CN115520267A - 用于转向控制***的故障响应方法和故障响应*** - Google Patents
用于转向控制***的故障响应方法和故障响应*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于转向控制***的故障响应方法和故障响应***，故障响应方法包括：从转向控制***接收至少一个故障信号；根据故障信号确定故障状态信息，所述故障状态信息包括以下至少一项：故障发生位置、故障点数以及故障危险等级；以及根据故障状态信息控制转向控制***，以使转向控制***选择性地启动正常操作模式、故障可操作模式或停止操作模式。根据本发明的故障响应方法针对转向控制***的不同位置出现故障以及每个故障对应的危险等级这些条件做出了不同响应，使得即使转向控制***在其两个以上不同位置发生故障时，也可以充分利用其冗余部件来实现对电机扭矩的控制。
Description
技术领域
本发明涉及转向控制***的操作控制的技术领域，尤其涉及用于转向控制***的故障响应方法和故障响应***。
背景技术
针对自主驾驶车辆，要求其电动液压转向控制***在出现单点故障情况或者检测不到驾驶员的驾驶操作意图情况下具备与自主转向模式对接的能力。因此，针对这种转向控制***的故障响应方法，通常会将单点故障的情况视为可进行故障可操作的情况，这意味着，只有当转向控制***的主控制器、从控制器和冗余信道中的仅一者发生故障时，转向控制***才能够进行操作。如果转向控制***的主控制器、从控制器和冗余信道中出现两点故障或更多点故障时，转向控制***将停止运行。
但是，实际上，如果不是转向控制***中的主控制器和从控制器同时出现故障，则转向控制***在两点故障或更多点故障的情况下仍然可以进行操作。因此，仅仅因为两点或更多点故障而使转向控制***停止运行，这将不能很好地利用到转向控制***中的冗余部件。
发明内容
鉴于以上问题，本发明了提供了一种新型的用于转向控制***的故障响应方法，其能够针对转向控制***的不同位置出现故障以及每个故障对应的危险等级这些条件做出不同响应，使得即使转向控制***在其两个以上不同位置发生故障时，也可以充分利用其冗余部件来实现对电机扭矩的控制。
根据一个方面，本发明提供了一种用于转向控制***的故障响应方法，所述转向控制***构造成控制电机的输出扭矩并且包括主控制器、从控制器、以及在所述主控制器和所述从控制器之间双向传送信号的第一冗余信道和第二冗余信道，其中，所述故障响应方法包括：从所述转向控制***接收至少一个故障信号；根据所述故障信号确定故障状态信息，所述故障状态信息包括以下至少一项：故障发生位置、故障点数以及故障危险等级；以及根据所述故障状态信息控制所述转向控制***，以使所述转向控制***选择性地启动正常操作模式、故障可操作模式或停止操作模式。
根据本发明的优选实施例，当全部故障所对应的故障危险等级均小于或等于预定危险等级时，使所述转向控制***以所述正常操作模式运行。
根据本发明的优选实施例，当故障危险等级大于预定危险等级的故障同时包括来自所述主控制器的故障和来自所述从控制器的故障时，使所述转向控制***启动所述停止操作模式。
根据本发明的优选实施例，当故障危险等级大于预定危险等级的故障包括来自所述主控制器的故障或来自所述从控制器的故障时，或者当故障危险等级大于预定危险等级的故障不包括来自所述主控制器的故障和来自所述从控制器的故障两者时，使所述转向控制***以所述故障可操作模式运行。
根据本发明的优选实施例，当故障危险等级大于预定危险等级的故障包括来自所述主控制器和所述从控制器中的一者的故障时，使所述主控制器和所述从控制器中的一者停止运行，同时使所述主控制器和所述从控制器中的另一者控制所述电机。
根据本发明的优选实施例，当故障危险等级大于预定危险等级的故障的点数为两点且两点故障分别来自所述第一冗余信道和所述第二冗余信道，或者当故障危险等级大于预定危险等级的故障的点数为一点且所述一点故障来自所述第一冗余信道和所述第二冗余信道中的一者时，使所述主控制器和所述从控制器共同控制所述电机。
