CN115494721A - 控制器的冗余控制方法、装置、控制器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种控制器的冗余控制方法、装置、控制器及系统，其中，方法包括以下步骤：获取主控制器的实际冗余流量；根据主控制器计算主控制器的实际冗余延迟，判断实际冗余流量和/或实际冗余延迟是否满足预设切换条件；若实际冗余流量和/或实际冗余延迟满足预设切换条件，则控制主控制器和备控制器执行冗余切换动作，将主控制器和备控制器各自的控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态。由此，解决了当一个域控制器失控时，影响整车的功能，危及行车安全等问题。

Description

控制器的冗余控制方法、装置、控制器及系统

技术领域

本申请涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种控制器的冗余控制方法、装置、控制器及系统。

背景技术

智能汽车的电子电气架构已大规模演变为域控制，域控制将原来分散在各个ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）中的控制逻辑集中到域控制器中，通过集成度的提升降低成本。

但是由于集成度较高，一旦一个域控制器失控，则会造成比分布式架构中单个ECU失效更严重的危险，甚至造成整车故障，危及行车安全。

发明内容

本申请提供一种控制器的冗余控制方法、装置、控制器及系统，以解决当一个域控制器失控时，影响整车的功能，危及行车安全等问题。

本申请第一方面实施例提供一种控制器的冗余控制方法，所述控制器的冗余控制方法应用于主控制器，所述主控制器具有互相对称的备控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，包括以下步骤：获取所述主控制器的实际冗余流量；根据所述主控制器计算所述主控制器的实际冗余延迟，判断所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟是否满足预设切换条件；若所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟满足所述预设切换条件，则控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作，将所述主控制器和所述备控制器各自的控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态。

根据上述技术手段，本申请实施例通过在控制器之间建立特定范围的计算和控制冗余，通过实时的切换形成冗余备份，从而防止因一个控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，有效提升控制器控制的可靠性，提升行车的安全性。

进一步地，在所述主控制器处于主控状态时，所述主控制器的主控 ID 收发器处于收发状态，所述主控制器的备控制 ID 收发器处于收听状态，所述备控制器的主控 ID收发器处于收听状态，所述备控制器的备控 ID 收发器处于收发状态，所述控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作，将所述主控制器和所述备控制器各自控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态，包括：发送切换请求报文至所述备控制器，或者接收所述备控制器发送的切换请求报文；在接收到所述备控制器基于所述切换请求报文的预设允许报文，或所述备控制器发送切换请求报文后，控制所述主控制器的主控ID收发器发送第一切换帧至所述备控制器的备控 ID收发器，使得所述备控制器的备控 ID 收发器切换为监听状态；在接收到所述备控制器应答所述第一切换帧的报文后，将所述主控制器的主控ID 收发器切换为监听状态，并将所述主控制器的备控 ID 收发器切换为收发状态，发送第二切换帧至所述备控制器的主控 ID 收发器，使得所述备控制器的主控 ID 收发器切换为收发状态。

根据上述技术手段，本申请实施例可以在主控制器和备控制器之间通过主控ID收发器和备控ID收发器之间执行冗余切换动作，实现冗余备份。

进一步地，在控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作之前，还包括：获取所述备控制器映射的映射数据，以利用所述映射数据实现目标控制，并检测所述备控制器映射所述映射数据的实际映射延迟；若所述实际映射延迟大于预设映射延迟，则控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作。

根据上述技术手段，本申请实施例可以在进行冗余切换之前，通过备控制器的映射实现控制，避免主控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，并在实际映射延迟大于预设映射延迟时执行冗余切换动作，以避免映射的代价过高，避免高延迟导致行车危险，提升行车安全性。

进一步地，所述主控制器和所述备控制器之间通过冗余总线冗余方式或者无冗余总线冗余方式实现数据冗余，其中，所述冗余总线冗余方式为：在冗余总线上，设置切换请求报文和切换应答报文的优先级为预设优先级，且所述主控制器和所述备控制器之间通过所述冗余总线实现各自的冗余集合的相互映射；所述无冗余总线冗余方式为：设置切换请求报文和切换应答报文的优先级为预设优先级，且所述主控制器和所述备控制器通过预设冗余报文实现各自的冗余集合的相互映射。

