BR112021003707A2

BR112021003707A2 - arquitetura de controle para um veículo

Info

Publication number: BR112021003707A2
Application number: BR112021003707-1A
Authority: BR
Inventors: Tamas Rapp; Huba NEMETH; Peter Szell; Csaba Kokrehel; Adam Bardos
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-05-25
Also published as: US20220009508A1; EP3626571B1; KR20210050575A; EP3626571A1; WO2020057971A1; JP2021536723A; KR102488152B1; RU2767382C1; US11904874B2; JP7271678B2; CN113015666A

Abstract

ARQUITETURA DE CONTROLE PARA UM VEÍCULO. A presente invenção refere-se à arquitetura de controle (10) para um veículo. É descrito conectar (110) uma primeira unidade de controle (3) a uma primeira rede de comunicação de veículos (1). Uma segunda unidade de controle (4) é conectada (120) a uma segunda rede de comunicação de veículos. Comandos são recebidos (130) por uma pluralidade de unidades comandadas (6, 7, 8, 9) a partir da primeira unidade de controle e/ou da segunda unidade de controle sobre linhas de comunicação (10, 11). Uma linha de comunicação de interligação (5) é conectada (140) entre a primeira unidade de controle à segunda unidade de controle.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “ARQUI- TETURA DE CONTROLE PARA UM VEÍCULO”.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção diz respeito a uma arquitetura de con- trole para um veículo, e a um método de controle para uma arquitetura de controle de um veículo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Um veículo a motor contém vários subsistemas que podem realizar conjuntamente operações de veículos, tais como o sistema de propulsão e transmissão, sistema de direção, sistema de travagem, onde cada subsistema é controlado pela sua unidade de controle as- sociada. Um mau funcionamento de um subsistema, no atuador ou em um nível individual do sistema de controle, pode impedir o funciona- mento posterior do veículo, ou pode causar pelo menos uma degrada- ção das suas funcionalidades. Para a condução automatizada, os sis- temas relevantes para a segurança, como a travagem e a direção, re- querem uma configuração redundante e uma comunicação adequada entre eles.

[0003] A US9195232 descreve métodos e sistemas para compen- sar falhas comuns em sistemas operacionais em caso de falha. Um sistema de exemplo pode incluir um controlador primário configurado para executar funções de um veículo, tais como travagem e direção de propulsão e um controlador secundário configurado em uma configu- ração redundante com o controlador primário. Os controladores podem efetuar verificações cruzadas uns dos outros, e cada um pode também efetuar auto-verificações internas. Além disso, o sistema pode incluir um módulo de controle configurado para transferir o controle do veícu- lo entre os controladores com base na detecção de uma falha. O mó- dulo de controle pode detectar uma falha comum dos controladores que faz com que o módulo de controle emita um sinal de falha comum.

Em resposta, o sistema pode transferir o controle para um controlador de segurança configurado para executar as funções do veículo até que o sistema possa transferir o controle de volta para o controlador princi- pal.

[0004] A US20160009257 descreve que um sistema inclui um sub-sistema autônomo que inclui o primeiro e o segundo módulos de travagem. Cada um dos módulos inclui um processador e uma memó- ria, as instruções de armazenamento de memória executáveis pelo processador para detectar uma falha. O sistema inclui ainda um sub- sistema de travagem programado para acionar um mecanismo de tra- vagem em resposta a um sinal do segundo módulo de travagem. O subsistema autônomo está ainda programado para selecionar um dos módulos de travagem para fornecer um sinal ao mecanismo de trava- gem, dependendo se uma falha é detectada.

[0005] No entanto, há uma necessidade de proporcionar uma re- dundância melhorada do sistema.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] Por conseguinte, seria vantajoso ter uma redundância me- lhorada do sistema para um veículo.

[0007] O objetivo da presente invenção é solucionado com o obje- tivo das reivindicações independentes, não são incorporadas quais- quer outras concretizações nas reivindicações dependentes. Deve no- tar-se que os seguintes aspectos descritos da invenção também se aplicam à arquitetura de controle de um veículo e ao método de con- trole de uma arquitetura de controle de um veículo.

[0008] Em um primeiro aspecto, é fornecida uma arquitetura de controle para um veículo, a arquitetura de controle compreendendo:

[0009] - uma primeira unidade de controle;

[0010] - uma segunda unidade de controle;

[0011] - um primeiro circuito de rede de comunicação de veículos;

[0012] - um segundo circuito de rede de comunicação de veículos; e

[0013] - uma pluralidade de unidades comandadas.

