车辆电子控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是涉及一种车辆电子控制系统及其控制方法。

背景技术：

随着经济全球化进程的快速发展，发达国家汽车市场日趋饱和，但发展中国家由于国民经济的快速发展，其居民消费结构正处于升级阶段，带动全球汽车工业持续较快的增长。

目前车辆行业发展迅速，车辆的控制从原先的纯机械控制，逐渐转变为电控。随着技术的不断发展，车辆上的控制模块越来越多，线束和硬件接口也越来越多，增加了线束和硬件接口的成本和整车质量，从而限制了车辆行业的快速发展。由此可知，如何简化电气架构的复杂度是未来车辆发展需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车辆电子控制系统及其控制方法，以通过无线通信的方式，减少控制线束的数量和硬件接口数量，进而减少整车成本和整车质量，大大简化了控制架构。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆电子控制系统，包括：至少一个控制模块及至少一个执行器；

每个所述控制模块与相应的所述执行器无线通信连接，用于对相应的所述执行器进行无线控制。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述控制模块的数量为多个，任意两个所述控制模块之间无线通信连接；

每个所述控制模块均加载有对每个执行器的控制程序，且每个所述控制模块均与所述至少一个执行器中的每一个无线通信连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括供电电源，所述供电电源为所述至少一个控制模块和所述至少一个执行器供电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述控制模块包括单天线控制器或者多天线控制器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述执行器包括单天线执行器或者多天线执行器。

第二方面，本发明实施例还提供车辆电子控制系统的控制方法，应用于如第一方面及其任一种可能的实施方式所述的车辆电子控制系统，其中所述车辆电子控制系统中控制模块的数量为多个，任意两个所述控制模块之间无线通信连接，每个所述控制模块均加载有对每个执行器的控制程序，且每个所述控制模块均与所属至少一个执行器中的每一个无线通信连接；所述方法包括：

所述车辆电子控制系统中的控制模块互相实时监测；

当监测到所述车辆电子控制系统中的第一控制模块出现故障时，所述车辆电子控制系统中正常运行的第二控制模块中的至少一个作为目标控制模块，替代所述第一控制模块对相应的执行器进行控制。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述目标控制模块是基于预先设置的优先级原则从所述车辆电子控制系统的第二控制模块中确定的，或者是随机从所述车辆电子控制系统的第二控制模块中确定的。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述目标控制模块的数量为一个；

所述替代所述第一控制模块对相应的执行器进行控制的步骤，包括：

所述目标控制模块确定所述第一控制模块当前运行的控制程序；

启动本地存储的所述第一控制模块当前运行的控制程序，以对相应的执行器进行控制。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述目标控制模块的数量为多个；

所述替代所述第一控制模块对相应的执行器进行控制的步骤，包括：对于每个目标控制模块，

选取所述第一控制模块当前运行的部分控制程序；

启动本地存储的所述部分控制程序，以对相应的执行器进行控制。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括：

所述车辆电子控制系统的第二控制模块接收到所述第一控制模块的故障广播信息时，确定所述第一控制模块出现故障；或者

当所述车辆电子控制系统的第二控制模块在预设时长内未接收到所述第一控制模块的广播信息时，确定所述第一控制模块出现故障。

本发明实施例带来了以下有益效果：

在本发明实施例中提供了一种车辆电子控制系统，该车辆电子控制系统包括：至少一个控制模块及至少一个执行器；每个控制模块与相应的执行器无线通信连接，用于对相应的执行器进行无线控制。与现有技术相比，控制模块与执行器之间无线通信的方式，减少了控制线束的数量和昂贵的控制器接口的数量，进而减少了整车成本和整车质量，同时很大程度减少了硬件接口的匹配复杂度，大大简化了控制架构。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种车辆电子控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种车辆电子控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种车辆电子控制系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前车辆上的控制模块越来越多，线束也越来越多，增加了线束、硬件接口成本和整车质量，从而限制了车辆行业的快速发展。由此可知，如何简化电气架构的复杂度是未来车辆发展需要解决的问题。

基于此，本发明实施例提供的一种车辆电子控制系统及其控制方法，可以通过控制模块与执行器之间无线通信的方式，减少了控制线束的数量和硬件接口的数量，进而减少了线束、硬件接口成本和整车质量，同时很大程度减少了硬件接口的匹配复杂度，大大简化了控制架构。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种车辆电子控制系统进行详细介绍。

实施例一：

图1示出了本发明实施例提供的一种车辆电子控制系统，如图1所示，该车辆电子控制系统包括：至少一个控制模块10及至少一个执行器20；每个控制模块与相应的执行器无线通信连接，用于对相应的执行器进行无线控制。

