CN116161110A - 线控转向系统及其冗余备份方法和装置、存储介质、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线控转向系统及其冗余备份方法和装置、存储介质、车辆，所述线控转向系统包括：转向手感模拟单元和转向执行单元，所述方法包括：确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号；接收车辆控制器发送的目标转角；控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。本发明的冗余备份方法，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

Description

线控转向系统及其冗余备份方法和装置、存储介质、车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种线控转向系统的冗余备份方法、一种线控转向系统的冗余备份装置、一种计算机可读存储介质、一种线控转向系统和一种车辆。

背景技术

根据ISO26262功能安全开发规范，电子电器系统的最高功能安全目标为ASILD。对线控转向系统而言，取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电信号实现转向的信息传递和控制。没有机械连接作为最后的防线，仅仅是转向系统内的ASILD需求不足以满足对线控转向系统功能安全场景的实现，会造成车辆会失去横向移动的能力，产生车辆失控的安全危害。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种线控转向系统的冗余备份方法，通过在未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，接收车辆控制器发送的目标转角，并控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

本发明的第二个目的在于提出一种线控转向系统的冗余备份装置。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第四个目的在于提出一种线控转向系统。

本发明的第五个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种线控转向系统的冗余备份方法，线控转向系统包括：转向手感模拟单元和转向执行单元，方法包括：确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号；接收车辆控制器发送的目标转角；控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。

根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份方法，首先确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，然后接收车辆控制器发送的目标转角，最后控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。由此，该方法能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

另外，根据本发明上述实施例的线控转向系统的冗余备份方法还可以具有如下的附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，转向手感模拟单元包括至少一个角度传感器，转向手感模拟单元与转向执行单元通过CAN总线通信连接，其中，确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，包括：在角度传感器失效，或者CAN总线失效时，确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。

根据本发明的一个实施例，在角度传感器为多个时，多个角度传感器互为备份。

根据本发明的一个实施例，目标转角由车辆的方向盘角度传感器获取，其中，方向盘角度传感器与线控转向系统通过CAN总线通信连接。

根据本发明的一个实施例，在线控转向系统正常工作时，线控转向系统的冗余备份方法还包括：获取控制转向执行单元的转角信号的功能安全等级；根据功能安全等级对目标转角和转角输出信号的功能安全等级进行分解。

根据本发明的一个实施例，线控转向系统的冗余备份方法还包括：在获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，根据转角输出信号控制转向执行单元进行横向移动，并获取转向执行单元的角度位置；根据转向执行单元的角度位置对转角输出信号和目标转角进行同步。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种线控转向系统的冗余备份装置，线控转向系统包括：转向手感模拟单元和转向执行单元，装置包括：确定模块，用于确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号；接收模块，用于接收车辆控制器发送的目标转角；控制模块，用于控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。

根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份装置，确定模块用于确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，接收模块用于接收车辆控制器发送的目标转角，控制模块用于控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。由此，该装置能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有线控转向系统的冗余备份程序，该线控转向系统的冗余备份程序被处理器执行时实现上述的线控转向系统的冗余备份方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行时实现上述的线控转向系统的冗余备份方法，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的一种线控转向系统，包括转向手感模拟单元、转向执行单元、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的线控转向系统的冗余备份程序，处理器执行线控转向系统的冗余备份程序时，实现上述的线控转向系统的冗余备份方法。

根据本发明实施例的线控转向系统，通过执行上述的线控转向系统的冗余备份方法，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出的一种车辆，包括上述的线控转向系统。

根据本发明实施例的车辆，通过包括上述的线控转向系统，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份的系统图；

图3为根据本发明一个具体示例的线控转向系统的冗余备份方法的流程图；

图4为根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份装置的方框示意图；

图5为根据本发明实施例的线控转向系统的方框示意图；

图6为根据本发明实施例的车辆的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的线控转向系统的冗余备份方法、线控转向系统的冗余备份装置、计算机可读存储介质、线控转向系统和车辆。

在本发明的一个实施例中，线控转向系统可包括上下两个电器系统，即转向手感模拟单元HWA和转向执行单元RWA。转向手感模拟单元HWA中可配置扭矩角度传感TAS(Torque and angle sensor)，转向执行单元RWA中可配置绝对角度传感器AAS(Absolutangle sensor)，TAS的目的是探测驾驶员转向目标角度，RWA按照目标角度执行，控制车辆的横向移动，同时AAS用来反馈RWA的角度位置，实现闭环的角度控制。

