CN112406750A - 一种整车控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整车控制方法及系统，涉及汽车控制信息处理领域，该系统其包括总控电路板，其上设有总控芯片、传感器和多种驱动电路，总控电路板通过驱动电路与执行器物理直连；总控电路板用于直接接收并解析执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息；总控芯片根据状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集；总控电路板还用于根据控制命令集，通过对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。本发明将总控电路板和对应多种功能模块的执行器的多种驱动电路集成于一个设备，能够简化整车的布局布线、降低整车的开发难度，可移植性强，开发成本低，缩短开发周期。

Description

一种整车控制方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车控制信息处理领域，具体涉及一种整车控制方法及系统。

背景技术

目前汽车上的控制单元都是相互独立，它们之间通过整车线束连接通讯，通过各控制器间相互配合共同完成整车的控制，同时，单个控制只单纯的控制某一方面的功能；比如发动机的控制器，主要控制发动机的工作，而转向的控制器则主要控制转向机的工作。

在多个控制单元情况下，不同的控制单元会有不同的供应商，这样就会存在以下问题：比如在整车前期开发阶段会涉及到供应商定点、供应商技术交流，其控制单元之间功能交互、信号的交互繁琐、需要经过较长时间和较大人力物力成本的调整后，才能够提供各个控制单元在整车功能控制上的交互、各控制单元间信号的交互。进一步，由于不同的控制单元之间的功能关联，需要进行互联，最终导致线束和控制单元空间布置难。

整车上控制单元少则十几个，多则二三十个，这种情况下，开发起来成本很高、质量问题管控较难，且系统安全风险较大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种整车控制方法及系统，能够降低整车的开发成本，提升整车开发效率，并解决的空间布置、布局相干涉的问题。

为达到以上目的，第一方面，本发明实施例提供一种整车控制方法，其包括：

总控电路板，其上设有总控芯片、传感器和多种驱动电路，所述总控电路板通过所述驱动电路与所述执行器物理直连，所述执行器与整车相应功能对应；

所述总控电路板用于直接接收并解析所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息；

所述总控芯片根据所述状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集；同时，

所述总控电路板还用于根据控制命令集，通过对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

集成于所述总控电路板的电源管理芯片，所述电源管理芯片用于控制各个所述执行器的上电并供能。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

初始化模块，其用于进行软件初始化，包括存储器数据检查，系统自检；

所述初始化模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

故障管理模块，其用于根据所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息，进行故障诊断，保存故障信息，并向显示装置发出故障信息；

所述故障管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

数据备份模块，其用于备份软件数据、标定信息以及故障信息；

所述数据备份模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

预处理模块，其用于对所有的外部输入信息进行预处理后发送给第一信号传输管理模块，经所述第一信号传输管理模块标记后形成所述状态信息、监控信息和人员操作信息，并发送给总控芯片；

所述预处理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

第二信号传输管理模块，其用于接收并总控电路板发出的控制命令集，并将所述控制命令集拆分成对应各个驱动电路的驱动命令；

所述第二信号传输管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

驱动电路管理模块，其用于接收所述驱动命令，并将所述驱动命令转换为模拟信号发送至对应的驱动电路；

所述驱动电路管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

作为一个优选的实施方案，所述系统还包括：

多个与执行器对应的接口，所述驱动电路管理模块通过相应接口连接对应的执行器，且所述接口集成于所述总控电路板。

第二方面，本发明还提供一种使用上述实施方案的整车控制系统的方法：

总控电路板配置总控芯片、传感器和多种驱动电路，所述总控电路板通过所述驱动电路与所述执行器物理直连，所述执行器与整车相应功能对应；

所述总控电路板直接接收并解析所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息；

所述总控芯片根据所述状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集；同时，

所述总控电路板还用于根据控制命令集，通过对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

首先，本发明总控电路板直接与各个执行器物理直连，并直接获取其反馈的状态信息、传感器采集的监控信息和人员操作信息，实现了对汽车上的硬件设施的直接控制，不再需要与各个对应功能的子控制器进行交互。同时，不同执行器的开发商，其供应的智能控制模块，其交互协议、其交互需求以及要求均是不同的，本发明省去了繁琐的交互，省去了为统一配置各个智能控制模块，所需要进行的调试工作，进而大大节省了时间和人力成本。

