CN113954957A - 扭矩传感器冗余控制方法、装置、线控转向***及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种扭矩传感器冗余控制方法、装置、线控转向***及车辆。其中，该方法包括：获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值；校验第一扭矩值和第二扭矩值是否一致；若否，分别校验第一扭矩值和第三扭矩值以及第二扭矩值和第三扭矩值，将与第三扭矩值校验一致的扭矩值作为线控转向***的输入扭矩。本发明实施例的技术方案，解决了当车辆的线控转向***中的扭矩传感器发生单点失效时，增加多路传感器通道使传感器硬件部分存在完全冗余的问题，有效地减小了车辆线控转向***的整体体积，并且降低了扭矩传感器的安装成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及汽车控制领域，尤其涉及一种扭矩传感器冗余控制方法、装置、线控转向***及车辆。
背景技术
汽车领域的迅速发展，使人们对于出行方式的选择更加多样化，自驾的出行方式受到多数人的青睐。在车辆行驶过程中，车辆中的线控转向***是保障驾驶人员安全的有力屏障。
线控转向***中设置有功能不同的传感器，扭矩传感器是线控转向***的重要输出信号，一旦扭矩传感器发生故障，会直接导致整个***无法正常工作。在线控转向***中设置多个扭矩传感器通道可以保证在车辆***在发生故障时及时切换备用扭矩传感器通道，但增加多个扭矩传感器通道会使车辆线控转向***的整体体积变大，不利于车辆的安装并且安装成本高。
发明内容
本发明实施例提供了一种扭矩传感器冗余控制方法、装置、线控转向***及车辆，以实现对车辆线控转向***中扭矩传感器冗余的及时控制，减小车辆线控转向***的整体体积并降低扭矩传感器的安装成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种扭矩传感器冗余控制方法，适用于线控转向***，所述线控转向***包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，其中所述第三扭矩通道为监控通道；所述扭矩传感器冗余控制方法包括：
获取所述第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值；
校验所述第一扭矩值和所述第二扭矩值是否一致；
若否，分别校验所述第一扭矩值和所述第三扭矩值以及所述第二扭矩值和所述第三扭矩值，将与所述第三扭矩值校验一致的扭矩值作为所述线控转向***的输入扭矩。
第二方面，本发明实施例还提供了一种扭矩传感器冗余控制装置，适用于线控转向***，所述线控转向***包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，其中所述第三扭矩通道为监控通道；所述扭矩传感器冗余控制装置包括：
获取模块，用于获取所述第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值；
校验模块，用于校验所述第一扭矩值和所述第二扭矩值是否一致，并在所述第一扭矩值和所述第二扭矩值的校验结果不一致时，分别校验所述第一扭矩值和所述第三扭矩值以及所述第二扭矩值和所述第三扭矩值，将与所述第三扭矩值校验一致的扭矩值作为所述线控转向***的输入扭矩。
第三方面，本发明实施例还提供了一种线控转向***，包括上述扭矩传感器冗余装置，所述扭矩传感器冗余控制装置用于实现如本发明任意实施例提供的扭矩传感器冗余控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括本发明实施例提供的线控转向***。
本发明实施例提供的扭矩传感器冗余控制方法，通过获取第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道的扭矩值后进行校验，进一步地比对第一扭矩值和第二扭矩值的大小；当第一扭矩值和第二扭矩值不一致时，分别校验第一扭矩值和第三扭矩值的大小以及第二扭矩值和第三扭矩值的大小，确定与第三扭矩值校验相同的扭矩并将此扭矩值作为线控转向***的输入扭矩，第一扭矩值与第二扭矩值不同时，第三扭矩值作为第一扭矩值和第二扭矩值的参照值，参照、校验最后确定向线控转向***输入的扭矩值大小。