图1为根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例的线控转向系统的冗余备份方法可包括以下步骤：

S1，确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。

S2，接收车辆控制器发送的目标转角。

S3，控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。

具体而言，由于线控转向系统中方向盘到车轮的机械解耦设计，在方向盘控制模式下，转向手感模拟单元发生驾驶员的目标转角，并由转向执行单元执行目标转向，实现车辆的横向移动，而当转向手感模拟单元内的角度传感器失效，或者系统中无法正常传输信号时，确定当前未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。此时，转向执行单元不能接收到反应驾驶员意图的目标转角，车辆会失去横向移动的能力，产生车辆失控的安全危害，因此为提升线控转向系统的容错性能，如图2所示，可在线控转向系统外部设置传感器(SAS)，以在未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，获取驾驶员的目标转角，并接收车辆控制器发送的目标转角，转向执行单元可根据车辆控制器发送的目标转角控制车辆进行横向移动。由此，能够提升车辆横向控制的容错性能，避免了车辆失控时的安全危害。

下面详细描述本发明的线控转向系统的冗余备份方法的具体工作流程。

根据本发明的一个实施例，转向手感模拟单元包括至少一个角度传感器，转向手感模拟单元与转向执行单元通过CAN总线通信连接，其中，确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，包括：在角度传感器失效，或者CAN总线失效时，确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。

进一步地，根据本发明的一个实施例，在角度传感器为多个时，多个角度传感器互为备份。

具体而言，转向手感模拟单元包括至少一个角度传感器，如转向手感模拟单元可包括扭矩角度传感TAS(Torque and angle sensor)，在转向手感模拟单元中，可设置一个角度传感器或者多个角度传感器，当有多个角度传感器时，多个角度传感器互为备份，例如，转向手感模拟单元包括两个扭矩角度传感TAS，当其中一个扭矩角度传感TAS失效时，另外一个扭矩角度传感TAS可继续工作，从而获取到转向角度，转向执行单元使车辆根据转向角度实现横向移动。转向手感模拟单元通过CAN总线与转向执行单元进行通信连接，在确定是否获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，可根据角度传感器是否失效或者CAN总线是否失效确定，即当前角度传感器失效时，可确定转向执行单元未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，或者当CAN总线失效时，转向手感模拟单元与转向执行单元无法通过CAN总线进行正常通信，可确定转向执行单元未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。

根据本发明的一个实施例，目标转角由车辆的方向盘角度传感器获取，其中，方向盘角度传感器与线控转向系统通过CAN总线通信连接。

具体而言，在确定车辆的目标转角时，可根据车辆的方向盘角度传感器获取转角大小，并且方向盘角度传感器通过CAN总线与线控转向系统进行通信连接，例如，可通过方向盘转角传感器SAS(Steering Angle Sensor)测量汽车转向时方向盘的旋转角度，并通过CAN总线与线控转向系统进行通信，将获取到的角度发送给线控转向系统，从而可在未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，通过线控系统外的方向盘转角传感器SAS获取车辆的目标转角。

根据本发明的一个实施例，在线控转向系统正常工作时，线控转向系统的冗余备份方法还包括：获取控制转向执行单元的转角信号的功能安全等级；根据功能安全等级对目标转角和转角输出信号的功能安全等级进行分解。

