CN114428602A - 一种基于soa架构的防夹功能服务化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车防夹功能技术领域,具体涉及一种基于SOA架构的防夹功能服务化系统,包括:场景服务层,用于实现对应场景的防夹功能触发,生成对应的触发信号;增强服务层,用于实现防夹功能的主控逻辑运算;硬件抽象层,用于实现对应驱动电机的抽象,并采集对应驱动电机的电机数据;原子服务层,用于隔离硬件抽象层和增强服务层,并布置有用于实现防夹功能算法的防夹算法模块。本发明的防夹功能服务化系统能够实现防夹功能的软件与硬件分离,从而能够提高防夹功能的性能和应用灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车防夹功能技术领域,具体涉及一种基于SOA架构的防夹功能服务化系统。
背景技术
随着汽车行业“新四化”发展的不断深入,汽车电控化、智能化、网联化程度也越来越高;对用户需求的关注和理解越来越多,并且ICT行业、互联网行业技术不断向汽车行业渗透,一起推动了汽车电子电器软硬件技术与相关标准的发展。长期以来,车载电子控制单元开发相对独立,使得功能调整和升级以及车内电子控制单元增加或更新迭代,会产生大量开发工作。因此,引入SOA(Service-Oriented Architecture,面向服务的架构),将车内功能进行服务化设计并以软件实现,以此保障服务化功能的解耦,降低二次开发成本。
在车身控制领域,车窗、天窗(包括遮阳帘)、电动尾门、电动前舱盖、电动门(侧开门、侧滑门、鸥翼门、剪刀门、对开门)等对象的防夹功能设计是重点研究方向。例如公开号为CN111927232A的中国专利就公开了《一种车辆及其尾门防夹方法、装置和设备》,其方法包括:识别车辆的尾门处于运动状态,并获取尾门的第一运行方向;检测在尾门的第一运行方向上是否存在第一障碍物;若第一运行方向上存在第一障碍物,则控制尾门反转为第二运行方向运行。
上述现有的车辆及其尾门防夹方法可以看作是一种防夹软件,其在确定尾门当前的运行方向上存在障碍物时,控制尾门反转为相反的方向运行,以有效避免尾门运动过程中夹住障碍物。现有的防夹软件包括用于判断并生成防夹信号和实时位置值的防夹功能算法,以及基于防夹信号和实时位置值及驱动电机状态生成驱动信号的主控逻辑运算。
但是,在现有的车身控制方式和框架下,软件与硬件的耦合性过强,防夹软件一般与开闭合件控制器(硬件)捆绑使用。一方面,车窗、天窗、电动尾门、电动前舱盖、电动门等不同零部件一般由不同供应商提供,难以与开闭合件控制器适配,导致防夹功能的性能难以得到体现。另一方面,开闭合件控制器是小控制器定位,受成本影响较大,无法选用算力更高的MCU,也无法支持采用傅里叶变换、微积分算法的算法模型,只能采用普通的单片机运行简单的C语言程序,导致防夹功能的应用灵活性受到限制。为此,申请人想到基于SOA架构来实现防夹功能服务化,以实现防夹功能的软件与硬件分离,进而提高防夹功能的性能和应用灵活性。然而,如何基于SOA架构设计一种能够有效实现防夹功能的软件与硬件分离的方案是亟需解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种基于SOA架构的防夹功能服务化系统,以能够实现防夹功能的软件与硬件分离,从而提高防夹功能的性能和应用灵活性。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:
一种基于SOA架构的防夹功能服务化系统,包括:
场景服务层,用于实现对应场景的防夹功能触发,生成对应的触发信号;
增强服务层,用于实现防夹功能的主控逻辑运算;
硬件抽象层,用于实现对应驱动电机的抽象,并采集对应驱动电机的电机数据;
原子服务层,用于隔离硬件抽象层和增强服务层,并布置有用于实现防夹功能算法的防夹算法模块。
优选的,原子服务层基于硬件抽象层采集的电机数据生成对应的堵转信号,同时通过防夹算法模块生成对应的防夹信号和实时位置值,并将堵转信号、防夹信号和实时位置值发送到增强服务层;
