用于提供传感器数据的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于提供传感器数据的设备和方法，并且尤其涉及一种用于在自动行驶车辆中针对冗余系统共同利用车轮转速传感器的设备和方法。

背景技术：

1、在自动行驶车辆中，大量的车辆系统被冗余地构造。在此例如包括制动系统、转向系统、电路、稳定性系统、次级系统等。车辆系统的每个都典型地由所属的控制器控制。传统的冗余制动系统例如可以包括两个主运行制动控制器（controller），其中，在任何时间点仅一个制动控制器负责执行运行制动请求。制动请求例如经由车轮转速传感器来调节。如果仅存在（例如每个车轮一个）转速传感器，则当前激活的运行制动控制器也读出该转速传感器的传感器数据。如果要由另一控制器读取该转速传感器的传感器数据，则进行至该另一控制器的移交（包括运行制动功能）。

2、如果在在一个制动控制器中确定出故障，则进行至另一制动控制器的更换。这同样适用于其他冗余构造的车辆控制器（例如转向系统、稳定性系统）。然而，控制器的完全更换通常是耗费成本的，且并非总是必需的。

3、因此需要灵活的可能性，以快速且可靠地识别车辆控制器中的故障并采取补救措施。

技术实现思路

1、上述问题中的至少一部分通过根据权利要求1所述的设备、根据权利要求11所述的制动系统以及根据权利要求12所述的方法来解决。从属权利要求限定了独立权利要求的主题的其他有利的实施方式。

2、本发明涉及一种用于将传感器的传感器数据提供给能冗余控制的车辆系统的设备。该设备包括第一控制器、第二控制器和切换装置。第一控制器构造为，基于传感器数据来控制车辆系统。第二控制器（同样）构造为，基于传感器数据来控制车辆系统（例如当第一控制器不这样做时）。切换装置构造为，选择性地将传感器数据间接地经由第二控制器转发或直接提供给第一控制器。

3、在本公开的范围内，“直接”或“间接”提供是指在没有经由另一控制器的绕道的情况下将传感器数据提供（直接提供）或在借助经由另一控制器的绕道的情况下的传感器数据提供（间接提供）。应理解，即使在直接提供的情况下，在控制器和传感器之间也还可以存在其它组件（例如气动模块）。这些其它组件例如可以是由控制器控制的车辆系统的组件（例如主制动系统）。

4、因此尤其涉及一种冗余控制器，其中，例如当第一控制器损坏时，第二控制器例如是备份控制器。切换装置本身也可以是控制器，或者完全或部分地安装在车辆控制器之一中或传感器中。为了控制和转发传感器数据，可以分配独立的传感器线路或读取权限，其中，传感器可以构造为，在给定时间点仅向一个单元提供传感器数据（例如具有有效的读取权限）。

5、可选地，第一控制器可以构造用于控制车辆系统，而并行地（例如同时）传感器数据由第二控制器读取并转发给第一控制器。因此，由第二控制器向第一控制器的传感器数据转发不需要意味着第一控制器损坏或不能够控制车辆系统。更确切地说，仅需要在由第一控制器对传感器数据的检测时存在故障或者传感器数据的转发有故障，以便可选地将传感器数据的读出留给第二控制器。同样，其也只需要是测试，以测试第二控制器的功能。以这个方式可以显著提高在读出传感器数据时的准确性和可靠性，因为相应最合适的控制器可以接管传感器数据的读出或实现持续的监控。

6、因此，切换装置可选地构造为，监控由第一控制器和/或由第二控制器对传感器数据的正确检测。以该方式可以在由控制器之一读出传感器数据时及时确定出技术缺陷，并立即采取对策。检查例如能够以预确定的时间间隔定期进行。

7、可选地，切换装置还构造为，根据情况地执行该监控，对此包括以下情况中的至少一个情况：

8、车辆具有预确定的速度（例如在静止时或在恒定速度时），

9、车辆未处于斜坡上，

10、车辆发动机被关断，

11、车辆制动器被松开，

12、车辆制动器被激活。

13、车辆制动器例如可以是驻车制动器或运行制动器。

14、可选地，第一控制器和第二控制器构造为，以大约相同的速度从传感器读取（检测）或转发传感器数据。这提供了以下优点：两个控制器可以同等地被切换用于读出传感器数据，以利用相应最佳的控制器来检测传感器数据或能够相互测试。因此，例如在接收传感器数据时没有可确定的速度差异。换言之，相应的控制器是直接获取传感器数据还是通过绕道经由相应的另一控制器获取，将几乎是相同的（或处于公差范围内）。

15、可选地，切换装置还构造为，通过授权或撤销读取权限来控制传感器数据的提供。可选地，可以在更换读取权限之前，检查第一控制器和/或第二控制器或相应的另一控制器能否无故障地读取传感器数据。由此尤其可以确保，在撤销和重新授权读取权限时，新控制器（例如第二控制器）实际上也能够检测传感器数据或比另一控制器（例如第一控制器）更精确地读取。

16、可选地，传感器可以经由独立的线路与第一控制器和第二控制器一起被操控，其中，可以利用特殊的协议用于调用。在这种情况中，专用的读取权限不是必需的。更确切地说，第一控制器与第二控制器达成一致，谁允许在使用特殊协议的情况下访问传感器。因此，根据实施例，切换装置可以被去中心地实现，其中，第一部分在第一控制器中实现，并且第二部分在第二控制器中实现。因此传感器本身不需要连接在车辆总线上，而是与控制器处于直接通信中。

