CN115923686B - 一种双机热备份整车控制***、方法及新能源车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双机热备份整车控制***、方法及新能源车,涉及新能源汽车控制技术领域,包括:输入子***、整车被控分***、整车主控制器和整车备份控制器;整车主控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车主控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行;整车备份控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车备份控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行。本发明通过合理的***结构设计及控制策略实现整车控制***的热备份,提高了***的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车控制技术领域,尤其涉及一种双机热备份整车控制***、方法及新能源车。
背景技术
随着对新能源技术的不断发展,新能源车也得到了快速发展。新能源车包括混合动力汽车和纯电动汽车。混合动力汽车中,车辆驱动***由两个或多个能同时运转的单个驱动***联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动***单独或共同提供,这样保证了车辆的续航里程,还满足新能源的发展需要。
而混合动力汽车和纯电动汽车中主要包括动力电池、驱动电机、整车控制***三大核心技术,其中整车控制***作为整个汽车的核心部件,用于协调整车各部件的工作,识别驾驶意图,实现整车的驱动行驶。
在一些特种车辆领域,由于新能源汽车动力***优异的驱动性能,混合动力车型和纯电动车型也在不断发展。新能源车辆的运行主要由整车控制器来进行,通常新能源车辆只配备了一个整车控制器。车辆在长时间使用,或者由于故障等原因造成整车控制器故障,或者整车控制器损坏,导致新能源车辆无法正常行驶和使用。这造成如果整车控制器出现故障则影响了车辆的可靠性和稳定性,将影响车辆的行驶。
发明内容
本发明提供一种双机热备份整车控制***,***具有双机热备份的整车控制器,保证车辆在作业时的可靠性。
***包括:输入子***、整车被控分***、整车主控制器和整车备份控制器;
整车主控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车主控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行;
整车备份控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车备份控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行。
进一步需要说明的是,输入子***包括:加速踏板、制动踏板、驾驶室内人机操作开关、人机操作手柄以及人机操作界面;
整车被控分***包括:高压配电***、动力电池模块、驱动电机模块、高压附件模块以及被控模块。
进一步需要说明的是,整车主控制器和整车备份控制器之间通过单独的CAN总线通讯进行故障监测和状态传递。
整车主控制器和整车备份控制器分别通过低压电缆和CAN通讯线缆连接到输入子***。
进一步需要说明的是,整车主控制器和整车备份控制器分别通过CAN通讯连接到整车被控分***。
进一步需要说明的是,整车主控制器和整车备份控制器分别采用相同的控制指令以及不同的控制ID来区别对整车被控分***的控制。
本发明还提供一种双机热备份整车控制方法,方法包括整车主控制器控制策略,步骤如下:
S11、整车主控制器低压供电上电,***进入初始化状态,同时把生命帧及状态信号发送给整车备份控制器;
S12、整车主控制器接收整车备份控制器的接管信息,判断整车是否由整车备份控制器接管控制;
S13、整车钥匙启动前,如果整车备份控制器已经接管了整车控制,则整车主控制器下线;
S14、整车钥匙启动前,如果整车备份控制器未接管整车控制,则整车钥匙启动后,继续判断整车备份控制器的接管状态,如果整车备份控制器接管整车控制,则整车主控制器下线;
如果整车备份控制器未接管整车控制,则由整车主控制器负责整车的控制。
控制方法还包括整车备份控制器控制策略,步骤如下:
S21、整车备份控制器低压供电上电,***进入初始化状态,同时把接管信号发送给整车主控制器;
S22、整车备份控制器根据整车主控制器发送的生命帧信号,判断整车主控制器是否发生故障下线;
S23、如果钥匙启动前,整车主控制器已经发生故障下线,则钥匙启动后,由整车备份控制器激活指令输出,接管整车的控制,并将接管信号发送出去;
S24、如果钥匙启动前,整车主控制器未发生故障下线,则钥匙启动后,整车备份控制器运行程序但不激活指令的输出;
S25、整车备份控制器继续判断整车主控制器是否故障下线,如果未发生故障,则整车备份控制器继续执行程序但不激活指令的输出;
如果钥匙启动后整车主控制器发生故障下线,则需要判断整车是否已经完成上电;
S26、如果整车已经完成上电,则由整车备份控制器激活指令输出,接管整车的控制;如果整车没有完成上电,则整车下线。
本发明还提供一种新能源车,包括双机热备份整车控制***。
从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
本发明提供的双机热备份整车控制***中包括了整车主控制器和整车备份控制器,两个控制器都可独立实现对整车***的控制工作,这样可以避免单个整车控制器发生故障而导致整车***无法工作,提高车辆带故运行的能力,从而保证特种车辆作业时的可靠性。
