CN114261444A - 一种用于汽车转向***的时钟同步方法及一种汽车转向*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于汽车转向***的时钟同步方法及一种汽车转向***,所述转向***包括一主MCU和一个或多个从MCU,所述主MCU向所述从MCU发送第一信息帧,发送完毕后,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值;所述从MCU接收所述第一信息帧,同时触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值;所述主MCU向所述从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括所述第一时钟值;所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟。通过上述方法及汽车转向***可以有效减少多MCU之间传输信息的时间,并保证多个MCU的时钟保持一致,保证车辆的安全。

Description

一种用于汽车转向***的时钟同步方法及一种汽车转向***
技术领域
本发明涉及汽车转向技术领域,尤其涉及一种用于汽车转向***的时钟同步方法及一种汽车转向***。
背景技术
随着汽车行业的发展,汽车转向***无论在燃油经济性、手感还是与其他***的功能交互方面都得到了大幅度的提升。然而随着现在高级驾驶辅助***、新能源汽车、无人驾驶等概念的空前火爆,原先Fail-safe概念设计的电子转向***已经不能满足对车辆安全性和可靠性的更高要求,于是Fail-Operation的概念被越来越频繁的提及。
其中,Fail-Operation转向控制器为了达到安全要求,采用冗余设计:双MCU,双电源,双功率驱动模块及六相电机控制,并独立分布在控制器中。由于两路***的独立分布,两路MCU采样与驱动输出很难达到同步,引起两路信号的相互干扰,导致***的振动,从而影响整个***的舒适性与安全性。一般情况下,在外部信号输入时要求严格的同步输入,在内部信号输出时采用额外增加硬件同步,这样即增加了整个***的成本,同时也无法达到安全设计要求。
发明内容
为了解决汽车转向***内部时钟同步的技术问题,从而确保其内部信号输出一致,本发明提供一种用于汽车转向***的时钟同步方法。
具体的,所述转向***包括一主MCU和一个或多个从MCU,所述主MCU向所述从MCU发送第一信息帧,发送完毕后,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值;所述从MCU接收所述第一信息帧,同时触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值;所述主MCU向所述从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括所述第一时钟值;所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟。
优选地,所述主MCU通过CANFD通讯方式向所述从MCU发送信息。
优选地,所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟,包括:所述从MCU接收所述第二信息帧,根据所述第一时钟值、第二时钟值与第一预设值,调整所述从MCU的时钟,其中,所述第一预设值为主MCU发送第一信息帧至所述从MCU接收所述第一信息帧所需要的时间。
优选地,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值后,所述主MCU自动继续工作;触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值后,所述从MCU自动继续工作。
优选地,所述第一信息帧包括主MCU身份信息及同步指令;所述第二信息帧包括主MCU身份信息和所述第一时钟值。
本发明的另一方面,提供一种汽车转向***,所述转向***包括一主MCU和一个或多个从MCU,所述主MCU向所述从MCU发送第一信息帧,发送完毕后,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值;所述从MCU接收所述第一信息帧,同时触发中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值;
所述主MCU向所述从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括所述第一时钟值;
所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟。
优选地,所述主MCU与从MCU内设有CANFD收发器,所述主MCU通过CANFD通讯方式向所述从MCU发送信息。
优选地,所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟,包括:所述从MCU接收所述第二信息帧,根据所述第一时钟值、第二时钟值与第一预设值,调整所述从MCU的时钟,其中,所述第一预设值为主MCU发送第一信息帧至所述从MCU接收所述第一信息帧所需要的时间。
优选地,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值后,所述主MCU自动继续工作;触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值后,所述从MCU自动继续工作。
