[发明专利]用于控制与安全相关的过程的方法和设备，以及车辆

说明书

本发明涉及一种用于控制与安全相关的过程的特别的硬件架构。在此，使用至少两个微控制器(250，350)来控制至少两个控制支线中的过程，其中相应的微控制器(250，350)设计用于控制与安全相关的过程。因此这是冗余的系统。在该方法中，微控制器(250，350)处理采集相应的控制支线的实际性能的至少一个传感器(276，376)的数据。在两个微控制器(250，350)之间交换相应的传感器(276，376)的数据，并且在针对每个微控制器(250，350)设置的决定模块(258，358)中检查传感器(276，376)的数据是否一致。在识别到不一致时形成多数决定，其中在微控制器(250，350)中基于控制命令计算模型参量，在多数形成时考虑所述模型参量，使得禁止通过其数据在多数决定中被识别为有错误的控制支线的微控制器(250，350)对与安全相关的过程进行控制。通过计算模型参量可以节省否则必须用于检查的第三传感器。

技术领域

本发明涉及一种用于控制与安全相关的过程的方法和设备，以及车辆。

背景技术

在如今的车辆中，大多使用了机电转向系统(图1)。如果在运行中在这些转向系统的电子部件中发生故障，则会关闭或者减小转向助力。驾驶员随后要用更大的力量消耗来使车辆转向。

在不久的将来，在车辆中使用自动驾驶系统，自动驾驶系统使得驾驶员不再持久地忙于驾驶任务，并且在驾驶系统激活的情况下可以进行其他活动(阅读、睡觉、写信息…)。因此，驾驶员对于转向系统来说不再作为在故障情况下的后备供使用。因此，结合自动驾驶系统使用的转向系统必须在故障之后还能够引导车辆并且调节齿条上的运动。

自动驾驶(有时也称为自动化的驾驶、自动化驾驶或者领航驾驶)理解为车辆、移动机器人和在很大程度上自动地表现的无人驾驶运输系统的前进运动。术语“自动驾驶”存在不同的等级。在此，当仍有驾驶员处于车辆中，驾驶员在必要时仅承担自动驾驶过程的监控时，则在特定的等级中提到自动驾驶。在欧洲，不同的交通部(在德国，德国公路局参与其中)共同努力并且定义了如下自动等级。

·0级：“只有驾驶员”，驾驶员自己驾驶、转向、加油、制动等。

·1级：特定的辅助系统在操作车辆时进行帮助(其中包括自适应巡航控制系统-Automatic Cruise Control ACC)。

·2级：部分自动化。其中自动停车、车道保持功能、一般的纵向导向、加速、减速等由辅助系统承担(其中包括堵车助手)。

·3级：高度自动化。驾驶员不必持续监控系统。车辆自主地执行诸如触发指示灯、车道变换和车道保持的功能。驾驶员可以从事其他事情，但如果有必要，系统会在预警时间内要求驾驶员承担控制。这种形式的自动在高速公路上是技术上可行的。立法者正在努力允许3级车辆。为此已经提供了法律框架条件。

·4级：完全自动化。车辆的控制持久地由系统承担。如果系统不再能完成驾驶任务，可以要求驾驶员来承担控制。

·5级：无需驾驶员。除了设定目标和启动系统之外，不需要人工介入。

3级及以上的自动驾驶功能为驾驶员减轻了控制车辆的责任。因此，所涉及的由于单个故障而可能失效的转向系统需要合适的后备，以便可以使车辆始终处于行驶动态安全状态，直到驾驶员可以再次介入，或者即使在更高的自动等级中也使车辆始终处于行驶动态安全状态直到车辆在没有驾驶员支持的情况下逐渐停下。针对这种提供3级及以上的自动化驾驶的车辆的诸如制动系统、行驶动态系统、转向系统等的与安全相关的系统始终设计为冗余的。这些与安全相关的系统由可以实施控制过程的两个控制支线组成，从而可以取消部件，而不危及行驶稳定性。