雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置和方法
【專利說明】雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置和方法
[0001]本申請是基于2011年7月6日提交的、申請?zhí)枮?01180004628.3、發(fā)明創(chuàng)造名稱為“雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置和方法”的中國專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置和方法，更具體地，涉及用于計算和處理車輛轉向角數(shù)據(jù)的雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置和方法。
【背景技術】
[0003]通常，CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡)是用于在發(fā)動機管理系統(tǒng)中使用的板上電子控制單元(ECU)、自動變速裝置、氣囊系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序(ESP)等之間進行信息交換的通信協(xié)議。
[0004]CAN協(xié)議是具有很高級別穩(wěn)定性的串行類型廣播協(xié)議，對于高速定義為ISO11898，對于低速定義為ISO 11519-2。
[0005]這種CAN協(xié)議提供兩個消息幀格式，其中CAN標準幀提供長度為11比特的ID，CAN擴展幀提供29比特的ID。
[0006]然而，如果在諸如CAN之類的實時操作系統(tǒng)中使用一個MCU (微控制單元)時存在計算錯誤、系統(tǒng)故障或死鎖，那么就不可能傳送數(shù)據(jù)，從而需要實時數(shù)據(jù)的系統(tǒng)可能將數(shù)據(jù)輸入故障識別為缺陷或者它可能不能運轉。
[0007]尤其是，在計算和處理車輛轉向角數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中需要實時數(shù)據(jù)。因此，已經(jīng)研宄了通過在需要實時數(shù)據(jù)的轉向角計算系統(tǒng)中具有相互控制和同步通信的兩個MCU和兩個傳感器輸入來解決這種錯誤。
[0008]參考圖1，傳統(tǒng)的采用雙控制器的轉向角計算系統(tǒng)10從傳感器20接收感測信號。然后，成對構造的MCU130和MCU240根據(jù)預定算法計算轉向角，并通過CAN總線將其傳送到車輛網(wǎng)絡中的其它節(jié)點(ECU:電子控制單元)。此時，為了傳送所計算的數(shù)據(jù)(轉向角數(shù)據(jù))，包括在MCU130和MCU240中的CAN模塊35和45將轉向角數(shù)據(jù)形成為CAN協(xié)議的消息幀并通過CAN收發(fā)器50傳送到CAN總線。在錯誤檢測時，如果MCU130和MCU240存在問題，則能夠利用通過MCU之間的通信進行的相互比較和相互控制來防止輸出錯誤。
[0009]然而，根據(jù)現(xiàn)有技術，當在CAN模塊35、45或者用于驅動它們的數(shù)據(jù)輸出計算單元31,41中發(fā)生問題時，即使比較單元33、43的驗證結果是正確的，也沒有辦法識別出錯誤以傳送到車輛。
[0010]尤其是，如果CAN模塊35、45不能識別出從比較/控制單元33、43接收的控制權限，或者如果CAN模塊35、45由于比較/控制單元33、43的錯誤而不能被控制，那么由于作為在先輸入的錯誤數(shù)據(jù)重復地傳送到車輛，所以會發(fā)生問題。
[0011]此外，很有可能由于比較/控制單元33、43不能識別出這些問題，而使得這些問題會持續(xù)。而且，除了通過MCU之間的通信進行的信息交換以外，不能識別出到車輛的實際傳送狀態(tài)是否有問題。此外，如果同步存在問題，那么由于控制權限的因素取決于MCU之間的通信，所以錯誤的概率增加。也就是說，當主控制單元中沒有問題時，難以檢測到其它部件處發(fā)生的錯誤。
[0012]此外，根據(jù)現(xiàn)有技術，傳感器20的值被比較以互相補充。因此，必須對傳感器20的輸入值同時進行相互計算，以便準確地對比較單元的計算進行比較。為此，使用MCU之間的通信來設置相互同步。在這種情況下，只有當MCU之間的通信正常完成時，在兩個MCU中的一個有問題時一個正常的MCU才能控制以防止對車輛的影響。
[0013]然而，當控制器之間的通信存在問題時，在通信問題的識別與輸出控制之間可能發(fā)生問題，使得不能輸出正確的數(shù)據(jù)。此外，盡管當每個MCU識別出MCU之間的通信錯誤時可以停止傳送，但是諸如相互同步中的延遲之類的小錯誤不能被檢測到，使得由于錯誤數(shù)據(jù)的處理而導致較高的危險概率。

【發(fā)明內容】

[0014]技術問題
[0015]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置和方法，它們能夠在計算和處理車輛轉向角數(shù)據(jù)時檢測在構成控制器的多個小區(qū)域處發(fā)生的錯誤。
[0016]本發(fā)明的另一個目的是提供雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置和方法，它們能夠在計算和處理車輛轉向角數(shù)據(jù)時檢測數(shù)據(jù)錯誤而無需控制器之間的通信。
[0017]技術方案
