CN101786453B - 一种全等双中央协调器的互控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全等双中央协调控制器的互控方法，其包括以下步骤：1)在汽车电气系统网络中设置两个协调器，且两协调器为结构组成完全相同的全等协调器，两协调器上分别设置有一车载通讯接口，车载通讯接口连接到汽车电气系统网络，两协调器内部分别设置有一自动仲裁模块；2)在汽车电气系统网络上电后，两协调器内部设置的自动仲裁模块开始工作；3)自动仲裁模块对两协调器的控制权进行仲裁，即确定两协调器分别处于主控协调器模式或备用协调器模式；4)当自动仲裁模块进行完两协调器的控制权仲裁，给出两协调器的工作模式后，两协调器进入周期性工作流程。本发明结构设计巧妙，两个协调器之间控制、监控能力强，可广泛用于汽车电气系统中。

Description

一种全等双中央协调器的互控方法

技术领域

本发明涉及一种互控方法，特别是关于一种用于汽车的全等双中央协调器的互控方法。

背景技术

为了提高汽车的舒适性和安全性，现代汽车中设置的汽车电器数量越来越多，其功能也越来越复杂。比如汽车上使用的电动加热通风座椅、电动后视镜及电动车窗等，改善了汽车的舒适性；此外采用电热除霜、自动随动大灯等增加了汽车行驶时的安全性等。

汽车的电气系统作为一个整体，需要整体功能的协调控制。在公开号为CN101323303，专利名称为“一种用于汽车控制的中央协调方法及其协调器”中，其采用唯一的一个协调器控制汽车电气系统中的所有电器，该方法虽然实现了各电器之间的联动关系、制约关系、替代关系及间接控制关系，但当唯一的协调器发生故障时，将导致整车电气系统瘫痪，因此其可靠性低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种全等双中央协调器的互控方法，该方法既可实现汽车电器的中央协调控制，解决汽车电器之间的协调配合，又可以同时提高汽车电器系统的可靠性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种全等双中央协调控制器的互控方法，其包括以下步骤：1)在汽车电气系统网络中设置两个协调器，且两协调器为结构组成完全相同的全等协调器，两协调器上分别设置有一车载通讯接口，车载通讯接口连接到汽车电气系统网络，两协调器内部分别设置有一自动仲裁模块；2)在汽车电气系统网络上电后，两协调器内部设置的自动仲裁模块开始工作；3)自动仲裁模块对两协调器的控制权进行仲裁，即确定两协调器分别处于主控协调器模式或备用协调器模式；4)当自动仲裁模块进行完两协调器的控制权仲裁，给出两协调器的工作模式后，两协调器进入周期性工作流程。

在执行步骤3)时，其包括以下流程：①如果自动仲裁模块确定当前协调器为主控协调器，则该协调器执行中央协调控制，随后监视另一协调器的工作状态，若连续十个周期内没有从备用协调器的车载通讯接口收到备用协调器消息，则确定备用协调器故障，该协调器进入单一协调器工作模式，执行中央协调控制流程同时发送故障协调器信息；②如果自动仲裁模块确定当前协调器为备用协调器模式，则通过该协调器的车载通讯接口发送备用协调器存在消息，随后监视另一协调器的工作状态，若连续三个周期内没有从车载通讯接口收到主控协调器消息，则确定主控协调器故障，该协调器进入单一协调器工作模式，执行中央协调控制流程同时发送故障协调器信息。

每个自动仲裁模块对协调器的控制权仲裁，都是通过协调器发送的仲裁帧，来确定协调器的工作模式，其仲裁帧判断流程为：(1)系统上电后，自动仲裁模块开始监视自身协调器的车载通讯接口上发送的网络消息；(2)判断是否收到消息帧：①若收到消息帧，且消息为仲裁帧，则记录仲裁帧的标示符场数据；若为其他协调器的中央协调指令帧，则确定当前协调器为备用协调器模式，结束仲裁过程；②若没有收到消息帧，则判断超时时间T1，若没有超时，则继续监视车载通讯接口上发送的网络消息；若超时，则通过车载通讯接口发送一个标示符场为随机数的仲裁帧，并判断在发送仲裁帧之前是否已经收到其他协调器标示符场数据的仲裁帧：i、若在发送仲裁帧前已经收到其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则进入仲裁判断过程，比较仲裁帧，若接收与发送的仲裁帧的标示符场相同，则重新进入发送仲裁帧步骤，重新一次仲裁过程；若接收的仲裁帧标示符场大于与发送的仲裁帧标示符场，则确定当前协调器为备用协调器模式，结束仲裁过程；若接收的仲裁帧标示符场小于与发送的仲裁帧标示符场，则确定当前协调器为主控协调器模式，结束仲裁过程；ii、若在发送仲裁帧前没有已经记录的其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则继续监视车载通讯接口上发送的网络消息；在继续监视车载通讯接口的网络消息的过程中，判断超时时间T2，若没有超时，则继续等待车载通讯接口上发送的网络消息，若超时，则确定当前协调器为主控协调器模式，结束仲裁过程；在监视车载通讯接口上发送的网络消息的过程中，若从车载通讯接口收到其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则进入比较仲裁帧过程，重复步骤i。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在汽车电气系统网络中设置有两个全等的协调器，系统运行过程中，一个协调器处于主控协调器模式，另一个处于备用协调器模式，主控协调器负责实现汽车中各电器的中央协调控制，同时监视备用协调器的工作状态，备用协调器负责监视主控协调器的工作状态，在主控协调器出现故障时，即时接管主控协调器的中央协调控制任务，相互监控的双协调器较单中央协调器的汽车电器控制方法更可靠，汽车不会因一个中央协调器的故障而导致整个系统的瘫痪，具有很好的故障冗余控制能力。2、本发明在两个全等的协调器中分别设置有一个自动仲裁模块，汽车电气系统上电后，首先可通过协调器自身设置的自动仲裁模块来判断工作方式，判断结束后，协调器进入周期性工作流程，工作周期为100毫秒，可保证汽车电气系统始终处于有效的控制状态下。3、本发明所用的两个协调器完全相同，有利于批量制造协调器和简化协调器的安装与替换维修。本发明结构设计巧妙，两个协调器之间控制、监控能力强，可广泛用于汽车电气系统中。