[0014] A primeira unidade de controle é ligada à primeira rede de comunicação de veículos. A segunda unidade de controle é ligada à segunda rede de comunicação de veículos. A pluralidade de unidades comandadas é configurada para receber comandos a partir da primeira unidade de controle e/ou da segunda unidade de controle sobre linhas de comunicação. Uma linha de comunicação de interligação liga a pri- meira unidade de controle à segunda unidade de controle.

[0015] Desse modo, é fornecida uma arquitetura de sistema de controle que tem redundância, melhorando assim a segurança e o de- sempenho do sistema.

[0016] Em um exemplo, a arquitetura de controle é configurada para transmitir dados entre a primeira rede de comunicação de veícu- los e a segunda unidade de controle através da utilização da linha de comunicação de interligação. A arquitetura de controle é configurada também para transmitir dados entre a segunda rede de comunicação de veículos e a primeira unidade de controle através da utilização da linha de comunicação de interligação

[0017] Desse modo, a situação onde uma da comunicação falha é mitigada.

[0018] Em um exemplo, a primeira unidade de controle está co- municativamente ligada a toda a pluralidade de componentes coman- dados, e a segunda unidade de controle está comunicativamente liga- da a toda a pluralidade de componentes comandados.

[0019] Assim, é fornecida mais proteção contra falhas do sistema, na medida em que se uma das unidades de controle falhar, a outra pode continuar a fornecer comandos a todas as unidades comanda- das, e isto é permitido mesmo que qualquer uma das redes de comu- nicações também falhe.

[0020] Em um exemplo, em um primeiro modo de operação, a pri- meira unidade de controle é configurada para atuar como controlador principal e a segunda unidade de controle é configurada para atuar como controlador dependente. Em um segundo modo de operação, a segunda unidade de controle é configurada para atuar como controla- dor principal e a primeira unidade de controle é configurada para atuar como controlador dependente.

[0021] Em outras palavras, as unidades de controle podem assu- mir ou um papel de mestre ou dependente, onde uma delas tem o pa- pel de mestre, enquanto a outra tem um papel dependente.

[0022] Em um exemplo, a determinação do modo de operação compreende uma comunicação sobre a linha de comunicação de inter- ligação.

[0023] Em um exemplo, a determinação do modo de operação é realizada de acordo com um algoritmo e alinhada sobre a linha de co- municação de interligação.

[0024] Em um exemplo, a determinação do modo de operação é realizada pela primeira unidade de controle e/ou a segunda unidade de controle.

[0025] Em um exemplo, a primeira unidade de controle e a segun- da unidade de controle são configuradas para utilizar a linha de comu- nicação de interligação para transmitir dados entre as unidades de controle para realizar uma verificação de plausibilidade e/ou uma tare- fa de verificação cruzada.

[0026] Em um segundo aspecto, é fornecido um método de contro- le para uma arquitetura de controle de um veículo, o método que com- preende:

[0027] a) conectar uma primeira unidade de controle a uma primei- ra rede de comunicação de veículos;

[0028] b) conectar uma segunda unidade de controle a uma se-

gunda rede de comunicação de veículos;

[0029] c) receber comandos por uma pluralidade de unidades co- mandadas a partir da primeira unidade de controle e/ou da segunda unidade de controle sobre linhas de comunicação; e

[0030] d) conectar uma linha de comunicação de interligação entre a primeira unidade de controle à segunda unidade de controle.

[0031] Em um exemplo, o método compreende:

[0032] e) transmitir dados entre a primeira rede de comunicação de veículos e a segunda unidade de controle através da linha de co- municação de interligação; ou

[0033] f) transmitir dados entre a segunda rede de comunicação de veículos e a primeira unidade de controle através da linha de co- municação de interligação.