本发明实施例提供的技术方案，解决了当车辆的线控转向***中的扭矩传感器发生单点失效时，增加多路传感器通道使传感器硬件部分存在完全冗余导致成本高、体积大的问题，有效地减少了车辆线控转向***的整体体积，并且降低了扭矩传感器的安装成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种扭矩传感器冗余控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的另一种扭矩传感器冗余控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三提供的另一种扭矩传感器冗余控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种扭矩传感器冗余控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种扭矩传感器冗余控制方法的流程示意图，该方法可适用于车辆的线控转向***中扭矩传感器冗余情况的控制，该方法可以由扭矩传感器冗余控制装置来执行，所述装置可由线控转向***实现，所述装置安装在车辆中。其中，线控转向***包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，第三扭矩通道为监控通道；如图1所示，本发明实施例一提供的一种扭矩传感器冗余控制方法包括如下步骤：
S110、获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值。
其中，线控转向***具体指车辆的线控转向***，主要包括方向盘总成、转向执行总成和主控制器三个部分。方向盘总成包括方向盘、方向盘转角传感器、扭矩传感器以及方向盘回正力矩电机。在车辆的扭矩传感器中设置有扭矩通道，扭矩通道包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，其中，可以将第三扭矩通道设置为监控通道，此处对于扭矩通道的名称和监控通道的设置不做具体的限定。第一扭矩通道传输的是第一扭矩值，第二扭矩通道传输的是第二扭矩值，对应的，第三扭矩通道传输的是第三扭矩值。在车辆线控转向***中的扭矩通道一般设置有备用扭矩通道，也就是在其他扭矩通道发生故障时，车辆的线控转向***可以对扭矩通道进行调整，启动备用扭矩通道确保车辆的正常行驶。备用扭矩通道的个数通常为两个或者多个，但两个完全相同的备用通道的加入会使得扭矩传感器硬件部分完全冗余，导致扭矩传感器的整体体积变大并且不利于在车辆中进行安装。本发明实施例设定一个备份扭矩通道，在车辆正常行驶的过程中，备份扭矩通道为监控通道不参与扭矩传感器的计算过程，一旦车辆发生单点失效时，备份的扭矩通道参与扭矩传感器的计算，实现了现有技术同时增加多个备用扭矩通道才能实现的功能。
S120、校验第一扭矩值和第二扭矩值是否一致。
其中，校验第一扭矩值和第二扭矩值的大小，可以确定车辆在行驶的过程中是否存在扭矩故障的问题，一旦出现单点失效时，依旧可以利用备份扭矩通道，也就是冗余部件进行正常运行。校验结果一致性的判断标准是当两个相互校验的扭矩值的误差小于或等于5％时，判定两个扭矩值的校验结果一致。误差范围小于或等于5％的范围内，属于误差允许范围，超过5％的误差则表明第一扭矩值和第二扭矩值不一致。
S130、若否，分别校验第一扭矩值和第三扭矩值以及第二扭矩值和第三扭矩值，将与第三扭矩值校验一致的扭矩值作为线控转向***的输入扭矩。
其中，当校验第一扭矩值和第二扭矩值不一致时，依次校验第一扭矩值和第三扭矩值，第二扭矩值和第三扭矩值的大小，第三扭矩值可以作为标准参考扭矩值，第一扭矩值和第二扭矩值的数值与第三扭矩值进行校验并将和第三扭矩值一致的扭矩值作为输入扭矩。示例性的，分别对第一扭矩值和第三扭矩值以及第二扭矩值和第三扭矩值进行校验，校验结果发现，第一扭矩值和第三扭矩值相一致，则确定第一扭矩为向线控转向***输入的扭矩，换言之，第二扭矩值和第三扭矩值相一致，则确定第二扭矩为向线控转向***输入的扭矩。
本发明实施例提供的扭矩传感器冗余控制方法，通过获取第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道的扭矩值后进行校验，进一步地比对第一扭矩值和第二扭矩值的大小；当第一扭矩值和第二扭矩值不一致时，分别校验第一扭矩值和第三扭矩值的大小以及第二扭矩值和第三扭矩值的大小，确定与第三扭矩值校验相同的扭矩并将此扭矩值作为线控转向***的输入扭矩，第一扭矩值与第二扭矩值不同时，第三扭矩值作为第一扭矩值和第二扭矩值的参照值，参照、校验最后确定向线控转向***输入的扭矩值大小。本发明实施例提供的技术方案，解决了当车辆的线控转向***中的扭矩传感器发生单点失效时，增加多路传感器通道使传感器硬件部分存在完全冗余的问题，有效地减小了车辆线控转向***整体体积，并且降低了扭矩传感器的安装成本。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的另一种扭矩传感器冗余控制方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，还包括在校验第一扭矩值和第二扭矩值一致时，校验第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值的关系，判断第三扭矩值的可信等级或不可信等级。具体步骤如下：