附图说明

图1是本发明全等双中央协调器的结构框图

图2是本发明全等双中央协调器的控制权仲裁流程示意图

图3是本发明全等双中央协调器的仲裁帧判断流程示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，是本发明全等双中央协调器的结构框图，其包括两个结构组成完全相同的全等协调器1、2，全等协调器1、2的外部分别设置有一车载通讯接口3，内部分别设置有一自动仲裁模块4，全等协调器1、2通过各自的车载通讯接口3分别连接到汽车电气系统网络5，通过汽车电气系统网络5实现互控。

本发明全等双中央协调器的工作原理是：系统上电后，全等协调器1、2通过各自的自动仲裁模块4来判断其所处的工作状态，即处于主控协调器模式或备用协调器模式。在系统运行中，如果全等协调器1运行于主控协调器模式，则全等协调器2运行于备用协调器模式；反之，如果全等协调器1运行于备用协调器模式，则全等协调器2运行于主控协调器模式。其中，主控协调器负责实现汽车中各电器的中央协调控制，同时监视备用协调器的工作状态；备用协调器负责监视主控协调器的工作状态，在主控协调器出现故障时，即时接管主控协调器的中央协调控制任务。

基于上述原理，本发明全等双中央协调器的互控方法包括以下步骤(如图2所示)：

1、在汽车电气系统网络5上电后，全等协调器1、2内部设置的自动仲裁模块4开始工作。

2、自动仲裁模块4对全等协调器1、2的控制权进行仲裁，即确定全等协调器1、2处于主控协调器模式或备用协调器模式：

1)如果自动仲裁模块4确定全等协调器1(或全等协调器2)为主控协调器，则全等协调器1执行中央协调控制，随后监视全等协调器2的工作状态，即监视备用协调器的消息，若连续十个周期内没有从全等协调器2的车载通讯接口3收到备用协调器消息，则确定备用协调器故障，则全等协调器1进入单一协调器工作模式，执行中央协调控制流程同时发送故障协调器信息。

2)如果自动仲裁模块4确定全等协调器2(或全等协调器1)为备用协调器，则通过全等协调器2的车载通讯接口3发送备用协调器存在消息，随后监视全等协调器1的工作状态，即监视主控协调器的消息，若连续3个周期内没有从全等协调器1的车载通讯接口3收到主控协调器消息，则确定主控协调器故障，全等协调器2进入单一协调器工作模式，执行中央协调控制流程同时发送故障协调器信息。

3、当自动仲裁模块4进行完全等协调器1、2的控制权仲裁，给出全等协调器1、2的工作模式后，全等协调器1、2进入周期性工作流程，工作周期为100毫秒。

如图3所示，每个自动仲裁模块4对全等协调器1、2的控制权仲裁，都是通过全等协调器1、2发送的仲裁帧，来确定全等协调器1、2的工作模式，其仲裁帧判断流程为：

1、系统上电后，自动仲裁模块4开始监视自身全等协调器1、2的车载通讯接口3上发送的网络消息。

2、判断是否收到消息帧：

1)若收到消息帧，且消息为仲裁帧，则记录仲裁帧的标示符场数据；若为其他协调器的中央协调指令帧，则确定当前协调器为备用协调器模式，结束仲裁过程。

2)若没有收到消息帧，则判断超时时间T1(200ms)，若没有超时，则继续监视车载通讯接口3上发送的网络消息；若超时，则通过车载通讯接口3发送一个标示符场为随机数的仲裁帧，并同判断在发送仲裁帧之前是否已经收到其他协调器标示符场数据的仲裁帧：