根据另一个方面，本发明提供了一种用于执行上述故障响应方法的故障响应***，所述故障响应***包括：信息接收部，其构造成从所述转向控制***接收至少一个故障信号；故障确定部，其构造成根据所述故障信号确定故障状态信息，所述故障状态信息包括以下至少一项：故障发生位置、故障点数以及故障危险等级；以及故障响应部，其构造成根据所述故障状态信息控制所述转向控制***，以使所述转向控制***选择性地启动正常操作模式、故障可操作模式或停止操作模式。
由此，根据本发明的故障响应方法及其***能够针对转向控制***的不同位置出现故障以及每个故障对应的危险等级这些条件做出不同响应，使得即使转向控制***在其两个以上不同位置发生故障时，也可以充分利用其冗余部件来实现对电机扭矩的控制，从而可改善转向控制***的工作效率。
附图说明
下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1示出了根据本发明的转向控制***的示意性框图。
图2示出了根据本发明的故障响应***的示意性框图。
图3示出了根据本发明的故障响应方法的示意性流程图。
图4示出了根据本发明的故障发生位置与操作模式之间对应性的表格。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。
下面参考图1来描述根据本发明的转向控制***，其中，图1示出了根据本发明的转向控制***的示意性框图。如图1所示，转向控制***构造成控制电机的输出扭矩，并且包括主控制器(即主ECU)、从控制器(即从ECU)、以及在主控制器和从控制器之间双向传送信号的第一冗余信道和第二冗余信道，其中主控制器和从控制器分别和转向控制***配属车辆的总线连接。主控制器和从控制器可以经由第一冗余信道和第二冗余信道彼此交互信息，诸如ECU健康状态信息、***存活状态信息、冗余信道通信诊断信息等的信息可以在主控制器和从控制器双向传递，但是，诸如扭矩控制指令以及助力电机控制指令只能从主控制器单向传递到从控制器，而不能由从控制器传递到主控制器。也就是说，只有主控制器出现故障的时候，从控制器才能计算扭矩控制指令并且执行从控制器的扭矩控制指令。
下面将参考图2至图4来描述根据本发明的故障响应***及其所执行的故障响应方法。如图2所示，根据本发明的故障响应***100包括信息接收部10、故障确定部20和故障响应部30，其中，信息接收部10、故障确定部20和故障响应部30可以彼此有线或无线通信。
信息接收部10可以与转向控制***通信，以从转向控制***接收至少一个故障信号(步骤S310)。每一个故障信号可以包括故障地址信息和故障类型信息，这些信息便于以下故障状态信息的确定。
故障确定部20可以根据故障信号来确定故障状态信息(步骤S320)。其中，故障状态信息可以包括但不限于：故障发生位置、故障点数以及故障危险等级。此处，故障确定部20可以根据故障地址信息来确定故障发生位置。由于所接收到的故障信号可能来自转向控制***的主控制器、从控制器、第一冗余信道和第二冗余信道中的任意者，因此可以将这里的故障发生位置限定为包括主控制器、从控制器、第一冗余信道和第二冗余信道。其中，来自于主控制器的故障可包括但不限于：与主控制自身有关的故障、以及与主控制器相关联或相连接的其他部件(方向盘扭矩角度传感器、电源、电机以及车辆总线等)有关的故障。来自于从控制器的故障可包括但不限于：与从控制自身有关的故障、以及与从控制器相关联或相连接的其他部件(方向盘扭矩角度传感器、电源、电机以及车辆总线等)有关的故障。来自于第一冗余信道和第二冗余信道中的故障包括不能有效监测到健康状态信息、***存活状态信息、冗余信道通信诊断信息、扭矩控制指令以及助力电机控制指令中的任意者。
此外，故障确定部20可以根据故障地址信息来确定故障点数。此处，将发生在同一位置的故障定义为一个故障点数。例如，针对主控制器来说，无论主控制器中出现了多少故障，只要这些故障的故障地址信息均显示其来自于主控制器，则限定主控制器发生了一个故障点数。由于上文限定了四个故障发生位置，因此转向控制***最多能够出现四个故障点数。优选地，还可以根据所确定的故障发生位置来得到故障点数。例如，如果确定故障位置为主控制器和从控制器，则可以确定转向控制***中的故障点数为两点。在本发明中，可以使用故障地址信息和故障发生位置中的至少一者来得到转向控制***中的故障点数。
