多级车辆完整性和质量控制机制制造技术

处理器实施的用于机动车的控制系统，对于每个受控的运动方向分别地分配主控功能。在每个主控内实施多层控制的体系结构。在控制级0处，与受控运动方向关联的多个局部化的致动器被监视以确保完整性，但在其它方面被允许靠它们自己操作。在控制级1处，所述主控起监督作用，协调多个致动器的动作。在级2和级3处，所述主控评估驾驶员的可信赖性，并且将此可信赖性因子分解成控制公式。

Multilevel vehicle integrity and quality control mechanisms

A control system implemented by a processor for a motor vehicle that allocates master functions for each controlled motion direction. Architecture for implementing multilayer control within each master. At the control level 0, a plurality of localized actuators associated with the controlled motion direction are monitored to ensure integrity, but in other respects they are allowed to operate on their own. At the control level 1, the master control acts as a supervisory function and coordinates the movement of a plurality of actuators. At grade 2 and class 3, the master estimates the trustworthiness of the driver and decomposes the reliability factor into a control formula.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多级车辆完整性和质量控制机制相关申请的交叉引用本申请要求2012年3月14日提交的美国临时申请No.61/610639的权益。上述申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开一般涉及车辆控制系统，更准确地说涉及一种计算机或处理器实施的控制系统，其实施多级次体系结构，可变通地增强系统完整性，并且使基于驾驶员的可信赖性实现不同的车辆控制工况。
技术介绍
如今车辆通常采用多个局部化的控制系统，每个局部化的控制系统包括多个不同的传感器和致动器。这些局部化的控制系统独立地或协同地工作，以控制车辆的工况。例如，车辆推进系统和制动系统可以协同地操作，以在面对多样情况时对车辆的操纵实施复杂的控制。由于这些局部化的控制系统能够独立地或组合地操作，所以可能有许多方式达到相同的最终结果。由于这个原因，在任意时间点哪个控制对车辆工况负主要责任，可能经常是不清楚的。已经随时间演变的对于这种模糊性的传统解决方案，仅是使用供汽车工程师遵循的一批设计规则。例如，在车辆偏转控制的情况下，转向系统和制动系统二者都可能影响车辆中的偏转以及偏转变化。因此，已经演变出标准，该标准将制动系统置于偏转主控(yawmaster)的主要角色，而使转向系统处于从属角色。使用将一个控制系统相对于也对受控车辆工况负责的其它系统处于更高角色的标准，本质上没有错误。然而，车辆正变得更加复杂，而且过去的固定规则可能不再是最优的或合适的。例如，混合动力汽车近来变得普及。在这样的车辆中，存在多个推进源：车轮既可以由内燃机也可以由电动机驱动。在一些情况下，每个车轮可以由其自己的专用马达独立地驱动。因此，在任意给定的时间点对车辆输送的扭矩可能是由内燃机和电动机或多个电动机产生的复杂混合。过去的刚性标准经常不具备处理这些情况的能力。为使问题更具挑战性，关于哪个系统处于控制中的模糊性可能动态地变化。取决于驱动条件，控制的最佳分配可以从一个推进系统切换至另一个。因此通过设计规则简单地建立让一个系统总是先于其它占优先地位，可能不是合适的，因为用来先于其它而选择一个系统的原因在不同的驱动条件下可能变化。因此，优选的解决方案会是根据实际的车辆操作条件具有可变通的控制，以允许相对于控制级别作出智能决策。
技术实现思路