根据上述技术手段，本申请实施例可以通过冗余总线或无冗余总线两种方式实现数据冗余，实现对数据的冗余备份。

进一步地，所述获取所述主控制器的实际冗余流量，包括：获取所述主控制器和所述备控制器上各自冗余集合完成控制逻辑的第一流量，以及所述主控制器和所述备控制器使用对侧控制器冗余集合的第二流量；根据所述第一流量和/或所述第二流量计算所述主控制器的实际冗余流量。

根据上述技术手段，本申请实施例可以通过第一流量和/或第二流量计算主控制器的实际冗余流量，从而根据实际冗余流量判断是否需要冗余备份。

本申请第二方面实施例提供一种控制器的冗余控制方法，所述控制器的冗余控制方法应用于备控制器，所述备控制器具有互相对称的主控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，所述备控制器的主控 ID 收发器处于收听状态，所述备控制器的备控 ID 收发器处于收发状态，包括：接收所述主控制器发送的切换请求报文；根据所述切换请求报文将所述备控制器的备控 ID 收发器由收发状态切换为监听状态，并将所述备控制器的主控 ID 收发器由收听状态切换为收发状态，以将所述备控制器的控制状态切换由所述备控制状态切换为所述主控状态，且所述主控制器的控制状态由所述主控状态切换为所述备控制状态。

本申请第三方面实施例提供一种控制器的冗余控制装置，所述控制器的冗余控制装置应用于主控制器，所述主控制器具有互相对称的备控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，包括：获取模块，用于获取所述主控制器的实际冗余流量；判断模块，用于根据所述主控制器计算所述主控制器的实际冗余延迟，判断所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟是否满足预设切换条件；第一控制模块，用于若所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟满足所述预设切换条件，则控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作，将所述主控制器和所述备控制器各自的控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态。

本申请第四方面实施例提供一种控制器的冗余控制装置，所述控制器的冗余控制装置应用于备控制器，所述备控制器具有互相对称的主控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，所述备控制器的主控 ID收发器处于收听状态，所述备控制器的备控 ID收发器处于收发状态，包括：接收模块，用于接收所述主控制器发送的切换请求报文；第二控制模块，用于根据所述切换请求报文将所述备控制器的备控ID 收发器由收发状态切换为监听状态，并将所述备控制器的主控 ID 收发器由收听状态切换为收发状态，以将所述备控制器的控制状态切换由所述备控制状态切换为所述主控状态，且所述主控制器的控制状态由所述主控状态切换为所述备控制状态。

本申请第五方面实施例提供一种控制器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的控制器的冗余控制方法。

本申请第六方面实施例提供一种控制器的冗余控制系统，包括：主控制器和备控制器，所述主控制器和所述备控制器均包括主控 ID 收发器、备控 ID 收发器和执行器，其中，所述主控制器的执行器发送切换请求报文至所述备控制器，接收到所述备控制器基于所述切换请求报文的预设允许报文，或所述备控制器发送所述切换请求报文后，控制所述主控制器的主控ID收发器发送第一切换帧至所述备控制器的备控 ID收发器；所述备控制器的执行器根据所述第一切换帧控制所述备控制器的备控 ID 收发器切换为监听状态，并发送应答所述第一切换帧的报文至所述主控制器；所述主控制器的执行器在接收到所述备控制器应答所述第一切换帧的报文后，将所述主控制器的主控 ID 收发器切换为监听状态，并将所述主控制器的备控 ID 收发器切换为收发状态，发送第二切换帧至所述备控制器的主控 ID 收发器；所述备控制器的执行器根据所述第二切换帧控制所述备控制器的主控 ID 收发器切换为收发状态，实现所述主控制器和所述备控制器之间的冗余切换。

由此，本申请至少具有如下有益效果：

（1）本申请实施例通过在控制器之间建立特定范围的计算和控制冗余，通过实时的切换形成冗余备份，从而防止因一个控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，有效提升控制器控制的可靠性，提升行车的安全性。

（2）本申请实施例可以在主控制器和备控制器之间通过主控ID收发器和备控ID收发器之间执行冗余切换动作，实现冗余备份。

（3）本申请实施例可以在进行冗余切换之前，通过备控制器的映射实现控制，避免主控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，并在实际映射延迟大于预设映射延迟时执行冗余切换动作，以避免映射的代价过高，避免高延迟导致行车危险，提升行车安全性。

