CN113859150B - 整车控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种整车控制系统。该装置包括相互连接的第一处理器和第二处理器；第一处理器，用于接收远程控制中心发送的第一控制指令，第一控制指令用于控制车辆的行驶速度和车辆的行驶方向中的至少一种；分别向第二处理器和CAN总线发送第一控制指令；第二处理器，用于分别从第一处理器和CAN总线接收第一控制指令；若从第一处理器接收的第一控制指令与从CAN总线接收的第一控制指令不同，则向CAN总线发送第二控制指令，第二控制指令用于控制车辆停止行驶。该系统使用第二处理器来监控第一处理器，一旦发现第一处理器发送的控制指令和车辆实际执行的控制指令不一致，第二处理器就会控制车辆停止行驶，从而在第一处理器出现故障时，依旧能保证车辆的安全。
Description
技术领域
本申请涉及车辆电子技术领域，特别是涉及一种整车控制系统。
背景技术
随着车辆电子技术的发展，对车辆的舒适性和操作性的需求不断提高。导致车辆中的电子设备越来越多，对车辆控制系统的要求也越来越高，如果整车控制系统对车辆中的电子设备的控制出现故障，则有可能会出现安全事故。因此，如何确保车辆的安全，是目前需要解决的问题。
传统技术中，整车控制系统使用单个数字信号处理芯片(DSP)来控制车辆的各个电子设备。
然而，使用传统技术的整车控制方案，如果整车控制系统的单个数字信号处理芯片(DSP)出现故障，则整车控制系统就无法对车辆的各个电子设备进行控制，从而可能会出现安全事故。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在整车控制系统的单个数字信号处理芯片(DSP)出现故障的情况下，依旧能够控制车辆停止，从而保证车辆安全的整车控制系统。
一种整车控制系统，系统包括相互连接的第一处理器和第二处理器；第一处理器，用于接收远程控制中心发送的第一控制指令，第一控制指令用于控制车辆的行驶速度和车辆的行驶方向中的至少一种；分别向第二处理器和CAN总线发送第一控制指令；第二处理器，用于分别从第一处理器和CAN总线接收第一控制指令；若从第一处理器接收的第一控制指令与从CAN总线接收的第一控制指令不同，则向CAN总线发送第二控制指令，第二控制指令用于控制车辆停止行驶。
在其中一个实施例中，第一处理器和第二处理器均包括SPI接口，第一处理器的一个SPI接口与第二处理器的一个SPI接口连接。
在其中一个实施例中，第一处理器和第二处理器还包括McBSP接口，McBSP接口被配置为SPI接口。
在其中一个实施例中，系统还包括以太网控制器和用于连接远程控制中心的网线接口，第一处理器的一个SPI接口通过以太网控制器与网线接口连接。
在其中一个实施例中，第二处理器的一个SPI接口用于接收模拟量。
在其中一个实施例中，系统还包括数字模拟转换器，第一处理器的一个SPI接口通过数字模拟转换器输出模拟量。
在其中一个实施例中，系统还包括CAN控制器和用于连接CAN总线的第一CAN收发器，第一处理器的至少一个SPI接口和第二处理器的至少一个SPI接口通过CAN控制器与第一CAN收发器连接。
在其中一个实施例中，系统还包括用于连接CAN总线的第二CAN收发器，第一处理器和第二处理器均包括CAN接口，第一处理器的至少一个CAN接口和第二处理器的至少一个CAN接口与第二CAN收发器连接。
在其中一个实施例中，CAN总线包括动力CAN、底盘CAN、舒适CAN、信息CAN、诊断CAN。
在其中一个实施例中，第一处理器还用于，在第一处理器故障时，向第二处理器发送故障信号；
第二处理器还用于，当接收到故障信号时，向CAN总线发送第二控制指令。
上述整车控制系统，设置相互连接的第一处理器和第二处理器。其中，第一处理器用于和远程控制中心进行通信和信息交换，接收远程控制中心发送的控制指令，将控制指令发送给第二处理器和车辆的CAN总线，从而使第二处理器也接收到远程控制中心的控制指令，并且第一处理器能根据控制指令控制车辆的行驶速度和行驶方向。第二处理器用于接收第一处理器发送的控制指令，并且从CAN总线上采集CAN总线接收到的控制指令，第二处理器将从第一处理器接收到的控制指令和从CAN总线采集到的控制指令进行比较，如果比较结果为相同，则第二处理器不发出控制指令，如果比较结果不同，则第二处理器向CAN总线发送控制指令，该控制指令用于使车辆停止行驶。通过这样的系统，第一处理器在发送远程控制中心的指令时，受到第二处理器的监控，一旦发现第一处理器发送的控制指令和车辆实际执行的控制指令不一致，第二处理器就会控制车辆停止行驶，从而在第一处理器出现故障时，依旧能保证车辆的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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申请的一些实施例，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为一个实施例中整车控制系统的结构示意图；