本公开提供一种计算机实现的或处理器实现的控制系统及控制方法，其使用一种控制体系结构解决上面的问题，所述控制体系结构为每个受控的运动自由度(例如，推进、偏转等)分配主控器角色，并且在被设计为满足完整性等级要求(例如机动车安全完整性等级-ASIL)的多级控制策略中这样做，同时处理此前不可能的宽范围车辆操作和驾驶员可信赖性条件。这些主控器角色通过计算机实现的或处理器实现的多级控制系统进行管理，所述多级控制系统以监督的角色操作来对与其控制的运动自由度关联的局部控制系统动态地分配控制功能。所述主控器考虑到车辆操作条件、外部驾驶条件(如天气条件和路况)以及还有驾驶员的可信赖性条件，来实施动态控制。关于驾驶员的可信赖性，存在驾驶员未能以最佳敏锐性起作用的多种人的生理原因。驾驶员可能分散注意力或昏昏欲睡、酒醉或医学上生病、执行不合逻辑的操作或在其它方面丧失能力。所公开的多级控制系统处理所有这些情况。从本文提供的描述中，进一步的应用领域将变得显而易见。本
技术实现思路
中的描述和具体示例仅用于说明目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明本文描述的附图仅用于所选实施例而非全部可能实现方式的说明性目的，并不旨在限制本公开的范围。图1示出具有被布置在示例性混合动力汽车配置中的内燃机和电动机的示例性车辆；图2是以三层(外部监视层、监视层和应用层)图示的多层次(multi-tiered)概念的功能框图；图3是描绘在实现该多层次控制系统中可用的微控制器的电子电路图；图4是高级次的控制系统的体系结构图，其描绘用于操作微控制器的可执行指令如何可以针对每个受控维被组织成分开的主控结构；图5是更详细的软件体系结构图，其描绘图4的主控结构(在该情况下为推进主控)如何在功能上被细分为与彼此通信和控制彼此的层次化级；图6是在确定存在不可信赖的驾驶员条件时可用的神经网络；图7是描绘在一示例性实施例中使用的多级控制系统的框图。全部附图的数个视图中，对应的附图标记表示对应的部分。具体实施方式现在将参照附图更充分地描述示例实施例。参见图1，示例性的车辆20包括：通过传动装置24联接至车轮26a的内燃机22，以及通过传动装置30联接至车轮26b的电动机28。该车辆装备有用于分别控制内燃机22和电动机28的分开的发动机控制单元(ECU)。这些以32和34示出。内燃机ECU32和电动机ECU34共同地构成推进控制系统36。如果需要，该车辆可以包括电动机集群，术语“集群”被定义为一个或多个扭矩提供者，其中扭矩提供者可以是但不限于内燃机或电动机。因此，该车辆可以采用例如包括多个内燃机的内燃机集群，或包括多个电动机的电动机集群，或包括内燃机和/或电动机的一个或多个集群的组合集群。该车辆进一步包括制动系统，该制动系统包括用于每个车轮的制动器38以及向制动器38发送电控信号的制动器ECU40，以导致它们在驾驶员应用制动踏板时以及还有自动地在特定车辆运动控制条件下选择性地操作单独的制动器或多组制动器。依照本公开，推进控制系统36(内燃机ECU32以及电动机ECU34)以及制动器ECU本身由多级控制系统42控制，现在将描述多级控制系统42的细节。优选的多级控制系统42是通过在合适的处理器(如微控制器)上执行程序指令(软件)而由计算机实现的或处理器实现的。在大规模生产中，如果需要，还可使用专用集成电路(ASIC)实现该多级控制系统。此外，虽然在这里描述的实施例中已说明了专用的微控制器50，但是应该理解，在车辆内可以使用现有处理器来实现由微控制器50提供的功能。图2以42图示优选的多级控制系统的软件体系结构包括三个软件层。在本公开中，术语“层(layer)”和“级(level)”是不可互换的。除非要不然从上下文中显而易见的，术语“层”指软件体系结构，也就是说，如何在体系结构上组织计算机或处理器指令。术语“级”指控制体系结构，也就是说，所公开的控制系统如何根据具有不同控制等级或控制级的不同控制方案处理不同的车辆控制场景。在图2中，这三个软件层主要是在以50示意性表示的微控制器上实现的。如果需要，利用冗余硬件，如以52示意图示的分开的微控制器形式的监视模块，可以实现下层监视功能中的一些。该软件体系结构的最下层是外部监视层54。微控制器的存储器测试功能56和附加命令测试功能58被分配给此层，而且微控制器的存储器测试功能56和附加命令测试功能58执行内部测试，以监视在微控制器50上运行的过程的健康状况。外部监视层54还实现被称为ADC监视功能60的核心传感器监视功能。实质上，在车辆各处设置的多个传感器经过车辆的通信总线传递信息，并且信号被馈送至多级控制系统42，在这里，它们被微控制器50的ADC监视功能60选择性地监视。该通信总线数据还作为输入信号74被馈送至更高的软件层，这将在下面介绍。适合的通信总线的示例包括CAN总线(控制器区域网络总线，也称为CANbus)以及通信和联网技术，如FlexRay、LIN、MOST、以太网以及其它联网和通信技术。