CN110884462A - 一种汽车安全监控系统及方法 - Google Patents

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刘昭才
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Abstract

本发明公开了一种汽车安全监控系统及方法，其中系统包括在车辆低压上电后车辆进行自检，整车控制器与TBOX通讯获取TBOX传来的数据帧，当检测不到TBOX数据帧，整车控制器输出控制信号至电机控制器MCU中控制动力系统禁止输出动力。本发明的优点在于：可以通过TBOX来实现车辆的安全控制，及时向平台或手机APP发出报警信号或者在车辆出现被盗的异常信号时给出限制车辆的动力输出或者限制车辆的最大速度，从而实现车辆的安全可靠的控制，提高车辆的安全性能以及防盗性能。

Description

一种汽车安全监控系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车安全监控领域，特别涉及一种汽车安全监控系统及方法。
背景技术
传统的T-BOX就是简单的数据采集和上传和定位。随着时代的进步，电动汽车技术的发展。基础功能已经远远满足不了现如今人们对与汽车多样化的需求。未来的T-BOX功能将充分运用在车辆调度；车流量分析；无人驾驶；碰撞预警等…驾驶员可以通过手机app，网站后台等时刻了解车辆信息并进行远程操控等。正是因为有了这些技术背景的存在，为实现基于TBOX的防盗安全监控系统功能的实现，提供了强有力的基础支撑。现有技术中防盗报警技术仅是碰撞警报等传统的监测和报警并不能满足监控、安全、可靠等要求，为此本申请提供一种基于TBOX的汽车安全监控方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于TBOX的汽车安全监控系统及方法，用于实现对于汽车的安全监控，从而及时发现车辆的故障、被盗等安全信息。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车安全监控系统，在车辆低压上电后车辆进行自检，整车控制器与TBOX通讯获取TBOX传来的数据帧，当检测不到TBOX数据帧，整车控制器输出控制信号至电机控制器MCU中控制动力系统禁止输出动力。
所述整车控制器通过CAN网络发送当前状态，用于在禁止动力输出的同时，通过CAN网与仪表通讯点亮故障指示灯。
所述TBOX分别与供电系统、GPS定位模块连接，所述TBOX与TSP平台或智能手机app连接；所述供电系统包括内置电源、车辆电源、电源切换模块，所述电源切换模块用于切换内置电源、车辆电源为TBOX供电；所述TBOX在车辆电源断开后采用内置电源供电时，将实时采集的位置信号发送TSP平台。
所述TBOX分别连接车辆移动检测模块、碰撞检测模块、车窗检测模块，用于分别检测车辆的位移信号、碰撞信号、车辆开启信号，在车辆处于驻车状态时，TBOX检测到车辆位移信号或、碰撞信号、或门窗开启信号时，TBOX向TSP平台发出报警信号或向手机APP发出报警信号。
在车辆自检时，所述整车控制器控制TBOX进行通讯检测，当检测到TBOX通讯失败时，整车控制器控制仪表给出报警信号并控制电机控制器的输出功率以限制车辆的最大速度。
一种汽车安全监控系统的监控方法，在车辆低压上电后车辆进行自检，整车控制器与TBOX通讯获取TBOX传来的数据帧，当检测不到TBOX数据帧，整车控制器输出控制信号至电机控制器MCU中控制动力系统禁止输出动力并通过CAN网络发送报文，仪表获取后给出故障指示。
在车辆进行自检时，检测到TBOX通讯失败，VCU通过CAN传播报文至仪表给出报警指示，并输出控制信号至电机控制器MCU限制车辆最大速度。
在自检过程中TBOX出现故障时，限制车辆的最大速度，当检测到加速踏板信号后，整车控制器给予加速响应立马恢复后，车辆在设定速度内缓慢行驶。
在TBOX工作时检测到车辆供电中断时，此时切换TBOX内部电源供电并通过TBOX向TSP平台和或手机APP发送位置信号。
在车辆处于驻车状态下，TBOX检测到车辆产生位移、采集碰撞信号或门窗在未解锁开启信号时，TBOX向手机APP或TSP发出报警提醒信号。
本发明的优点在于：可以通过TBOX来实现车辆的安全控制，及时向平台或手机APP发出报警信号或者在车辆出现被盗的异常信号时给出限制车辆的动力输出或者限制车辆的最大速度，从而实现车辆的安全可靠的控制，提高车辆的安全性能以及防盗性能。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明监控系统中TBOX及整车控制器VCU的通信示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种汽车安全监控系统，在车辆低压上电后车辆进行自检，整车控制器与TBOX通讯获取TBOX传来的数据帧，当检测不到TBOX数据帧，整车控制器输出控制信号至电机控制器MCU中控制动力系统禁止输出动力。整车控制器通过CAN网络与汽车仪表相连，用于在禁止动力输出的同时控制汽车仪表点亮故障指示灯。
