整車里程冗余功能控制方法研究

【摘 要】組合儀表作為車輛中重要的控制器，不僅要顯示整車功能的狀態信息，還承擔著很多整車信息的存儲。本文提出一種整車里程備份信息的控制方法，能有效解決因更換車輛儀表導致里程信息丟失、惡意篡改問題，從而保證在任何情況下行駛里程數據的可靠性，維護主機廠和二手消費者的利益。

【關鍵詞】組合儀表；車輛行駛里程；信息備份；可靠性

中圖分類號：U463.7 文獻標識碼：A 文章編號：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

作者簡介

王偉（1989—），男，工程師，主要從事儀表軟件設計與研發工作。

隨著汽車在當今社會的普及，汽車行駛里程作為整車行駛過程中的重要數據信息，一方面可作為駕駛員對車輛維護保養的依據，另一方面可作為行駛里程車輛買賣或理賠時的重要參數[1]。整車的里程信息是整車必不可少的參數，當前車輛行駛總計里程值通過組合儀表（ICM，Ins trument Communications Manager）計算并進行保存，一旦車輛更換儀表后，車輛之前的行駛里程信息將丟失，無法保證備份里程的正確性[2]。為防止更換車輛儀表丟失行駛總里程信息，提出一種整車里程備份信息的控制方法對里程數據進行有效備份，研究汽車行駛里程冗余的控制方法對汽車發展具有重要意義[3-7]。

1 功能實現方案設計

儀表可作為里程信息的計算控制單元，同時對里程信息進行存儲，另外，儀表根據存儲的信息同步到總線上，而作為備份的控制模塊發動機控制器，在接收到儀表發出的里程信息時進行同步。當儀表自存儲的車輛行駛里程值和發動機控制器接收到的備份里程信息值不同，則儀表將里程值更新為較大的里程值，以此方式實現里程冗余功能，即使儀表更換后也能保證整車的里程冗余功能的可靠性。整車里程冗余功能邏輯原理如圖1所示。

2 里程冗余功能實現的系統

2.1 儀表控制器系統要求

儀表控制器作為里程冗余功能的主控單元，負責里程信息的計算和存儲，具體的系統要求如下。

1）接收總線的車輛輪速信息，并根據輪速信息對整車里程信息進行計算。

2）儀表模塊進行里程更新和里程存儲，在ON擋電時進行儀表里程信息顯示，行駛過程中不斷更新和存儲。

3）在行駛里程較低范圍內，里程信息可支持擦除，車輛剛下線的這段時間內，當車輛的整車行駛里程小于100km時，可以對整車里程進行二次清零操作。

4）在儀表模塊被喚醒后，會將存儲的信息進行總線同步。

2.2 發動機控制器系統要求

發動機控制器EMS作為里程冗余功能實現的重要控制器之一，主要負責里程信息的備份，當儀表出現車輛里程信息丟失或者低于發動機控制器自身備份信息時，則將總線的里程備份信息同步到總線上，并提供給儀表進行接收和存儲更新。具體的系統要求如下。

1）發動機控制器負責將存儲的里程信息發送至總線。

2）接收來自儀表發送到總線上的整車里程信息，并進行判斷后更新發送至總線的備份里程信息。

3）當電源模式從IG ON切換至IG OFF后，將接收到的最新里程信息存儲到發動機控制器非易失存儲器內。

2.3 車身控制器系統要求

車身控制器作為整車重要控制節點，負責整個車身功能的控制，而整車模式功能部署在車身控制器上，同時將整車模式通過總線形式發送給儀表模塊。

2.4 電子車身穩定控制器系統要求

電子車身穩定控制器作為整車底盤制動控制重要節點，負責整個底盤制動功能的控制，為實現這個冗余備份功能，ESP主要負責輪速信號的采集，并通過總線信號傳輸給儀表控制器模塊。

3 整車冗余功能控制策略

3.1 儀表控制器里程更新流程

在模式管理場景下，當整車處于工廠模式時，儀表不需要考慮發動機控制器的備份里程值，即便里程更新條件滿足也不進行里程更新。未開放模式管理場景下，儀表判斷發動機控制器備份里程值EMS_BackupOdometerValue小于200km時，儀表需要忽略EMS發送的備份里程值，即便里程更新條件滿足也不進行里程更新。儀表整車里程冗余功能具體流程如圖2所示。

當整車點火開關的電源模式為IG ON時，儀表會進行3s的里程更新過程，若開機時間長，界面顯示開機動畫；若開機時間很短，則儀表上里程顯示為儀表內部存儲的里程值，即發送IC_OdometerMasterValue=0xFFFFFF給EMS，同時接收EMS發送的備份里程信息，即在上電3s內需要取第1組有效數據進行備份，判斷有效值的條件是10幀連續相同的非0x0的備份里程數據則認定為有效值；在3s內未接收到10幀連續相同的非0x0的備份里程信息，則IC認為接收到的備份里程信息為0x0。

在經過里程更新過程之后，若儀表自存儲的里程值IC_OdometerMasterValue值不等于從EMS接收到的備份里程信息值，則儀表將里程值更新為較大的里程值，如果儀表存儲的里程值小于發動機控制器存儲的里程值，則IC將里程值更新為EMS_BackupOdometerValue，反之則不更新，并保存在非易失存儲器內，并將更新后的里程信息通過總線發送給EMS，并在儀表上進行顯示。

整車點火開關的電源模式為IG ON時，IC將實時的里程信息按周期通過總線發送給EMS進行備份，并存儲在非易失存儲器中；在IG OFF時，IC將最新的里程值存儲在非易失存儲器OdometerMasterValue中，并在下次IG ON之前一直發送該里程值。

車輛在剛出廠時，儀表IC和發動機控制器的整車里程值會進行修改，其前提條件為：①整車里程小于100km；②用戶對里程清零次數小于2。

當以上條件均滿足情況下，用戶經過特定操作進行里程清零時，儀表IC可忽略EMS發送過來的里程信息，儀表模塊IC需要記錄用戶按OK鍵對里程清零的次數，當以上條件有一個不滿足，IC將無法響應用戶對里程進行清零的操作。此外，當發動機控制器EMS發送給儀表IC的備份里程信息值大于儀表的最大里程值時，儀表IC應忽略接收到的里程信息，不進行里程值的更新。

3.2 發動機控制器里程更新流程

在整車點火開關的電源模式從IG OFF切換到IG ON時，發動機控制器EMS判斷存儲在EMS控制器內部備份里程值EMS_BackupOdometerValue是否有效，如果存儲的里程值有效，則EMS通過總線形式發送備份里程信息EMS_Backup Odometer Value給儀表模塊IC，否則發動機控制器EMS發送默認值0x0給儀表模塊IC。

當發動機控制器EMS連續接收到了儀表IC發送IC_OdometerMasterValue5幀或5幀以上，且要求信號值為0xFFFFFF時，其后又連續接收到來自儀表IC發送的里程信號10幀，且要求信號值為非0xFFFFFF值時，發動機控制器EMS開始同步儀表IC發送的里程值，并發送存儲的最新值給儀表IC（即便儀表IC發送的IC_OdometerMaster Value值小于EMS內部存儲的里程值）。

當發動機控制器EMS只連續5幀（5幀以上）接收到IC發送的IC_OdometerMasterValue為0xFFFFFF并未接收到非0xFFF14596d84f0459f05c8913a38a84dd4cd975f3c05f5cebc6845d85001fbddd6cbFFF值或儀表IC已經掉線時，發動機控制器繼續保持發送備份里程值到總線上。

在整車點火開關的電源模式IG ON期間，發動機控制器EMS按周期接收儀表IC發送的里程信息值IC_Odometer MasterValue并把它保存在易失存儲器中，在IG OFF時，EMS將接收到的最新里程信息值保存到非易失存儲器中的EMS_BackupOdometerValue中。發動機控制器里程更新流程如圖3所示。

4 應用驗證

目前這個策略已經在江鈴某項目上應用實施，圖4是更換儀表前的新儀表存儲的里程數據，將儀表更換到樣車上，EMS發動機控制器備份的數據100km被發送到總線上。上電后，儀表將同步最新的備份信息并發送到總線上。圖5為更新后的儀表效果。

5 結論

針對更換車輛儀表的操作不當造成總里程錯亂或丟失所引起的里程不準的問題，提出一種整車里程冗余功能，設計定義整車里程備份控制策略，實現車輛的總里程信息進行雙向備份存儲，從而保證備份里程信息的正確性，也提升了車輛行駛總里程信息的備份效率。通過應用案例分析驗證了里程冗余功能的可靠性。

參考文獻：

[1] 李陽春. 新能源汽車行駛里程記錄策略設計與實現[J]. 汽車制造業，2020（14）：19-20.

[2] 吳大磊，林怡青，彭美春，等. 利用小樣本數據計算車輛年平均行駛里程的研究[J]. 交通運輸系統工程與信息，2009，9（2）：155-160.

[3] 畢軍，張家瑋，張棟，等. 電動汽車行駛里程與電池SOC相關性分析與建模[J]. 交通運輸系統工程與信息，2015，15（1）：49-54.

[4] 姜克英，劉春香. 電動汽車行駛里程問題解決方法探討[J]. 黑龍江科技信息，2009（17）：27.

[5] 陳勇城. 車輛儀表總里程的存儲方法和裝置：中國，CN202010682661.2[P]. 2020-10-30.

[6] 李晶，張強，何志宇，等. 一種汽車行駛總里程備份系統及方法：中國，CN202210136050.7[P]. 2022-05-27.

[7] 張晨匣. 車輛里程備份的方法及終端設備：中國，CN202110189034.X[P]. 2022-06-03.

（編輯 楊凱麟）