而且，故障确定部20还可以根据故障类型信息来确定故障信号所对应的故障危险等级。故障类型信息可以包括但不限于：与电机扭矩控制不大相关或不相关的信息(例如，车辆总线数据)的丢失、检测数据(例如，电压、电流或温度等)的非正常改变(例如，急速上升或衰减)以及与电机扭矩控制相关的信息(例如，电源信号、扭矩角度传感器检测数据或电机输出扭矩等)的丢失。此处，将与电机扭矩控制不大相关或不相关的信息的丢失对应的等级可以定义为一级危险等级(即后述的预定危险等级)，将检测数据的非正常改变对应的等级定义为二级危险等级，将与电机扭矩控制相关的信息的丢失对应的等级定义为三级危险等级，其中，一级危险等级的严重程度小于二级危险等级的严重程度，而二级危险等级的严重程度小于三级危险等级的严重程度。此处限定了三种不同的危险等级，但是本发明并不限于此，也可以限定四种或者更多中不同的危险等级。
在故障确定部20确定了诸如故障发生位置、故障点数以及故障危险等级的故障状态信息之后，故障响应部30可以根据以上所确定的故障状态信息控制转向控制***，以使转向控制***选择性地启动正常操作模式、故障可操作模式或停止操作模式(步骤S330)。其中，正常操作模式是转向控制***能够以原有状态继续运行的模式。故障可操作模式是指转向控制***的主控制器和从控制器中的仅一者接管全部或部分控制功能而主控制器和从控制器中的另一者停止运行的模式，或者主控制器和从控制器两者共同实现全部控制功能的模式。因此，故障可操作模式也被称为容错模式。停止操作模式是指主控制器和从控制器均无法提供电机扭矩输出的模式。
下面参考图4对故障发生在不同位置以及转向控制***针对这些故障做出响应的可能情形进行具体阐述，在此需要说明的是，图4中所列出的这些故障所对应的危险等级均大于预定危险等级，即大于一级危险等级。
首先对出现一点故障的情况进行描述。当故障点数为一点且该点故障所对应的故障危险等级小于或等于预定危险等级即为一级危险等级时，这意味着该点故障与电机扭矩控制不大相关或不相关，此时，无论该点故障来自主控制器、从控制器、第一冗余信道和第二冗余信道中的哪一者，均使转向控制***以正常操作模式运行。下面参考图4来描述故障点数为一点且该点故障所对应的故障危险等级大于预定危险等级的情况。
当故障点数为一点且该点故障所对应的故障危险等级大于预定危险等级(即为二级以上危险等级)时，如果该点故障来自主控制器，则使主控制器向车辆总线提供指示主控制器出现故障的故障信号，接着使主控制器在预定时间(例如，数毫秒)内停止运行，同时使从控制器单独来控制电机，即此时从控制器接管了转向控制***的全部控制功能；如果该点故障来自从控制器，则使从控制器向车辆总线提供指示从控制器出现故障的故障信号，接着使从控制器在预定时间内停止运行，同时使主控制器单独控制电机，即此时主控制器将接管转向控制***的全部控制功能；如果该点故障来自第一冗余信道和第二冗余信道中的一者，则使主控制器和从控制器向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道中的一者出现故障的故障信号，并且使主控制器和从控制器共同控制电机，例如主控制器和从控制器各自承担部分控制功能。
接着，对出现两点故障的情况进行描述。当故障点数为两点且全部两点故障所对应的故障危险等级小于或等于预定危险等级(即为一级危险等级)时，这意味着全部两点故障与电机扭矩控制不大相关或不相关，此时，无论全部两点故障来自主控制器、从控制器、第一冗余信道和第二冗余信道中的哪两者，均使转向控制***以正常操作模式运行。下面参考图4来描述故障点数为两点且全部两点故障所对应的故障危险等级大于预定危险等级的情况。
当故障点数为两点且该两点故障所对应的故障危险等级大于预定危险等级即为二级以上危险等级时，如果两点故障分别来自主控制器和从控制器，则使转向控制***启动停止操作模式，即，使主控制器和从控制器在预定时间内停止运行。