作为其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级控制系统，用于控制与机动车内的至少一个运动方向关联的多个致动器，所述机动车具有用于实现在所述至少一个运动方向上的车辆运动变化的多个传感器和致动器，其中所述传感器中的至少一些提供与驾驶员相关的对应于所述驾驶员执行的动作的输入信号，所述多级控制系统包括：主控电路，被联接为从所述传感器接收输入信号，并且被联接为监视所述致动器的状态；所述主控电路被配置为对所述至少一个运动方向上的车辆运动提供多级控制；所述多级包括：(a)致动器监视级，在所述致动器监视级中所述致动器的完整性被评估；(b)第一致动器控制级，其解释包括与驾驶员相关的输入信号在内的来自所述传感器的输入信号，并且对所述致动器提供监督控制；(c)第二致动器控制级，其通过解释所述输入信号对驾驶员的可信赖性的水平进行评估，并且在驾驶员的可信赖性低于预定水平时，以与由所述第一致动器控制级实现的不同方式对所述致动器提供监督控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.14 US 61/610,6391.一种多级控制系统，用于控制与机动车内的至少一个运动方向关联的多个致动器，所述机动车具有用于实现在所述至少一个运动方向上的车辆运动变化的多个传感器和致动器，其中所述传感器中的至少一些提供与驾驶员相关的对应于所述驾驶员执行的动作的输入信号，所述多级控制系统包括：主控电路，被联接为从所述传感器接收输入信号，并且被联接为监视所述致动器的状态；所述主控电路被配置为对所述至少一个运动方向上的车辆运动提供多级控制；所述多级包括：(a)致动器监视级，在所述致动器监视级中所述致动器的完整性被评估；(b)第一致动器控制级，其解释包括与驾驶员相关的输入信号在内的来自所述传感器的输入信号，并且对所述致动器提供监督控制；(c)第二致动器控制级，其通过解释所述输入信号对驾驶员的可信赖性的水平进行评估，并且在驾驶员的可信赖性低于预定水平时，以与由所述第一致动器控制级实现的不同方式对所述致动器提供监督控制。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述多级进一步包括：(d)第三致动器控制级，其在忽略至少一些与驾驶员相关的输入信号的场合下，以与由所述第二致动器控制级实现的不同方式对所述致动器提供监督控制。3.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述多级进一步包括：(d)第三致动器控制级，其基于与所述驾驶员不同的引导源对所述致动器提供监督控制。4.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述车辆运动被控制在多个不同方向上，并且其中所述主控电路被配置为对所述多个不同方向中的每个方向提供所述多级控制。5.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述车辆运动被控制在多个不同方向上，并且其中所述主控电路包括用于所述多个不同方向中的每个方向的分开的单独的主控电路。6.根据权利要求5所述的控制系统，其中所述单独的主控电路彼此独立地操作。7.根据权利要求1所述的控制系统，进一步包括用于评估驾驶员的可信赖性的至少一个传感器。8.根据权利要求1所述的控制系统，进一步包括用于评估驾驶员的可信赖性的训练统计模型。9.根据权利要求8所述的控制系统，其中所述训练统计模型包括神经网络。10.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述主控电路包括至少一个被编程的处理器或专用集成电路。11.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述主控电路包括根据分层的软件体系结构编程的至少一个处理器。12.根据权利要求11所述的控制系统，其中所述车辆具有至少一个发动机，并且其中所述分层的软件体系结构包括：(1)下层，其监视在所述至少一个处理器上运行的过程的健康状况；(2)中间层，其监视所述发动机；以及(3)上层，其监视与控制所述车辆关联的驾驶功能。13.根据权利要求12所述的控制系统，进一步包括监视模块，所述监视模块与所述下层通信，以评估在所述下层中运行的过程的健康状况。14.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·O·哈格南德尔，斯文·E·约翰逊，P·斯蒂芬·埃尔加福斯，
申请(专利权)人：EAAM传动系统公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE