一种信号传输方法、装置及电动汽车

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其是涉及一种信号传输方法、装置及电动汽车。

背景技术

自新能源汽车行业发展以来，发生过多起车辆异常故障导致的交通事故，其中的部分原因是汽车控制器在采集信号过程中出现问题。当前的新能源汽车主控制器的架构设计全部采用的是单芯片模式，即模数转换(Analog-to-Digital，简称：AD)、输入/输出(Input/Output，简称：I/O)等硬线信号的采集通道只有一个，即便在软硬件中增加滤波设计，一旦出现硬线断开的情况，该信号便无法获取，严重影响整车功能和性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号传输方法、装置及电动汽车，从而解决现有技术中由于信号传输线路断路导致整车功能异常的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种信号传输方法，应用于电子控制器的多个控制芯片中的第一控制芯片，其中，多个所述控制芯片两两连接，所述方法包括：

配置与其他控制芯片的同步信号传输，所述其他控制芯片为除所述第一控制芯片外的其他控制芯片；

在同步信号传输配置成功后，接收外部电子设备和所述其他控制芯片发送的信号；

对当前接收到的信号进行有效性判断，确定当前的有效信号；

根据当前确定的有效信号，确定信号表决值。

可选的，配置与其他控制芯片的同步信号传输，包括：

分别向所述其他控制芯片发送通道同步申请信号；

判断在预设时长内是否接收到所述其他控制芯片分别发送的同步应答信号，若是，则确定同步数据传输配置成功。

可选的，对当前接收到的信号进行有效性判断，确定当前的有效信号，包括：

在传输的信号为模拟信号的情况下，根据预先存储的信号传输端口，和，信号值与表决门限对应关系图，的对应关系，获取当前接收到的信号所对应的信号值与表决门限的对应关系图；

在所述信号值与表决门限对应关系图中，确定与当前接收到的信号中的最大值对应的门限值；

计算当前接收到的信号中每两个信号的差值；

根据预先存储的差值-门限值对应关系，确定接收到的多个信号中的有效信号。

可选的，根据当前确定的有效信号，确定信号表决值，包括：

对所有有效信号进行降/升序排列，获得信号数组；

根据所述信号数组的数量和所述信号数组的元素的值，确定所述信号表决值。

可选的，根据所述信号数组的数量和所述信号数组的元素的值，确定所述信号表决值，包括：

在所述信号数组的元素的数量为奇数时，确定所述信号表决值为所述数组的中心元素的值；

在所述信号数组的元素的数量为非零的偶数时，确定所述信号表决值为所述信号数组的相邻两个中心元素的平均值；

在所述信号数组的元素的数量为零时，确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

可选的，对当前接收到的信号进行有效性判断，确定当前的有效信号，包括：

在传输的信号为离散信号的情况下，根据信号安全等级确定信号有效性判断策略；

根据当前确定的判断策略，对当前接收到的信号进行判断，确定当前的有效信号。

可选的，根据信号安全等级确定信号有效性判断策略，包括：

在信号安全等级为第一级时，确定判断策略为全等判断策略；

在信号安全等级为第二级时，确定判断策略为多数判断策略；其中，所述第一级的安全等级高于所述第二级的安全等级。

可选的，根据当前确定的判断策略，对当前接收到的信号进行判断，确定当前的有效信号，包括：

在所述判断策略为所述全等判断策略时，若当前接收到的多个信号的值相等，则确定当前接收到的多个信号均为有效信号；若当前接收到的多个信号中至少一个信号的值与其他信号的值不相等，则确定当前接收到的多个信号为无效信号；

在所述判断策略为所述多数判断策略时，若当前接收到的多个信号中的二分之一以上的信号的值相等，则确定当前接收到的信号为有效信号；若当前接收到的多个信号中的二分之一及以下的信号的值不同，则确定当前接收到的信号为无效信号。

可选的，根据当前确定的有效信号，确定信号表决值，包括：

若确定当前接收到的信号为有效信号，则确定所述信号表决值为相等的信号值；

若确定当前接收到的信号为无效信号，则确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

本发明实施例还提供一种信号传输装置，应用于电子控制器的多个控制芯片中的第一控制芯片，其中，多个所述控制芯片两两连接，所述装置包括：

配置模块，用于配置与所述第二控制芯片和所述第三控制芯片的同步信号传输；

接收模块，用于在同步信号传输配置成功后，接收外部电子设备、所述第二控制芯片和所述第三控制芯片发送的信号；

第一确定模块，用于对当前接收到的三个信号进行有效性判断，确定当前的有效信号；

第二确定模块，用于根据当前确定的有效信号，确定信号表决值。

可选的，所述配置模块包括：

发送子模块，用于分别向所述其他控制芯片发送通道同步申请信号；

判断子模块，用于判断在预设时长内是否接收到所述其他控制芯片分别发送的同步应答信号，若是，则确定同步数据传输配置成功。

可选的，所述第一确定模块包括：

第一获取子模块，用于在传输的信号为模拟信号的情况下，根据预先存储的信号传输端口，和，信号值与表决门限对应关系图，的对应关系，获取当前接收到的信号所对应的信号值与表决门限的对应关系图；

第一确定子模块，用于在所述信号值与表决门限对应关系图中，确定与当前接收到的信号中的最大值对应的门限值；

计算子模块，用于计算当前接收到的信号中每两个信号的差值；

第二确定子模块，用于根据预先存储的差值-门限值对应关系，确定接收到的多个信号中的有效信号。

可选的，所述第二确定模块包括：

第二获取子模块，用于对所有有效信号进行降/升序排列，获得信号数组；

第三确定子模块，用于根据所述信号数组的数量和所述信号数组的元素的值，确定所述信号表决值。

可选的，所述第三确定子模块包括：

第一确定单元，用于在所述信号数组的元素的数量为奇数时，确定所述信号表决值为所述数组的中心元素的值；

第二确定单元，用于在所述信号数组的元素的数量为非零的偶数时，确定所述信号表决值为所述信号数组的相邻两个中心元素的平均值；

第三确定单元，用于在所述信号数组的元素的数量为零时，确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

可选的，所述第一确定模块包括：

第四确定子模块，用于在传输的信号为离散信号的情况下，根据信号安全等级确定信号有效性判断策略；

第五确定子模块，用于根据当前确定的判断策略，对当前接收到的信号进行判断，确定当前的有效信号。

可选的，所述第四确定子模块包括：

第四确定单元，用于在信号安全等级为第一级时，确定判断策略为全等判断策略；

第五确定单元，用于在信号安全等级为第二级时，确定判断策略为多数判断策略；其中，所述第一级的安全等级高于所述第二级的安全等级。

可选的，所述第五确定子模块包括：

第六确定单元，用于在所述判断策略为所述全等判断策略时，若当前接收到的多个信号的值相等，则确定当前接收到的多个信号均为有效信号；若当前接收到的多个信号中至少一个信号的值与其他信号的值不相等，则确定当前接收到的多个信号为无效信号；

第七确定单元，用于在所述判断策略为所述多数判断策略时，若当前接收到的多个信号中的二分之一以上的信号的值相等，则确定当前接收到的信号为有效信号；若当前接收到的多个信号中的二分之一及以下的信号的值不同，则确定当前接收到的信号为无效信号。

可选的，所述第二确定模块具体用于：

若确定当前接收到的信号为有效信号，则确定所述信号表决值为相等的信号值；

若确定当前接收到的信号为无效信号，则确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的信号传输装置。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上所述的信号传输方法的步骤。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有机程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的信号传输方法的步骤。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例通过在电子控制器中设置多个控制芯片，使得多个所述控制芯片相互形成冗余控制芯片，在信号传输时，首先多个控制芯片进行同步信号传输的配置，实现同步接收信号，在同步信号传输配置成功后，多个所述控制芯片之间进行信号交叉传输，避免了由于某一信号传输线路导致汽车功能异常的现象；然后，每一所述控制芯片对接收到的多个信号的有效性进行判断，并最终根据有效信号确定信号表决值，提高了采集信号的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的信号传输方法的步骤示意图；