[0018]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置，該裝置包括:第一控制器，其從傳感器接收感測數(shù)據(jù)以計算和產生第一數(shù)據(jù)，并且在通過比較所述第一數(shù)據(jù)和從第二控制器傳送的第二數(shù)據(jù)而未檢測到錯誤時輸出最終數(shù)據(jù)；CAN收發(fā)器，其從所述第一控制器接收所述最終數(shù)據(jù)并且通過CAN總線傳送所述最終數(shù)據(jù)；以及所述第二控制器，其從所述傳感器接收所述感測數(shù)據(jù)以計算和產生第二數(shù)據(jù)，并且在通過比較所述第二數(shù)據(jù)和從所述CAN收發(fā)器反饋回的最終數(shù)據(jù)而檢測到錯誤時，向所述第一控制器傳送防止輸出所述最終數(shù)據(jù)的中斷信號。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第一控制器包括:第一計算單元，其接收所述感測數(shù)據(jù)并且計算和產生所述第一數(shù)據(jù)；第一比較和控制單元，其比較所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以檢測錯誤并且在未檢測到錯誤時將輸出控制信號傳送到第一 CAN模塊；以及所述第一CAN模塊，其根據(jù)所述輸出控制信號而工作，根據(jù)CAN協(xié)議來處理所述第一數(shù)據(jù)，并且傳送所述最終數(shù)據(jù)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第二控制器包括:第二計算單元，其接收所述感測數(shù)據(jù)并且計算和產生所述第二數(shù)據(jù)；第二 CAN模塊，其根據(jù)CAN協(xié)議來處理從所述CAN收發(fā)器反饋回的最終數(shù)據(jù)并且傳送第三數(shù)據(jù)；第二比較單元，其比較所述第二數(shù)據(jù)和從所述第一控制器傳送的第一數(shù)據(jù)以檢測錯誤，并且比較所述第二數(shù)據(jù)和從所述第二 CAN模塊傳送的第三數(shù)據(jù)以檢測錯誤；以及第二控制單元，其在所述第二比較單元檢測到錯誤時將所述中斷信號傳送到所述第一控制器。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第一比較和控制單元在所述第二比較單元未檢測到錯誤時將所述輸出控制信號傳送到所述第一 CAN模塊。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述錯誤檢測裝置還包括:第一通信線，其連接所述第一比較和控制單元與所述第二比較單元以提供電信號的傳輸線；第二通信線，其連接所述第一CAN模塊和所述第二控制單元以提供電信號的傳輸線；以及反饋線，其將所述最終數(shù)據(jù)反饋回所述第二 CAN模塊。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供多個所述傳感器，并且所述第一控制器和第二控制器分別從所述多個傳感器接收所述感測數(shù)據(jù)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測方法，該方法包括步驟:由第一控制器從傳感器接收感測數(shù)據(jù)以計算和產生第一數(shù)據(jù)；由第二控制器從所述傳感器接收感測數(shù)據(jù)以計算和產生第二數(shù)據(jù)；由所述第一控制器比較所述第一數(shù)據(jù)和從所述第二控制器傳送的第二數(shù)據(jù)，并且在未檢測到錯誤時輸出最終數(shù)據(jù)；由CAN收發(fā)器從所述第一控制器接收所述最終數(shù)據(jù)并且通過CAN總線傳送所述最終數(shù)據(jù)；以及由所述第二控制器比較所述第二數(shù)據(jù)和從所述CAN收發(fā)器反饋回的最終數(shù)據(jù)，并且在檢測到錯誤時將防止輸出所述最終數(shù)據(jù)的中斷信號傳送到所述第一控制器。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一方面，輸出所述最終數(shù)據(jù)的步驟包括:由第一比較和控制單元比較所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以檢測錯誤并且在未檢測到錯誤時將輸出控制信號傳送到第一 CAN模塊；以及由所述第一 CAN模塊根據(jù)所述輸出控制信號而工作并且根據(jù)CAN協(xié)議來處理所述第一數(shù)據(jù)以傳送所述最終數(shù)據(jù)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一方面，傳送所述中斷信號的步驟包括:由第二 CAN模塊根據(jù)CAN協(xié)議來處理從所述CAN收發(fā)器反饋回的最終數(shù)據(jù)并且傳送第三數(shù)據(jù)；由第二比較單元比較所述第二數(shù)據(jù)和從所述第一控制器傳送的第一數(shù)據(jù)以檢測錯誤并且比較所述第二數(shù)據(jù)和從所述第二 CAN模塊傳送的第三數(shù)據(jù)以檢測錯誤；以及在所述第二比較單元檢測到錯誤時由所述第二控制單元將所述中斷信號傳送到所述第一控制器。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一方面，由所述第一比較和控制單元傳送所述輸出控制信號的步驟包括:在所述第二比較單元未檢測到錯誤時將所述輸出控制信號傳送到所述第一 CAN模塊。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種雙控制器系統(tǒng)的錯誤檢測裝置，該裝置包括:第一控制器，其傳送包括從傳感器接收到的感測數(shù)據(jù)和指示符的第一數(shù)據(jù)，對所述感測數(shù)據(jù)的錯誤進行識別，并且在檢測到錯誤時傳送第一關斷控制信號；第二控制器，其通過對從所述傳感器接收的感測數(shù)據(jù)進行計算來產生第二數(shù)據(jù)，基于包括在從所述第一控制器反饋回的第一數(shù)據(jù)中的指示符對所述第二數(shù)據(jù)和所述第一數(shù)據(jù)進行同步，并且在通過比較經(jīng)過同步的第二數(shù)據(jù)和所述第一數(shù)據(jù)而檢測到錯誤時傳送第二關斷控制信號；CAN收發(fā)器，其從所述第一控制器接收所述第一數(shù)據(jù)并且通過CAN總線傳送該第一數(shù)據(jù)；以及AND開關單元，其在所述第一關斷控制信號和第二關斷控制信號中的至少一個被輸入時輸出中斷信號以停用所述CAN收發(fā)器。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述第一控制器包括:第一輸入單元，其在每個第一時間單元從所述傳感器接收所述感測數(shù)據(jù)；第一計算單元，其接收所述感測數(shù)據(jù)并進行計算以產生所述第一數(shù)據(jù)；第一控制單元，其對所述第一數(shù)據(jù)采樣預定次數(shù)以檢測錯誤并且在檢測到錯誤時將所述第一關斷控制信號傳送到所述AND開關單元；以