具体而言，在线控转向系统正常工作时，即当前转向手感模拟单元的角度传感器没有失效且CAN总线没有失效，转向手感模拟单元与转向执行单元正常通信时，为了满足线控的功能安全目标，在实现的过程中为了降低开发难度，会对安全等级进行分解。ASIL(Automotive Safety Integration Level，汽车安全完整性等级)的定义是为了对失效后带来的风险进行评估和量化以达到安全目标，ASIL分4个等级，即ASILA、ASILB、ASILC和ASILD其中ASILA代表最低等级，ASILD为最高等级，QM代表不需要考虑安全设计。首先获取控制转向执行单元的转角信号的功能安全等级，在获取到功能安全等级后，可根据功能安全等级对目标转角和转角输出信号的功能安全等级进行分解。例如，获取控制转向执行单元的转角信号的功能安全等级为ASILD，当方向盘转角传感器SAS的转角信号的功能安全等级为ASILD时，QM等级的扭矩角度传感TAS输出信号即可满足输出角度信号的等级需求；当方向盘转角传感器SAS的转角信号的功能安全等级为ASILC时，ASILA等级的扭矩角度传感TAS输出信号即可满足角度信号的ASILD等级需求；当方向盘转角传感器SAS的转角信号的功能安全等级为ASILB时，ASILB等级的扭矩角度传感TAS输出信号即能满足角度信号的ASILD等级需求。从而可降低转向手感模拟单元中扭矩角度传感TAS的开发复杂度，减小了开发成本，缩短开发周期。

根据本发明的一个实施例，线控转向系统的冗余备份方法还包括：在获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，根据转角输出信号控制转向执行单元进行横向移动，并获取转向执行单元的角度位置；根据转向执行单元的角度位置对转角输出信号和目标转角进行同步。

具体而言，在获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，转向执行单元可根据转角输出信号进行横向移动，从而实现车辆的横向移动。此时获取转向执行单元的角度位置，例如，在转向执行单元中配置AAS(Absolut angle sensor，绝对角度传感器)，通过AAS获取转向执行单元的角度位置。在获取到转向执行单元的角度位置后，可根据转向执行单元的角度位置对转角输出信号和目标转角进行同步，以确保方向盘转角传感器SAS、扭矩角度传感TAS和绝对角度传感器AAS角度保持一致。例如，在SAS零件下线时，对SAS进行零位标定，记为S0。在车辆下线时，对转向执行单元中的AAS进行车辆零位标定，记为A0。通过CAN总线，线控转向系统也将TAS的零位和AAS的零位进行同步，记为T0。当车辆启动后，转向执行单元配备直行学习模块，只要满足直行学习的条件，通过和当前的零位比较后，如果零位发生变化，即写入内存，作为下一次车辆启动时AAS的零位。另外在每次AAS的零位发生标定或者直行学习时，线控转向系统通过CAN总线对接收到的SAS角度信号进行修正，确保SAS，TAS，AAS的角度保持一致，由此在TAS或者转向手感模拟单元失效时，SAS可以及时准确的作为备份。

下面结合图3来描述本发明的控制方法。

作为一个具体示例，本发明的线控转向系统的冗余备份方法可包括以下步骤：

S101，线控转向系统正常工作。

S102，判断转向手感模拟单元中角度传感器是否失效或者CAN总线是否失效。如果是，执行步骤S103；如果否，执行步骤S107。

S103，确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。

S104，通过车辆的方向盘角度传感器获取目标转角。

S105，接收车辆控制器发送的目标转角。

S106，控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。

S107，获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，根据转角输出信号控制转向执行单元进行横向移动。

S108，获取转向执行单元的角度位置。

S109，根据转向执行单元的角度位置对转角输出信号和目标转角进行同步。

综上所述，根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份方法，首先确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，然后接收车辆控制器发送的目标转角，最后控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。由此，该方法能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

对应上述实施例，本发明还提出了一种线控转向系统的冗余备份装置。

如图4所示，本发明实施例的线控转向系统的冗余备份装置100包括：确定模块110、接收模块120和控制模块130。

其中，确定模块110用于确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。接收模块120用于接收车辆控制器发送的目标转角。控制模块130用于控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。

根据本发明的一个实施例，转向手感模拟单元包括至少一个角度传感器，转向手感模拟单元与转向执行单元通过CAN总线通信连接，其中，确定模块110确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，具体用于：在角度传感器失效，或者CAN总线失效时，确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号。

根据本发明的一个实施例，在角度传感器为多个时，多个角度传感器互为备份。

根据本发明的一个实施例，目标转角由车辆的方向盘角度传感器获取，其中，方向盘角度传感器与线控转向系统通过CAN总线通信连接。

根据本发明的一个实施例，在线控转向系统正常工作时，控制模块130还用于：获取控制转向执行单元的转角信号的功能安全等级；根据功能安全等级对目标转角和转角输出信号的功能安全等级进行分解。

