【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车电动助力转向系统控制，尤其涉及一种全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法。
技术介绍
1、车辆的横向运动是驾驶员转动方向盘或上位机系统请求转向系统目标位置主动控制车辆转向轮，使得车辆在行驶过程中能够轻便灵敏的实现横向移动，按照预期的目标轨迹行驶。车辆的转向系统是实现车辆横向稳定控制，保证车辆安全行驶的基础，也是车辆实现辅助驾驶功能或自动驾驶功能的关键技术之一。传统车辆的电动助力转向系统在功能安全上只能支持驾驶员在环的人手驾驶或是低阶辅助智能驾驶，随着高级别自动驾驶的市场需求越来越多，转向系统既要减轻驾驶员的操控任务，又要保障车辆安全运行，避免发生交通事故。因此，高级别自动驾驶对转向系统的功能安全提出了更高的挑战，全冗余的电动助力转向系统的方案是提高功能安全等级的最行之有效的方法。顾名思义，全冗余的电动助力转向系统是指在硬件架构上采用器件全部冗余的设计，软件控制策略上保持能够独立计算、协作控制的汽车电动转向系统。即使在全自动驾驶的场景下转向系统发生单点失效时，整个转向系统会进入备份系统控制，不会出现丢失转向助力而危害车辆的安全运行，保证车辆始终处于安全运行状态。
2、对于全冗余的电动助力转向系统，如何保持主辅两路系统能够协调控制，共同保证转向系统的转向性能则依赖于主辅系统的相互通信。目前主辅系统的内部通信按照交互信号的特征，设计多种不同的通信方式，但是从硬件架构上看主辅内部通信仍然是非冗余的，因此主辅系统的内部通信既是两路系统协作控制的桥梁，也是整个冗余转向系统的薄弱点。主辅系统内部通信有快
3、在冗余转向系统中安全降级可以分为两个大类，一类是轻微故障，整个转向系统依然能够提供最大的转向助力能力；二类是严重故障，整个转向系统只能提供最大转向助力能力的一半。主辅系统的内部通信会按照不同的信号特征设计多种通信通道，在内部通信故障发生后，分析不同的通信失效可能带来潜在的失效风险来决定安全降级策略，保证冗余转向系统的安全性和可用性做到最好的平衡，因此制定合理正确的主辅系统通信方案及故障诊断降级策略尤为关键。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是建立一种全冗余电动助力转向系统的主辅控制系统内部通信方案，并且依据系统特性设计主辅系统内部通信失效后的安全降级策略，保证主辅系统内部通信发生失效后，全冗余电动助力转向系统能够进入安全运行状态且尽可能地保证转向系统的可用性，保证车辆的行驶安全。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，所述全冗余电动助力转向系统包括主路系统、辅路系统和6相电机，主路系统和辅路系统分别控制6相电机的3相；
3、所述主路系统和辅路系统通过六个通信通道进行实时信息交互，通信通道包括uart串口通信通道、私can通信通道和pwm通信通道，uart串口通信通道、私can通信通道和pwm通信通道各自分为tx通道和rx通道，tx通道为发送通道，rx通道为接收通道；
4、所述全冗余电动助力转向系统根据六个不同通信通道的故障控制全冗余电动助力转向系统的工作模式的变更；
5、所述工作模式的级别从高到低依次包括模式0、模式1、模式2、模式3、模式4、模式5。
6、优选地，所述模式0表示主路系统和辅路系统没有故障；所述模式1表示主路系统没有故障，辅路系统的计算能力丢失；所述模式2表示主路系统的计算能力丢失，辅路系统没有故障；所述模式3表示辅路系统的执行能力和计算能力丢失，主路系统没有故障；所述模式4表示主路系统的执行能力和计算能力丢失，辅路系统没有故障；所述模式5表示主路系统和辅路系统的执行能力和计算能力都丢失。
7、优选地，当工作模式为模式0时，若uart串口通信tx通道或pwm通信tx通道发生故障，则控制工作模式变更为模式2；若私can通信tx通道、uart串口通信tx通道和pwm通信tx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式4；若私can通信rx通道、uart串口通信rx通道和pwm通信rx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式3。
8、优选地，当工作模式为模式1时，若uart串口通信tx通道或pwm通信tx通道发生故障，则控制工作模式变更为模式3；若私can通信tx通道、uart串口通信tx通道和pwm通信tx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式5；若私can通信rx通道、uart串口通信rx通道和pwm通信rx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式3。
9、优选地，当工作模式为模式2时，若uart串口通信rx通道或pwm通信rx通道发生故障，则控制工作模式变更为模式4；若私can通信tx通道、uart串口通信tx通道和pwm通信tx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式4；若私can通信rx通道、uart串口通信rx通道和pwm通信rx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式5。
10、优选地，所述通信通道发生故障的失效模式包括信息接收超时、一致性损坏、长度不匹配或数值超范围中的至少一个。
11、优选地，所述uart串口通信通道用于传输扭矩信号、转角信号、系统运行状态信号、助力请求信号或转向助力扭矩分配信号。
12、优选地，所述私can通信通道用于传输车速、轮速或上位机指令。
13、优选地，，所述pwm通信通道用于传输主路系统和辅路系统的同步控制信号。