其次，传统的控制器，需要相互连接、相互堆叠，并进行多重布置，最终导致——占用整车过多的空间，布置十分困难。而本案提供集成的总控电路板，将集成电源管理芯片、数字信号处理芯片、主控制芯片、驱动电路、外设接口等集合为一个整体，即总控电路板，集中控制各个执行器，这些硬件集成在一块电路板上，这样高度集成式的硬件开发成本会大大降低，并且取消了各控制单元间连接的线束，空间布置问题也解决了，其空间布置也更加轻松。

进一步的，不同于传统方案需要针对不同型号的车，不断的调试不同的整车零部件。本发明的整车系统的架构，能够快速与整车上的执行器达成直接控制，移植性强、开发成本低，新功能的开发快，可打破节点之间的功能限制，且可以横向平台化，一套系统可移植到所有车上，解决软件开发周期长，软件版本不兼容问题。

最后，传统控制系统需要协调不同供应商的不同子系统，这些子系统智能程度或高或低，且部分不允许二次调试和改进，其传送出去的均是经过一次处理的转化的信号，并不一定准确和切合需求。本发明则更贴近智能驾驶趋势，总控电路板除了接收驾驶员操纵信号外，其他相关输入均通过集成于其上的电子器件以及算法自动识别出，且系统通过自身算法能更精准的控制行车，做到真正的解放驾驶员双手。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例对应的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一个系统实施例的结构示意图；

图2为本发明另一个系统实施例都结构示意图；

图3为本发明一个方法实施例都信号处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种整车控制方法及系统，其通过将总控电路板和对应多种功能模块的执行器的多种驱动电路，并依据驾驶员的操作，驱动相应的执行器，能够简化整车的布局布线、减低整车开发难度，可移植性强，开发成本低，缩短开发周期。

为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：

一种整车控制系统，其特征在于，其包括总控电路板，其上设有总控芯片、传感器和多种驱动电路，所述总控电路板通过所述驱动电路与所述执行器物理直连，所述执行器与整车相应功能对应；

所述总控电路板用于直接接收并解析所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息；

所述总控芯片根据所述状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集；同时，

所述总控电路板还用于根据控制命令集，通过对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。

综上所述，本发明不再通过各个子控制器来驱动整车不同的设备实现不同的功能，而是通过一个高度集成的总控电路板直接控制整车硬件运转。不再需要控制人员对执行器所属的子控制器进行调试，不需要进行间接的执行器控制，进而极大了简化了整车的布局布线。同时，配置本案的总控电路板时，只需要进行轻微的调整，即可适配各个执行器。最后，该高度集成的设备可以迅速移植到另一个信号的整车上，可移植性强。

为了更好的理解上述技术方案，下面结合具体实施方式进行详细的说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种整车控制方法，其包括：

总控电路板，其上设有总控芯片、传感器和多种驱动电路，所述总控电路板通过所述驱动电路与所述执行器物理直连，所述执行器与整车相应功能对应。

传统汽车上，设置有多个控制执行器的智能的子控制器，而各个子控制单元是相互独立的，单一子控制器根据指令控制单一功能的执行器，因此，需要多个功能相互配合按照一定的顺序步骤流程运作时，需要这些子控制器互通，且能够进行交流，因而，为了保证这些子控制器能够连接，需要进行十分复杂的布局布线。此外，保证子控制器之间的交流，需要对这些子控制器进行协调和调试。

而本发明将总控芯片、传感器、对应多种功能模块的执行器的多种驱动电路集成于一个总控电路板上，取消了子控制单元的设计、不需要进行与之的交互调试，也不再需要复杂的布局布线，直接将总控电路板与各个功能模块的执行器进行物理直连，实现对执行器的控制；也不再需要协调和调试不同供应商的不同子控制器，直接总控电路板配置执行器执行相应的功能：

所述总控电路板用于直接接收并解析所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息；

所述总控芯片根据所述状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集。

总控电路板直接接收各个执行器所反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息，能够依照开发人员或者驾驶员的意图进行执行器的控制，使用总控电路板来直接接收外界的状态信息、监控信息以及人员操作信息，进而驱动相应的执行器。

所述总控电路板还用于根据控制命令集，以使对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。

执行器作为硬件设备，并不能直接运行，其需要驱动电路的驱动来实现运行，本发明总控电路板完成分析、仲裁、计算、输出得到控制命令集后，控制使用驱动电路驱动执行器，不再通过传统技术方案中与子控制器进行繁琐的交互——不再需要根据开发商对子控制器设定的应交互规则，对执行器进行间接的控制，本发明能够更加直接有效的控制执行器执行指定的动作。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，集成于所述总控电路板的电源管理芯片，所述电源管理芯片用于控制各个所述执行器的上电并供能。