图2为本发明实施例的信号传输装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的多个控制芯片的连接示意图；

图4为本发明实施例的同步信号传输的配置示意图；

图5为本发明实施例的信号值与表决门限的对应关系示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中的数据传输线路异常导致无法采集数据，使得汽车性能异常的问题，提供了一种信号传输方法、装置及电动汽车，实现了信号的冗余传输，确保在某一信号传输线路异常时汽车仍然能够准确采集数据，保证汽车功能正常。

需要说明的是，本发明实施例的信号传输方法可应用于包含多个控制芯片的电子控制中的每一控制芯片。如图3所示，以电子控制器中包含三个控制芯片为例，三个控制芯片两两相互连接，具体的，每一控制芯片包含一个输出通讯端口和两个输入通讯端口，其中，每一控制芯片的输出通讯端口分别与另外两个控制芯片的一个输入通讯端口连接，实现多个所述控制芯片之间的通道同步配置。优选地通讯端口可以为：通用输入/输出(General-purpose input/output)通讯端口、串行外设接口(Serial PeripheralInterface，简称：SPI)通讯端口，或者，平衡电压数字接口(RS422)通讯接口，但不以此为限。

下面，详细说明本发明实施例的信号传输方法的实现方式。

如图1所示，本发明实施例的信号传输方法，包括：

步骤S101，配置与其他控制芯片的同步信号传输，所述其他控制芯片为除所述第一控制芯片外的其他控制芯片；

需要说明的是，单个电子控制器内的软件/控制芯片(以下简称为一个通道)采用10ms周期任务执行，为保证多个通道间数据的一致性，需要进行通道同步，即：多个通道的周期任务在同一时刻开始执行，从而确保不同控制芯片同一时刻接收到的外部电子设备发送的数据为同一数据。

以电子控制器中包含三个控制芯片为例，说明一具体配置过程，每个通道分别调用输出通讯端口向其它两个通道发送同步申请信号，同时等待接收其它通道发送的同步申请信号。当成功接收到另外两个通道的信号时，本通道认定同步成功，继续执行后续的信号传输流程；否则，控制芯片循环等待其它通道的同步申请信号，到达最长等待时间后，对于同步失效的通道认为其故障，该通道的信号不参与信号表决。

步骤S102，在同步信号传输配置成功后，接收外部电子设备和所述其他控制芯片发送的信号；

本步骤中，电子控制器之间通过SPI进行数据交叉传输，在数据传输之前仅需要将数据通讯端口定义约定明确即可。具体的，数据交叉传输的实现方式，出了采用SPI通讯方式，还可以采用双向二线制同步串行总线(I

步骤S103，对当前接收到的信号进行有效性判断，确定当前的有效信号；

本步骤中，通过对接收到的信号的有效性进行判断，实现了对异常信号的剔除，提高了信号采集的可靠性。

步骤S104，根据当前确定的有效信号，确定信号表决值。

本步骤中，通过根据当前确定的有效信号确定信号表决值，解决了同一型号控制器的不同控制芯片的差异性问题，进一步提高了采集的信号的可靠性。

本发明实施例的信号传输方法，首先对多个控制芯片进行同步传输配置，实现了多个控制芯片的信号传输的一致性，然后，每一芯片接收外部电子设备发送的信号和其他控制芯片发送的信号，实现了信号的交叉传输，避免了由于信号传输线路异常导致无法正常采集信号，使得电动汽车功能异常的现象；最后，通过对接收到的多个信号的有效性进行判断得到有效信号，并对有效信号进行表决，解决了不同控制芯片的差异性问题，提高了采集信号的可靠性。