（4）本申请实施例可以通过冗余总线或无冗余总线两种方式实现数据冗余，实现对数据的冗余备份。

（5）本申请实施例可以通过第一流量和/或第二流量计算主控制器的实际冗余流量，从而根据实际冗余流量判断是否需要冗余备份。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例提供的一种控制器的冗余控制方法的流程图；

图2为根据本申请实施例提供的主动式切换的过程流程图；

图3为根据本申请实施例提供的网络拓扑和通讯协议的示意图；

图4为根据本申请实施例提供的控制器的冗余控制方法的流程图；

图5为根据本申请实施例提供的控制器的冗余控制装置的示例图；

图6为根据本申请实施例提供的控制器的冗余控制装置的示例图；

图7为根据本申请实施例提供的控制器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的控制器的冗余控制方法、装置、控制器及系统。针对上述背景技术中提到的为了降低成本，汽车中的域控制集中在域控制器中，一旦一个域控制器失控，会造成更严重的整车故障，危及行车安全的问题，本申请提供了一种控制器的冗余控制方法，在该方法中，在域控制之间建立特定范围的计算和控制冗余，可以在一个域控制器失效的情况下，通过实时的切换形成对全部/局部软硬件的冗余备份。由此，解决了当一个域控制器失控时，影响整车的功能，危及行车安全等问题。

具体而言，本申请实施例提出了一种控制器的冗余控制系统，包括：主控制器和备控制器，主控制器和备控制器包括主控ID收发器、备控ID收发器和执行器。

其中，主控制器的执行器发送切换请求报文至备控制器，接收到备控制器基于切换请求报文的预设允许报文，或备控制器发送切换请求报文后，控制主控制器的主控ID 收发器发送第一切换帧至备控制器的备控 ID收发器；备控制器的执行器根据第一切换帧控制备控制器的备控 ID 收发器切换为监听状态，并发送应答第一切换帧的报文至主控制器；主控制器的执行器在接收到备控制器应答第一切换帧的报文后，将主控制器的主控 ID收发器切换为监听状态，并将主控制器的备控 ID 收发器切换为收发状态，发送第二切换帧至备控制器的主控 ID 收发器；备控制器的执行器根据第二切换帧控制备控制器的主控ID 收发器切换为收发状态，实现主控制器和备控制器之间的冗余切换。

其中，执行器用于发送切换请求报文以及切换主控ID收发器和备控ID收发器的状态，实现主控制器和备控制器之间的冗余切换；主控ID收发器和备控ID收发器用于在主控制器和备控制器之间发送切换帧，控制执行器切换主控ID收发器和备控ID收发器的状态；主控制器和备控制器之间实现冗余切换的方式将在下述实施例中进行阐述，此处不再赘述。

可以理解的是，本申请实施例可以在一个控制器失控的情况下，通过实时的切换形式利用另一个控制器实现冗余备份，从而避免因一个控制器的失控影响整车功能，影响行车安全。

需要说明的是，控制器内部表包括：本侧冗余模块集实际冗余延迟/流量，当前状态主/备控制器的MAC-ID（Media Access Control Address，物理地址，Identitydocument，编码）配置，可切换模块分布表，切换条件表，切换历史记录（包括切换原因列表），当前“健康”状态编码。

基于上述实施例阐述的控制器的冗余控制系统，图1为本申请实施例所提供的一种控制器的冗余控制方法的流程示意图。

如图1所示，该控制器的冗余控制方法，应用于主控制器，主控制器具有互相对称的备控制器，主控制器和备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，包括以下步骤：

在步骤S101中，获取主控制器的实际冗余流量。

在本申请实施例中，获取主控制器的实际冗余流量，包括：获取主控制器和备控制器上各自冗余集合完成控制逻辑的第一流量，以及主控制器和备控制器使用对侧控制器冗余集合的第二流量；根据第一流量和/或第二流量计算主控制器的实际冗余流量。

其中，第一流量指主控制器和备控制器上各自冗余集合完成控制逻辑的流量；第二流量指主控制器和备控制器使用对侧控制器冗余集合的流量；实际冗余流量通过第一流量和/或第二流量计算得到。