S210、获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值。
S220、校验第一扭矩值和第二扭矩值是否一致。
若否，则执行S230、校验第一扭矩值和第三扭矩值以及第二扭矩值和第三扭矩值，将与第三扭矩值校验一致的扭矩值作为线控转向***的输入扭矩。
其中，通过校验第一扭矩值和第三扭矩值以及第二扭矩值和第三扭矩值，寻找第三扭矩值校验一致的扭矩值为线控转向***的输入扭矩，使车辆的扭矩传感器正常运转，车辆正常行驶。进一步地，若第一扭矩值和第二扭矩值的校验结果、第一扭矩值和第三扭矩值的校验结果以及第二扭矩值和第三扭矩值的校验结果均不一致，则将第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值的置信度均设置为不可信等级并输出报警信息。当第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值的校验结果均不一致时，则说明车辆中的扭矩传感器存在多点故障，无法通过备用的扭矩通道使车辆正常行驶，需要及时将故障信息传递，则可以将第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值均设置为不可信等级并输出报警信息，方便车辆驾驶人员及时发现并对故障部位进行处理。
若是，则执行S240、校验第一扭矩值和第二扭矩值的输出结果与第三扭矩值是否一致。
其中，当校验第一扭矩值和第二扭矩值相一致，输出第一扭矩值和第二扭矩值并与第三扭矩值进行校验，进一步地比对第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值的关系。
若是，则执行S250、根据第一扭矩值和/或第二扭矩值确定线控转向***的输入扭矩，并将第三扭矩值的置信度设置为可信等级。
其中，当校验第一扭矩值和第二扭矩值相一致，输出第一扭矩值和第二扭矩值并与第三扭矩值进行校验后也相一致，则根据第一扭矩值或者第二扭矩值或者第一扭矩值和第二扭矩值的平均值确定线控转向***的输入扭矩，同时将第三扭矩值的置信度设置为可信等级。扭矩的置信度设置可以划分为两种，分别为可信等级和不可信等级。可信等级说明扭矩值是正确的，具备可信性，可以执行后续的步骤；不可信等级说明扭矩值是错误的，不具备可信性，不可以执行后续的步骤，并且在扭矩的置信度为不可信等级会输出相应的报警信息。
若否，则执行S260、将第三扭矩值的置信度设置为不可信等级并输出报警信息。
本发明实施例提供的扭矩传感器冗余控制方法，依次对获取的第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值进行校验。首先，通过对第一扭矩值和第二扭矩值的校验，校验结果一致后再与第三扭矩值进行校验，校验一致后输出向线控转向***传输输入扭矩并将第三扭矩值的置信度设置为可信等级；如果第一扭矩值和第二扭矩值一致，但与第三扭矩值不一致，则进一步地将第三扭矩值的置信度设置为不可信等级并输出报警信息。本发明实施例提供的技术方案依次对第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值进行校验，进而获得第三扭矩值的置信度情况，解决了在车辆驾驶过程中线控转向***中的扭矩传感器发生单点失效，判断冗余硬件是否能够正常开启，在正常开启状态下，保障车辆不会因扭矩传感器单点失效而无法正常运行的问题。此外，本发明的技术方案有效地减小了车辆线控转向***的整体体积，并且降低了扭矩传感器的安装成本。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的另一种扭矩传感器冗余控制方法的流程示意图，在上述实施例的基础上，还包括在获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值之前需要对线控转向***进行初始化设置。具体步骤如下：
S310、对线控转向***进行初始化。