作为一个可选实施例，步骤S101，配置与其他控制芯片的同步信号传输，包括：

分别向所述其他控制芯片发送通道同步申请信号；

判断在预设时长内是否接收到所述其他控制芯片分别发送的同步应答信号，若是，则确定同步数据传输配置成功。

本实施例中，具体为：第一控制芯片通过输出通讯端口向其它控制芯片发送同步申请信号，然后，进入等待过程，等待其它控制芯片反馈的同步应答信号，若在预设时间内收到其它控制芯片反馈的同步应答信号，则确定第一控制芯片与发送同步应答信号的控制芯片之间同步成功，可以进行后续流程；若在预设时长内没有收到其它任一控制芯片反馈的同步应答信号，则认为同步失效，未发送同步应道信号的控制芯片存在故障。

如图4所示，为本实施例的另一个具体实现方式，第一控制芯片与其它控制芯片进行两次同步配置；具体为，首先，第一控制芯片通过输出通讯端口向其它控制芯片输出同步申请低信号；其次，第一控制芯片进行等待过程；再次，若在预设时长内分别接收到其它控制芯片发送的同步应答信号。则实现了第一控制芯片与其它控制芯片的第一次握手，即：实现了第一控制芯片与其它控制芯片的第一次同步配置；然后，若接收到其它所有控制芯片发送的同步应答信号，或者，等待达到预设时长后，确定是否均握手成功，若是，则第一控制芯片通过输出通讯端口向其它控制芯片输出同步申请高电平，进行再次认证。本具体实现方式通过两次同步配置，提高了同步配置的精确性。优选地，同步申请高信号和同步申请低信号分别为高电平和低电平。

需要说明的是，对于新能源汽车电子领域，采集数据主要包括离散量和模拟量两种。其中，快充继电器断开/闭合、电机控制器使能/不使能等信号属于离散量的范畴；快充电压、快充电流等属于模拟量的范畴。因此，本发明实施例在对接收到的信号进行有效性判断时，需要根据信号的类型确定判断策略。

以下，分别根据信号的类型具体说明判断过程：

作为一个可选实施例，步骤S103，对当前接收到的信号进行有效性判断，确定当前的有效信号，包括：

A)在传输的信号为模拟信号的情况下，根据预先存储的信号传输端口，和，信号值与表决门限对应关系图，的对应关系，获取当前接收到的信号所对应的信号值与表决门限的对应关系图；

需要说明的是，本实施例中，在进行硬件设计时，预先确定了每一信号传输端口传输的数据名称，且在每一控制芯片中存储有所述信号传输端口和所述信号值与表决门限对应关系图的对应关系，在控制芯片接收到信号时，即可快速根据接收信号的信号传输端口确定该信号的信号值与表决门限对应关系图。其中，如图5所示，为信号值与表决门限的对应关系图；其中，A为预先设置的信号的全量程的值，其中，该全量程为该信号预设的上线绝对值和下限绝对值的较大值。例如，某信号的物理范围是(-3，5)，则该信号的全量程为5。

B)在所述信号值与表决门限对应关系图中，确定与当前接收到的信号中的最大值对应的门限值；本步骤具体为：确定参加判断的信号中信号值的绝对值最大的信号的数值，将其作为图5中的横坐标的变量进行插值计算，即：确定该信号值所对应的纵坐标值，将该纵坐标确定为本次判断的动态门限值。

C)计算当前接收到的信号中每两个信号的差值；

D)根据预先存储的差值-门限值对应关系，确定接收到的多个信号中的有效信号。

本具体实施例中，通过根据差值与门限值的关系确定信号的有效性。下面，以电子控制器中包含三个控制芯片为例，对步骤C)和D)进行具体说明。

情况一：接收到的三个信号中的最大值与最小值的第一差值小于或等于所述门限值时；情况二：接收到的三个信号中的最大值与中间值的第二差值小于或等于所述门限值，三个信号中的中间值与最小值的第三差值小于或等于所述门限值，且所述第一差值大于所述门限值；