在步骤S102中，根据主控制器计算主控制器的实际冗余延迟，判断实际冗余流量和/或实际冗余延迟是否满足预设切换条件。

其中，实际冗余延迟是指控制器形成模块冗余时引起的延迟；预设切换条件指实际冗余流量和/或实际冗余延迟超过一定值时，进行冗余切换，此值依据具体情况进行设定，对此不做限制。

在步骤S103中，若实际冗余流量和/或实际冗余延迟满足预设切换条件，则控制主控制器和备控制器执行冗余切换动作，将主控制器和备控制器各自的控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态。

可以理解的是，当实际冗余流量和/或实际冗余延迟满足预设切换条件时，控制主控制器和备控制器进行实时切换，形成冗余备份，确保不会影响其它的域控制器，从而保证行车安全。

在本申请实施例中，在控制主控制器和备控制器执行冗余切换动作之前，还包括：获取备控制器映射的映射数据，以利用映射数据实现目标控制，并检测备控制器映射数据的实际映射延迟；若实际映射延迟大于预设映射延迟，则控制主控制器和备控制器执行冗余切换动作。

其中，映射延迟指备控制器映射数据的延迟时间。

可以理解的是，只有当实际映射延迟大于预设映射延迟时，控制主控制器和备控制器进行冗余切换，以避免映射的代价过高，避免高延迟导致行车危险，提升行车安全性。

在本申请实施例中，主控制器和备控制器之间通过冗余总线冗余方式或者无冗余总线冗余方式实现数据冗余，其中，冗余总线冗余方式为：在冗余总线上，设置切换请求报文和切换应答报文的优先级为预设优先级，且主控制器和备控制器之间通过冗余总线实现各自的冗余集合的相互映射；无冗余总线冗余方式为：设置切换请求报文和切换应答报文的优先级为预设优先级，且主控制器和备控制器通过预设冗余报文实现各自的冗余集合的相互映射。

其中，切换请求报文指主控制器向备控制器或备控制器向主控制器发送的进行冗余切换的报文请求；切换应答报文请求指备控制器应答主控制器或者主控制器应答备控制器发送的切换报文请求的报文。

其中，冗余报文的组成包括：本侧冗余模块集的实际冗余延迟/流量（总和，平均，最大值，最小值），当前状态主/备控制器的MAC-ID配置，当前主/备控制器的“健康”状态编码，切换条件编码（协议内部使用），切换历史索引，备控模块（软硬件）监控信息表，上次切换原因列表。

可以理解的是，本申请实施例可以通过两种方式实现主控制器和备控制器之间的数据冗余，分别为冗余总线方式和无冗余总线方式，其中，冗余总线方式和无冗余总线方式将在下述实施例中进行阐述，此处不再赘述。

在本申请实施例中，主控制器处于主控状态时，主控制器的主控 ID 收发器处于收发状态，主控制器的备控ID 收发器处于收听状态，备控制器的主控 ID 收发器处于收听状态，备控制器的备控 ID 收发器处于收发状态，控制主控制器和备控制器执行冗余切换动作，将主控制器和备控制器各自控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态，包括：发送切换请求报文至备控制器，或者接收备控制器发送的切换请求报文；在接收到备控制器基于切换请求报文的预设允许报文，或备控制器发送切换请求报文后，控制主控制器的主控 ID 收发器发送第一切换帧至备控制器的备控 ID收发器，使得备控制器的备控 ID 收发器切换为监听状态；在接收到备控制器应答第一切换帧的报文后，将主控制器的主控 ID收发器切换为监听状态，并将主控制器的备控 ID 收发器切换为收发状态，发送第二切换帧至备控制器的主控 ID 收发器，使得备控制器的主控 ID 收发器切换为收发状态。

可以理解的是，当主控制器处于主控状态时，主控制器的主控ID收发器处于收听状态，主控制器的备控ID收发器处于收听状态，备控制器的主控 ID 收发器处于收听状态，备控制器的备控 ID 收发器处于收发状态时，进行冗余切换，主控制器发送切换请求报文，在接收到备控制器基于切换请求报文的预设允许报文，或备控制器发送切换请求报文后，控制主控制器的主控ID收发器发送第一切换帧至备控制器的备控 ID收发器；备控制器根据第一切换帧控制备控制器的备控 ID 收发器切换为监听状态，并发送应答第一切换帧的报文至主控制器；主控制器在接收到备控制器应答第一切换帧的报文后，将主控制器的主控 ID 收发器切换为监听状态，并将主控制器的备控 ID 收发器切换为收发状态，发送第二切换帧至备控制器的主控 ID 收发器；备控制器根据第二切换帧控制备控制器的主控ID 收发器切换为收发状态，实现主控制器和备控制器之间的冗余切换。