[0034] Os aspectos e exemplos acima referidos tornar-se-ão visí- veis e serão elucidados com referência às concretizações descritas a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0035] Concretizações exemplares serão descritas em seguida com referência aos seguintes desenhos:

[0036] A Fig. 1 mostra uma representação esquemática de um exemplo de uma arquitetura de controle para um veículo;

[0037] A Fig. 2 mostra um método de controle para uma arquitetu- ra de controle de um veículo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES

[0038] A Fig. 1 mostra um exemplo de uma arquitetura de controle 20 para um veículo. A arquitetura de controle compreende uma primei- ra unidade de controle 3, uma segunda unidade de controle 4, um pri- meiro circuito de rede de comunicação de veículos 1, um segundo cir- cuito de rede de comunicação de veículos 2, e uma pluralidade de uni- dades comandadas 6, 7, 8, 9. A primeira unidade de controle é ligada à primeira rede de comunicação de veículos. A segunda unidade de controle é ligada à segunda rede de comunicação de veículos. A plura- lidade de unidades comandadas é configurada para receber comandos a partir da primeira unidade de controle e/ou da segunda unidade de controle sobre linhas de comunicação 10, 11. Uma linha de comunica- ção de interligação 5 liga a primeira unidade de controle à segunda unidade de controle. O exemplo mostrado tem duas unidades de con- trole, mas pode haver mais de duas, com um primeiro conjunto de uni- dades de controle ligadas à primeira rede de comunicação de veículos e o resto (um segundo conjunto) ligado à segunda rede de comunica- ção de veículos. As linhas de comunicação interligadas conectariam então o primeiro conjunto de unidades de controle ao segundo conjun- to de unidades de controle.

[0039] De acordo com um exemplo, a arquitetura de controle é configurada para transmitir dados entre a primeira rede de comunica- ção de veículos e a segunda unidade de controle através da utilização da linha de comunicação de interligação. A arquitetura de controle é configurada também para transmitir dados entre a segunda rede de comunicação de veículos e a primeira unidade de controle através da utilização da linha de comunicação de interligação.

[0040] De acordo com um exemplo, a primeira unidade de controle está comunicativamente ligada a toda a pluralidade de componentes comandados; e no qual a segunda unidade de controle está comunica- tivamente ligada a toda a pluralidade de componentes comandados.

[0041] De acordo com um exemplo, em um primeiro modo de ope- ração a primeira unidade de controle é configurada para atuar como controlador principal e a segunda unidade de controle é configurada para atuar como controlador dependente, e em um segundo modo de operação a segunda unidade de controle é configurada para atuar co- mo controlador principal e a primeira unidade de controle é configura-

da para atuar como controlador dependente.

[0042] Em um exemplo, podem existir mais de duas unidades de controle, com a atuação como mestre e o resto como dependente. As- sim, se existissem três unidades de controle, então utilizando a no- menclatura acima referida podem existir três modos de operação, em que em cada modo uma unidade de controle diferente atua como o mestre, com o resto atuando como dependente. Isto aplica-se então a quatro, cinco, seis unidades de controle, onde haveria quatro, cinco e seis modos de operação, etc.

[0043] De acordo com um exemplo, a determinação do modo de operação compreende uma comunicação sobre a linha de comunica- ção de interligação.

[0044] De acordo com um exemplo, a determinação do modo de operação é realizada de acordo com um algoritmo e as unidades de controle são alinhadas sobre a linha de comunicação de interligação.

[0045] De acordo com um exemplo, a determinação do modo de operação é realizada pela primeira unidade de controle e/ou segunda unidade de controle.

[0046] De acordo com um exemplo, a primeira unidade de controle e a segunda unidade de controle são configuradas para utilizar a linha de comunicação de interligação para transmitir dados entre as unida- des de controle para realizar uma verificação de plausibilidade e/ou uma tarefa de verificação cruzada.

[0047] A Fig. 2 mostra um método de controle 100 para uma arqui- tetura de controle de um veículo em suas etapas básicas, onde etapas opcionais são mostradas na forma tracejada. O método 100 compre- ende:

[0048] em uma etapa de conexão 110, também referida como eta- pa a), conectar uma primeira unidade de controle 3 a uma primeira re- de de comunicação de veículos 1;

[0049] em uma etapa de conexão 120, também referida como eta- pa b), conectar uma segunda unidade de controle 4 a uma segunda rede de comunicação de veículos;

[0050] em uma etapa de recebimento 130, também referida como etapa c), receber comandos por uma pluralidade de unidades coman- dadas a partir da primeira unidade de controle e/ou da segunda unida- de de controle sobre linhas de comunicação 10, 11; e

[0051] em uma etapa de conexão 140, também referida como eta- pa d), conectar uma linha de comunicação de interligação 5 entre a primeira unidade de controle à segunda unidade de controle.