14、本专利技术的技术效果是：提出了一种全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级方法，该方案根据主辅系统内部互传信息的特征使用uart/spi、私can、pwm三种内部通信相互组合，再根据冗余转向系统不同的工作模式，结合主辅系统各自的通信诊断结果，综合决定全冗余转向系统通信故障的安全降级策略。通过该策略的设计，使得在主辅系统内部通信故障发生后，冗余转向系统既能够快速进入安全状态，保证车辆的安全行驶，同时又能最大的发挥冗余转向系统的可用性，继续支持车辆转向控制，确保该全冗余助力转向系统的安全性、鲁棒性和最大可用性的统一。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述全冗余电动助力转向系统包括主路系统、辅路系统和6相电机，主路系统和辅路系统分别控制6相电机的3相；
2.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述模式0表示主路系统和辅路系统没有故障；所述模式1表示主路系统没有故障，辅路系统的计算能力丢失；所述模式2表示主路系统的计算能力丢失，辅路系统没有故障；所述模式3表示辅路系统的执行能力和计算能力丢失，主路系统没有故障；所述模式4表示主路系统的执行能力和计算能力丢失，辅路系统没有故障；所述模式5表示主路系统和辅路系统的执行能力和计算能力都丢失。
3.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，当工作模式为模式0时，若UART串口通信TX通道或PWM通信TX通道发生故障，则控制工作模式变更为模式2；若私CAN通信TX通道、UART串口通信TX通道和PWM通信TX通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式4；若私CAN通信RX通道、UART串口通信RX通道和PWM通信R
4.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，当工作模式为模式1时，若UART串口通信TX通道或PWM通信TX通道发生故障，则控制工作模式变更为模式3；若私CAN通信TX通道、UART串口通信TX通道和PWM通信TX通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式5；若私CAN通信RX通道、UART串口通信RX通道和PWM通信RX通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式3。
5.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，当工作模式为模式2时，若UART串口通信RX通道或PWM通信RX通道发生故障，则控制工作模式变更为模式4；若私CAN通信TX通道、UART串口通信TX通道和PWM通信TX通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式4；若私CAN通信RX通道、UART串口通信RX通道和PWM通信RX通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式5。
6.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述通信通道发生故障的失效模式包括信息接收超时、一致性损坏、长度不匹配或数值超范围中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述UART串口通信通道用于传输扭矩信号、转角信号、系统运行状态信号、助力请求信号或转向助力扭矩分配信号。
8.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述私CAN通信通道用于传输车速、轮速或上位机指令。
9.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述PWM通信通道用于传输主路系统和辅路系统的同步控制信号。
...【技术特征摘要】
1.一种全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述全冗余电动助力转向系统包括主路系统、辅路系统和6相电机，主路系统和辅路系统分别控制6相电机的3相；
2.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，所述模式0表示主路系统和辅路系统没有故障；所述模式1表示主路系统没有故障，辅路系统的计算能力丢失；所述模式2表示主路系统的计算能力丢失，辅路系统没有故障；所述模式3表示辅路系统的执行能力和计算能力丢失，主路系统没有故障；所述模式4表示主路系统的执行能力和计算能力丢失，辅路系统没有故障；所述模式5表示主路系统和辅路系统的执行能力和计算能力都丢失。
3.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，当工作模式为模式0时，若uart串口通信tx通道或pwm通信tx通道发生故障，则控制工作模式变更为模式2；若私can通信tx通道、uart串口通信tx通道和pwm通信tx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式4；若私can通信rx通道、uart串口通信rx通道和pwm通信rx通道都发生故障，则控制工作模式变更为模式3。
4.根据权利要求1所述的全冗余电动助力转向系统内部通信故障安全降级的方法，其特征在于，当工作模式为模式1时，若uart串口通信tx通道或pwm通信tx通道发生故障，则控制工作模式变更为模式3；若私can通信tx通道、uart串口通信tx通道和pw...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓锐，李初蕾，魏伟，
申请(专利权)人：博世华域转向系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。