具体而言，主控制器和备控制器之间冗余切换主要可以分为两种类型：主动式切换和被动式切换，其中，假设A为主控制器，B为备控制器，T集为冗余模块集，如下所示：

一、主动式切换（如图2所示，其中，A的主控ID收发器为A主，A的备控ID收发器为A备，B的主控ID收发器为B主，B的备控ID收发器为B备）

1、总线冗余：主控A“主动”发起主备切换

（1）在冗余总线上，切换请求报文和切换应答报文被赋予最高级A/B 独享总线，A端 T 集的输入输出（及其有效性标志）映射到 B， B 端 T 集的输入输出（及其有效性标志）映射到 A；在控制总线上，A 的主控 ID 收发器处于收发状态，备控 ID 收发器处于收听状态，B 的主控 ID 收发器处于收听状态，备控 ID 收发器处于收发状态。冗余总线上核心报文周期 2ms（或控制总线上核心报文的1/2）。

（2）若 A 端 T 集内部模块失效，A 端应用可以使用 B 端的映射。

（3）如果使用映射的代价过高（延迟等），A 可以申请切换。

（4）A 需要切换时，A 在冗余总线上发送切换请求报文 Ma 到 B。

（5）B 在冗余总线上发送切换应答报文 Mb 到 A。

（6）在收到切换允许的肯定回答后，A 在控制总线上通过主控 ID 收发器发送远程帧（目标为 B 的备控 ID 收发器）到 B，B 收到 A 的远程帧后，内部启动 B 端主控 ID收发器的收发处理，由 B 的备控ID收发器应答远程帧，在应答后，将 B 的备控 ID 收发器转为监听状态， A 收到 B 的应答后，将主控 ID 收发器转为监听状态，将备控 ID 收发器转为收发状态，并发远程帧（目标 B 的主控 ID 收发器），B 在得到 A 的远程帧后将 B 的主控 ID 收发器转为收发状态，发送远程帧应答到 A 的备控 ID 收发器并接管总线。

（7）远程帧的应答数据需要加密。

（8）切换通过 4 帧 2ms （或控制总线上核心报文的1/2）报文实现。

2、无冗余总线

（1）切换请求报文和切换应答报文被赋予最高优先级， A 端 T 集的输入输出（及其有效性标志）映射到 B， B 端 T 集的输入输出（及其有效性标志）映射到 A，映射通过特定冗余报文实现；A 的主控 ID 收发器处于收发状态，备控 ID 收发器处于监听状态，B 的主控 ID 收发器处于监听状态，备控 ID 收发器处于收发状态。冗余报文周期 2ms（或控制总线上其它核心报文的1/2）。

（2）其余同总线冗余的（2）-（8）步骤相同，例外：B 端收到 A 的切换报文后将丢弃A 端 T 集的映射报文，A 端收到 B 端第一个远程帧应答后将停止 T 集映射报文的发送。

二、被动式切换

B 端通过冗余报文探测到 A 端的域控监视工作异常，或冗余报文形成连续丢帧，且控制总线上 A 端的控制报文形成连续丢帧或所有报文内容超过一定时间无变化。此时，B 端通过冗余信道发被动切换报文到 A，A 的 ID 选择模块负责完成与总线冗余的（2）-（8）步骤相同的切换，切换前 B 端将不再使用 A 端 T 集的信号，切换完成前 B 端不在控制总线上发送控制报文。

下面通过一个具体实施例来阐述控制器的冗余控制方法，将结合图3来具体阐述，图3为实现控制器的冗余控制方法的网络拓和通讯协议的示意图，其中，“ID选择”负责地址切换和报文手法，“域控监视”模块负责冗余/切换逻辑及通讯，单侧的两个收发器不能同时处于收发状态，“ID选择”模块具有独立网络通信功能，能够解析，组成及收发冗余报文，在本侧“域控监视”模块正常时受其控制，否则处于待命状态，步骤如下：