若多个所述差值为上述情况一或上述情况二，则确定接收到的三个信号均为有效信号；

在所述第一差值大于所述门限值、所述第三差值大于所述门限值且所述第二差值小于或等于所述门限值时，确定所述最大值对应的信号与所述中间值对应的信号为有效信号；

在所述第一差值大于所述门限值、所述第二差值大于所述门限值且所述第三差值小于或等于所述门限值时，确定所述中间值对应的信号和所述最小值对应的信号为有效信号；

在所述第一差值、所述第二差值和所述第三差值均大于所述门限值时，确定当前接收到的三个信号均为无效信号。

作为一个可选实施例，步骤S104，根据当前确定的有效信号，确定信号表决值，包括：

对所有有效信号进行降/升序排列，获得信号数组；

根据所述信号数组的数量和所述信号数组的元素的值，确定所述信号表决值。

本步骤通过对有效信号进行排序，从而便于快速确定用于计算信号表决值的信号的值。

具体的，根据所述信号数组的数量，确定所述信号表决值，包括：

在所述信号数组的元素的数量为奇数时，确定所述信号表决值为所述数组的中心元素的值；

在所述信号数组的元素的数量为非零的偶数时，确定所述信号表决值为所述信号数组的相邻两个中心元素的平均值；

在所述信号数组的元素的数量为零时，确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

以下，以电子控制器中包含三个控制芯片为例，以表格的方式对上述内容进行说明：

需要说明的是，上述表格中，“×”表示差值大于门限值，“√”表示差值小于或等于门限值，“-”表示不用考虑。

作为另一个可选实施例，步骤S103，对当前接收到的信号进行有效性判断，确定当前的有效信号，包括：

在传输的信号为离散信号的情况下，根据信号安全等级确定信号有效性判断策略；由于电动汽车内传输的信号中有对电动汽车功能至关重要的信号，如车速、电机转速等，也有对电动汽车功能不太重要的信号，如空调温度等；因此，本发明实施例针对不同安全等级的信号制定了不同的有效性判断策略。

根据当前确定的判断策略，对当前接收到的信号进行判断，确定当前的有效信号。

具体的，根据信号安全等级确定信号有效性判断策略，包括：

在信号安全等级为第一级时，确定判断策略为全等判断策略；

在信号安全等级为第二级时，确定判断策略为多数判断策略；其中，所述第一级的安全等级高于所述第二级的安全等级。

作为一个具体实施例，根据当前确定的判断策略，对当前接收到的信号进行判断，确定当前的有效信号，包括：

在所述判断策略为所述全等判断策略时，若当前接收到的多个信号的值相等，则确定当前接收到的多个信号均为有效信号；若当前接收到的多个信号中至少一个信号的值与其他信号的值不相等，则确定当前接收到的多个信号为无效信号；

在所述判断策略为所述多数判断策略时，若当前接收到的多个信号中的二分之一以上的信号的值相等，则确定当前接收到的信号为有效信号；若当前接收到的多个信号中的二分之一及以下的信号的值不同，则确定当前接收到的信号为无效信号。

本发明实施例通过对接收到的多个信号的有效性进行判断，实现了对无效信号的剔除，仅保留有效信号。

进一步的，作为一个可选实施例，步骤S104，根据当前确定的有效信号，确定信号表决值，包括：

若确定当前接收到的信号为有效信号，则确定所述信号表决值为相等的信号值；

若确定当前接收到的信号为无效信号，则确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

本实施例中，以多个有效信号确定冗余信号传输的信号表决值。使得数据传输的可靠性更高。其中，所述信号表决值为本周期的信号传输的最终确定的信号值。

本发明实施例的数据传输方法，通过通道同步、数据交叉传输和数据表决三部分策略实现信号的冗余传输，最终实现了一种更可靠的信号采集与处理方式，避免了由于信号传输线路异常导致电动汽车功能异常，提高了整车的可靠性和用户体验。