在可能的实施例中，上述控制模块包括第一无线通信单元，如蓝牙模块、zigbee模块等、天线模块等，在本实施例中上述控制模块包括单天线控制器或者多天线控制器。上述执行器包括第二无线通信单元，如蓝牙模块、zigbee模块等、天线模块等，在本实施例中，该执行器包括单天线执行器或者多天线执行器。

在本发明实施例中，控制模块与执行器之间无线通信的方式，减少了控制线束及硬件接口的数量，进而减少了线束、硬件接口成本和整车质量，同时很大程度减少了硬件接口的匹配复杂度，大大简化了控制架构。

在可能的实施例中，参见图2，上述车辆电子控制系统还包括供电电源30，该供电电源为上述至少一个控制模块和上述至少一个执行器供电。该供电电源的一侧通过接地点40接地，另一侧提供正电压给各个功能模块和执行器。上述供电电源可以为有线电源或者是无线电源。

考虑到车辆上的控制模块越来越多，对每个控制模块的安全要求也越来越高，车辆的控制部件的开发难度逐渐增大，基于此，在可能的实施例中，如图2所示，上述控制模块的数量为多个，任意两个控制模块之间无线通信连接；每个控制模块均加载有对每个执行器的控制程序，且每个控制模块均与上述至少一个执行器中的每一个无线通信连接。

其中上述控制模块可以但不限于包括bcm(bodycontrolmodule，车身控制模块)、vcu(vehiclecontrolunit，车辆控制单元)、mcu(motercontrolunit，电机控制单元)、bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)、ip(instrumentpanel，仪表板)、adas(advanceddriverassistancesystems，高级驾驶辅助系统)、ac(airconditioning，空调控制)模块、tbox(telematicsbox，远程信息处理盒)、esp(ebcmlectronicstabilityprogram，电子稳定程序系统)中的一种或者多种，当然也可以包括其他待扩充功能模块。

其中上述执行器(包括传感器)可以但不限于包括右前照灯、左前照灯、雨刷板、传动装置、风扇、泵、踏板、角度传感器、接触器、刹车板、电磁阀中的一种或者多种，当然也可以包括其他待扩充执行器。

在可能的实施例中，上述控制模块之间通过控制器通讯天线50互相无线通信，控制模块与执行器之间通过交互天线60进行无线通信，该交互天线分为两部分，一部分与控制模块连接，另一部分与执行器连接，如图2所示。

上述多个控制模块可以但不限于以不同型号的硬件设备为载体，但是每个控制模块均加载有相同的软件部分，该软件部分包括对于所有执行器的控制程序。在使用时，每个控制模块仅启动指定的控制程序，如当控制模块为bms时，该控制模块的软件部分仅启动对电池进行管理的控制程序，如当控制模块为ac模块时，该控制模块的软件部分仅启动对空调的自动控制程序。

当然，上述控制模块不仅可以启动对指定的控制程序，从而对部分执行器进行控制；还可以启动所有的控制模块，对所有的执行器进行控制，进而节省控制器件。考虑到控制模块的运行负担，在实现时，可以采用多个控制模块启动针对指定执行器的控制程序。

另外，上述各个控制模块之间无线通信连接，可以互相监测是否出现故障，仲裁其他控制模块是否出现故障。且每个控制模块与均与上述至少一个执行器中的每一个无线通信连接。当其他控制模块检测到某一控制模块故障时，该其他控制模块中的至少一个控制模块可以通过启动该故障的控制模块当前启动的控制程序，替代该故障的控制模块，继续对该故障的控制模块对应的执行器进行控制。

本发明实施例提供的一种车辆电子控制系统，其中模块化的控制器的设计理念可以大大减少控制模块，降低控制模块的开发成本，同时其执行模块具有无线通讯的能力，能够很大程度上减少硬件接口的匹配复杂度，和后期更换时线束和硬件接口的维护问题。本发明无线通讯的架构和控制器冗余的控制方法，使整车的控制安全能提升到一个更高的水平，使研发人员能够更快速的开发控制模块，而不用担心控制功能的责任边界问题。

实施例二：

本发明实施例还提供了一种车辆电子控制系统的控制方法，该方法应用于实施例一中的车辆电子控制系统，其中该车辆电子控制系统中控制模块的数量为多个，任意两个控制模块之间无线通信连接，每个控制模块均加载有对每个执行器的控制程序，且每个控制模块均与若干执行器中的每一个无线通信连接。其中，每个控制模块启动指定的执行器对应的控制程序。基于此，参见图3，上述方法包括：