TBOX分别与供电系统、GPS定位模块连接，TBOX与TSP平台或智能手机app连接；所述供电系统包括内置电源、车辆电源、电源切换模块，所述电源切换模块用于切换内置电源、车辆电源为TBOX供电；所述TBOX在车辆电源断开后采用内置电源供电时，将实时采集的位置信号发送TSP平台。
TBOX分别连接车辆移动检测模块、碰撞检测模块、车窗检测模块，用于分别检测车辆的位移信号、碰撞信号、车辆开启信号，在车辆处于驻车状态时，TBOX检测到车辆位移信号或、碰撞信号、或门窗开启信号时，TBOX向TSP平台发出报警信号或向手机APP发出报警信号。
在车辆自检时，所述整车控制器控制TBOX进行通讯检测，当检测到TBOX通讯失败时，整车控制器控制仪表给出报警信号并控制电机控制器的输出功率以限制车辆的最大速度。
T-BOX(Telematics BOX)是集成了OBD、MCU/CPU、FLASH、SENSOR、GPS、3G/4G、WiFi/蓝牙等模块于一体的嵌入式系统。其对内与车载CAN总线相连，对外通过云平台与手机/PC进行互联。通过T-BOX(Telematics BOX)可实现远程控制、远程查询、安防服务等功能。如：远程控制车门、车窗、空调等开启；远程车辆定位、查询车况信息；车辆异常报警紧急救援求助等。T-BOX为人们生活提供了越来越多的便利和安全保障。而车联网的最终目的依然实现高效安全的驾驶出行，例如真正的事实路况、行车安全分析以及预警作用等。
T-BOX防盗安全监控控制系统实现主要包含以下几个部分；整车控制器VCU(Vehicle Control Unit)、车联网系统T-BOX(Telematics BOX)、电机控制器MCU(MotorControl Unit)、车辆仪表ICM(instrument combination meter)控制器局域网络CAN(Controller Area Network)。图1是VCU、T-BOX、MCU、ICM与CAN的连接图。
整车控制器VCU功能包括：
1)：采集并处理驾驶员的操作指令(档位、刹车、制动踏板信号等)对整车的加速性和功率进行仲裁，控制指令通过CAN网络发送，使车辆按照驾驶员的意图行驶；
2)：与MCU、BMS、DC/DC、PDU等部件进行通信，针对关键信息的模拟量采集处理后输出控制指令；
3)：整车控制器对相应部件进行直接控制(硬线唤醒等)
4)：实时采集各类信息来获取整车的运行状态。
5)：实现整车故障的判断和决策，车辆的故障记录等；
6):具有安全保护功能，视故障类别对整车进行分级处理，紧急情况下可直接关闭功率输出，切断高压系统等。
VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅新能源汽车配备、。VCU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态、信息，由VCU判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式；VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能。
电机控制器MCU包括：MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元,通过接收VCU发送的控制指令,控制电动机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。实现把电能转换为机械能，同时,MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能
CAN总线在汽车产业中，对车辆的安全性、舒适性、快捷性、低成本等方面做出了巨大的贡献，随着技术的发展，各类电子控制系统百花齐放。由于这些系统之间通信所用的数据类型及可靠性要求不尽相同，在正常的情况下，由多条总线构成的设计很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、降低整车质量，增大续航里程，电动汽车CAN网络便由此诞生了。电子设备可直接接入CAN网络形成一个节点，并根据自身需求采集和发送相关数据。CAN网络的出现为汽车“分布式控制系统”实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的支持。
车载T-BOX系统包含四部分，主机、车载T-BOX、手机软件及后台系统。主机主要用于车内的影音娱乐，以及车辆信息显示；车载T-BOX主要用于和后台系统/手机APP通信，实现手机APP内的车辆信息显示与控制。当用户通过手机端APP发送控制命令后，TSP后台会发出监控请求指令到车载T-BOX，车辆在获取到控制命令后，通过CAN总线发送控制报文并实现对车辆的控制，最后反馈操作结果到用户的手机APP上，仅这个功能可以帮助用户远程启动车辆、打开空调、车灯等一切接入CAN网络的设备。
ICM行车仪表实时显示车辆的部分关键信息，为驾驶员提供所需的汽车运行参数。若车辆出现故障，则通过CAN网络获取故障状态并点亮仪表对应的故障灯，显示车辆的某些操作，提示车辆定期保养等。
此T-BOX防盗控制系统在传统车载硬件基础上进行，实现防盗以及安全控制策略的同时，不会额外的增加任何硬件成本。从而保证了整体经济性、实用性以及此发明的存在意义。