如图2所示，本发明实施例提供了一种信号传输装置，应用于电子控制器的多个控制芯片中的第一控制芯片，其中，多个所述控制芯片两两连接，所述装置包括：

配置模块201，用于配置与所述第二控制芯片和所述第三控制芯片的同步信号传输；

接收模块202，用于在同步信号传输配置成功后，接收外部电子设备、所述第二控制芯片和所述第三控制芯片发送的信号；

第一确定模块203，用于对当前接收到的三个信号进行有效性判断，确定当前的有效信号；

第二确定模块204，用于根据当前确定的有效信号，确定信号表决值。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述配置模块201包括：

发送子模块，用于分别向所述其他控制芯片发送通道同步申请信号；

判断子模块，用于判断在预设时长内是否接收到所述其他控制芯片分别发送的同步应答信号，若是，则确定同步数据传输配置成功。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述第一确定模块203包括：

第一获取子模块，用于在传输的信号为模拟信号的情况下，根据预先存储的信号传输端口，和，信号值与表决门限对应关系图，的对应关系，获取当前接收到的信号所对应的信号值与表决门限的对应关系图；

第一确定子模块，用于在所述信号值与表决门限对应关系图中，确定与当前接收到的信号中的最大值对应的门限值；

计算子模块，用于计算当前接收到的信号中每两个信号的差值；

第二确定子模块，用于根据预先存储的差值-门限值对应关系，确定接收到的多个信号中的有效信号。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述第二确定模块203包括：

第二获取子模块，用于对所有有效信号进行降/升序排列，获得信号数组；

第三确定子模块，用于根据所述信号数组的数量和所述信号数组的元素的值，确定所述信号表决值。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述第三确定子模块包括：

第一确定单元，用于在所述信号数组的元素的数量为奇数时，确定所述信号表决值为所述数组的中心元素的值；

第二确定单元，用于在所述信号数组的元素的数量为非零的偶数时，确定所述信号表决值为所述信号数组的相邻两个中心元素的平均值；

第三确定单元，用于在所述信号数组的元素的数量为零时，确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述第一确定模块203包括：

第四确定子模块，用于在传输的信号为离散信号的情况下，根据信号安全等级确定信号有效性判断策略；

第五确定子模块，用于根据当前确定的判断策略，对当前接收到的信号进行判断，确定当前的有效信号。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述第四确定子模块包括：

第四确定单元，用于在信号安全等级为第一级时，确定判断策略为全等判断策略；

第五确定单元，用于在信号安全等级为第二级时，确定判断策略为多数判断策略；其中，所述第一级的安全等级高于所述第二级的安全等级。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述第五确定子模块包括：

第六确定单元，用于在所述判断策略为所述全等判断策略时，若当前接收到的多个信号的值相等，则确定当前接收到的多个信号均为有效信号；若当前接收到的多个信号中至少一个信号的值与其他信号的值不相等，则确定当前接收到的多个信号为无效信号；

第七确定单元，用于在所述判断策略为所述多数判断策略时，若当前接收到的多个信号中的二分之一以上的信号的值相等，则确定当前接收到的信号为有效信号；若当前接收到的多个信号中的二分之一及以下的信号的值不同，则确定当前接收到的信号为无效信号。

在本发明实施例的数据传输装置中，所述第二确定模块204具体用于：

若确定当前接收到的信号为有效信号，则确定所述信号表决值为相等的信号值；

若确定当前接收到的信号为无效信号，则确定所述信号表决值为前一周期确定的信号表决值。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的信号传输装置。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上所述的信号传输方法实施例的各个过程，且能到到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述的步骤。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的信号传输方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。