步骤1、在不同域控之间建立（基于不同硬件或软件实现）的对预先定义的冗余模块（集）T的A/B冗余（A/B互称对侧控制器，A为主控），A/B之间为冗余通信预留足够的冗余信道（或专属硬件总线），A/B通过共同总线和被控的执行器和传感器相连，A/B控制器内具备同样的地址和模块信道切换装置（以CAN/FD（CAN with Flexible Data rate，可变速率的CAN）为例），T在A上的实现产生的关键信号集通过冗余信道转发到B，同样的关键信号集也通过T在B上的实现转发到A，系统启动时，主控地址切换器指定主控控制器，例如：主控为A、备控为B，A上的T集使用A本身的信号集，B上的T集使用B本身的信号集，主控（A）的控制报文优先级高于备控（B）；

步骤2、在系统形成模块冗余时，计算A/B上各自T集完成控制逻辑或计算实际使用对侧T集的流量和由此引起的延迟（实际冗余延迟），并进行两侧的比较，比较由A侧控制器完成；

步骤3、如果实际冗余延迟或（和）实际冗余流量超过一定限值，A/B侧的地址控制协同（硬件/或软件实现）则完成A/B切换（包括控制报文ID切换）。

根据本申请实施例提出的控制器的冗余控制方法，通过在控制器之间建立特定范围的计算和控制冗余，通过实时的切换形成冗余备份，从而防止因一个控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，有效提升控制器控制的可靠性，提升行车的安全性；可以在主控制器和备控制器之间通过主控ID收发器和备控ID收发器之间执行冗余切换动作，实现冗余备份；可以在进行冗余切换之前，通过备控制器的映射实现控制，避免主控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，并在实际映射延迟大于预设映射延迟时执行冗余切换动作，以避免映射的代价过高，避免高延迟导致行车危险，提升行车安全性；可以通过冗余总线或无冗余总线两种方式实现数据冗余，实现对数据的冗余备份；可以通过第一流量和/或第二流量计算主控制器的实际冗余流量，从而根据实际冗余流量判断是否需要冗余备份。

基于上述实施例阐述的一种控制器的冗余控制方法，下面将阐述控制器的冗余控制方法，如图4所示，应用于备控制器，备控制器具有互相对称的主控制器，主控制器和备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，备控制器的主控 ID 收发器处于收听状态，备控制器的备控 ID 收发器处于收发状态，方法包括以下步骤：

在步骤S201中，接收主控制器发送的切换请求报文。

在步骤S202中，根据切换请求报文将备控制器的备控 ID 收发器由收发状态切换为监听状态，并将备控制器的主控 ID 收发器由收听状态切换为收发状态，以将备控制器的控制状态切换由备控制状态切换为主控状态，且主控制器的控制状态由主控状态切换为备控制状态。

可以理解的是，本申请实施例的备控制器在接收到主控制器发送的切换请求报文后，调整备控制器的备控ID收发器和主控ID收发器的状态，将备控制器的状态由备控制状态切换为主控状态，实现数据的冗余切换，防止某个控制器的失控危及行车安全。

根据本申请实施例提出的控制器的冗余控制方法，可以在主控制器出现故障或者失效时向备控制器发送切换请求，备控制器接收切换请求后，将备控制器由备控制状态切换为主控状态，从而防止因某一个控制器的失控影响整车功能，进而影响行车安全。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的控制器的冗余控制装置。

图5、图6是本申请实施例的控制器的冗余控制装置的方框示意图。

如图5所示，该控制器的冗余控制装置10应用于主控制器，主控制器具有互相对称的备控制器，主控制器和备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，包括：获取模块101、判断模块102和第一控制模块103。

其中，获取模块101用于获取主控制器的实际冗余流量；判断模块102用于根据主控制器计算主控制器的实际冗余延迟，判断实际冗余流量和/或实际冗余延迟是否满足预设切换条件；第一控制模块103用于若实际冗余流量和/或实际冗余延迟满足预设切换条件，则控制主控制器和备控制器执行冗余切换动作，将主控制器和备控制器各自的控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态。

