CN113246977B - 一种基于功能安全的adas纵向控制扭矩监控装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法，包括加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块、功能安全失效监控模块、驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块；加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块分别用于对加速度、驱动扭矩和制动扭矩进行监控；通过功能安全失效监控模块用于对潜在的失效进行监控，还用于进行紧急操作。本发明有益效果：本发明所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法基于功能安全的设计要求，提出了一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法，通过对加速度、驱动扭矩和制动扭矩的监控，大大降低了因加速度和扭矩超阈值失效发生安全问题的可能性。

Description

一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法
技术领域
本发明属于智能驾驶汽车的ADAS纵向控制领域，尤其是涉及一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法。
背景技术
随着智能网联汽车和自动驾驶汽车的快速发展，智能化、自动化成为汽车行业的发展趋势，同时汽车电子系统内部的交互数量和复杂程度增加，尤其是智能驾驶和ADAS领域，设计高可靠性和安全性的汽车电子系统日益受到各方关注。智能驾驶汽车纵向控制失效将会影响整车的安全行驶，造成车辆碰撞危害人身安全。因此基于汽车功能安全标准GBT34590的要求，对于ADAS纵向控制的监控是十分必要的。本发明主要针对ADAS纵向控制系统，包括制动控制和驱动控制，用于实现ADAS纵向控制系统功能安全ASIL D等级的能力，降低失效概率和危害。本发明引入最大加速度范围限制、最大驱动扭矩范围限制和最大制动扭矩范围限制，实时监测ADAS控制器计算出来的整车期望加速度、整车期望驱动扭矩和整车期望制动扭矩，当监测到期望值非预期过大，由超阈值监控模块进行安全保护。考虑到超阈值监控模块存在潜在失效的可能性，由功能安全失效监控模块监测超阈值监控模块，并处理失效。本发明降低了ADAS纵向控制失效产生的危害，为智能驾驶汽车的可靠性和安全性提供了必不可少的支持。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法，以降低ADAS纵向控制系统的失效，实现ADAS纵向控制系统功能安全ASIL D等级的能力。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面本方案公开了一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置，包括加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块、功能安全失效监控模块、驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块；
加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块分别用于对加速度、驱动扭矩和制动扭矩进行监控；
通过功能安全失效监控模块用于对潜在的失效进行监控，还用于进行紧急操作；
驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块分别用于进行自动加速或减速操作。
进一步的，加速度安全监控模块包括最大加速度范围限制模块、整车期望加速度计算模块、第一比较判断、第一超阈值监控模块；
所述最大加速度范围限制模块用于限制整车加速度的最大值，设定最大值为amax，用于避免整车加速或减速过快造成车辆碰撞；
所述整车期望加速度计算模块，根据前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0；
所述第一比较判断，将整车期望加速度绝对值|a0|和最大加速度绝对值|amax|进行比较大小；
所述第一超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望加速度和车辆最大允许提速加速度和车辆最大允许降速加速度。
进一步的，扭矩安全监控模块包括最大驱动扭矩范围限制模块、整车期望驱动扭矩计算模块、第二比较判断、第二超阈值监控模块、整车期望制动扭矩计算模块、最大制动扭矩范围限制模块、第三比较判断和第三超阈值监控模块；
所述最大驱动扭矩范围限制模块用于限制整车驱动扭矩的最大值，设定最大值为bmax，避免整车驱动扭矩过大造成车辆碰撞；
所述整车期望驱动扭矩计算模块用于根据整车目标加速度信号a1计算整车期望驱动扭矩b0；
所述第二比较判断，将整车期望驱动扭矩绝对值|b0|和最大驱动扭矩绝对值|bmax|进行比较大小；
所述第二超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望驱动扭矩和车辆最大允许驱动扭矩；
所述最大制动扭矩范围限制模块用于限制整车制动扭矩的最大值，设定最大值为cmax，避免整车制动扭矩过大造成车辆追尾；
所述整车期望制动扭矩计算模块用于根据整车目标加速度信号a1计算整车期望制动扭矩c0；
所述第三比较判断，将整车期望制动扭矩绝对值|c0|和最大制动扭矩绝对值|cmax|进行比较大小；
所述第三超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望制动扭矩和车辆最大允许制动扭矩。
进一步的，功能安全失效监控模块，包括失效处理模块和紧急操作模块；
所述失效处理模块，用于监控第一超阈值监控模块、第二超阈值监控模块和第三超阈值监控模块；