增强服务层接收到场景服务层的触发信号后,基于堵转信号、防夹信号和实时位置值执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号并发送到原子服务层;
原子服务层接收增强服务层的驱动信号并下发至硬件抽象层;
硬件抽象层基于驱动信号控制对应的驱动电机工作。
优选的,防夹算法模块通过热插拔的方式布置于原子服务层;
在没有防夹算法模块时,增强服务层能够基于堵转信号执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号。
优选的,原子服务层还布置有诊断模块;诊断模块基于电机数据诊断对应驱动电机的运行状态,生成对应的诊断结果,并将诊断结果发送到增强服务层。
优选的,增强服务层还用于结合诊断结果执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号。
优选的,硬件抽象层还用于实现对应触发电机的抽象,并采集对应触发电机的开关信号;
原子服务层还布置有用于获取开关信号并发送至增强服务层的开关扫描模块;
增强服务层接收开关信号并发送至场景服务层;
场景服务层基于开关信号生成对应的触发信号。
优选的,驱动电机的电机数据包括驱动电机的电流方波信号。
优选的,通过霍尔传感器或纹波处理电路采集驱动电机的电流方波信号。
优选的,增强服务层还用于通过主控逻辑运算生成防夹算法模块的工作模式,并发送给原子服务层;
原子服务层用于控制防夹算法模块执行对应的工作模式。
优选的,工作模式包括正常模式和校正模式;
原子服务层在接收到校正模式时,控制防夹算法模块执行校正模式并完成参数校正。
本发明的防夹功能服务化系统与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明通过原子服务层隔离硬件抽象层和增强服务层,而硬件抽象层和增强服务层分别与硬件(驱动电机)和(防夹)软件强关联,进而实现了防夹功能的软件与硬件分离,使得能够屏蔽不同硬件供应商提供的硬件及底层驱动软件差异,从而能够提高防夹功能的应用灵活性。同时,本发明对防夹功能进行横向拆分得到防夹算法模块和主控逻辑运算,并分别布置在原子服务层和增强服务层,使得防夹算法模块和主控逻辑运算两大部分可独立、并行开发,从而能够保证防夹功能的开发效率和独立性。此外,本发明将防夹算法模块布置在原子服务层,使得防夹算法模块能够在与硬件分离的前提下,尽可能的与硬件靠近,能够保证防夹算法的应用效果;并且,能够实现防夹算法模块不同项目的可复用,面对不同场景时只需要修改防夹算法模块的行程数据、位置数据、标定参数等,但整体模型或软件框架及包含的功能无需改变,从而能够极大的降低研发周期,节约开发成本。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述,其中:
图1为基于SOA架构的防夹功能服务化系统的网络构架图;
图2为主状态机的主控逻辑运算流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明:
实施例:
本实施例中公开了一种基于SOA架构的防夹功能服务化系统。
如图1所示,基于SOA架构的防夹功能服务化系统,包括:
场景服务层,用于实现对应场景的防夹功能触发,生成对应的触发信号;
增强服务层,用于实现防夹功能的主控逻辑运算,通过主状态机实现主控逻辑运算。本实施例中增强服务层提供接口供场景服务调用,接收场景服务的触发信号。
硬件抽象层,用于实现对应驱动电机的抽象,并采集对应驱动电机的电机数据;
原子服务层,用于隔离硬件抽象层和增强服务层,并布置有用于实现防夹功能算法的防夹算法模块。
具体的,原子服务层基于硬件抽象层采集的电机数据生成对应的堵转信号,同时通过防夹算法模块生成对应的防夹信号和实时位置值,并将堵转信号、防夹信号和实时位置值发送到增强服务层;
增强服务层接收到场景服务层的触发信号后,基于堵转信号、防夹信号和实时位置值执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号并发送到原子服务层;
原子服务层接收增强服务层的驱动信号并下发至硬件抽象层;