优选地,所述第一信息帧包括主MCU身份信息及同步指令;所述第二信息帧包括主MCU身份信息和所述第一时钟值。
与现有技术相比较,本发明的优势在于:在多个MCU之间采用CANFD通讯技术,缩短了多MCU之间的交互时间。可以实现MCU同步采样外部信号,并同步输出信号,有效避免多MCU执行任务不同步引起的***波动,为冗余***的实施提供有力的支持。同时,可以有效减少硬件的总体积,降低生产成本。
附图说明
图1为符合本发明的实施例的汽车转向***时钟同步方法示意图;
图2为符合另一本发明的实施例的汽车转向***时钟同步方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例,详细阐述本发明的优势。
参照图1,为符合本申请的一实施例中的汽车转向***内时钟同步方法。本实施例中的汽车转向***包括一主MCU及一从MCU。开始同步时,主MCU主动向从MCU发送第一信息帧,在所述第一信息帧发送完毕之后,触发所述主MCU中断,并记录当前主MCU内时钟的第一时钟值。所述从MCU接收所述第一信息帧,与此同时触发从MCU中断,并记录当前从MCU内时钟的第二时钟值。随后,主MCU向所述从MCU发送第二信息帧,其中,第二信息帧包括第一时钟值。从MCU接收所述第二信息帧之后,根据接收到的第一时钟值及自身记录的第二时钟值,计算得出主MCU和从MCU时钟的差值,并根据所述差值进行调整。
可以理解的是,所述主MCU与从MCU的中断可以是MCU中断执行当前任务,也可以是MCU内的时钟计数器停止计数,本发明在此不作具体限制。所述主MCU和从MCU时钟的差值,并根据所述差值进行调整,所述从MCU可以在后续执行任务的过程中动态调整直至主MCU与从MCU内部时钟的时钟值一致,如直接调整从MCU内部时钟的数值,使其与主MCU的时钟数值一致等,对此本发明不作具体限制。
图2为符合本申请的另一实施例中的汽车转向***内的时钟同步方法。在该实施例中,汽车转向***包括一主MCU及多个从MCU,标记为从MCU1、从MCU2等。所述主MCU同时给多个从MCU发送第一信息帧,发送完毕之后,触发主MCU中断并记录当前主MCU内时钟的第一时钟值。多个从MCU接收到所述第一信息帧,同时触发所述多个从MCU中断,所述多个从MCU各自记录当前从MCU内部时钟的时钟值,随后主MCU同时向多个从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括所述第一时钟值。多个从MCU接收到所述第二信息帧之后,根据所述第一时钟值与各自检测的内部时钟的时钟值,从MCU各自对其内部时钟进行校正。
在一符合本发明的实施例中,所述主MCU与从MCU通过CANFD通讯技术实现信息交互。
通过CAN-FD通讯技术可以减少MCU之间信息传输所需要的时间,由此减少了因为传输信息而带来的时间误差;并且,相较于其他用于MCU之间信息交互的硬件设置,使用CAN-FD技术可以减少MCU总硬件体积,由此,可以使该***在整车内部的位置设计更加灵活。
在一符合本发明的实施例中,所述从MCU接收所述第二信息帧,根据所述第一时钟值、第二时钟值与第一预设值,调整所述从MCU的时钟,其中,所述第一预设值为主MCU发送第一信息帧至所述从MCU接收所述第一信息帧所需要的时间。
所述第一预设值为主MCU向从MCU发送信息帧所需要的时间,该时间值依赖于信息传输硬件设备,并不依赖于具体的信息传输过程,所述第一预设值的具体数值可以通过前期模拟实验或其他方式获得,在所述从MCU计算时钟误差并进行校正时,将所述第一预设值带入计算,即可得到准确的时钟误差。
在一符合本发明的实施例中,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值后,所述主MCU自动继续工作;触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值后,所述从MCU自动继续工作。
触发主MCU或从MCU中断,当主、从MCU同时进入中断时,由于时钟的数值跳动较快,如若不中断而直接记录时钟的数值,可能会造成误差。为了避免这种误差,当主、从MCU同时进入中断的条件下,在记录时钟值前,可以使MCU暂时进入中断状态;同时为了避免影响正常执行当前任务,主MCU及从MCU在各自记录内部时钟的时钟值后,立即自动继续工作。由此,不仅可以保证时钟值的准确性,也可以减少时钟同步过程对汽车转向***正常执行任务的影响。
在一符合本发明的实施例中,所述第一信息帧包括主MCU身份信息及同步指令;所述第二信息帧包括主MCU身份信息和所述第一时钟值。
由于所述汽车转向***可能包括多个从MCU,或者所述汽车转向***与其他***进行信息交互时,涉及到多个MCU之间的信息传输。为了保证信息传输过程的准确性,由主MCU向从MCU发出的信息帧均包括主MCU的身份信息,相应的,从MCU在接收主MCU发送来的信息帧后,会对其包含的身份信息进行验证,如若验证成功,则接收该信息帧中包含的指令或其他信息。
本发明还提出了一种能够实现上述时钟同步方法的汽车转向***。
在一符合本发明实施例的汽车转向***中,包括一主MCU和一个或多个从MCU,所述主MCU向所述从MCU发送第一信息帧,发送完毕后,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值;所述从MCU接收所述第一信息帧,同时触发中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值;所述主MCU向所述从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括所述第一时钟值;所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟。
