整车里程冗余功能控制方法研究

【摘 要】组合仪表作为车辆中重要的控制器，不仅要显示整车功能的状态信息，还承担着很多整车信息的存储。本文提出一种整车里程备份信息的控制方法，能有效解决因更换车辆仪表导致里程信息丢失、恶意篡改问题，从而保证在任何情况下行驶里程数据的可靠性，维护主机厂和二手消费者的利益。

【关键词】组合仪表；车辆行驶里程；信息备份；可靠性

中图分类号：U463.7 文献标识码：A 文章编号：1003-8639（ 2024 ）10-0033-03

Research on the Control Method of Vehicle Mileage Redundancy Function

WANG Wei

（Jiangling Motors Co.，Ltd.，Nanchang 330200，China）

【Abstract】As an important controller in vehicles，the combination instrument not only displays the status information of the vehicle's functions，but also bears the responsibility of storing a lot of vehicle information. This paper proposes a control method for vehicle mileage backup information，which can effectively solves the problem of mileage information loss and malicious tampering caused by replacing the vehicle instrument. Thus ensuring the reliability of mileage data and safeguarding the interests of both the host factory and second-hand consumers.

【Key words】combination instrument；vehicle mileage；information backup；reliability

作者简介

王伟（1989—），男，工程师，主要从事仪表软件设计与研发工作。

随着汽车在当今社会的普及，汽车行驶里程作为整车行驶过程中的重要数据信息，一方面可作为驾驶员对车辆维护保养的依据，另一方面可作为行驶里程车辆买卖或理赔时的重要参数[1]。整车的里程信息是整车必不可少的参数，当前车辆行驶总计里程值通过组合仪表（ICM，Ins trument Communications Manager）计算并进行保存，一旦车辆更换仪表后，车辆之前的行驶里程信息将丢失，无法保证备份里程的正确性[2]。为防止更换车辆仪表丢失行驶总里程信息，提出一种整车里程备份信息的控制方法对里程数据进行有效备份，研究汽车行驶里程冗余的控制方法对汽车发展具有重要意义[3-7]。

1 功能实现方案设计

仪表可作为里程信息的计算控制单元，同时对里程信息进行存储，另外，仪表根据存储的信息同步到总线上，而作为备份的控制模块发动机控制器，在接收到仪表发出的里程信息时进行同步。当仪表自存储的车辆行驶里程值和发动机控制器接收到的备份里程信息值不同，则仪表将里程值更新为较大的里程值，以此方式实现里程冗余功能，即使仪表更换后也能保证整车的里程冗余功能的可靠性。整车里程冗余功能逻辑原理如图1所示。

2 里程冗余功能实现的系统

2.1 仪表控制器系统要求

仪表控制器作为里程冗余功能的主控单元，负责里程信息的计算和存储，具体的系统要求如下。

1）接收总线的车辆轮速信息，并根据轮速信息对整车里程信息进行计算。

2）仪表模块进行里程更新和里程存储，在ON挡电时进行仪表里程信息显示，行驶过程中不断更新和存储。

3）在行驶里程较低范围内，里程信息可支持擦除，车辆刚下线的这段时间内，当车辆的整车行驶里程小于100km时，可以对整车里程进行二次清零操作。

4）在仪表模块被唤醒后，会将存储的信息进行总线同步。

2.2 发动机控制器系统要求

发动机控制器EMS作为里程冗余功能实现的重要控制器之一，主要负责里程信息的备份，当仪表出现车辆里程信息丢失或者低于发动机控制器自身备份信息时，则将总线的里程备份信息同步到总线上，并提供给仪表进行接收和存储更新。具体的系统要求如下。

1）发动机控制器负责将存储的里程信息发送至总线。

2）接收来自仪表发送到总线上的整车里程信息，并进行判断后更新发送至总线的备份里程信息。

3）当电源模式从IG ON切换至IG OFF后，将接收到的最新里程信息存储到发动机控制器非易失存储器内。

2.3 车身控制器系统要求

车身控制器作为整车重要控制节点，负责整个车身功能的控制，而整车模式功能部署在车身控制器上，同时将整车模式通过总线形式发送给仪表模块。

2.4 电子车身稳定控制器系统要求

电子车身稳定控制器作为整车底盘制动控制重要节点，负责整个底盘制动功能的控制，为实现这个冗余备份功能，ESP主要负责轮速信号的采集，并通过总线信号传输给仪表控制器模块。

3 整车冗余功能控制策略

3.1 仪表控制器里程更新流程

在模式管理场景下，当整车处于工厂模式时，仪表不需要考虑发动机控制器的备份里程值，即便里程更新条件满足也不进行里程更新。未开放模式管理场景下，仪表判断发动机控制器备份里程值EMS_BackupOdometerValue小于200km时，仪表需要忽略EMS发送的备份里程值，即便里程更新条件满足也不进行里程更新。仪表整车里程冗余功能具体流程如图2所示。