所述紧急操作模块接收失效处理模块信息。
第二方面本方案公开了一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，基于第一方面所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置，包括以下步骤：
S1、整车期望加速度计算模块接收前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0，与设定最大加速度amax进行比较；
S2、失效处理模块对第一超阈值监控模块进行监控；
S3、整车期望驱动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1 ；
S4、失效处理模块对第二超阈值监控模块进行监控；
S5、整车期望制动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1 ；
S6、失效处理模块对第三超阈值监控模块进行监控；
S7、紧急操作模块接收失效处理模块信息；
S8、输出正确的整车目标驱动扭矩信号b1和整车目标制动扭矩信号c1到驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块进行自动加速或减速。
进一步的，在步骤S1中，当|a0|<=|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0；当|a0|>|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0*|amax|/|a0|。
进一步的，在步骤S2中，若第一超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第一超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
进一步的，在步骤S3中，当a1>=0时，整车期望驱动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望驱动扭矩b0，与设定最大驱动扭矩bmax进行比较，当|b0|<=|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0；当|b0|>|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0*|bmax|/|b0|。
进一步的，在步骤S4中，若第二超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第二超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
进一步的，在步骤S5中，当a1<0时，整车期望制动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望制动扭矩c0，与设定最大制动扭矩cmax进行比较，当|c0|<=|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0；当|c0|>|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0*|cmax|/|c0|。
相对于现有技术，本发明所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法具有以下有益效果：
本发明所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法基于功能安全的设计要求，提出了一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法，通过对加速度、驱动扭矩和制动扭矩的监控，大大降低了因加速度和扭矩超阈值失效发生安全问题的可能性，并且考虑了潜在失效因素，通过功能安全失效监控模块对超阈值监控模块、超阈值监控模块和超阈值监控模块的监控覆盖了潜在失效，为解决智能驾驶汽车ADAS纵向控制系统的安全性问题提供了必不可少的支持，且本发明能够实现功能安全ASIL D等级要求。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法示意图；
图2为本发明实施例所述的ADAS纵向控制扭矩监控策略示意图；
图3是现有的一种未涉及功能安全的扭矩计算方法。
附图标记说明
A1、整车加速度计算a0A1；A2、整车驱动扭矩计算模块b0A2；A3、整车制动扭矩计算模块c0A3；A4、驱动扭矩执行模块；A5、制动扭矩执行模块；B1、最大加速度范围限制模块amax；B2、整车期望加速度计算模块a0；B3、第一比较判断；B4、第一超阈值监控模块；B5、整车目标加速度信号a1；B6、最大驱动扭矩范围限制模块bmax；B7、整车期望驱动扭矩计算模块b0；B8、第二比较判断；B9、第二超阈值监控模块；B10、整车期望制动扭矩计算模块c0；B11、最大制动扭矩范围限制模块cmax；B12、第三比较判断；B13、第三超阈值监控模块；B14、整车目标驱动扭矩信号b1；B15、整车目标制动扭矩信号c1；B16、驱动扭矩执行模块；B17、制动扭矩执行模块；B18、失效处理模块；B19、紧急操作模块；C1、采集前车距离信号、车速信号；C2、计算整车期望加速度a0；C3、|a0|<=|amax|；C4、a1=a0*|amax|/|a0|；C5、a1=a0；C6、第一超阈值监控模块失效；C7、a1>=0；C8、计算整车期望制动扭矩c0；C9、计算整车期望驱动扭矩b0；C10、|c0|<=|cmax|；C11、c1=c0*|cmax|/|c0|；C12、b1=b0*|bmax|/|b0|；C13、|b0|<=|bmax|；C14、c1=c0；C15、b1=b0；C16、第三超阈值监控模块失效；C17-第二超阈值监控模块失效；C18、失效处理模块；C19、驱动扭矩执行；C20、制动扭矩执行；C21、紧急操作模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置，包括加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块、功能安全失效监控模块、驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块；