***中的整车被控部分的单机***通过一路CAN通讯即可实现与主控制器和备份控制器的通讯,减少了单机***资源的增加和软件的更改。
本发明的双机热备份***中整车主控制器和整车备份控制器通过单独的CAN通讯进行生命帧的故障检测,控制器的软件逻辑和控制策略相同,一方面提高了软件的可靠性,一方面减少了软件开发和测试的工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为双机热备份整车控制***示意图;
图2为双机热备份整车控制方法流程图。
具体实施方式
如图1所示是本发明提供的双机热备份整车控制***中所提供的图示,图1仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的模块而非按照实际实施时的模块数目及功能,其实际实施时各模块的功能、数量及作用可为一种随意的改变,且其模块的功能和用途也可能更为复杂。
双机热备份整车控制***中既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。***的硬件层面包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互***、机电一体化等技术。***的软件技术主要包括计算机视角技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等。
双机热备份整车控制***可以配置到应用于一个或者多个新能源车中,新能源车包括:整车主控制器和整车备份控制器。整车主控制器和整车备份控制器包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor,DSP)、嵌入式设备等。
下面将结合附图来详细阐述本发明的双机热备份整车控制***,离合器双机热备份整车控制***可以对获取驾驶员的操控指令,并执行相应的控制指令,对高压配电***、动力电池模块、驱动电机模块、高压附件模块以及被控模块等设备进行控制,由于本发明的***配置了两个控制器都可独立实现对整车***的控制工作,这样可以避免单个整车控制器发生故障而导致整车***无法工作,对于降低车辆运行风险有积极作用。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
双机热备份整车控制***包括:输入子***、整车被控分***、整车主控制器和整车备份控制器;整车主控制器和整车备份控制器互为主备来使用。
整车主控制器和整车备份控制器之间通过单独的CAN总线通讯进行故障监测和状态传递。能够将数据信息进行安全快速的传输,用于主控制器和备份控制器之间的生命帧信号监测及状态传递。
也就是说,主控制器和备份控制器的信号输入相互并联且互相独立,保证信号能够安全高效的传递给两个整车控制器。
在本发明中,整车控制部分的整车主控制器和整车备份控制器,两个控制器之间由单独的一路CAN进行生命帧信号监测和控制器状态发送,由备份控制器监测主控制器的生命帧信号,以判断主控制器是否故障,由备份控制器发送自身的接管状态。主控制器和备份控制器的外部供电和通讯接口的电气连接完全相同,但又相互独立、互不干扰。保证输入信号能够同时传递到主控制器和备份控制器。
整车主控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车主控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行;
整车备份控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车备份控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行。
具体来讲,输入子***包括:加速踏板、制动踏板、驾驶室内人机操作开关、人机操作手柄以及人机操作界面;
整车被控分***包括:高压配电***、动力电池模块、驱动电机模块、高压附件模块以及被控模块。
驾驶员可以通过加速踏板、制动踏板、驾驶室内人机操作开关、人机操作手柄以及人机操作界面向整车控制器输入控制指令,整车控制器即为当前执行控制的整车主控制器或整车备份控制器。整车控制器可以控制高压配电***、动力电池模块、驱动电机模块、高压附件模块以及被控模块运行,当然还可以根据车辆需要控制其他元件运行。
在一个示例性实施例中,本发明中的整车被控部分通过一路CAN通讯电缆与整车主控制器和整车备份控制器连接,整车各被控分***按照通讯协议将自身状态发送到该路CAN总线上,整车主控制器和整车备份控制器都可以在该路CAN上采集到整车各被控分***的状态。整车被控分***可以同时接收主控制器和备份控制器的控制指令,通过ID来区分主控制器和备份控制器,通过优先级的设定来执行控制指令。
如图2所示,以下是本公开实施例提供的双机热备份整车控制方法的实施例,该控制方法与上述各实施例的双机热备份整车控制***属于同一个发明构思,在双机热备份整车控制方法的实施例中未详尽描述的细节内容,可以参考上述双机热备份整车控制***的实施例。
方法包括整车主控制器控制策略,步骤如下:
S11、整车主控制器低压供电上电,***进入初始化状态,同时把生命帧及状态信号发送给整车备份控制器;
S12、整车主控制器接收整车备份控制器的接管信息,判断整车是否由整车备份控制器接管控制;
S13、整车钥匙启动前,如果整车备份控制器已经接管了整车控制,则整车主控制器下线;
S14、整车钥匙启动前,如果整车备份控制器未接管整车控制,则整车钥匙启动后,继续判断整车备份控制器的接管状态,如果整车备份控制器接管整车控制,则整车主控制器下线;