图2为一个实施例中整车控制系统的结构图。
附图标记说明：10-第一处理器，11-以太网控制器，12-网线接口，20-第二处理器，30-CAN控制器，40-第一CAN收发器，41-第二CAN收发器，50-模拟量输入接口，60-数字模拟转换器，70-模拟量输出接口，80-电源模块，90-电源管理模块。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
正如背景技术所述，现有技术中的整车控制系统使用单个DSP(数字信号处理，Digital Signal Processing)芯片进行设计，存在当单个DSP芯片出现故障时，整车控制系统就无法对车辆的电子设备进行控制，从而可能出现安全事故的问题。经发明人研究发现，出现这种问题的原因在于，现有技术中的整车控制系统使用单个DSP芯片进行设计，缺少对这个DSP芯片的运行状态进行监控的单元，一旦该DSP芯片出现故障，整车控制系统就无法对车辆进行控制，从而难以确保车辆的安全。
基于以上原因，本发明提供了一种通过单独设置一个DSP芯片来监控主DSP芯片的工作，从而在主DSP芯片出现故障时，仍旧能控制车辆停止运行，从而确保车辆安全的整车控制系统。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种整车控制系统，该系统包括：第一处理器10和第二处理器20。第一处理器10，用于接收远程控制中心发送的第一控制指令，第一控制指令用于控制车辆的行驶速度和车辆的行驶方向中的至少一种；分别向第二处理器20和CAN总线发送第一控制指令。第二处理器20，用于分别从第一处理器10和CAN总线接收第一控制指令；若从第一处理器10接收的第一控制指令与从CAN总线接收的第一控制指令不同，则向CAN总线发送第二控制指令，第二控制指令用于控制车辆停止行驶。
示例性地，如图2所示，第一处理器10和第二处理器20可以为TI公司生产的TMS320F28335型DSP芯片。
示例性地，第一处理器10和第二处理器20可以为中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等中的一种。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器。
示例性地，如图2所示，第一处理器10和第二处理器20均包括SPI(串行外设接口，Serial Peripheral Interface)接口，第一处理器10的一个SPI接口和第二处理器20的一个SPI接口连接。
示例性地，第一处理器10和第二处理器20均包括McBSP(多通道缓冲串行口，multichannel buffered serial port)接口，第一处理器10和第二处理器20的McBSP接口被配置为SPI接口。
在本实施例中，设置相互连接的第一处理器和第二处理器。其中，第一处理器用于和远程控制中心进行通信和信息交换，接收远程控制中心发送的控制指令，将控制指令发送给第二处理器和车辆的CAN(控制器局域网，Controller Area Network)总线，从而使第二处理器也接收到远程控制中心的控制指令，并且第一处理器能根据控制指令控制车辆的行驶速度和行驶方向。第二处理器用于接收第一处理器发送的控制指令，并且从CAN总线上采集CAN总线接收到的控制指令，第二处理器将从第一处理器接收到的控制指令和从CAN总线采集到的控制指令进行比较，如果比较结果为相同，则第二处理器不发出控制指令，如果比较结果不同，则第二处理器向CAN总线发送控制指令，该控制指令用于使车辆停止行驶。通过这样的系统，第一处理器在发送远程控制中心的指令时，受到第二处理器的监控，一旦发现第一处理器发送的控制指令和车辆实际执行的控制指令不一致，第二处理器就会控制车辆停止行驶，从而在第一处理器出现故障时，依旧能保证车辆的安全。
在一个实施例中，如图2所示，整车控制系统还包括以太网控制器11和用于连接远程控制中心的网线接口12。第一处理器10的一个SPI接口通过以太网控制器11与网线接口12连接。
示例性地，如图2所示，以太网控制器11可以为W5500芯片(集成全硬件TCP/IP协议栈的嵌入式以太网控制器)或DM9000A芯片(中国台湾DAVICOM公司的高速以太网接口芯片)。
示例性地，如图2示，网线接口12可以为RJ45接口(布线系统中信息插座连接器)。
在本实施例中，第一处理器的一个SPI接口通过以太网控制器转换为网线接口，从而实现与远程控制中心的信息通信和数据交换，能够接收远程控制中心的控制，并且将车辆的信息传输回远程控制中心。
在一个实施例中，如图2所示，整车控制系统还包括CAN控制器30和用于连接CAN总线的第一CAN收发器40。第一处理器10的至少一个SPI接口和第二处理器20的至少一个SPI接口通过CAN控制器30与第一CAN收发器40连接。