加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块分别用于对加速度、驱动扭矩和制动扭矩进行监控；
通过功能安全失效监控模块用于对潜在的失效进行监控，还用于进行紧急操作；
驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块分别用于进行自动加速或减速操作。
加速度安全监控模块包括最大加速度范围限制模块、整车期望加速度计算模块、第一比较判断、第一超阈值监控模块；
所述最大加速度范围限制模块用于限制整车加速度的最大值，设定最大值为amax，用于避免整车加速或减速过快造成车辆碰撞；
所述整车期望加速度计算模块，根据前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0；
所述第一比较判断，将整车期望加速度绝对值|a0|和最大加速度绝对值|amax|进行比较大小；
所述第一超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望加速度和车辆最大允许提速加速度和车辆最大允许降速加速度。
扭矩安全监控模块包括最大驱动扭矩范围限制模块、整车期望驱动扭矩计算模块、第二比较判断、第二超阈值监控模块、整车期望制动扭矩计算模块、最大制动扭矩范围限制模块、第三比较判断和第三超阈值监控模块；
所述最大驱动扭矩范围限制模块用于限制整车驱动扭矩的最大值，设定最大值为bmax，避免整车驱动扭矩过大造成车辆碰撞；
所述整车期望驱动扭矩计算模块用于根据整车目标加速度信号a1计算整车期望驱动扭矩b0；
所述第二比较判断，将整车期望驱动扭矩绝对值|b0|和最大驱动扭矩绝对值|bmax|进行比较大小；
所述第二超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望驱动扭矩和车辆最大允许驱动扭矩；
所述最大制动扭矩范围限制模块用于限制整车制动扭矩的最大值，设定最大值为cmax，避免整车制动扭矩过大造成车辆追尾；
所述整车期望制动扭矩计算模块用于根据整车目标加速度信号a1计算整车期望制动扭矩c0；
所述第三比较判断，将整车期望制动扭矩绝对值|c0|和最大制动扭矩绝对值|cmax|进行比较大小；
所述第三超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望制动扭矩和车辆最大允许制动扭矩。
功能安全失效监控模块，包括失效处理模块和紧急操作模块；
所述失效处理模块，用于监控第一超阈值监控模块、第二超阈值监控模块和第三超阈值监控模块；
所述紧急操作模块接收失效处理模块信息。
一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，包括以下步骤：
S1、整车期望加速度计算模块接收前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0，与设定最大加速度amax进行比较；
S2、失效处理模块对第一超阈值监控模块进行监控；
S3、整车期望驱动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1 ；
S4、失效处理模块对第二超阈值监控模块进行监控；
S5、整车期望制动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1 ；
S6、失效处理模块对第三超阈值监控模块进行监控；
S7、紧急操作模块接收失效处理模块信息；
S8、输出正确的整车目标驱动扭矩信号b1和整车目标制动扭矩信号c1到驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块进行自动加速或减速。
在步骤S1中，当|a0|<=|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0；当|a0|>|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0*|amax|/|a0|。
在步骤S2中，若第一超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第一超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
在步骤S3中，当a1>=0时，整车期望驱动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望驱动扭矩b0，与设定最大驱动扭矩bmax进行比较，当|b0|<=|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0；当|b0|>|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0*|bmax|/|b0|。
在步骤S4中，若第二超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第二超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
在步骤S5中，当a1<0时，整车期望制动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望制动扭矩c0，与设定最大制动扭矩cmax进行比较，当|c0|<=|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0；当|c0|>|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0*|cmax|/|c0|。