如果整车备份控制器未接管整车控制,则由整车主控制器负责整车的控制。
作为本发明的方法来讲,还包括整车备份控制器控制策略,步骤如下:
S21、整车备份控制器低压供电上电,***进入初始化状态,同时把接管信号发送给整车主控制器;
S22、整车备份控制器根据整车主控制器发送的生命帧信号,判断整车主控制器是否发生故障下线;
S23、如果钥匙启动前,整车主控制器已经发生故障下线,则钥匙启动后,由整车备份控制器激活指令输出,接管整车的控制,并将接管信号发送出去;
S24、如果钥匙启动前,整车主控制器未发生故障下线,则钥匙启动后,整车备份控制器运行程序但不激活指令的输出;
S25、整车备份控制器继续判断整车主控制器是否故障下线,如果未发生故障,则整车备份控制器继续执行程序但不激活指令的输出;
如果钥匙启动后整车主控制器发生故障下线,则需要判断整车是否已经完成上电;
S26、如果整车已经完成上电,则由整车备份控制器激活指令输出,接管整车的控制;如果整车没有完成上电,则整车下线。
上述方法实现本发明的双机热备份控制***的备份控制,实现***的冗余性,保证***的可靠性,
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本发明提供的双机热备份整车控制***及方法中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
双机热备份整车控制***及方法的附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的设备、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。示例性的讲,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本发明提供的双机热备份整车控制***及方法中,可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或电力服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(示例性的讲利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种双机热备份整车控制***,其特征在于,包括:输入子***、整车被控分***、整车主控制器和整车备份控制器;
整车主控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车主控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行;
整车备份控制器分别与输入子***和整车被控分***连接,整车备份控制器接收驾驶员通过输入子***输入的操控指令,并控制整车被控分***中的设备运行;
双机热备份整车控制***采用的方法包括整车主控制器控制策略,步骤如下:
S11、整车主控制器低压供电上电,***进入初始化状态,同时把生命帧及状态信号发送给整车备份控制器;
S12、整车主控制器接收整车备份控制器的接管信息,判断整车是否由整车备份控制器接管控制;
S13、整车钥匙启动前,如果整车备份控制器已经接管了整车控制,则整车主控制器下线;
S14、整车钥匙启动前,如果整车备份控制器未接管整车控制,则整车钥匙启动后,继续判断整车备份控制器的接管状态,如果整车备份控制器接管整车控制,则整车主控制器下线;
如果整车备份控制器未接管整车控制,则由整车主控制器负责整车的控制;
还包括整车备份控制器控制策略,步骤如下:
S21、整车备份控制器低压供电上电,***进入初始化状态,同时把接管信号发送给整车主控制器;
S22、整车备份控制器根据整车主控制器发送的生命帧信号,判断整车主控制器是否发生故障下线;
S23、如果钥匙启动前,整车主控制器已经发生故障下线,则钥匙启动后,由整车备份控制器激活指令输出,接管整车的控制,并将接管信号发送出去;
S24、如果钥匙启动前,整车主控制器未发生故障下线,则钥匙启动后,整车备份控制器运行程序但不激活指令的输出;
S25、整车备份控制器继续判断整车主控制器是否故障下线,如果未发生故障,则整车备份控制器继续执行程序但不激活指令的输出;
如果钥匙启动后整车主控制器发生故障下线,则需要判断整车是否已经完成上电;
S26、如果整车已经完成上电,则由整车备份控制器激活指令输出,接管整车的控制;如果整车没有完成上电,则整车下线。
2.根据权利要求1所述的双机热备份整车控制***,其特征在于,
输入子***包括:加速踏板、制动踏板、驾驶室内人机操作开关、人机操作手柄以及人机操作界面;
整车被控分***包括:高压配电***、动力电池模块、驱动电机模块、高压附件模块以及被控模块。
3.根据权利要求1所述的双机热备份整车控制***,其特征在于,
整车主控制器和整车备份控制器之间通过单独的CAN总线通讯进行故障监测和状态传递。
4.根据权利要求1所述的双机热备份整车控制***,其特征在于,
整车主控制器和整车备份控制器分别通过低压电缆和CAN通讯线缆连接到输入子***。
5.根据权利要求1所述的双机热备份整车控制***,其特征在于,
整车主控制器和整车备份控制器分别通过CAN通讯连接到整车被控分***。
6.根据权利要求1所述的双机热备份整车控制***,其特征在于,
整车主控制器和整车备份控制器分别采用相同的控制指令以及不同的控制ID来区别对整车被控分***的控制。
7.一种新能源车,其特征在于,包括如权利要求1至6任意一项所述的双机热备份整车控制***。
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