具体来说，电源管理单元主要保证输入电源的稳定可靠性，且将输入电源进行分压、分流处理以满足各系统供电需求。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，初始化模块，其用于进行软件初始化，包括存储器数据检查，系统自检；

所述初始化模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

具体来说，系统上电后初始化模块对系统、软件进行数据、运行的判断以及诊断，最终完成自检。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，故障管理模块，其用于根据所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息，进行故障诊断，保存故障信息，并向显示装置发出故障预警信息；

所述故障管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

具体来说，故障管理模块主要记录总控电路板在运行过程中出现的故障信息、系统故障时请求仪表提醒、诊断仪诊断时数据与外部数据的交互，并进行实时保存发现故障信息前后的相关信息，即主要有三个作用：检测故障、保存故障信息、发出故障预警。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，数据备份模块，其用于备份软件数据、标定信息以及故障信息；

所述数据备份模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

具体来说，数据备份模块主要是重要数据的存储备份区，包括程序的备份和重要数据的备份。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，预处理模块，其用于对所有的外部输入信息进行预处理后发送给第一信号传输管理模块，经所述第一信号传输管理模块标记后形成所述状态信息、监控信息和人员操作信息，并发送给总控芯片；

所述预处理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

具体来说，预处理模块包括：驾驶员输入信号预处理模块、智能系统采集信号预处理模块以及执行器反馈信号预处理模块。其中，驾驶员输入信号预处理模块处理的信号主要为驾驶员操作信号，比如踩下制动踏板、踩下油门踏板、系上安全带、打开天窗、转动方向盘、打开收音机等，智能系统采集信号预处理模块主要处理的信号主要为车载电子设备主动监控的信息，比如摄像头采集到的信号、雷达感应到的信号、轮速传感器采集到的信号、横摆角传感器采集到的信号等，执行器反馈信号预处理模块处理的信号主要为执行器当前状态的反馈，比如天窗已经打开、卡钳已经夹紧、发动机扭矩已经下降、录音机已经关闭、仪表故障灯已经点亮、安全带已经松开等。预处理模块将上述采集获得的信号进行转化，得到能够被第一信号传输管理模块传输的样式，最终得到驾驶员输入信号预处理结果、智能系统采集信号预处理结果、执行器反馈信号预处理结果。

第一信号传输管理模块主要将信号预处理模块中驾驶员输入信号预处理结果、智能系统采集信号预处理结果、执行器反馈信号预处理结果进行二次处理，为主控制芯片输入信号接口制定规则，方便主控制芯片更快速接收、处理这些输入信号。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，第二信号传输管理模块，其用于接收并总控电路板发出的控制命令集，并将所述控制命令集拆分成对应各个驱动电路的驱动命令；

所述第二信号传输管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

具体来说，第二信号传输管理模块主要对上接收总控电路板给出的输出信号，然后对应传输给驱动电路。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，驱动电路管理模块，其用于接收所述驱动命令，并将所述驱动命令转换为模拟信号发送至对应的驱动电路；

所述驱动电路管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

具体来说，驱动电路管理模块主要对上接收第二信号传输管理模块给出的输出信号，然后转换成可驱动的执行指令，对下连接外部执行器接口。

如图2所示，本发明还提供一个优选的实施例，本发明实施例中的整车控制系统还包括，多个与执行器对应的接口，所述驱动电路管理模块连接相应接口驱动对应的执行器，且所述接口集成于所述总控电路板。