一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法，具体方法如下：
ADAS纵向控制系统包括加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块、功能安全失效监控模块、驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块。
所述加速度安全监控模块包括最大加速度范围限制模块、整车期望加速度计算模块、第一比较判断、第一超阈值监控模块。
所述最大加速度范围限制模块，用于限制整车加速度的最大值，设定最大值为amax，避免整车加速或减速过快造成车辆碰撞。
所述整车期望加速度计算模块，根据前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0，为实现功能安全ASILD的要求，前车距离信号和车速信号必须满足ASILD等级，通过摄像头和雷达共同实现前车信息采集。
所述第一比较判断，将整车期望加速度绝对值|a0|和最大加速度绝对值|amax|进行比较大小。
所述第一超阈值监控模块，用于实时比较当前整车期望加速度和车辆最大允许提速加速度和车辆最大允许降速加速度。当|a0|<=|amax|时，表明整车期望加速度未超过最大加速度值，输出整车目标加速度信号a1，其中a1=a0；当|a0|>|amax|时，表明整车期望加速度超过最大加速度值，整车目标加速度信号a1使用预设加速值amax代替，因此，a1=a0*|amax|/|a0|。
所述扭矩安全监控模块包括最大驱动扭矩范围限制模块、整车期望驱动扭矩计算模块、第二比较判断、第二超阈值监控模块、整车期望制动扭矩计算模块、最大制动扭矩范围限制模块、第三比较判断和第三超阈值监控模块。
所述最大驱动扭矩范围限制模块，用于限制整车驱动扭矩的最大值，设定最大值为bmax，避免整车驱动扭矩过大造成车辆碰撞。
所述整车期望驱动扭矩计算模块，根据整车目标加速度信号a1计算整车期望驱动扭矩b0。
所述第二比较判断，将整车期望驱动扭矩绝对值|b0|和最大驱动扭矩绝对值|bmax|进行比较大小。
所述第二超阈值监控模块，用于实时比较当前整车期望驱动扭矩和车辆最大允许驱动扭矩。当|b0|<=|bmax|时，表明整车期望驱动扭矩未超过最大驱动扭矩值，输出整车目标驱动扭矩信号b1，其中b1=b0；当|b0|>|bmax|时，表明整车期望驱动扭矩超过最大驱动扭矩值，整车目标驱动扭矩信号b1使用预设驱动扭矩bmax代替，因此，b1=b0*|bmax|/|b0|。
所述最大制动扭矩范围限制模块，用于限制整车制动扭矩的最大值，设定最大值为cmax，避免整车制动扭矩过大造成车辆追尾。
所述整车期望制动扭矩计算模块，根据整车目标加速度信号a1计算整车期望制动扭矩c0。
所述第三比较判断，将整车期望制动扭矩绝对值|c0|和最大制动扭矩绝对值|cmax|进行比较大小。
所述第三超阈值监控模块，用于实时比较当前整车期望制动扭矩和车辆最大允许制动扭矩。当|c0|<=|cmax|时，表明整车期望制动扭矩未超过最大制动扭矩值，输出整车目标制动扭矩信号c1，其中c1=c0；当|c0|>|cmax|时，表明整车期望制动扭矩超过最大制动扭矩值，整车目标制动扭矩信号c1使用预设制动扭矩cmax代替，因此，c1=c0*|cmax|/|c0|。
所述功能安全失效监控模块，包括失效处理模块和紧急操作模块。
所述失效处理模块，用于监控第一超阈值监控模块、第二超阈值监控模块和第三超阈值监控模块。若监测到第一超阈值监控模块或第二超阈值监控模块或第三超阈值监控模块其中之一发生失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
所述紧急操作模块接收失效处理模块信息，即失效处理模块发送的超阈值监控模块失效信息，包括第一超阈值监控模块失效信息、第二超阈值监控模块失效信息和第三超阈值监控模块失效信息。若紧急操作模块判断第一超阈值监控模块和第二超阈值监控模块同时失效，或者第一超阈值监控模块和第三超阈值监控模块同时失效，或者第一超阈值监控模块、第二超阈值监控模块和第三超阈值监控模块同时失效，则退出智能驾驶功能，通过紧急操作模块给车辆降功率降速，并报警提示驾驶员接管车辆靠边停车。
具体步骤如下：
1.整车期望加速度计算模块接收前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0，与设定最大加速度amax进行比较，当|a0|<=|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0；当|a0|>|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0*|amax|/|a0|。
2.失效处理模块对第一超阈值监控模块进行监控，若第一超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第一超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
3.整车期望驱动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1，当a1>=0时，整车期望驱动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望驱动扭矩b0，与设定最大驱动扭矩bmax进行比较，当|b0|<=|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0；当|b0|>|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0*|bmax|/|b0|。
4.失效处理模块对第二超阈值监控模块进行监控，若第二超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第二超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
