一种汽车中央门锁控制软件架构及构建方法与流程

1.本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种于autosar的汽车中央门锁控制软件架构及构建方法。


背景技术：

2.目前，汽车行业所面临的挑战越来越严峻，一方面用户对汽车的智能化、网联化的偏好和需求在不断增加，另一方面，主机厂对自身技术能力的要求在不断提高。在软件能力上，驱使主机厂不断进行技术革新，软件定义汽车的概念引领着行业发展趋势，汽车中的软件作用及占比急剧增加，电子电气架构也更加集中化，这对软硬件解耦技术的发展也带来了新的挑战。
3.为此，汽车行业众多巨头公司携手合作，提出了一个标准化的解决方案，即汽车开放系统架构autosar。如今，各大主机厂为了实现自主软件开发，纷纷采用autosar标准架构定义控制器软件，许多中国自主品牌也成为autosar联盟成员。在车身控制领域，由于自身控制器的功能复杂繁多，同时与较多的硬件零件强相关，在日益增加的智能化功能需求下，控制器软件的迭代升级需要面临速度的挑战。传统控制器软件间、软硬件间耦合十分严重，可移植性和复用性低，致使开发效率低下，迭代成本高，迭代周期长。因此，进行软件架构解耦设计是必然趋势。
4.现有的汽车中央门锁控制软件架构更强调功能实现和功能独立，软件架构不够清晰，功能模块间耦合度高，后期维护及迭代难度较大，因此，亟待提出一种更为有效的汽车中央门锁软件架构及构建方法，以满足autosar整体架构特点及整车中央门锁多种功能需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于提供一种基于autosar的汽车中央门锁软件架构及构建方法，以解决满足autosar整体架构特点及整车中央门锁多种功能需求的问题。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
7.一种汽车中央门锁控制软件架构的构建方法，包括以下步骤：
8.a、在最顶层建立应用软件层，根据中央门锁功能需求进行外部输入采集、功能控制逻辑、故障诊断算法和输出控制；
9.b、在应用软件层和基础软件层之间建立运行环境层，实现应用软件层各模块间或应用软件层与基础软件层之间的数据信息交互，同时管理所述应用软件层、所述基础软件层自身内部的数据和信息；
10.c、建立基础软件层供中央门锁应用软件层调用，使其为应用软件层提供中央门锁控制需求的存储服务、诊断服务、通信服务、硬件接口抽象服务，对所述微控制器及硬件层进行统一封装，使应用软件层的软件算法与硬件交互仅限于特定接口，实现软硬件隔离和解耦；
11.d、建立微控制器及外围电路组成的硬件层。
12.一种汽车中央门锁控制软件架构，包括应用软件层、运行环境层、基础软件层和硬件层；所述应用软件层位于最顶层，分为中央门锁逻辑判断模块和中央门锁执行模块；所述基础软件层包括呈自下而上的微控制器抽象层、ecu抽象层和服务层的三层结构以及一个独立的复杂驱动层；所述运行环境层位于应用软件层和基础软件层之间，用于中央门锁逻辑判断模块与中央门锁执行模块间的数据和信息交互、应用软件层与基础软件层之间的数据和信息，同时管理应用软件层、基础软件层自身内部的数据和信息；所述硬件层为微控制器及外围电路。
13.进一步地，所述中央门锁逻辑判断模块包括门锁逻辑判断模块、行李箱逻辑判断模块、油箱盖锁逻辑判断模块和解闭锁状态判断模块；
14.所述门锁逻辑判断模块接收多种门锁功能请求信号，处理判断各种状态信号，根据输入信号判断是否满足门锁相关功能的条件，若满足条件，则调用相应的门锁命令发送执行模块；
15.所述行李箱逻辑判断模块用于接收多种行李箱功能请求信号，处理判断各种状态信号，根据输入信号判断是否满足行李箱相关功能的条件，若满足条件，则调用相应的行李箱命令发送和行李箱解锁驱动执行模块；
16.所述油箱盖锁逻辑判断模块根据整车解闭锁功能的逻辑判断结果对油箱盖的解锁与闭锁进行控制；