具体来说，与执行器对应的接口主要接收驱动电路传输过来的执行指令，传送给外连接外部执行器，完成功能执行。

如图3所示，本发明还提供一个具体的实施例高度集成整车控制器工作流程示意图；系统上电后，初始化模块对各个硬件设备进行初始化，并完成自检，然后电源管理芯片将输入电源进行分压、分流处理，以满足各系统供电需求，且车辆上电的同时，输入执行器反馈的状态信息和人员操作信息包括：信号组的相关信号，如驾驶员主动输入都踏板信号、方向盘转动信号、解开安全带信号、车门打开信号等；采集识别信号，如雷达监控信号、前摄像头采集到的信号、倒车影像信号、传感器采集到的信号等；执行器反馈信号如卡钳释放、电子泵开始工作、输出扭矩等。上述执行器反馈的状态信息和人员操作信息将会被信号预处理模块(驾驶员输入信号预处理模块、智能系统采集信号预处理模块、执行器反馈信号预处理模块)进行预处理，预处理后的信号将通过第一信号传输管理模块进行二次处理，目的是按照中央处理器(同总控电路板)输入信号的接口规则将预处理后的信号进行整合，方便中央处理器更快速的将这些输入信号进行分析、仲裁、计算、并输出执行指令；执行指令的输出会通过第二信号传输管理模块进行拆分，为了方便驱动电路管理模块对多个与执行器对应的接口的映射驱动；执行器(动力域执行器、底盘域执行器、车身域执行器、智能展示域执行器)接收到执行指令后进行动作(比如：卡钳进行夹紧动作、发动机增加扭矩、液压辅助功能介入、天窗打开、仪表蜂鸣报警等)最终完成功能的实现。同时在整个执行过程中，故障管理模块将记录控制单元在运行过程中出现的故障信息、系统故障时请求仪表作提醒、诊断仪诊断时数据与外部数据的交互，数据备份模块，将重要数据存储备份，包括程序的备份和数据的备份，同时满足软件的升级和功能拓展，其备份的数据包括配置数据、运行过程数据均可。

基于同一发明构思，本申请提供实施例二，其具体实施方式如下。

使用上述整车控制系统的方法，其特征在于：

总控电路板和集成于所述总控电路板对应多种功能模块的执行器的多种驱动电路，且所述总控电路板与各个功能模块的执行器物理直连；

所述总控电路板直接接收并解析所述执行器反馈的状态信息、传稿器采集的监控信息和人员操作信息，并根据所述状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集；同时，

所述总控电路板根据控制命令集，以使对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。

前述系统实施例中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的方法，通过前述方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中方法的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

总体来说，本发明实施例提供的一种整车控制方法及系统，相较于传统的技术，能够降低整车的开发成本，提升整车开发效率，并大大节约整车的空间资源。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种整车控制系统，其特征在于，其包括：

总控电路板，其上设有总控芯片、传感器和多种驱动电路，所述总控电路板通过所述驱动电路与所述执行器物理直连，所述执行器与整车相应功能对应；

所述总控电路板用于直接接收并解析所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息；

所述总控芯片根据所述状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集；同时，

所述总控电路板还用于根据控制命令集，通过对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。

2.如权利要求1所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

集成于所述总控电路板的电源管理芯片，所述电源管理芯片用于控制各个所述执行器的上电并供能。

3.如权利要求2所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

初始化模块，其用于进行软件初始化，包括存储器数据检查，系统自检；

所述初始化模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

4.如权利要求3所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

故障管理模块，其用于根据所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息，进行故障诊断，保存故障信息，并向显示装置发出故障信息；

所述故障管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

5.如权利要求4所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

数据备份模块，其用于备份软件数据、标定信息以及故障信息；

所述数据备份模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

6.如权利要求1所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

预处理模块，其用于对所有的外部输入信息进行预处理后发送给第一信号传输管理模块，经所述第一信号传输管理模块标记后形成所述状态信息、监控信息和人员操作信息，并发送给总控芯片；

所述预处理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

7.如权利要求6所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二信号传输管理模块，其用于接收并总控电路板发出的控制命令集，并将所述控制命令集拆分成对应各个驱动电路的驱动命令；

所述第二信号传输管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

8.如权利要求7所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

驱动电路管理模块，其用于接收所述驱动命令，并将所述驱动命令转换为模拟信号发送至对应的驱动电路；

所述驱动电路管理模块承载于所述总控芯片或所述总控电路板上的数字信号处理芯片。

9.如权利要求8所述的一种整车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

多个与执行器对应的接口，所述驱动电路管理模块通过相应接口连接对应的执行器，且所述接口集成于所述总控电路板。

10.一种使用如权利要求1的整车控制系统的方法，其特征在于：

总控电路板配置总控芯片、传感器和多种驱动电路，所述总控电路板通过所述驱动电路与所述执行器物理直连，所述执行器与整车相应功能对应；

所述总控电路板直接接收并解析所述执行器反馈的状态信息、传感器采集的监控信息以及人员操作信息；

所述总控芯片根据所述状态信息、监控信息和人员操作信息生成控制命令集；同时，

所述总控电路板还用于根据控制命令集，通过对应种类的驱动电路直接驱动相应的执行器。

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