根据本发明的一个实施例，控制模块130还用于：在获取到转向手感模拟单元的转角输出信号时，根据转角输出信号控制转向执行单元进行横向移动，并获取转向执行单元的角度位置；根据转向执行单元的角度位置对转角输出信号和目标转角进行同步。

需要说明的是，本发明实施例的线控转向系统的冗余备份装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的线控转向系统的冗余备份方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的线控转向系统的冗余备份装置，确定模块用于确定未获取到转向手感模拟单元的转角输出信号，接收模块用于接收车辆控制器发送的目标转角，控制模块用于控制转向执行单元根据目标转角进行横向移动。由此，该装置能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

对应上述实施例，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。

本发明实施例的计算机可读存储介质，其上存储有线控转向系统的冗余备份程序，该线控转向系统的冗余备份程序被处理器执行时实现上述的线控转向系统的冗余备份方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的线控转向系统的冗余备份方法，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

对应上述实施例，本发明还提出了一种线控转向系统。

如图5所示，本发明实施例的线控转向系统200可包括：转向手感模拟单元(图中未显示)、转向执行单元(图中未显示)、存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的线控转向系统的冗余备份程序，处理器220执行线控转向系统的冗余备份程序时，实现上述的线控转向系统的冗余备份方法。

根据本发明实施例的线控转向系统，通过执行上述的线控转向系统的冗余备份方法，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

对应上述实施例，本发明还提出了一种车辆。

如图6所示，本发明实施例的车辆300可包括线控转向系统200。

根据本发明实施例的车辆，通过包括上述的线控转向系统，能够提升线控转向系统的容错性能，保证车辆横向控制的精准性。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种线控转向系统的冗余备份方法，其特征在于，所述线控转向系统包括：转向手感模拟单元和转向执行单元，所述方法包括：

确定未获取到所述转向手感模拟单元的转角输出信号；

接收车辆控制器发送的目标转角；

控制所述转向执行单元根据所述目标转角进行横向移动。

2.根据权利要求1所述的线控转向系统的冗余备份方法，其特征在于，所述转向手感模拟单元包括至少一个角度传感器，所述转向手感模拟单元与所述转向执行单元通过CAN总线通信连接，其中，确定未获取到所述转向手感模拟单元的转角输出信号，包括：

在所述角度传感器失效，或者所述CAN总线失效时，确定未获取到所述转向手感模拟单元的转角输出信号。

3.根据权利要求2所述的线控转向系统的冗余备份方法，其特征在于，在所述角度传感器为多个时，多个所述角度传感器互为备份。

4.根据权利要求1所述的线控转向系统的冗余备份方法，其特征在于，所述目标转角由所述车辆的方向盘角度传感器获取，其中，所述方向盘角度传感器与所述线控转向系统通过CAN总线通信连接。

5.根据权利要求1所述的线控转向系统的冗余备份方法，其特征在于，在所述线控转向系统正常工作时，所述方法还包括：

获取控制所述转向执行单元的转角信号的功能安全等级；

根据所述功能安全等级对所述目标转角和所述转角输出信号的功能安全等级进行分解。

6.根据权利要求1所述的线控转向系统的冗余备份方法，其特征在于，还包括：

在获取到所述转向手感模拟单元的转角输出信号时，根据所述转角输出信号控制所述转向执行单元进行横向移动，并获取所述转向执行单元的角度位置；

根据所述转向执行单元的角度位置对所述转角输出信号和所述目标转角进行同步。

7.一种线控转向系统的冗余备份装置，其特征在于，所述线控转向系统包括：转向手感模拟单元和转向执行单元，所述装置包括：

确定模块，用于确定未获取到所述转向手感模拟单元的转角输出信号；

接收模块，用于接收车辆控制器发送的目标转角；

控制模块，用于控制所述转向执行单元根据所述目标转角进行横向移动。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有线控转向系统的冗余备份程序，该线控转向系统的冗余备份程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6中任一项所述的线控转向系统的冗余备份方法。

9.一种线控转向系统，其特征在于，包括转向手感模拟单元、转向执行单元、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的线控转向系统的冗余备份程序，所述处理器执行所述线控转向系统的冗余备份程序时，实现根据权利要求1-6中任一项所述的线控转向系统的冗余备份方法。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的线控转向系统。

Images