根据本申请实施例提出的控制器的冗余控制装置，通过在控制器之间建立特定范围的计算和控制冗余，通过实时的切换形成冗余备份，从而防止因一个控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，有效提升控制器控制的可靠性，提升行车的安全性；可以在主控制器和备控制器之间通过主控ID收发器和备控ID收发器之间执行冗余切换动作，实现冗余备份；可以在进行冗余切换之前，通过备控制器的映射实现控制，避免主控制器出现问题影响整车功能，危及行车安全，并在实际映射延迟大于预设映射延迟时执行冗余切换动作，以避免映射的代价过高，避免高延迟导致行车危险，提升行车安全性；可以通过冗余总线或无冗余总线两种方式实现数据冗余，实现对数据的冗余备份；可以通过第一流量和/或第二流量计算主控制器的实际冗余流量，从而根据实际冗余流量判断是否需要冗余备份。

如图6所示，该控制器的冗余控制装置20应用于备控制器，备控制器具有互相对称的主控制器，主控制器和备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，备控制器的主控 ID 收发器处于收听状态，备控制器的备控 ID 收发器处于收发状态，包括：接受模块201和第二控制模块202。

其中，接收模块201用于接收主控制器发送的切换请求报文；第二控制模块202用于根据切换请求报文将备控制器的备控 ID 收发器由收发状态切换为监听状态，并将备控制器的主控 ID 收发器由收听状态切换为收发状态，以将备控制器的控制状态切换由备控制状态切换为主控状态，且主控制器的控制状态由主控状态切换为备控制状态。

需要说明的是，前述对控制器的冗余控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的控制器的冗余控制装置，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的控制器的冗余控制装置，可以在主控制器出现故障或者失效时向备控制器发送切换请求，备控制器接收切换请求后，将备控制器由备控制状态切换为主控状态，从而防止因某一个控制器的失控影响整车功能，进而影响行车安全。

图7为本申请实施例提供的控制器的结构示意图。该控制器可以包括：

存储器701、处理器702及存储在存储器701上并可在处理器702上运行的计算机程序。

处理器702执行程序时实现上述实施例中提供的控制器的冗余控制方法。

进一步地，控制器还包括：

通信接口703，用于存储器701和处理器702之间的通信。

存储器701，用于存放可在处理器702上运行的计算机程序。

存储器701可能包含高速RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器701、处理器702和通信接口703独立实现，则通信接口703、存储器701和处理器702可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是ISA（IndustryStandard Architecture，工业标准体系结构）总线、PCI（Peripheral Component，外部设备互连）总线或EISA（Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准体系结构）总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器701、处理器702及通信接口703，集成在一块芯片上实现，则存储器701、处理器702及通信接口703可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器702可能是一个CPU（Central Processing Unit，中央处理器），或者是ASIC（Application Specific Integrated Circuit，特定集成电路），或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请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表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种控制器的冗余控制方法，其特征在于，所述方法应用于主控制器，所述主控制器具有互相对称的备控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，其中，所述方法包括以下步骤：

获取所述主控制器的实际冗余流量；

根据所述主控制器计算所述主控制器的实际冗余延迟，判断所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟是否满足预设切换条件；

若所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟满足所述预设切换条件，则控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作，将所述主控制器和所述备控制器各自的控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态。

2.根据权利要求1所述的控制器的冗余控制方法，其特征在于，在所述主控制器处于主控状态时，所述主控制器的主控 ID收发器处于收发状态，所述主控制器的备控制 ID 收发器处于收听状态，所述备控制器的主控 ID收发器处于收听状态，所述备控制器的备控 ID收发器处于收发状态，所述控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作，将所述主控制器和所述备控制器各自控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态，包括：

发送切换请求报文至所述备控制器，或者接收所述备控制器发送的切换请求报文；

在接收到所述备控制器基于所述切换请求报文的预设允许报文，或所述备控制器发送切换请求报文后，控制所述主控制器的主控ID收发器发送第一切换帧至所述备控制器的备控 ID收发器，使得所述备控制器的备控 ID收发器切换为监听状态；

在接收到所述备控制器应答所述第一切换帧的报文后，将所述主控制器的主控ID收发器切换为监听状态，并将所述主控制器的备控ID收发器切换为收发状态，发送第二切换帧至所述备控制器的主控 ID收发器，使得所述备控制器的主控 ID收发器切换为收发状态。

3.根据权利要求1所述的控制器的冗余控制方法，其特征在于，在控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作之前，还包括：