17.所述解闭锁状态判断模块，当门锁命令发送后，根据门锁的状态判断门锁解/闭锁是否成功，发送门锁源信号、解闭锁成功信号、外部解闭锁成功信号、外部闭锁成功状态信号，当行李箱功能执行后，根据行李箱状态判断行李箱开启/关闭是否成功，发送行李箱源信号。
18.更进一步地，还包括中控锁指示灯模块，所述中控锁指示灯模块根据车辆设防状态和门锁状态进行逻辑判断，发出中控锁指示灯控制命令。
19.更进一步地，还包括功能计时模块，所述功能计时模块用于门锁命令发送、行李箱命令发送、锁车未下电提醒信号发送、锁车未关门提醒信号发送功能的时间控制。
20.更进一步地，还包括数据存储模块，所述数据存储模块每当门锁和行李箱功能执行后，将门锁源和行李箱源与发生时刻的时间进行存储，只存储十组数据，每次更新舍弃最早的一组数据。
21.更进一步地，还包括诊断服务模块，当通过诊断服务对此模块进行调用时，满足车速条件则调用行李箱解锁并反馈服务成功，不满足车速条件就反馈服务失败和特定的负响应码。
22.进一步地，所述中央门锁执行模块包括门锁执行模块、行李箱执行模块、锁车未下电提醒执行模块和锁车未关门提醒执行模块；
23.所述门锁执行模块，根据调用参数发送与之对应的门锁控制命令信号及门锁命令源信号；
24.所述行李箱执行模块，根据调用参数发送与之对应的行李箱控制命令信号及行李箱命令源信号，根据是否有行李箱控制器配置和调用参数进行行李箱解锁的驱动；
25.所述锁车未下电提醒执行模块，当门锁逻辑判断模块调用此模块后，发送锁车未
下电提醒信号；
26.所述锁车未关门提醒执行模块，当门锁逻辑判断模块调用此模块后，发送锁车未关门提醒信号。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.本发明将中央门锁的各部分功能模块、硬软件资源的占用及其交互关系与autosar分层架构标准体系结合，并提出autosar在汽车中央门锁控制软件架构应用的分层原则，将中央门锁控制的输入采集、功能控制、故障诊断和输出控制等功能按照标准架构分层级执行，从而提升上层应用软件的可移植性、底层硬件与软件的高度解耦性、整体架构的高稳定性。具有以下有益效果：
29.1、架构特点：传统的中央门锁控制软硬件耦合严重，与之相比，本发明实施例提出的软件架构可以实现软件与硬件、软件与软件、层与层之间的高度解耦；
30.2、架构开发：软件构架分层包括中央门锁控制功能的应用层、基础软件层、运行环境层，有助于各层和各模块的独立开发；
31.3、功能安全：本发明中的软件构架提升了中央门锁的故障诊断与容错等功能安全的扩展性，为未来功能安全开发要求的落地实施在软件架构层面奠定了灵活的机制；
32.4、整车控制：本发明提出的软件架构对于后续车型应用层软件的复用和功能迭代提供了可靠性、稳定性和便捷性，提高开发效率、提升开发质量、降低开发成本。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
34.图1是本发明的中央门锁软件架构示意图；
35.图2是本发明的中央门锁逻辑判断模块软件架构示意图；
36.图3是本发明的中央门锁执行模块软件架构示意图。
具体实施方式
37.下面结合实施例对本发明作进一步说明：
38.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.如图1所示，本发明软件架构基于autosar的标准架构，利用其应用软件层、运行环境层、基础软件层和硬件层。其中，应用软件层位于最顶层，为本发明核心技术，包括中央门锁逻辑判断模块和中央门锁执行模块。用于根据中央门锁开关操作完成中央门锁控制功能逻辑。运行环境层位于应用软件层和基础软件层之间，用于中央门锁逻辑判断模块与中央
门锁执行模块间的数据和信息交互、应用软件层与基础软件层之间的数据和信息，同时管理应用软件层、基础软件层自身内部的数据和信息。基础软件层供中央门锁应用软件层调用，用于为应用软件层提供中央门锁需求的任务调度、存储服务、通讯服务、诊断服务，对硬件层进行统一封装。硬件层为微控制器及外围电路。