当整车点火开关的电源模式为IG ON时，仪表会进行3s的里程更新过程，若开机时间长，界面显示开机动画；若开机时间很短，则仪表上里程显示为仪表内部存储的里程值，即发送IC_OdometerMasterValue=0xFFFFFF给EMS，同时接收EMS发送的备份里程信息，即在上电3s内需要取第1组有效数据进行备份，判断有效值的条件是10帧连续相同的非0x0的备份里程数据则认定为有效值；在3s内未接收到10帧连续相同的非0x0的备份里程信息，则IC认为接收到的备份里程信息为0x0。

在经过里程更新过程之后，若仪表自存储的里程值IC_OdometerMasterValue值不等于从EMS接收到的备份里程信息值，则仪表将里程值更新为较大的里程值，如果仪表存储的里程值小于发动机控制器存储的里程值，则IC将里程值更新为EMS_BackupOdometerValue，反之则不更新，并保存在非易失存储器内，并将更新后的里程信息通过总线发送给EMS，并在仪表上进行显示。

整车点火开关的电源模式为IG ON时，IC将实时的里程信息按周期通过总线发送给EMS进行备份，并存储在非易失存储器中；在IG OFF时，IC将最新的里程值存储在非易失存储器OdometerMasterValue中，并在下次IG ON之前一直发送该里程值。

车辆在刚出厂时，仪表IC和发动机控制器的整车里程值会进行修改，其前提条件为：①整车里程小于100km；②用户对里程清零次数小于2。

当以上条件均满足情况下，用户经过特定操作进行里程清零时，仪表IC可忽略EMS发送过来的里程信息，仪表模块IC需要记录用户按OK键对里程清零的次数，当以上条件有一个不满足，IC将无法响应用户对里程进行清零的操作。此外，当发动机控制器EMS发送给仪表IC的备份里程信息值大于仪表的最大里程值时，仪表IC应忽略接收到的里程信息，不进行里程值的更新。

3.2 发动机控制器里程更新流程

在整车点火开关的电源模式从IG OFF切换到IG ON时，发动机控制器EMS判断存储在EMS控制器内部备份里程值EMS_BackupOdometerValue是否有效，如果存储的里程值有效，则EMS通过总线形式发送备份里程信息EMS_Backup Odometer Value给仪表模块IC，否则发动机控制器EMS发送默认值0x0给仪表模块IC。

当发动机控制器EMS连续接收到了仪表IC发送IC_OdometerMasterValue5帧或5帧以上，且要求信号值为0xFFFFFF时，其后又连续接收到来自仪表IC发送的里程信号10帧，且要求信号值为非0xFFFFFF值时，发动机控制器EMS开始同步仪表IC发送的里程值，并发送存储的最新值给仪表IC（即便仪表IC发送的IC_OdometerMaster Value值小于EMS内部存储的里程值）。

当发动机控制器EMS只连续5帧（5帧以上）接收到IC发送的IC_OdometerMasterValue为0xFFFFFF并未接收到非0xFFF14596d84f0459f05c8913a38a84dd4cd975f3c05f5cebc6845d85001fbddd6cbFFF值或仪表IC已经掉线时，发动机控制器继续保持发送备份里程值到总线上。

在整车点火开关的电源模式IG ON期间，发动机控制器EMS按周期接收仪表IC发送的里程信息值IC_Odometer MasterValue并把它保存在易失存储器中，在IG OFF时，EMS将接收到的最新里程信息值保存到非易失存储器中的EMS_BackupOdometerValue中。发动机控制器里程更新流程如图3所示。

4 应用验证

目前这个策略已经在江铃某项目上应用实施，图4是更换仪表前的新仪表存储的里程数据，将仪表更换到样车上，EMS发动机控制器备份的数据100km被发送到总线上。上电后，仪表将同步最新的备份信息并发送到总线上。图5为更新后的仪表效果。

5 结论

针对更换车辆仪表的操作不当造成总里程错乱或丢失所引起的里程不准的问题，提出一种整车里程冗余功能，设计定义整车里程备份控制策略，实现车辆的总里程信息进行双向备份存储，从而保证备份里程信息的正确性，也提升了车辆行驶总里程信息的备份效率。通过应用案例分析验证了里程冗余功能的可靠性。

参考文献：

[1] 李阳春. 新能源汽车行驶里程记录策略设计与实现[J]. 汽车制造业，2020（14）：19-20.

[2] 吴大磊，林怡青，彭美春，等. 利用小样本数据计算车辆年平均行驶里程的研究[J]. 交通运输系统工程与信息，2009，9（2）：155-160.

[3] 毕军，张家玮，张栋，等. 电动汽车行驶里程与电池SOC相关性分析与建模[J]. 交通运输系统工程与信息，2015，15（1）：49-54.

[4] 姜克英，刘春香. 电动汽车行驶里程问题解决方法探讨[J]. 黑龙江科技信息，2009（17）：27.

[5] 陈勇城. 车辆仪表总里程的存储方法和装置：中国，CN202010682661.2[P]. 2020-10-30.

[6] 李晶，张强，何志宇，等. 一种汽车行驶总里程备份系统及方法：中国，CN202210136050.7[P]. 2022-05-27.

[7] 张晨匣. 车辆里程备份的方法及终端设备：中国，CN202110189034.X[P]. 2022-06-03.

（编辑 杨凯麟）