通信线路10、11从第一控制单元和/或第二控制单元接收命令。互连通信线路5将第一控制单元连接至第二控制单元。所示的示例具有两个控制单元，但是可以有两个以上的控制单元，其中第一组控制单元连接到第一车辆通信网络，其余(第二组)控制单元连接到第二车辆通信网络。互连通信线路然后将第一组控制单元连接到第二组控制单元。
根据一个示例，控制架构被配置为通过利用互连通信线路在第一车辆通信网络和第二控制单元之间传输数据。该控制架构还被配置为通过利用互连通信线路在第二车辆通信网络和第一控制单元之间传输数据。
根据一个示例，第一控制单元可通信连接到所述多个命令组件的所有命令组件；并且第二控制单元可通信地连接到所述多个命令组件的所有命令组件。
根据一个示例，在第一操作模式中，第一控制单元被配置为充当主控制器，而第二控制单元被配置为充当从控制器，而在第二操作模式中，第二控制单元被配置为充当主控制器，而第一控制单元被配置为充当从控制器。
在一个示例中，可以有两个以上的控制单元，其中一个充当主控制器而其余充当从控制器。因此，如果存在三个控制单元，则使用上述命名法可以有三种操作模式，其中在每种模式下，一个不同的控制单元充当主控制器，其余控制单元充当从控制器。这也适用于四个、五个、六个控制单元，则会有四个、五个和六个操作模式等。
根据一个示例，操作模式的确定包括通过互连通信线路的通信。
根据一个示例，操作模式的确定根据算法来执行并且多个控制单元通过互连通信线路相互支持。
根据一个示例，操作模式的确定由第一控制单元和/或第二控制单元执行。
根据一个示例，第一控制单元和第二控制单元被配置为利用互连通信线路在控制单元之间传输数据，以执行可信性检查和/或交叉检查任务。
图2示出了用于车辆的控制架构的控制方法100的基本步骤，其中可选步骤以虚线示出。方法100包括：
在连接步骤110中，也称作步骤a)，将第一控制单元3连接到第一车辆通信网络1；
在连接步骤120中，也称作步骤b)，将第一控制单元4连接到第二车辆通信网络；
在接收步骤130中，也称作步骤c)，多个命令单元通过通信线路10、11从第一控制单元和/或第二控制单元接收命令；和
在连接步骤140中，也称作步骤d)，连接第一控制单元和第二控制单元之间的互连通信线路5。
根据一个示例，所述方法包括：
在传输步骤150中，也称作步骤e),在第一车辆通信网络和第二控制单元之间通过互连通信线路传输数据；或
在传输步骤160中，也称作步骤f),在第二车辆通信网络和第一控制单元之间通过互连通信线路传输数据。
在一个示例中，第一控制单元通信地连接到所述多个命令组件的所有命令组件；第二控制单元通信地连接到所述多个命令组件的所有命令组件。
在一个示例中，在第一操作模式中，第一控制单元充当主控制器，而第二控制单元充当从控制器；而在第二操作模式中，第二控制单元充当主控制器，而第一控制单元充当从控制器。
在一个示例中，操作模式的确定包括通过互连通信线路的通信。
在一个示例中，操作模式的确定根据算法来执行并且通过互连通信线得到支持。
在一个示例中，操作模式的确定由第一控制单元和/或第二控制单元执行。
在一个示例中，第一控制单元和第二控制单元利用互连通信线路以在控制单元之间传输数据，以执行可信性检查和/或交叉检查任务。
现在再使用图1来描述一个详细的示例。在该详细示例中，示出了一个冗余控制器架构，该冗余控制器架构具有两个控制单元3、4，每个控制单元连接到冗余车辆通信网络电路1、2中的一个。控制单元之间有一条互连通信线路5。每个控制单元通过另外的控制线路10、11连接到一些命令单元6、7、8、9，并且每个控制单元可以如图所示连接到每个命令单元。其中一个控制单元具有主控角色，而另一个控制单元则具有从控角色。主从角色的划分的确定由控制单元根据适当的算法执行并且通过互连通信线路得到支持。
由此，在控制单元之间具有互连通信线路使得可以缓解其中一个车辆通信网络发生故障或失效的情况。在这种情况下，来自完好的车辆通信网络的数据可以通过互连通信线路传输到另一个控制单元。互连通信还提供了执行可信性检查或交叉检查任务的机会，以提高安全性。
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
20 用于车辆的控制架构；
1、2 通信网络电路；
3、4 控制单元；
5 互连通信线路；
6、7、8、9 命令单元；
10、11 通信线路；
100 用于车辆的控制架构的控制方法；
110 将第一控制单元连接到第一车辆通信网络；
120 将第二控制单元连接到第二车辆通信网络；
130 多个命令单元通过通信线路从第一控制单元和/或第二控制单元接收命令；
140 连接第一控制单元和第二控制单元之间的互连通信线路；
150 在第一车辆通信网络和第二控制单元之间通过互连通信线路传输数据；
160 在第二车辆通信网络和第一控制单元之间通过互连通信线路传输数据。

Claims (10)

1.一种用于车辆的控制架构(20)，所述控制架构包括：
第一控制单元(3)，
第二控制单元(4)，
第一车辆通信网络电路(1)，
第二车辆通信网络电路(2)，以及
多个命令单元(6，7，8，9)；
其中，第一控制单元连接到第一车辆通信网络；
其中，第二控制单元连接到第二车辆通信网络；
其中，所述多个命令单元被配置为通过通信线路(10，11)从第一控制单元和/或第二控制单元接收命令；
其特征在于，
互连通信线路(5)将第一控制单元连接至第二控制单元。
2.按照权利要求1所述的控制架构，其特征在于，所述控制架构被配置为通过利用互连通信线路在第一车辆通信网络和第二控制单元之间传输数据；并且该控制架构被配置为通过利用互连通信线路在第二车辆通信网络和第一控制单元之间传输数据。
3.按照权利要求1或2所述的控制架构，其特征在于，第一控制单元与所述多个命令组件的所有命令组件通信连接；并且第二控制单元与所述多个命令组件的所有命令组件通信连接。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的控制架构，其特征在于，在第一操作模式中，第一控制单元被配置为充当主控制器，而第二控制单元被配置为充当从控制器；并且在第二操作模式中，第二控制单元被配置为充当主控制器，而第一控制单元被配置为充当从控制器。
5.按照权利要求4所述的控制架构，其特征在于，操作模式的确定包括通过互连通信线路的通信。
6.按照权利要求5所述的控制架构，其特征在于，操作模式的确定根据算法来执行并且通过互连通信线路得到支持。
7.按照权利要求4至6中任一项所述的控制架构，其特征在于，操作模式的确定由第一控制单元和/或第二控制单元执行。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的控制架构，其特征在于，第一控制单元和第二控制单元被配置为利用互连通信线路以在控制单元之间传输数据，以执行可信性检查和/或交叉检查任务。
9.一种用于车辆的控制架构的控制方法(100)，所述方法包括：
a)将第一控制单元(3)连接(110)到第一车辆通信网络(1)；
b)将第二控制单元(4)连接(120)到第二车辆通信网络；
c)多个命令单元(6，7，8，9)通过通信线路(10,11)从第一控制单元和/或第二控制单元接收(130)命令；
其特征在于，所述方法包括：
d)连接(140)第一控制单元和第二控制单元之间的互连通信线路(5)。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
e)通过互连通信线路在第一车辆通信网络和第二控制单元之间传输(150)数据；或
f)通过互连通信线路在第二车辆通信网络和第一控制单元之间传输(160)数据。
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