硬件抽象层(I/O抽象层)基于驱动信号控制对应的驱动电机工作。本实施例中基于驱动信号控制对应的驱动电机回退15cm或回退至底部,即防夹回退。
需要说明的是,本发明基于SOA架构的防夹功能服务化系统的场景服务层、增强服务层、硬件抽象层和原子服务层基于SOA架构搭建,并能够在现有的服务器或计算机上运行。
具体的,防夹功能的主控逻辑运算和防夹算法均采用现有技术中的防夹判断逻辑,例如公开号为CN111927232A的《一种车辆及其尾门防夹方法、装置和设备》中公开的防夹判断逻辑。同时,根据开闭合件控制器主芯片选型不同,选择不同的防夹算法模型。例如选择算力较高的芯片,可以用matlab等工具建模开发的模型,支持大量浮点运算,同时考虑环境温度、适度、老化系数等参数,增强算法的适用性、鲁棒性。选择通用型芯片,则可以使用C语言构建软件,通过查表、标定完善算法在各行程的性能。
本发明通过原子服务层隔离硬件抽象层和增强服务层,而硬件抽象层和增强服务层分别与硬件(驱动电机)和(防夹)软件强关联,进而实现了防夹功能的软件与硬件分离,使得能够屏蔽不同硬件供应商提供的硬件及底层驱动软件差异,从而能够提高防夹功能的应用灵活性。同时,本发明对防夹功能进行横向拆分得到防夹算法模块和主控逻辑运算,并分别布置在原子服务层和增强服务层,使得防夹算法模块和主控逻辑运算两大部分可独立、并行开发,从而能够保证防夹功能的开发效率和独立性。此外,本发明将防夹算法模块布置在原子服务层,使得防夹算法模块能够在与硬件分离的前提下,尽可能的与硬件靠近,能够保证防夹算法的应用效果;并且,能够实现防夹算法模块不同项目的可复用,面对不同场景时只需要修改防夹算法模块的行程数据、位置数据、标定参数等,但整体模型或软件框架及包含的功能无需改变,从而能够极大的降低研发周期,节约开发成本。
本实施例以车窗的自动上升状态为例,设计了主状态机的主控逻辑运算流程如图2所示,其中,IDLE是指驱动电机不运行的一种状态;FG区间是指玻璃隐藏区间(即车窗玻璃在车门内部);DF区间是指防夹算法模块不工作的区间(此时,遇到障碍物车窗停止上);CD区间是指防夹算法模块工作的区间(此时,遇到障碍物车窗回退)。
具体实施过程中,防夹算法模块通过热插拔的方式布置于原子服务层;在没有防夹算法模块时,增强服务层能够基于堵转信号执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号。结合图2可以看出,防夹算法模块只在特定区域内有效,在其他非防夹算法工作区域,可以通过电流堵转(堵转信号)来判定,由于这些区域不涉及防夹回退,故不需要防夹算法模块的实时位置值。而在防夹算法模块工作区域,保留防夹算法模块判定结果和电流堵转判定两种方式,当防夹算法模块异常或不存在时,仍然可以使控制对象在遇到障碍物阻挡时停止继续运动,保证零部件自身及驾乘人员的安全。
本发明能够在防夹算法模块异常或不存在时基于堵转信号独立执行主控逻辑运算,使得能够在遇到障碍物阻挡时停止继续运动,从而能够保证零部件自身及驾乘人员的安全。
具体实施过程中,原子服务层还布置有诊断模块;诊断模块基于电机数据诊断对应驱动电机的运行状态,生成对应的诊断结果,并将诊断结果发送到增强服务层。本实施例中通过现有技术中的诊断逻辑实现驱动电机运行状态的诊断。
增强服务层还用于结合诊断结果执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号。当驱动电机的诊断结果为运行异常时,增强服务层生成用于控制驱动电机停止运行的驱动信号。
本发明通过诊断模块诊断对应驱动电机的运行状态,使得能够在驱动电机运行异常时控制驱动电机停止运行,避免驱动电机因异常运行而损伤。
具体实施过程中,硬件抽象层还用于实现对应触发电机的抽象,并采集对应触发电机的开关信号;
原子服务层还布置有用于获取开关信号并发送至增强服务层的开关扫描模块;
增强服务层接收开关信号并发送至场景服务层;
场景服务层基于开关信号生成对应的触发信号。
具体实施过程中,驱动电机的电机数据包括驱动电机的电流方波信号。本实施例中通过霍尔传感器或纹波处理电路采集驱动电机的电流方波信号。本实施例通过方波脉宽的变化判定是否遇到障碍物,通过对方波个数的计数计算实时位置。