①若在发送仲裁帧前已经收到其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则进入仲裁判断过程，比较仲裁帧，若接收与发送的仲裁帧的标示符场相同，则重新进入发送仲裁帧步骤，重新一次仲裁过程；若接收的仲裁帧标示符场大于与发送的仲裁帧标示符场，则确定当前协调器为备用协调器模式，结束仲裁过程；若接收的仲裁帧标示符场小于与发送的仲裁帧标示符场，则确定当前协调器为主控协调器模式，结束仲裁过程。

②若在发送仲裁帧前没有已经记录的其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则继续监视车载通讯接口3上发送的网络消息。在继续监视车载通讯接口3的网络消息的过程中，判断超时时间T2(250ms)，若没有超时，则继续等待车载通讯接口3上发送的网络消息，若超时，则确定当前协调器为主控协调器模式，结束仲裁过程。

在监视车载通讯接口3上发送的网络消息的过程中，若从车载通讯接口3收到其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则进入比较仲裁帧过程，重复步骤①。

上述实施例中，全等协调器1、2的硬件均采用公开号为CN101323303，专利名称为“一种用于汽车控制的中央协调方法及其协调器”中的协调器硬件，具有车载通讯接口。

上述实施例中，中央协调控制流程以及单一协调器工作模式中的中央协调控制流程与公开号为CN101323303，专利名称为“一种用于汽车控制的中央协调方法及其协调器”中的中央协调方法相同，属于已有技术，在此不再详细说明。

上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、设置位置及连接方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (2)

1.一种全等双中央协调控制器的互控方法，其包括以下步骤：

1)在汽车电气系统网络中设置两个协调器，且两协调器为结构组成完全相同的全等协调器，两协调器上分别设置有一车载通讯接口，车载通讯接口连接到汽车电气系统网络，两协调器内部分别设置有一自动仲裁模块；

2)在汽车电气系统网络上电后，两协调器内部设置的自动仲裁模块开始工作；

3)自动仲裁模块对两协调器的控制权进行仲裁，即确定两协调器分别处于主控协调器模式或备用协调器模式：

①如果自动仲裁模块确定当前协调器为主控协调器，则该协调器执行中央协调控制，随后监视另一协调器的工作状态，若连续十个周期内没有从备用协调器的车载通讯接口收到备用协调器消息，则确定备用协调器故障，该协调器进入单一协调器工作模式，执行中央协调控制流程同时发送故障协调器信息；

②如果自动仲裁模块确定当前协调器为备用协调器模式，则通过该协调器的车载通讯接口发送备用协调器存在消息，随后监视另一协调器的工作状态，若连续三个周期内没有从车载通讯接口收到主控协调器消息，则确定主控协调器故障，该协调器进入单一协调器工作模式，执行中央协调控制流程同时发送故障协调器信息；

4)当自动仲裁模块进行完两协调器的控制权仲裁，给出两协调器的工作模式后，两协调器进入周期性工作流程。

2.如权利要求1所述的一种全等双中央协调控制器的互控方法，其特征在于：每个自动仲裁模块对协调器的控制权仲裁，都是通过协调器发送的仲裁帧，来确定协调器的工作模式，其仲裁帧判断流程为：

(1)系统上电后，自动仲裁模块开始监视自身协调器的车载通讯接口上发送的网络消息；

(2)判断是否收到消息帧：

①若收到消息帧，且消息为仲裁帧，则记录仲裁帧的标示符场数据；若为其他协调器的中央协调指令帧，则确定当前协调器为备用协调器模式，结束仲裁过程；

②若没有收到消息帧，则判断超时时间T1，若没有超时，则继续监视车载通讯接口上发送的网络消息；若超时，则通过车载通讯接口发送一个标示符场为随机数的仲裁帧，并判断在发送仲裁帧之前是否已经收到其他协调器标示符场数据的仲裁帧：

i、若在发送仲裁帧前已经收到其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则进入仲裁判断过程，比较仲裁帧，若接收与发送的仲裁帧的标示符场相同，则重新进入发送仲裁帧步骤，重新一次仲裁过程；若接收的仲裁帧标示符场大于发送的仲裁帧标示符场，则确定当前协调器为备用协调器模式，结束仲裁过程；若接收的仲裁帧标示符场小于发送的仲裁帧标示符场，则确定当前协调器为主控协调器模式，结束仲裁过程；

ii、若在发送仲裁帧前没有已经记录的其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则继续监视车载通讯接口上发送的网络消息；在继续监视车载通讯接口的网络消息的过程中，判断超时时间T2，若没有超时，则继续等待车载通讯接口上发送的网络消息，若超时，则确定当前协调器为主控协调器模式，结束仲裁过程；

在监视车载通讯接口上发送的网络消息的过程中，若从车载通讯接口收到其他协调器仲裁帧的标示符场数据，则进入比较仲裁帧过程，重复步骤i。

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