获取所述备控制器映射的映射数据，以利用所述映射数据实现目标控制，并检测所述备控制器映射所述映射数据的实际映射延迟；

若所述实际映射延迟大于预设映射延迟，则控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作。

4.根据权利要求1所述的控制器的冗余控制方法，其特征在于，所述主控制器和所述备控制器之间通过冗余总线冗余方式或者无冗余总线冗余方式实现数据冗余，其中，

所述冗余总线冗余方式为：在冗余总线上，设置切换请求报文和切换应答报文的优先级为预设优先级，且所述主控制器和所述备控制器之间通过所述冗余总线实现各自的冗余集合的相互映射；

所述无冗余总线冗余方式为：设置切换请求报文和切换应答报文的优先级为预设优先级，且所述主控制器和所述备控制器通过预设冗余报文实现各自的冗余集合的相互映射。

5.根据权利要求1所述的控制器的冗余控制方法，其特征在于，所述获取所述主控制器的实际冗余流量，包括：

获取所述主控制器和所述备控制器上各自冗余集合完成控制逻辑的第一流量，以及所述主控制器和所述备控制器使用对侧控制器冗余集合的第二流量；

根据所述第一流量和/或所述第二流量计算所述主控制器的实际冗余流量。

6.一种控制器的冗余控制方法，其特征在于，所述控制器的冗余控制方法应用于备控制器，所述备控制器具有互相对称的主控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，所述备控制器的主控 ID收发器处于收听状态，所述备控制器的备控 ID收发器处于收发状态，其中，所述方法包括以下步骤：

接收所述主控制器发送的切换请求报文；

根据所述切换请求报文将所述备控制器的备控 ID收发器由收发状态切换为监听状态，并将所述备控制器的主控 ID收发器由收听状态切换为收发状态，以将所述备控制器的控制状态切换由所述备控制状态切换为所述主控状态，且所述主控制器的控制状态由所述主控状态切换为所述备控制状态。

7.一种控制器的冗余控制装置，其特征在于，所述控制器的冗余控制装置应用于主控制器，所述主控制器具有互相对称的备控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，其中，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述主控制器的实际冗余流量；

判断模块，用于根据所述主控制器计算所述主控制器的实际冗余延迟，判断所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟是否满足预设切换条件；

第一控制模块，用于若所述实际冗余流量和/或所述实际冗余延迟满足所述预设切换条件，则控制所述主控制器和所述备控制器执行冗余切换动作，将所述主控制器和所述备控制器各自的控制状态分别切换为备控制状态和主控制状态。

8.一种控制器的冗余控制装置，其特征在于，所述控制器的冗余控制装置应用于备控制器，所述备控制器具有互相对称的主控制器，所述主控制器和所述备控制器的控制状态分别为主控状态和备控状态，所述备控制器的主控 ID收发器处于收听状态，所述备控制器的备控 ID收发器处于收发状态，其中，所述装置包括：

接收模块，用于接收所述主控制器发送的切换请求报文；

第二控制模块，用于根据所述切换请求报文将所述备控制器的备控 ID收发器由收发状态切换为监听状态，并将所述备控制器的主控 ID收发器由收听状态切换为收发状态，以将所述备控制器的控制状态切换由所述备控制状态切换为所述主控状态，且所述主控制器的控制状态由所述主控状态切换为所述备控制状态。

9.一种控制器，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-6任一项所述的控制器的冗余控制方法。

10.一种控制器的冗余控制系统，其特征在于，包括：

主控制器和备控制器，所述主控制器和所述备控制器均包括主控 ID收发器、备控 ID收发器和执行器，其中，

所述主控制器的执行器发送切换请求报文至所述备控制器，接收到所述备控制器基于所述切换请求报文的预设允许报文，或所述备控制器发送所述切换请求报文后，控制所述主控制器的主控ID收发器发送第一切换帧至所述备控制器的备控 ID收发器；

所述备控制器的执行器根据所述第一切换帧控制所述备控制器的备控 ID收发器切换为监听状态，并发送应答所述第一切换帧的报文至所述主控制器；

所述主控制器的执行器在接收到所述备控制器应答所述第一切换帧的报文后，将所述主控制器的主控ID收发器切换为监听状态，并将所述主控制器的备控ID收发器切换为收发状态，发送第二切换帧至所述备控制器的主控 ID收发器；

所述备控制器的执行器根据所述第二切换帧控制所述备控制器的主控 ID收发器切换为收发状态，实现所述主控制器和所述备控制器之间的冗余切换。

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