具体地，该系统包括与CAN控制器30数量相同的第一CAN收发器40，一个CAN控制器30和一个第一CAN收发器40一一对应，每个CAN控制器30和与其对应的第一CAN收发器40连接。
示例性地，如图2所示，CAN控制器30可以为MACP2515转换芯片(独立控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)协议控制器)。
示例性地，如图2所示，第一CAN收发器40可以为高速CAN收发器TJA1051T/3。
在本实施例中，通过CAN控制器将第一处理器和第二处理器的至少一个SPI接口转换为CAN接口，实现了CAN接口的扩展，使得第一处理器和第二处理器可以有更多的CAN接口，不同的CAN线路包含不同的信息，使得本系统能传输更多的信息。通过设置CAN收发器，为处理器提供发送和接收差分信号的功能，并且增加CAN通讯的速度，使得信息的传递更快，使得远程控制中心发出的控制指令能够更及时的到达本系统。
在一个实施例中，如图2所示，整车控制系统还包括用于连接CAN总线的第二CAN收发器41，第一处理器10和第二处理器20均包括CAN接口，第一处理器10的至少一个CAN接口和第二处理器20的至少一个CAN接口与第二CAN收发器41连接。
具体地，该系统包括多个CAN收发器41，一个CAN收发器41与一个CAN接口对应连接。
示例性地，如图2所示，第二CAN收发器41可以为高速CAN收发器TJA1051T/3。
示例性地，CAN总线包括动力CAN、底盘CAN、舒适CAN、信息CAN、诊断CAN。其中，动力CAN用于控制车辆发动机电控系统、变速箱电控系统。底盘CAN用于控制车辆的电动助力转向系统。舒适CAN用于控制车辆的空调系统、车窗系统、雨刮器系统等。信息CAN用于将车辆各个电子设备的运行状态信息与控制中心进行数据交换。诊断CAN用于对车辆发生的故障进行诊断，判断故障原因及位置。
在本实施例中，通过在第一处理器和第二处理器的CAN接口和CAN总线之间设置第二CAN收发器，使得CAN接口通过第二CAN收发器与CAN总线连接，通过设置CAN收发器，为处理器提供发送和接收差分信号的功能，并且增加CAN通讯的速度，使得信息的传递更快，使得远程控制中心发出的控制指令能够更及时的到达本系统。
在一个实施例中，如图2所示，第二处理器20的一个SPI接口用于接收模拟量，作为模拟量输入接口50。
其中，第二处理器20采用TI公司生产的TMS320F28335型DSP芯片，内置有模数转换器，可以将接收的模拟量转换为数字量进行处理，因此可以直接通过SPI接口接收模拟量。
具体地，模拟量输入接口50的输出端与第二处理器20的A/D(模拟数字转换器)模块连接，模拟输入接口50的输入端通过硬线与油门压力传感器、换挡手柄、组合开关连接，用于采集油门位置信号、换挡信号、组合开关通断信号。
在本实施例中，将第二处理器的一个SPI接口作为模拟量出入接口，该模拟量输入接口具备8路模拟量输入和多路数字量输入的功能，能够采集车辆的油门信号、换挡信号、组合开关信号，使整车控制系统能够接收车辆的人机交互设备的控制信号，并根据其控制车辆的电子设备实现对应的功能。
在一个实施例中，如图2所示，整车控制系统还包括数字模拟转换器60，第一处理器10的一个SPI接口通过数字模拟转换器60输出模拟量。该SPI接口与数字模拟转换器60连接后作为模拟量输入接口70。
具体地，第一处理器10的一个SPI接口通过I2C总线与数字模拟转换器60连接，数字模拟转换器60通过硬线与车辆的油门、档位、组合开关连接，用于控制油门位置、档位位置、组合开关的通断。
示例性地，数字模拟转换器60可以为DAC43608芯片。
在本实施例中，将第一处理器的一个SPI接口作为模拟量输出接口，该模拟量输出接口具备8路模拟量输出，通过数字模拟转换器将数字量信号转换为模拟量信号发送到车辆对应的电子设备，控制电子设备进行对应的动作。
在一个实施例中，如图2所示，整车控制系统还包括：电源模块80和电源管理模块90。电源模块80为24V车载电源，用于提供24V直流电压信号。电源管理模块90的输入端与电源模块80连接，电源管理模块90的输出端分别与第一处理器10和第二处理器20连接，用于将电源模块80的输出电压信号转换为第一处理器10和第二处理器20对应的驱动电源。
示例性地，如图2所示，电源模块80为24V车载直流电源。
示例性地，电源管理模块90可以为电源管理单元PMU，电源管理单元PMU体积小，效率高。
示例性地，如图2所示，电源管理模块90为车规级英飞凌电源管理芯片TLE6368-G2，该芯片为多电压供电系统，可以将输入电源转换为多种规格的电源输出，并且该芯片可以通过SPI接口与第一处理器10和第二处理器20进行数据交换，使得处理器能够读取该芯片的故障信息。
在本实施例中，通过设置电源模块，为整车控制系统提供对应的电源。通过电源管理模块，可以将电源输出转换为整车控制系统各部分对应的驱动电源，从而能够为整车控制系统的各个部分提供对应的电源。