步骤s301，车辆电子控制系统中的控制模块互相实时监测。

预先的在各个控制模块中加载相互监测的程序，在正常应用过程中，每个控制模块启动该相互监测的程序。

步骤s302，当监测到车辆电子控制系统中的第一控制模块出现故障时，车辆电子控制系统中正常运行的第二控制模块中的至少一个作为目标控制模块，替代第一控制模块对相应的执行器进行控制。

因此，在车辆电子控制系统中，当有控制模块出现故障时，其他运行正常的控制模块可以对该出现故障的控制模块进行仲裁。当确定工作中的多个控制模块中的任一控制模块出现故障，则由其他正常的控制模块启动相应的执行器的控制程序，来替代该故障的控制模块，继续对该相应的执行器进行控制，使该执行器正常运行。这种冗余的控制理念使得整车的控制安全等级更高，同时模块化的设计使得开发的控制模块会大量减少，开发费用和开发难度更低。

在可能的实施例中，可以通过以下两种方式确定第一控制模块是否出现故障：

第一种：车辆电子控制系统的第二控制模块接收到第一控制模块的故障广播信息时，确定第一控制模块出现故障。

各个控制模块在运行正常的情况下，均按照预设的周期向其他控制模块发送广播信息，当第一控制模块部分故障，不影响该广播功能时，该第一控制模块直接发送表征故障的广播信息至运行正常的第二控制模块。

其中，控制模块可以用唯一的模块标识进行识别，上述广播信息携带有该模块标识。

第二种：当车辆电子控制系统的第二控制模块在预设时长内未接收到所述第一控制模块的广播信息时，确定所述第一控制模块出现故障。

各个控制模块在运行正常的情况下，均按照预设的周期向其他控制模块发送广播信息，当第一控制模块整体故障，不能发送广播功能时，第二控制模块在预设时长内未接收到第一控制模块的广播信息时，确定第一控制模块出现故障。

具体实现时，结合两种方式进行第一控制模块的故障判断。

为了保证控制的有序性，避免出现不必要的控制冲突，在可能的实施例中，上述目标控制模块是基于预先设置的优先级原则从车辆电子控制系统的第二控制模块中确定的，或者是随机从车辆电子控制系统的第二控制模块中确定的。

上述优先级原则可以根据各个控制模块的负载能力进行设置，可以优选当前负载能力最强的控制模块的优先级最高，其中负载能力可以直接根据控制模块中的处理芯片确定。

上述目标控制模块的数量可以为一个或者为多个：

当上述目标控制模块的数量为一个时，上述替代第一控制模块对相应的执行器进行控制的步骤，包括：目标控制模块确定第一控制模块当前运行的控制程序；启动本地存储的第一控制模块当前运行的控制程序，以对相应的执行器进行控制。

具体地，控制程序可以用唯一的程序标识进行识别，将控制模块在正常运行时启动的控制程序的标识与该控制模块的模块标识进行绑定，该绑定信息可以广播至其他各个控制模块。

因此目标控制模块可以根据第一控制模块的模块标识确定其当前运行的控制程序的程序标识，根据该程序标识遍历本地存储的控制程序，在查找到与该程序标识匹配的控制程序后，启动该匹配的控制程序，从而代替第一控制模块对相应的执行器继续控制。

考虑到每个控制模块的负载能力有限，在可能的实施例中，目标控制模块的数量为多个。当第一控制器在正常运行时，启动多个控制程序对多个执行器进行控制时，为了减小目标控制模块的运行压力，目标控制模块的数量可以为多个。基于此，上述替代第一控制模块对相应的执行器进行控制的步骤，包括：对于每个目标控制模块，选取第一控制模块当前运行的部分控制程序；启动本地存储的部分控制程序，以对相应的执行器进行控制。

例如可以按照优先级原则，选取至少两个目标控制模块，可以但不限于使得至少两个目标控制模块按照本地存储的第一控制模块对应的程序标识的存储顺序，依次选取相同数量的控制程序进行启动，当然也可以根据优先级，选取不同数量的控制程序进行启动，例如第一控制模块对应的程序标识依次存储为：001、002、003、004，目标控制模块为两个，优先级高的目标控制模块可以选择启动本地存储的标识为001、002、003的控制程序，优先级低的目标控制模块可以选择启动本地存储的标识为001的控制程序。

上述实施例提供的方案，实现了多个目标控制程序协作替代故障的第一控制模块，有效降低了各个目标控制模块的运行压力，避免降低控制模块的整体控制效果。

本发明实施例提供的车辆电子控制系统的控制方法，与上述实施例提供的车辆电子控制系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的进行车辆电子控制系统的控制方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述车辆电子控制系统具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。