5.整车期望制动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1，当a1<0时，整车期望制动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望制动扭矩c0，与设定最大制动扭矩cmax进行比较，当|c0|<=|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0；当|c0|>|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0*|cmax|/|c0|。
6.失效处理模块对第三超阈值监控模块进行监控，若第三超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第三超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
7.紧急操作模块接收失效处理模块信息，即失效处理模块发送的超阈值监控模块失效信息，包括第一超阈值监控模块失效信息、第二超阈值监控模块失效信息和第三超阈值监控模块失效信息。若紧急操作模块判断第一超阈值监控模块和第二超阈值监控模块同时失效，或者第一超阈值监控模块和第三超阈值监控模块同时失效，或者第一超阈值监控模块、第二超阈值监控模块和第三超阈值监控模块同时失效，退出智能驾驶功能，通过紧急操作模块给车辆降功率降速，并报警提示驾驶员接管车辆靠边停车。
8.最终输出正确的整车目标驱动扭矩信号b1和整车目标制动扭矩信号c1到驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块进行自动加速或减速。
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
在本实施例中，假定ADAS纵向控制系统未发生超阈值失效，整车期望加速度小于最大加速度，输出整车目标加速度信号a1=a0。当a1>=0时，整车期望驱动扭矩计算模块计算得到的整车期望驱动扭矩小于最大驱动扭矩，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0，并发送给驱动扭矩执行模块进行整车加速。当a1<0时，整车期望制动扭矩计算模块计算得到的整车期望制动扭矩小于最大制动扭矩，输出整车目标驱动扭矩信号c1=c0，并发送给制动扭矩执行模块进行整车减速。
实施例二
在本实施例中，假定第一超阈值监控模块监测到加速度范围超阈值，该超阈值失效有可能是由于接收错误数据、加速度计算模块计算错误导致的。
下面为具体过程：
步骤1）第一超阈值监控模块检测到加速度超阈值，即整车期望加速度大于最大加速度，输出整车目标加速度信号a1=a0*|amax|/|a0|。
步骤2）当a1>=0时，整车期望驱动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望驱动扭矩b0，与设定最大驱动扭矩bmax进行比较，当|b0|<=|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0；当|b0|>|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0*|bmax|/|b0|。最后输出整车目标驱动扭矩信号b1给驱动扭矩执行模块进行整车加速。
步骤3）当a1<0时，整车期望制动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望制动扭矩c0，与设定最大制动扭矩cmax进行比较，当|c0|<=|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0；当|c0|>|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0*|cmax|/|c0|。最后输出整车目标制动扭矩信号c1给制动扭矩执行模块进行整车减速。
实施例三
在本实施例中，假定第一超阈值监控模块和第二超阈值监控模块同时失效，超阈值监控模块失效有可能是由于外界干扰导致计算错误或判断错误。
下面为具体过程：
步骤1）失效处理模块监测到第一超阈值监控模块失效，失效处理模块执行ADAS纵向控制系统降级运行，由智能驾驶L3及以上功能降级到驾驶辅助功能，以驾驶员操控为主，并提示报警，同时发送第一超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
步骤2）失效处理模块监测到第二超阈值监控模块失效，失效处理模块执行ADAS纵向控制系统降级运行，由智能驾驶L3及以上功能降级到驾驶辅助功能，以驾驶员操控为主，并提示报警，同时发送第二超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
步骤3）紧急操作模块接收到失效处理模块发送过来的第一超阈值监控模块失效信息和第二超阈值监控模块失效信息，判断第一超阈值监控模块和第二超阈值监控模块同时失效，则开启紧急操作指令，退出智能驾驶功能，给车辆降功率降速，并报警提示驾驶员接管车辆靠边停车。
综上，本发明基于功能安全的设计要求，考虑到加速度、驱动扭矩和制动扭矩的安全监控，以及超阈值监控模块潜在失效的可能性，设计了一种ADAS纵向控制扭矩监控装置及方法实现了智能驾驶纵向控制的功能安全ASIL D等级的能力，提高了智能驾驶汽车的安全性。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置，其特征在于：包括加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块、功能安全失效监控模块、驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块；
加速度安全监控模块、扭矩安全监控模块分别用于对加速度、驱动扭矩和制动扭矩进行监控；