具体的，对线控转向***初始化的过程包括对线控转向***上电，获取第一扭矩通道传输的第一初始扭矩值，第二扭矩通道传输的第二初始扭矩值和第三扭矩通道传输的第三初始扭矩值；随后对第一初始扭矩值、第二初始扭矩值和第三初始扭矩值进行两两相互校验。对于初始扭矩值进行校验确保输出的第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值的置信度为可信等级，在可信等级的基础上，获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值才具有实际的意义。当校验结果均一致，则判定扭矩可信，执行后续扭矩传感器冗余控制方法的步骤；如果有任意一个校验结果不一致，则判定扭矩不可信并输出报警信息。
S320、获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值。
S330、校验第一扭矩值和第二扭矩值是否一致。
S340、若否，分别校验第一扭矩值和第三扭矩值以及第二扭矩值和第三扭矩值，将与第三扭矩值校验一致的扭矩值作为线控转向***的输入扭矩。
本发明实施例提供的扭矩传感器冗余控制方法，通过在获取第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值之前对线控转向***进行初始化处理，初始化处理对初始的扭矩值进行两两校验，确保扭矩值的置信度等级均为可信等级。本发明实施例的技术方案解决了初始的第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值存在不可信等级的问题，使得最终获取到的第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值的更加准确。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种扭矩传感器冗余控制装置的结构示意图。该装置可适用于车辆的线控转向***中扭矩传感器冗余控制方面，线控转向***包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，第三扭矩通道为监控通道，该装置可安装在车辆上。
如图4所示，该装置包括：获取模块410和校验模块420。
其中，获取模块410用于获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值；
校验模块420，用于校验第一扭矩值和第二扭矩值是否一致，并在第一扭矩值和第二扭矩值的校验结果不一致时，分别校验第一扭矩值和第三扭矩值以及第二扭矩值和第三扭矩值，将与第三扭矩值校验一致的扭矩值作为线控转向***的输入扭矩。
进一步地，获取模块410包括初始化单元，初始化单元用于对线控转向***进行初始化处理，其中初始化单元包括对线控转向***上电，获取第一扭矩通道传输的第一初始扭矩值，第二扭矩通道传输的第二初始扭矩值和第三扭矩通道传输的第三初始扭矩值。
校验模块420，包括初始化校验单元和校验单元，初始化校验单元用于对第一初始扭矩值、第二初始扭矩值和第三初始扭矩值进行校验；当第一初始扭矩值、第二初始扭矩值和第三初始扭矩值校验一致，则判定扭矩可信，执行后续扭矩传感器冗余控制方法的步骤；当有任意一个校验结果不一致，则判定扭矩不可信并输出报警信息。
校验单元用于校验第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值是否一致，其中，当校验的第一扭矩值和第二扭矩值一致，需校验第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值是否一致，依据校验结果输出向线控转向***输入的扭矩并确定第三扭矩值的置信度；第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值均校验一致，依据第一扭矩值和/或第二扭矩值确定线控转向***的输入扭矩，并将第三扭矩值的置信度设置为可信等级；第一扭矩值、第二扭矩值一致，但与第三扭矩值校验不一致时，将第三扭矩值的置信度设置为不可信等级并输出报警信息。当第一扭矩值和第二扭矩值的校验结果、第一扭矩值和第三扭矩值的校验结果以及第二扭矩值和第三扭矩值的校验结果均不一致，则将第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值的置信度均设置为不可信等级并输出报警信息。
本发明实施例提供的扭矩传感器冗余控制装置，通过获取模块获取第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值，校验模块校验第一扭矩值和第二扭矩值以及第三扭矩值是否一致并将与第三扭矩值校验一致的扭矩作为输入扭矩。上述扭矩传感器冗余控制装置可执行本发明任意实施例所提供的扭矩传感器冗余控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