具体实施过程中,增强服务层还用于通过主控逻辑运算生成防夹算法模块的工作模式并发送给原子服务层;原子服务层用于控制防夹算法模块执行对应的工作模式。作模式包括正常模式和校正模式;原子服务层在接收到校正模式时,控制防夹算法模块执行校正模式并完成参数校正,并将校正结果反馈至增强服务层。本实施例在防夹算法模块第一次上电或丢失位置后进入校正模式。
本发明通过增强服务层生成防夹算法模块的校正模式,使得防夹算法模块能够在第一次上电或丢失位置后进入校正模式完成参数校正,从而能够更好的提高防夹算法模块的性能和应用效果。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于,包括:
场景服务层,用于实现对应场景的防夹功能触发,生成对应的触发信号;
增强服务层,用于实现防夹功能的主控逻辑运算;
硬件抽象层,用于实现对应驱动电机的抽象,并采集对应驱动电机的电机数据;
原子服务层,用于隔离硬件抽象层和增强服务层,并布置有用于实现防夹功能算法的防夹算法模块。
2.如权利要求1所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:原子服务层基于硬件抽象层采集的电机数据生成对应的堵转信号,同时通过防夹算法模块生成对应的防夹信号和实时位置值,并将堵转信号、防夹信号和实时位置值发送到增强服务层;
增强服务层接收到场景服务层的触发信号后,基于堵转信号、防夹信号和实时位置值执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号并发送到原子服务层;
原子服务层接收增强服务层的驱动信号并下发至硬件抽象层;
硬件抽象层基于驱动信号控制对应的驱动电机工作。
3.如权利要求1所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:防夹算法模块通过热插拔的方式布置于原子服务层;
增强服务层能够在没有防夹算法模块时基于堵转信号执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号。
4.如权利要求1所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:原子服务层还布置有诊断模块;诊断模块基于电机数据诊断对应驱动电机的运行状态,生成对应的诊断结果,并将诊断结果发送到增强服务层。
5.如权利要求4所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:增强服务层还用于结合诊断结果执行主控逻辑运算,生成对应的驱动信号。
6.如权利要求1所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:硬件抽象层还用于实现对应触发电机的抽象,并采集对应触发电机的开关信号;
原子服务层还布置有用于获取开关信号并发送至增强服务层的开关扫描模块;
增强服务层接收开关信号并发送至场景服务层;
场景服务层基于开关信号生成对应的触发信号。
7.如权利要求1所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:驱动电机的电机数据包括驱动电机的电流方波信号。
8.如权利要求7所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:通过霍尔传感器或纹波处理电路采集驱动电机的电流方波信号。
9.如权利要求1所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:增强服务层还用于通过主控逻辑运算生成防夹算法模块的工作模式,并发送给原子服务层;
原子服务层用于控制防夹算法模块执行对应的工作模式。
10.如权利要求9所述的基于SOA架构的防夹功能服务化系统,其特征在于:工作模式包括正常模式和校正模式;
原子服务层在接收到校正模式时,控制防夹算法模块执行校正模式并完成参数校正。
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