功能安全失效监控模块，包括失效处理模块和紧急操作模块；
所述失效处理模块，用于监控第一超阈值监控模块、第二超阈值监控模块和第三超阈值监控模块；
所述紧急操作模块接收失效处理模块信息；
其中第一超阈值监控模块和第二超阈值监控模块同时失效为一组潜在的失效，第一超阈值监控模块和第三超阈值监控模块同时失效为一组潜在的失效，第一超阈值监控模块、第二超阈值监控模块和第三超阈值监控模块同时失效为一组潜在的失效，并进行紧急操作；
驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块分别用于进行自动加速或减速操作；
最大加速度范围限制模块用于限制整车加速度的最大值，设定最大值为amax，用于避免整车加速或减速过快造成车辆碰撞；
整车期望加速度计算模块，根据前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0；
第一比较判断，将整车期望加速度绝对值|a0|和最大加速度绝对值|amax|进行比较大小；
所述第一超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望加速度和车辆最大允许提速加速度和车辆最大允许降速加速度。
2.根据权利要求1所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置，其特征在于：扭矩安全监控模块包括最大驱动扭矩范围限制模块、整车期望驱动扭矩计算模块、第二比较判断、第二超阈值监控模块、整车期望制动扭矩计算模块、最大制动扭矩范围限制模块、第三比较判断和第三超阈值监控模块；
所述最大驱动扭矩范围限制模块用于限制整车驱动扭矩的最大值，设定最大值为bmax，避免整车驱动扭矩过大造成车辆碰撞；
所述整车期望驱动扭矩计算模块用于根据整车目标加速度信号a1计算整车期望驱动扭矩b0；
所述第二比较判断，将整车期望驱动扭矩绝对值|b0|和最大驱动扭矩绝对值|bmax|进行比较大小；
所述第二超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望驱动扭矩和车辆最大允许驱动扭矩；
所述最大制动扭矩范围限制模块用于限制整车制动扭矩的最大值，设定最大值为cmax，避免整车制动扭矩过大造成车辆追尾；
所述整车期望制动扭矩计算模块用于根据整车目标加速度信号a1计算整车期望制动扭矩c0；
所述第三比较判断，将整车期望制动扭矩绝对值|c0|和最大制动扭矩绝对值|cmax|进行比较大小；
所述第三超阈值监控模块用于实时比较当前整车期望制动扭矩和车辆最大允许制动扭矩。
3.一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，基于权利要求1-2任一所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控装置，其特征在于包括以下步骤：
S1、整车期望加速度计算模块接收前车距离信号和车速信号计算整车期望加速度a0，与设定最大加速度amax进行比较；
S2、失效处理模块对第一超阈值监控模块进行监控；
S3、整车期望驱动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1 ；
S4、失效处理模块对第二超阈值监控模块进行监控；
S5、整车期望制动扭矩计算模块接收整车目标加速度信号a1 ；
S6、失效处理模块对第三超阈值监控模块进行监控；
S7、紧急操作模块接收失效处理模块信息；
S8、输出正确的整车目标驱动扭矩信号b1和整车目标制动扭矩信号c1到驱动扭矩执行模块和制动扭矩执行模块进行自动加速或减速。
4.根据权利要求3所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，其特征在于：在步骤S1中，当|a0|<=|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0；当|a0|>|amax|时，输出整车目标加速度信号a1=a0*|amax|/|a0|。
5.根据权利要求3所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，其特征在于：在步骤S2中，若第一超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第一超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
6.根据权利要求3所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，其特征在于：在步骤S3中，当a1>=0时，整车期望驱动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望驱动扭矩b0，与设定最大驱动扭矩bmax进行比较，当|b0|<=|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0；当|b0|>|bmax|时，输出整车目标驱动扭矩信号b1=b0*|bmax|/|b0|。
7.根据权利要求3所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，其特征在于：在步骤S4中，若第二超阈值监控模块失效，则ADAS纵向控制系统降级运行，并提示报警，同时发送第二超阈值监控模块失效信息给紧急操作模块。
8.根据权利要求3所述的一种基于功能安全的ADAS纵向控制扭矩监控方法，其特征在于：在步骤S5中，当a1<0时，整车期望制动扭矩计算模块根据a1计算出整车期望制动扭矩c0，与设定最大制动扭矩cmax进行比较，当|c0|<=|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0；当|c0|>|cmax|时，输出整车目标制动扭矩信号c1=c0*|cmax|/|c0|。
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