在一符合本发明的实施例中,所述主MCU与从MCU内还设有CANFD收发器,用于主MCU与从MCU之间的信息交互。
在一符合本发明的实施例中,所述从MCU接收所述第二信息帧,根据所述第一时钟值、第二时钟值与第一预设值,调整所述从MCU的时钟,其中,所述第一预设值为主MCU发送第一信息帧至所述从MCU接收所述第一信息帧所需要的时间。
在一符合本发明的实施例中,所述主MCU和从MCU在中断并记录当前内部时钟的当前时钟值后,主MCU与从MCU自动继续工作。
在一符合本发明的实施例中,所述主MCU发送第一信息帧给从MCU,所述第一信息帧包括主MCU身份信息及同步指令;所述主MCU向从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括主MCU身份信息和所述第一时钟值。
本发明的汽车转向***的同步方法,在多个MCU之间采用CANFD通讯技术,缩短了多MCU之间的交互时间。可以实现MCU同步采样外部信号,并同步输出信号,有效避免多MCU执行任务不同步引起的***波动,为冗余***的实施提供有力的支持。同时,可以有效减少硬件的总体积,降低生产成本。相应的汽车转向***,可以减少由于信号输出的不同步导致的信号干扰,由此避免***的振动,不仅提高了整个***的舒适性,也提高了整个车辆的安全性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不互相矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施例的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术人员所理解。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于汽车转向***的时钟同步方法,其特征在于,
所述转向***包括一主MCU和一个或多个从MCU,
所述主MCU向所述从MCU发送第一信息帧,发送完毕后,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值;
所述从MCU接收所述第一信息帧,同时触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值;
所述主MCU向所述从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括所述第一时钟值;
所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟。
2.如权利要求1所述的时钟同步方法,其特征在于,
所述主MCU通过CANFD通讯方式向所述从MCU发送信息。
3.如权利要求2所述的时钟同步方法,其特征在于,
所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟,包括:
所述从MCU接收所述第二信息帧,根据所述第一时钟值、第二时钟值与第一预设值,调整所述从MCU的时钟,
其中,所述第一预设值为主MCU发送第一信息帧至所述从MCU接收所述第一信息帧所需要的时间。
4.如权利要求3所述的时钟同步方法,其特征在于,
触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值后,所述主MCU自动继续工作;
触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值后,所述从MCU自动继续工作。
5.如权利要求4所述的时钟同步方法,其特征在于,
所述第一信息帧包括主MCU身份信息及同步指令;
所述第二信息帧包括主MCU身份信息和所述第一时钟值。
6.一种汽车转向***,其特征在于,
所述转向***包括一主MCU和一个或多个从MCU,
所述主MCU向所述从MCU发送第一信息帧,发送完毕后,触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值;
所述从MCU接收所述第一信息帧,同时触发中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值;
所述主MCU向所述从MCU发送第二信息帧,所述第二信息帧包括所述第一时钟值;
所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟。
7.如权利要求6所述的汽车转向***,其特征在于,
所述主MCU与从MCU内设有CANFD收发器,
所述主MCU通过CANFD通讯方式向所述从MCU发送信息。
8.如权利要求7所述的汽车转向***,其特征在于,
所述从MCU接收所述第二信息帧,并根据所述第一时钟值与第二时钟值,调整所述从MCU的时钟,包括:
所述从MCU接收所述第二信息帧,根据所述第一时钟值、第二时钟值与第一预设值,调整所述从MCU的时钟,
其中,所述第一预设值为主MCU发送第一信息帧至所述从MCU接收所述第一信息帧所需要的时间。
9.如权利要求7所述的汽车转向***,其特征在于,
触发所述主MCU中断并记录所述主MCU内第一时钟当前的第一时钟值后,所述主MCU自动继续工作;
触发所述从MCU中断并记录所述从MCU内第二时钟当前的第二时钟值后,所述从MCU自动继续工作。
10.如权利要求8所述的汽车转向***,其特征在于,
所述第一信息帧包括主MCU身份信息及同步指令;
所述第二信息帧包括主MCU身份信息和所述第一时钟值。
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