本发明实施例提供的线控转向***，线控转向***包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，第三扭矩通道为监控通道。上述线控转向***包括扭矩传感器冗余控制装置的全部内容，上述扭矩传感器冗余控制装置可执行本发明任意实施例所提供的扭矩传感器冗余控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例六
本发明实施例的线控转向***安装在车辆上，扭矩传感器冗余控制装置设置在线控转向***上，车辆中扭矩传感器冗余控制装置可执行本发明任意实施例所提供的扭矩传感器冗余控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。在此处不进行一一赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种扭矩传感器冗余控制方法，其特征在于，适用于线控转向***，所述线控转向***包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，其中所述第三扭矩通道为监控通道；所述扭矩传感器冗余控制方法包括：
获取所述第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值；
校验所述第一扭矩值和所述第二扭矩值是否一致；
若否，分别校验所述第一扭矩值和所述第三扭矩值以及所述第二扭矩值和所述第三扭矩值，将与所述第三扭矩值校验一致的扭矩值作为所述线控转向***的输入扭矩。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器冗余控制方法，其特征在于，还包括：
若所述第一扭矩值和所述第二扭矩值的校验结果一致，则校验所述第一扭矩值和所述第二扭矩值的输出结果与所述第三扭矩值是否一致；
若是，根据所述第一扭矩值和/或所述第二扭矩值确定所述线控转向***的输入扭矩，并将所述第三扭矩值的置信度设置为可信等级；
若否，则将所述第三扭矩值的置信度设置为不可信等级并输出报警信息。
3.根据权利要求1所述的扭矩传感器冗余控制方法，其特征在于，还包括：
若所述第一扭矩值和所述第二扭矩值的校验结果、所述第一扭矩值和所述第三扭矩值的校验结果以及所述第二扭矩值和所述第三扭矩值的校验结果均不一致，则将所述第一扭矩值、所述第二扭矩值和所述第三扭矩值的置信度均设置为不可信等级并输出报警信息。
4.根据权利要求1所述的扭矩传感器冗余控制方法，其特征在于，在获取所述第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值之前，还包括：
对所述线控转向***进行初始化。
5.根据权利要求4所述的扭矩传感器冗余控制方法，其特征在于，所述初始化包括：
所述线控转向***上电；
获取所述第一扭矩通道传输的第一初始扭矩值，第二扭矩通道传输的第二初始扭矩值和第三扭矩通道传输的第三初始扭矩值；
对所述第一初始扭矩值、所述第二初始扭矩值和所述第三初始扭矩值进行两两相互校验。
6.根据权利要求5所述的扭矩传感器冗余控制方法，其特征在于，若所有校验结果均一致，则判定扭矩可信，执行后续扭矩传感器冗余控制方法的步骤；
若有任意一个校验结果不一致，则判定扭矩不可信并输出报警信息。
7.根据权利要求1～6任一所述的扭矩传感器冗余控制方法，其特征在于，当两个相互校验的扭矩值的误差小于或等于5％时，判定两个扭矩值的校验结果一致。
8.一种扭矩传感器冗余控制装置，其特征在于，适用于线控转向***，所述线控转向***包括第一扭矩通道、第二扭矩通道和第三扭矩通道，其中所述第三扭矩通道为监控通道；所述扭矩传感器冗余控制装置包括：
获取模块，用于获取所述第一扭矩通道传输的第一扭矩值，第二扭矩通道传输的第二扭矩值和第三扭矩通道传输的第三扭矩值；
校验模块，用于校验所述第一扭矩值和所述第二扭矩值是否一致，并在所述第一扭矩值和所述第二扭矩值的校验结果不一致时，分别校验所述第一扭矩值和所述第三扭矩值以及所述第二扭矩值和所述第三扭矩值，将与所述第三扭矩值校验一致的扭矩值作为所述线控转向***的输入扭矩。
9.一种线控转向***，其特征在于，包括权利要求8所示的扭矩传感器冗余控制装置，所述扭矩传感器冗余控制装置用于实现如权利要求1-7中任一所述的扭矩传感器冗余控制方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的线控转向***。
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