41.具体地，各软件模块具体设计为：
42.1、中央门锁逻辑判断模块分为门锁逻辑判断、行李箱逻辑判断、油箱盖锁逻辑判断、中控锁指示灯、功能计时、解闭锁状态判断、数据存储和诊断服务。
43.(1)门锁逻辑判断模块：负责接收多种门锁功能请求信号，处理判断各种状态信号，根据输入信号判断是否满足门锁相关功能的条件，包括自动重锁、遥控解/闭锁、远程解/闭锁及反馈、语音解/闭锁及反馈、中控解/闭锁、机械解/闭锁、舒适解锁、随速落锁以及锁车未下电提醒和锁车未关门提醒的逻辑判断，若满足条件，则调用相应的门锁命令发送执行模块；
44.(2)行李箱逻辑判断模块：负责接收多种行李箱功能请求信号，处理判断各种状态信号，根据输入信号判断是否满足行李箱相关功能的条件，包括外部开启行李箱、外部关闭行李箱、室内开启行李箱、室内关闭行李箱、遥控开启行李箱、遥控关闭行李箱、语音开启行李箱及反馈、语音关闭行李箱及反馈、远程开启行李箱及反馈、远程关闭行李箱及反馈、行李箱停止，若满足条件，则调用相应的行李箱命令发送和行李箱解锁驱动执行模块。还包括行李箱外开开关故障诊断，当诊断出开关故障时，调用相应故障码置位模块。
45.(3)油箱盖锁逻辑判断模块：根据整车解闭锁功能的逻辑判断结果对油箱盖的解锁与闭锁进行控制；
46.(4)中控锁指示灯模块：实现中控锁指示灯控制功能，负责根据车辆设防状态和门锁状态进行逻辑判断，发出中控锁指示灯控制命令；
47.(5)功能计时模块：实现门锁命令发送、行李箱命令发送、锁车未下电提醒信号发送、锁车未关门提醒信号发送功能的时间控制，当相应功能被调用执行的时候，与之对应的计时功能开启，在满足一定条件或者一定时间后调用相应执行模块发送信号的无效值；
48.(6)解闭锁状态判断模块：当门锁命令发送后，根据门锁的状态判断门锁解/闭锁是否成功，发送门锁源信号、解闭锁成功信号、外部解闭锁成功信号、外部闭锁成功状态信号。当行李箱功能执行后，根据行李箱状态判断行李箱开启/关闭是否成功，发送行李箱源信号；
49.(7)数据存储模块：每当门锁和行李箱功能执行后，将门锁源和行李箱源与发生时刻的时间进行存储，只存储十组数据，每次更新舍弃最早的一组数据。
50.(8)诊断服务模块：当通过诊断服务对此模块进行调用时，满足车速条件则调用行李箱解锁并反馈服务成功，不满足车速条件就反馈服务失败和特定的的负响应码。
51.2、中央门锁执行模块包含门锁执行、行李箱执行、锁车未下电提醒执行、锁车未关门提醒执行。
52.(1)门锁执行模块：根据调用参数发送与之对应的门锁控制命令信号及门锁命令源信号；
53.(2)行李箱执行模块：根据调用参数发送与之对应的行李箱控制命令信号及行李箱命令源信号，根据是否有行李箱控制器配置和调用参数进行行李箱解锁的驱动；
54.(3)锁车未下电提醒执行模块：当门锁逻辑判断模块调用此模块后，发送锁车未下电提醒信号；
55.(4)锁车未关门提醒执行模块：当门锁逻辑判断模块调用此模块后，发送锁车未关门提醒信号。
56.如图1-图3所示，中央门锁逻辑判断模块接收门锁及行李箱控制请求以及所需状态信号，进行逻辑判断，调用参数发送至中央门锁执行模块，并发送远程反馈、语音反馈、油箱盖锁驱动、中控锁指示灯命令。
57.具体地，
58.1、门锁逻辑判断模块接收门锁控制及状态信号，处理判断各种状态信号，根据输入信号判断是否满足门锁相关功能的条件，进行门锁语音反馈、门锁远程反馈、自动重锁计时标志位开启；
59.2、解闭锁状态判断模块接收命令源和状态信号，根据门锁的状态判断门锁解/闭锁是否成功，将门锁源、外部闭锁成功状态信号发送至门锁逻辑判断模块，根据行李箱状态判断行李箱开启/关闭是否成功，发送门锁源信号、行李箱源信号、解闭锁成功信号、外部解闭锁成功信号、外部闭锁成功状态信号，并将门锁源、行李箱源信息存储至数据存储模块；
60.3、当相应功能被调用执行的时候，与之对应的计时功能开启，在满足一定条件或者一定时间后调用相应执行模块发送信号的无效值；