如果两点故障中的一者来自主控制器而两点故障中的另一者来自第一冗余信道和第二冗余信道中的一者，则使主控制器向车辆总线提供指示主控制器出现故障的故障信号，接着使主控制器在预定时间内停止运行，同时使从控制器向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道中的一者出现故障的故障信号，以及使从控制器在接收到指示主控制器出现故障的故障信号后单独来控制电机。具体而言，在从控制器在接收到指示主控制器出现故障的故障信号之前承担部分控制功能，但是在接到指示主控制器出现故障的故障信号后，将接管转向控制***的全部控制功能。
如果两点故障中的一者来自从控制器而两点故障中的另一者来自第一冗余信道和第二冗余信道中的一者，则使从控制器向车辆总线提供指示从控制器出现故障的故障信号，接着使从控制器在预定时间内停止运行，同时使主控制器向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道中的一者出现故障的故障信号，以及使主控制器在接收到指示从控制器出现故障的故障信号后单独来控制电机。也就是说，在主控制器在接收到指示从控制器出现故障的故障信号之前承担部分控制功能，但是在接到指示从控制器出现故障的故障信号后，将接管转向控制***的全部控制功能。
如果两点故障分别来自第一冗余信道和第二冗余信道，则使主控制器和从控制器共同控制电机，例如使主控制器和从控制器各自承担部分控制功能，并且使主控制器和从控制器向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道均出现故障的故障信号。
接着，对出现三点故障的情况进行描述。当故障点数为三点且全部三点故障所对应的故障危险等级小于或等于预定危险等级即为一级危险等级时，这意味着全部三点故障与电机扭矩控制不大相关或不相关，无论全部三点故障来自主控制器、从控制器、第一冗余信道和第二冗余信道中的哪三者，均使转向控制***以正常操作模式运行。下面参考图4来描述故障点数为三点且全部三点故障所对应的故障危险等级大于预定危险等级的情况。
当故障点数为三点且该三点故障所对应的故障危险等级大于预定危险等级即为二级以上危险等级时，如果三点故障中的两点故障分别来自主控制器和从控制器，则使转向控制***启动停止操作模式，即，使主控制器和从控制器在预定时间内停止运行。
如果三点故障中的一者来自主控制器而三点故障中的另两者分别来自第一冗余信道和第二冗余信道，则使主控制器向车辆总线提供指示主控制器出现故障的故障信号，以及如果可能的话向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道均出现故障的故障信号，并且使主控制器在预定时间内停止运行，同时使从控制器向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道均出现故障的故障信号，以及使从控制器单独控制电机，但是在这种情况下，从控制器仅承担部分电机控制功能。
如果三点故障中的一者来自从控制器而三点故障中的另两者分别来自第一冗余信道和第二冗余信道，则使从控制器向车辆总线提供指示从控制器出现故障的故障信号以及如果可能的话向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道均出现故障的故障信号，并且使从控制器在预定时间内停止运行，同时使主控制器向车辆总线提供指示第一冗余信道和第二冗余信道均出现故障的故障信号，以及使主控制器单独控制电机，但是在这种情况下，主控制器仅承担部分电机控制功能。
同样地，当故障点数为四点且全部四点故障所对应的故障危险等级小于或等于预定危险等级即为一级危险等级时，这意味着全部四点故障与电机扭矩控制不大相关或不相关，此时即使主控制器和从控制器中均出现了故障，但是由于故障危险等级小于或等于预定危险等级，因此可使转向控制***以正常操作模式运行。
此外，当故障点数为四点且该四点故障所对应的故障危险等级大于预定危险等级即为二级以上危险等级时，这意味着主控制器和从控制器中均出现了故障危险等级大于预定危险等级的故障，此时使转向控制***启动停止操作模式，即，使主控制器和从控制器在预定时间内停止运行