1、鉴于T-BOX需要实时在CAN网络上采集各类车辆信息，在车辆进行自检时。如果检测T-BOX通讯失败，VCU则通过CAN广播报文，ICM响应并点亮(报警)指示灯并限制车辆最大速度在指定范围内(可以根据需求进行设定)，VCU重新检测到T-BOX信号时，报文广播恢复正常行车状态。在自检过程中TBOX出现故障时，限制车辆的最大速度，当检测到加速踏板信号后，整车控制器给予加速响应立马恢复后，车辆在设定速度内缓慢行驶。
3.低压上电后车辆自检时。整车控制器如果检测不到T-BOX数据帧，则判断车辆可能进入失窃状态(一般TBOX是嵌入GPS定位，盗窃发生后一般会破坏TBOX)，整车可以进行高压上电，但禁止动力输出，此时点亮故障指示灯。用与警示驾驶员、保证车辆安全以及故障排查。具体各部分配合包括在车辆低压上电后车辆进行自检，整车控制器与TBOX通讯获取TBOX传来的数据帧，当检测不到TBOX数据帧，整车控制器输出控制信号至电机控制器MCU中控制动力系统禁止输出动力并通过控制仪表给出故障指示。
4.若T-BOX检测到与车辆电源中断时(人为及其他因素导致的T-BOX与车辆物理连接断开)则利用内置电源储存的电能向平台发送即时的位置信号。用于鉴别车辆状态。在TBOX工作时检测到车辆供电中断时，此时切换TBOX内部电源供电并通过TBOX向TSP平台和或手机APP发送位置信号。
5.当车辆处于停车状态时，T-BOX检测到车辆产生位移，或者采集到碰撞信号，未解锁门窗开启信号等，立即向平台或者手机App端发出报警提醒。
6.故障处理，当检测到T-BOX存在问题时(包括通信故障以及其它自检过程中的故障)，VCU点亮仪表动力限制故障灯，并对加速踏板响应做异常处理，具体如下：
1)加速踏板响应只有瞬间响应，即踩下油门踏板后，油门做瞬间响应后消失，响应最高车速限制在一定范围内(具体速度可标定)。也就是说无论油门踏板如何仅响应踏板到最大限速后不在响应，此功能为了提醒驾驶员，加速踏板功能正常，用以区分加速踏板传感器信号故障。
以上的监控方法中采集的各种参数以及控制的各部件均是整车车载部件以及车载采集元件可以获得的信号，在车载各元件的基础上，设置本申请的监控方法来实现对于整车安全监控的提升，在此策略基础之上编写与其相对应的应用程序并且更新至VCU及T-BOX设备等，TBOX、VCU等部件运行以上策略对应的应用程序后，在车辆运行工作过程中即可实现车辆的预期防盗效果，达到安全监控的目的。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车安全监控系统，其特征在于：在车辆低压上电后车辆进行自检，整车控制器与TBOX通讯获取TBOX传来的数据帧，当检测不到TBOX数据帧，整车控制器通过CAN网络发出异常状态控制信号，禁止车辆行驶。
2.如权利要求1所述的一种汽车安全监控系统，其特征在于：所述整车控制器与汽车仪表连接，用于在禁止动力输出的同时控制汽车仪表点亮故障指示灯。
3.如权利要求1或2所述一种汽车安全监控系统，其特征在于：所述TBOX分别与供电系统、GPS定位模块连接，所述TBOX与TSP平台或智能手机app连接；所述供电系统包括内置电源、车辆电源、电源切换模块，所述电源切换模块用于切换内置电源、车辆电源为TBOX供电；所述TBOX在车辆电源断开后采用内置电源供电时，将实时采集的位置信号发送TSP平台。
4.如权利要求1-3任一所述的一种汽车安全监控系统，其特征在于：所述TBOX分别连接车辆移动检测模块、碰撞检测模块、车窗检测模块，用于分别检测车辆的位移信号、碰撞信号、车辆开启信号，在车辆处于驻车状态时，TBOX检测到车辆位移信号或、碰撞信号、或门窗开启信号时，TBOX向TSP平台发出报警信号或向手机APP发出报警信号。
5.如权利要求1-3任一所述的一种汽车安全监控系统，其特征在于：在车辆自检时，所述整车控制器控制TBOX进行通讯检测，当检测到TBOX通讯失败时，整车控制器发送出报警信号至仪表，并控制电机控制器的输出功率以限制车辆的最大速度在设定范围内。
6.如权利要求1-5任一所述的一种汽车安全监控系统的监控方法，其特征在于：在车辆低压上电后车辆进行自检，整车控制器与TBOX通讯获取TBOX传来的数据帧，当检测不到TBOX数据帧，整车控制器禁止动力输出并通过CAN网络广播信号，仪表响应点亮故障指示灯。
7.如权利要求6所述的一种汽车安全监控系统的监控方法，其特征在于：在车辆进行自检时，检测到TBOX通讯失败，VCU通过CAN传播报文至仪表给出报警指示，并输出控制信号至电机控制器MCU限制车辆最大速度。
8.如权利要求6或7所述的一种汽车安全监控系统的监控方法，其特征在于：在自检过程中TBOX出现故障时，限制车辆的最大速度，当检测到加速踏板信号后，整车控制器给予加速响应立马恢复后，车辆在设定速度内缓慢行驶。
9.如权利要求8所述的一种汽车安全监控系统的监控方法，其特征在于：在TBOX工作时检测到车辆供电中断时，此时切换TBOX内部电源供电并通过TBOX向TSP平台和或手机APP发送位置信号。
10.如权利要求8所述的一种汽车安全监控系统的监控方法，其特征在于：在车辆处于驻车状态下，TBOX检测到车辆产生位移、采集碰撞信号或门窗在未解锁开启信号时，TBOX向手机APP或TSP发出报警提醒信号。
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