在一个实施例中，第一处理器10还用于，在第一处理器10故障时，向第二处理器20发送故障信号。第二处理器20还用于，当接收到故障信号时，向CAN总线发送第二控制指令。
具体地，第一处理器10故障是指第一处理器10向第二处理器20发送的控制指令和第一处理器10向CAN总线发送的控制指令不同，或者第一处理器10发送的控制指令和远程控制中心发送的控制指令不同，或者第一处理器在接收到远程控制中心的控制指令后没有向CAN总线发送控制指令。
在本实施例中，在第一处理器故障时，向第二处理器发送故障信号，第二处理器接收到故障信号时，控制车辆停止行驶。从而能够在第一处理器出现故障时，使用第二处理器来接管车辆的操控，控制车辆停止行驶，保证车辆的安全。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征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描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种整车控制系统，其特征在于，所述系统包括相互连接的第一处理器(10)和第二处理器(20)；
所述第一处理器(10)，用于接收远程控制中心发送的第一控制指令，所述第一控制指令用于控制车辆的行驶速度和车辆的行驶方向中的至少一种；分别向所述第二处理器(20)和CAN总线发送所述第一控制指令；
所述第二处理器(20)，用于分别从所述第一处理器(10)和所述CAN总线接收所述第一控制指令；若从所述第一处理器(10)接收的所述第一控制指令与从所述CAN总线接收的所述第一控制指令不同，则向所述CAN总线发送第二控制指令，所述第二控制指令用于控制车辆停止行驶；
所述第一处理器(10)还用于，在所述第一处理器(10)故障时，向所述第二处理器(20)发送故障信号；
所述第二处理器(20)还用于，当接收到所述故障信号时，向所述CAN总线发送所述第二控制指令；
所述第一处理器(10)和所述第二处理器(20)均包括SPI接口，所述第一处理器(10)的一个SPI接口与所述第二处理器(20)的一个SPI接口连接；
所述系统还包括电源模块(80)和电源管理模块(90)；所述电源模块(80)用于提供直流电压信号；所述电源管理模块(90)的输入端与所述电源模块(80)连接，所述电源管理模块(90)的输出端分别与所述第一处理器(10)和所述第二处理器(20)连接，用于将所述电源模块(80)的输出电压信号转换为所述第一处理器(10)和所述第二处理器(20)对应的驱动电源。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一处理器(10)和所述第二处理器(20)还包括McBSP接口。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述McBSP接口被配置为SPI接口。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括以太网控制器(11)和用于连接所述远程控制中心的网线接口(12)，所述第一处理器(10)的一个SPI接口通过所述以太网控制器(11)与所述网线接口(12)连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述网线接口(12)为RJ34接口。
6.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第二处理器(20)的一个SPI接口用于接收模拟量。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数字模拟转换器(60)，所述第一处理器(10)的一个SPI接口通过所述数字模拟转换器(60)输出模拟量。
8.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括CAN控制器(30)和用于连接所述CAN总线的第一CAN收发器(40)，所述第一处理器(10)的至少一个SPI接口和所述第二处理器(20)的至少一个SPI接口通过所述CAN控制器(30)与所述第一CAN收发器(40)连接。
9.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于连接所述CAN总线的第二CAN收发器(41)，所述第一处理器(10)和所述第二处理器(20)均包括CAN接口，所述第一处理器(10)的至少一个CAN接口和所述第二处理器(20)的至少一个CAN接口与所述第二CAN收发器(41)连接。
10.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述CAN总线包括动力CAN、底盘CAN、舒适CAN、信息CAN、诊断CAN。
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