由此可见，根据本发明的故障响应方法，即使转向控制***出现了两点以及更多点来自不同位置、且故障危险等级大于预定危险等级的故障，但是如果这些故障不同时包括来自主控制器的故障和来自从控制器的故障或者不包括来自主控制器的故障和来自从控制器的故障，则也可以使转向控制***以故障可操作模式运行，这样能够使转向控制***能够更加充分地利用其冗余部件，而维持对电机的控制，或者以性能降级的方式实现对电机的控制。这尤其意味着，根据本发明的故障响应方法可以使转向控制***对电机控制的持续时间延长。
此外，根据本发明的故障响应方法可以由计算机软件模块来实现，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果不但涉及具体硬件电路的改进，而且涉及控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本发明可以利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进以及相对应的计算机程序的改进来解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (7)
1.一种用于转向控制***的故障响应方法，所述转向控制***构造成控制电机的输出扭矩并且包括主控制器、从控制器、以及在所述主控制器和所述从控制器之间双向传送信号的第一冗余信道和第二冗余信道，其中，所述故障响应方法包括：
从所述转向控制***接收至少一个故障信号；
根据所述故障信号确定故障状态信息，所述故障状态信息包括以下至少一项：故障发生位置、故障点数以及故障危险等级；以及
根据所述故障状态信息控制所述转向控制***，以使所述转向控制***选择性地启动正常操作模式、故障可操作模式或停止操作模式。
2.根据权利要求1所述的故障响应方法，其中，
当全部故障所对应的故障危险等级均小于或等于预定危险等级时，使所述转向控制***以所述正常操作模式运行。
3.根据权利要求1或2所述的故障响应方法，其中，
当故障危险等级大于预定危险等级的故障同时包括来自所述主控制器的故障和来自所述从控制器的故障时，使所述转向控制***启动所述停止操作模式。
4.根据权利要求1或2所述的故障响应方法，其中，
当故障危险等级大于预定危险等级的故障包括来自所述主控制器的故障或来自所述从控制器的故障时，或者当故障危险等级大于预定危险等级的故障不包括来自所述主控制器的故障和来自所述从控制器的故障两者时，使所述转向控制***以所述故障可操作模式运行。
5.根据权利要求4所述的故障响应方法，其中，
当故障危险等级大于预定危险等级的故障包括来自所述主控制器和所述从控制器中的一者的故障时，使所述主控制器和所述从控制器中的一者停止运行，同时使所述主控制器和所述从控制器中的另一者控制所述电机。
6.根据权利要求4所述的故障响应方法，其中，
当故障危险等级大于预定危险等级的故障的点数为两点且两点故障分别来自所述第一冗余信道和所述第二冗余信道，或者当故障危险等级大于预定危险等级的故障的点数为一点且所述一点故障来自所述第一冗余信道和所述第二冗余信道中的一者时，使所述主控制器和所述从控制器共同控制所述电机。
7.一种用于转向控制***的故障响应***，其能够执行根据权利要求1至6中任一项所述的故障响应方法，所述转向控制***构造成控制电机的输出扭矩并且包括主控制器、从控制器、以及在所述主控制器和所述从控制器之间双向传送信号的第一冗余信道和第二冗余信道，其中，所述故障响应***包括：
信息接收部，其构造成从所述转向控制***接收至少一个故障信号；
故障确定部，其构造成根据所述故障信号确定故障状态信息，所述故障状态信息包括以下至少一项：故障发生位置、故障点数以及故障危险等级；以及
故障响应部，其构造成根据所述故障状态信息控制所述转向控制***，以使所述转向控制***选择性地启动正常操作模式、故障可操作模式或停止操作模式。
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