17、可选地，切换装置还构造为，根据情况地执行传感器数据的选择性提供或提供的更改，对此包括以下情况中的至少一个情况：

18、车辆静止时，

19、仅在预确定的时间段中，

20、仅在（读取）故障的持续时间中，

21、仅直至下一次车辆静止，

22、在确定出读取故障后立即，

23、由自动行驶系统发起的测试运行，

24、系统初始化（例如重新启动或出发前的最终测试），

25、通过外部系统收到指令（例如来自自动行驶系统或车辆中央计算机），

26、挂入自动行驶模式，

27、终止自动行驶模式（未挂入）。

28、这提供了以下优点：控制器的更换不会导致传感器数据在可能关键的情况（例如在制动过程中）短暂失效，仅是因为先前的控制器不能读出最佳的传感器数据。然而，在读出传感器数据完全失效时，也可以立即更换控制器。

29、可选地，传感器的监控可以在使用其他传感器的情况下执行。对于转速传感器的监控，例如可以在不同的车轮上利用不同的转速传感器，以执行合理性分析（例如在直线行驶时是转速传感器都应提供相同的旋转速度）。

30、根据另外的实施例，可以由主系统（或类似地由次级系统）对在其他方面正确发挥作用的传感器数据检测进行定期的监控。为此能够以定期的时间间隔有针对性地在传感器数据检测时进行切换，以监控相应的另一制动系统的正确功能。这提供了可以及时识别出休眠故障的优点。这些故障例如可以涉及转速传感器的错误安装或者探测出转速传感器的更改的定向，这例如可能由于振动而出现并且导致错误的传感器数据。尤其是在传感器的接口中或电气连接中的干扰也可以由次级系统识别（例如电缆断裂/接触不良等）。

31、可选地，车辆系统是制动系统。制动系统可以包括具有一个或多个电子气动模块的主制动器和次级制动器。第一控制器例如可以控制主制动器，并且第二控制器例如可以控制次级制动器（或者也反之亦然）。主制动器例如可以气动地制动。次级制动器例如同样可以（电）气动地制动或者也可以电动机式地制动。但次级制动器也可以是驻车制动器。主系统和/或次级系统的其他组件可以是牵引控制器、脚踏制动模块或其它阀或气动放大器。

32、可选地，电子气动模块构造为用于读取传感器数据并选择性地转发给第一控制器，或将传感器数据的读取权限移交给第二控制器。

33、可选地，第一控制器构造为，将由第二控制器转发的传感器数据提供给以下系统中的至少一个系统：

34、防抱死制动系统，

35、电子稳定程序，

36、自动牵引控制，

37、自动行驶系统，

38、中央车辆控制设备（车辆制造商的电子控制单元；oem ecu），

39、驻车制动器（泊车制动器）。

40、自动行驶系统例如可以在自动行驶模式中（完全地）控制车辆。

41、实施例也涉及一种车辆制动系统，其尤其可被用于商用车辆，其中，车辆制动系统具有前面描述的设备。

42、传感器示例性地可以是车轮转速传感器。但在此也可以是其他传感器。该传感器也可以是多个不同传感器中的一个传感器，这些传感器全部应当定期被监控或它们的读出应当灵活地由其他控制器接管。同样地，示例性提及的制动系统也可以是另一车辆系统或包括这种车辆系统。实施例针对这样的系统能够以相同方式被采用。

43、实施例也涉及一种用于将传感器（例如转速传感器）的传感器数据提供给车辆系统的方法，该车辆系统能通过第一控制器和第二控制器冗余地控制。该方法包括：

44、由第二控制器读取传感器数据；

45、将由第二控制器读取的传感器数据转发至第一控制器；

46、由第一控制器基于所转发的传感器数据控制车辆系统。

47、该方法的其他可选的步骤包括：

48、由第一控制器基于传感器数据来控制车辆系统（例如当第一控制器无故障地工作时）；

49、由第一控制器读取传感器数据（例如当第一控制器能够高质量地读取传感器数据时）；

50、由第二控制器基于由第二控制器或由第一控制器读取的传感器数据控制车辆系统（例如当第一控制器具有故障或应当被检查时）。

51、应理解，通常控制的两个方法步骤不会同时执行，而是例如由第二控制器对车辆系统的控制是在第一控制器不控制车辆系统或不能够这样做时才被执行。

52、此外应理解，该设备的先前描述的所有功能可以被构造为另外的可选的方法步骤。此外应理解，提及的顺序不一定是在方法步骤执行时的顺序。这些步骤也能够以另一顺序执行，或仅执行方法步骤的一部分。

53、该方法或其至少部分同样能够以软件中的指令的形式或者在计算机程序产品上被实现或保存，其中，保存的指令能够在该方法在处理器上运行时执行根据该方法的步骤。因此，本发明同样涉及具有保存在其上的软件代码（软件指令）的计算机程序产品，该软件代码被构造为，当所述软件代码由处理单元执行时执行前面描述的方法之一。处理单元可以是任何形式的计算机或控制单元，其具有相应的能够执行软件代码的微处理器。实施例同样包括计算机产品，该计算机产品包括存储有程序代码的计算机可读存储介质，当所述程序代码在一个或多个处理器上执行时，所述程序代码执行该方法。

54、实施例通过以下方式克服了先前提及的传统系统的问题：在仅具有一个示例性的车轮转速传感器的设备中，如车轮转速（传感器数据）的信息能够共同由相应系统调用并被提供给另一系统。可以避免并行的读出。

55、根据实施例可以定期对能否由至少两个冗余系统正确地读出该示例性车轮转速传感器的传感器数据的能力进行检查。因此，在传统系统中仅在主系统失效时才投入使用的冗余系统可以读取传感器数据并将其转发至当前激活的制动系统。此外可以实现对两个系统的持续检查。

56、该做法提供了以下优点：在仅涉及传感器数据的读出或转发的故障中，不需要完全更换示例性的制动控制器和与此相关联的较差的性能。因此总体上可以始终确保整个系统（例如自动行驶车辆）的最佳性能。