[0052] De acordo com um exemplo, o método compreende:

[0053] em uma etapa de transmissão 150, também referida como etapa e), transmissão de dados entre a primeira rede de comunicação de veículos e a segunda unidade de controle através da linha de co- municação de interligação; ou

[0054] em uma etapa de transmissão 160, também referida como etapa f), transmissão de dados entre a segunda rede de comunicação de veículos e a primeira unidade de controle através da linha de co- municação de interligação.

[0055] Em um exemplo, a primeira unidade de controle está co- municativamente ligada a toda a pluralidade de componentes coman- dados; e a segunda unidade de controle está comunicativamente liga- da a toda a pluralidade de componentes comandados.

[0056] Em um exemplo, em um primeiro modo de operação a pri- meira unidade de controle atua como controlador principal e a segunda unidade de controle atua como controlador dependente; e em um se- gundo modo de operação a segunda unidade de controle atua como controlador principal e a primeira unidade de controle atua como con- trolador dependente.

[0057] Em um exemplo, a determinação do modo de operação compreende uma comunicação sobre a linha de comunicação de inter- ligação.

[0058] Em um exemplo, a determinação do modo de operação é realizada de acordo com um algoritmo e alinhada sobre a linha de co- municação de interligação.

[0059] Em um exemplo, a determinação do modo de operação é realizada pela primeira unidade de controle e/ou a segunda unidade de controle.

[0060] Em um exemplo, a primeira unidade de controle e a segun- da unidade de controle utilizam a linha de comunicação de interligação para transmitir dados entre as unidades de controle para realizar uma verificação de plausibilidade e/ou uma tarefa de verificação cruzada.

[0061] Um exemplo detalhado é agora descrito, mais uma vez usando a Fig. 1. Neste exemplo detalhado, é apresentada uma arqui- tetura de controlador redundante, que tem duas unidades de controle 3, 4, cada uma delas está ligada a um dos circuitos redundantes da rede de comunicação de veículos 1,2. Existe uma linha de comunica- ção de interligação 5 entre as unidades de controle. Cada unidade de controle é ligada a algumas unidades comandadas 6, 7, 8, 9 por outras linhas de controle 10, 11, e cada unidade de controle pode ser ligada a cada uma das unidades comandadas, como se mostra. Uma das uni- dades de controle tem um papel de mestre, enquanto a outra tem um papel dependente. A determinação da divisão da função de mestre- dependente é efetuada pelas unidades de controle de acordo com um algoritmo apropriado e alinhada através da linha de comunicação de interligação.

[0062] Desta forma, ter a linha de comunicação de interligação en- tre as unidades de controle permite mitigar a situação em que uma das redes de comunicação do veículo está em falha ou em queda. Neste caso, os dados da rede de comunicação do veículo intactos podem ser transmitidos à outra unidade de controle através da linha de comuni- cação de interligação. A comunicação de interligação oferece também a oportunidade de realizar verificações de plausibilidade ou tarefas de verificação cruzada para aumentar a segurança.

[0063] É de notar que as concretizações da invenção são descritas com referência a diferentes assuntos. Em particular, algumas concreti- zações são descritas com referência a reivindicações do tipo método, enquanto outras concretizações são descritas com referência às rei- vindicações do tipo de dispositivo. No entanto, um técnico no assunto reunirá da descrição acima e da seguinte que, salvo notificação em contrário, para além de qualquer combinação de características per- tencentes a um tipo de matéria, também é considerada como sendo revelada com esta aplicação qualquer combinação entre característi- cas relativas a matérias diferentes. No entanto, todas as característi- cas podem ser combinadas, proporcionando efeitos sinergéticos que são mais do que a simples soma das características.

[0064] Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em por- menor nos desenhos e descrição anterior, tal ilustração e descrição devem ser consideradas ilustrativas ou exemplares, e não restritivas. A invenção não se limita às concretizações reveladas. Outras variações das concretizações reveladas podem ser compreendidas e efetuadas por aqueles técnicos no assunto na prática de uma invenção reivindi- cada, a partir de um estudo dos desenhos, da revelação, e das reivin- dicações dependentes.

[0065] Nas reivindicações, a palavra "compreendendo" não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido "um" ou "uma" não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade pode cumprir as funções de vários artigos re-citado nas reivindicações. O mero fato de certas medidas serem re-citadas em reivindicações de- pendentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não possa ser utilizada para obter vantagens. Quais- quer sinais de referência nas reivindicações não devem ser interpreta- dos como limitando o âmbito.

LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 20 Uma arquitetura de controle para um veículo; 1,2 Circuitos de rede de comunicação; 34 Unidades de controle; 5 Linha de comunicação de interligação; 6, 7, 8, 9 Unidades comandadas; 10,11 Linhas de comunicação 100 Um método de controle para uma arquitetura de controle de um veículo; 110 Conectar uma primeira unidade de controle a uma primeira rede de comunicação de veículo; 120 Conectar uma segunda unidade de controle a uma segunda rede de comunicação de veículo; 130 Receber comandos por uma pluralidade de unidades co- mandadas a partir da primeira unidade de controle e/ou da segunda unidade de controle sobre linhas de comunicação; 140 Conectar uma linha de comunicação de interligação entre a primeira unidade de controle à segunda unidade de controle; 150 transmitir dados entre a primeira rede de comunicação de veículos e a segunda unidade de controle através da linha de comuni- cação de interligação; 160 transmitir dados entre a segunda rede de comunicação de veículo e a primeira unidade de controle através da linha de comunica- ção de interligação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arquitetura de controle (20) para um veículo, a arquitetu- ra de controle compreendendo: - uma primeira unidade de controle (3); - uma segunda unidade de controle (4); - um primeiro circuito de rede de comunicação de veículos (1); - um segundo circuito de rede de comunicação de veículos (2); e - uma pluralidade de unidades comandadas (6, 7, 8, 9); em que a primeira unidade de controle é conectada à primeira rede de comunicação de veículos; em que a segunda unidade de controle é conectada à segunda rede de comunicação de veículos; em que a pluralidade de unidades comandadas é configurada para re- ceber comandos a partir da primeira unidade de controle e/ou da se- gunda unidade de controle sobre linhas de comunicação (10, 11); caracterizada pelo fato de que: uma linha de comunicação de interligação (5) conecta a primeira uni- dade de controle à segunda unidade de controle.

2. Arquitetura de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a arquitetura de controle é configurada para transmitir dados entre a primeira rede de comunicação de veícu- los e a segunda unidade de controle através de utilização da linha de comunicação de interligação; e em que a arquitetura de controle é con- figurada para transmitir dados entre a segunda rede de comunicação de veículos e a primeira unidade de controle através da utilização da linha de comunicação de interligação.

3. Arquitetura de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que a primeira unidade de controle está comunicativamente conectada a toda a pluralidade de componentes comandados; e em que a segunda unidade de controle está comunicativamente conectada a toda a pluralidade de componen- tes comandados.

4. Arquitetura de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que em um primeiro modo de operação, a primeira unidade de controle é configurada para atuar como um controlador principal, e a segunda unidade de controle é configurada para atuar como um controlador dependente; e em um segundo modo de operação a segunda unidade de controle é configu- rada para atuar como controlador principal, e a primeira unidade de controle é configurada para atuar como controlador dependente.

5. Arquitetura de controle, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a determinação do modo de operação compreende uma comunicação sobre a linha de comunicação de inter- ligação.

6. Arquitetura de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a determinação do modo de operação é efetuada de acordo com um algoritmo, e alinhada sobre a linha de co- municação de interligação.

7. Arquitetura de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada pelo fato de que a determinação do modo de operação é realizada pela primeira unidade de controle e/ou pela segunda unidade de controle.

8. Arquitetura de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a primeira unidade de controle e a segunda unidade de controle são configuradas para utilizar a linha de comunicação de interligação para transmitir dados entre as unidades de controle para efetuar uma verificação de plausibi- lidade e/ou uma tarefa de verificação cruzada.

9. Método de controle (100) para uma arquitetura de contro- le de um veículo, o método compreendendo:

a) conectar (110) uma primeira unidade de controle (3) a uma primeira rede de comunicação de veículos (1); b) conectar (120) uma segunda unidade de controle (4) a uma segunda rede de comunicação de veículos; c) receber (130) comandos por uma pluralidade de unida- des comandadas (6, 7, 8, 9) a partir da primeira unidade de controle e/ou da segunda unidade de controle sobre linhas de comunicação (10, 11); caracterizado pelo fato de que compreende: d) conectar (140) uma linha de comunicação de interligação (5) entre a primeira unidade de controle à segunda unidade de contro- le.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende: e) transmitir (150) dados entre a primeira rede de comuni- cação de veículos e a segunda unidade de controle através da linha de comunicação de interligação; ou f) transmitir (160) dados entre a segunda rede de comuni- cação de veículos e a primeira unidade de controle através da linha de comunicação de interligação.