61.4、行李箱逻辑判断模块接收行李箱控制请求、状态信号，处理判断各种状态信号，根据输入信号判断是否满足行李箱相关功能的条件，进行行李箱语音反馈、行李箱远程反馈、行李箱计时标志位开启；
62.5、诊断服务模块接收行李箱诊断开启请求信号，调用行李箱解锁；
63.6、中控锁指示灯模块根据车辆设防状态和门锁状态进行逻辑判断，发出中控锁指示灯控制命令；
64.7、油箱盖锁逻辑判断模块：根据整车解闭锁功能的逻辑判断结果对油箱盖的解锁与闭锁进行控制。
65.中央门锁执行模块根据调用参数和行李箱控制器配置码，发送与之对应的门锁命令、行李箱命令、行李箱解锁驱动、命令源、锁车未下电提醒指令以及锁车未关车门提醒命令。
66.具体地，
67.1、门锁执行模块根据门锁执行参数发送与之对应的门锁控制命令信号及门锁命令源信号；
68.2、行李箱执行模块根据行李箱执行参数、电压、行李箱控制器配置码发送与之对应的门锁控制命令信号及门锁命令源信号；
69.3、当门锁逻辑判断模块调用锁车未下电提醒执行模块后，发送锁车未下电提醒信号；
70.4、当门锁逻辑判断模块调用锁车未关门提醒执行模块后，发送锁车未关门提醒信号。
71.实施例1
72.一种基于autosar的汽车中央门锁软件架构，包括应用软件层、运行环境层、基础
软件层和硬件层。其中，所述应用软件层位于最顶层，用于根据中央门锁功能需求进行外部输入采集、功能控制逻辑、故障诊断算法和输出控制；所述运行环境层位于所述应用软件层和所述基础软件层之间，用于应用软件层各模块间或应用软件层与基础软件层之间的数据信息交互，同时管理所述应用软件层、所述基础软件层自身内部的数据和信息；所述基础软件层用于为所述应用软件层提供中央门锁控制需求的存储服务、诊断服务、通信服务、硬件接口抽象服务，对所述微控制器及硬件层进行统一封装，使所述应用软件层的软件算法与硬件交互仅限于特定接口，实现软硬件隔离和解耦；所述硬件层为微控制器及外围电路。
73.本发明的实施基于autosar的汽车中央门锁控制软件架构，将中央门锁的各部分功能模块、硬软件资源的占用及其交互关系与autosar分层架构标准体系结合，并提出autosar在汽车中央门锁控制软件架构应用的分层原则，将中央门锁控制的输入采集、功能控制、故障诊断和输出控制等功能按照标准架构分层级执行，从而提升上层应用软件的可移植性、底层硬件与软件的高度解耦性、整体架构的高稳定性。
74.本发明具有以下技术特征：
75.所述应用软件层根据中央门锁功能需求划分为中央门锁逻辑判断模块和中央门锁执行模块。
76.所述中央门锁逻辑判断模块用于实现车门锁功能逻辑判断，行李箱锁功能逻辑判断，油箱盖锁功能逻辑及输出控制，中控锁指示灯逻辑及控制，行李箱开关的故障诊断，行李箱的诊断开启，锁车未下电提醒逻辑判断，锁车未关门逻辑判断，行李箱及门锁控制源判断，门锁解闭锁成功判断，行李箱及门锁控制源的存储；所述中央门锁执行模块主要用于实现门锁总线命令的发送，行李箱门总线命令的发送，行李箱解锁的驱动，锁车未下电与锁车未关门提醒的总线命令发送。
77.所述基础软件层包括呈自下而上的微控制器抽象层、ecu抽象层和服务层的三层结构以及一个独立的复杂驱动层。
78.所述微控制器抽象层主要用于直接访问微控制器和片内外设，并将硬件设备驱动统一封装，包括：行李箱锁以及油箱盖锁的i/o驱动，can、lin、spi的通信驱动，ram、rom、flash的存储器驱动，以及watchdog、定时器的mcu驱动。
79.所述服务层承担数据存储和故障诊断功能，利用非易失性存储器nvram实现中央门锁功能设置信息的存储、中央门锁系统配置信息的存储，利用诊断事件管理器dem、诊断通信管理器dcm、功能禁止管理器fim结合所述应用软件层的故障诊断算法完成中央门锁故障诊断功能。
80.所述复杂驱动层主要实现非autosar标准接口的设备驱动。
81.所述硬件层为微控制器及外围电路。所述外围电路包括门锁及行李箱开关采集电路、锁驱动电路、can通信驱动电路以及lin通信驱动电路。
82.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。