一种基于5G云控平台的远程上下电控制方法及系统与流程

一种基于5g云控平台的远程上下电控制方法及系统
技术领域
1.本发明涉及自动驾驶技术领域，主要是一种基于5g云控平台的远程上下电控制方法及系统。


背景技术：

2.纯电动商用车的点火启动方案，通常会沿用传统燃油汽车的钥匙类型，从普通型到电子钥匙、智能钥匙。不同造型、不同功能的汽车钥匙为人们提供了不同的汽车体验。
3.现有的纯电动商用车启动方案主要为驾驶员手动操作机械钥匙点火，当机械钥匙由lock档转换为acc档时车辆附件电路接通，收音机等部分媒体设备可用，当机械钥匙由acc档转换为on档时全车电路接通，整车会为启动高压系统和驱动系统做必要的准备工作和自检工作，车辆正常行驶时钥匙会保持在这个位置。机械钥匙由on档转至start档，vcu在条件允许的情况下可将车辆启动，车辆进入可以行驶的ready状态。
4.目前也有智能钥匙提供一键启动功能，可将多次操作简化为单次操作，但对于整车控制而言上下电控制流程未发生变化。
5.现有技术方案中的不足之处在于，车辆上下电控制仍需要司机与车辆存在实体交互，无论是机械钥匙、智能钥匙等形式，均需要司机到达车辆附近才可以启动或停止车辆。
6.随着汽车行业智能化、网联化的发展，自动驾驶车辆、无人化公交场站、无人化物流场站等新场景对于商用车的上下电控制功能提出了新的需求，需要在无人的环境下实现车辆的启动与停止功能，亟需新型的技术方案提供支持。


技术实现要素：

7.本发明主要解决的技术问题是无人场景内商用车的无接触式上下电问题，提供一种基于5g云控平台的远程上下电控制方法及系统，可适用车型为纯电动商用车车辆，包括客车、货车、专用车等细分类别，可适用场景包括无人公交场站、无人物流场站、无人码头、无人矿山等无人化智能运营场景。
8.本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种基于5g云控平台的远程上下电控制系统，包括云控平台、低压系统启动电路、高压系统启动电路、组合仪表电路、can总线通讯线路、5g远程通信终端、网关、整车控制器vcu、无钥匙进入及启动系统、组合仪表；
9.云控平台包括控制平台模块、服务器模块、5g通讯模块，其中服务器模块和5g通讯模块以硬件形式存在，上述两模块之间以数据传输线连接，控制平台模块以软件形式搭载于服务器模块中；
10.5g远程通信终端安装于车端，包括5g通讯模块和can通讯模块，云控平台与5g远程通信终端通过双方的5g通讯模块和5g网络环境实现通讯连接，5g远程通信终端与网关通过can总线实现通讯连接；
11.无钥匙进入及启动系统包括启动控制器、智能钥匙、启动/停止按键，其中智能钥匙内置低频发射器，启动控制器内置低频接收器，低频发射器与低频接收器通讯连接，启动
控制器与启动/停止按键、网关、vcu、组合仪表通过低压系统启动电路、组合仪表电路电性连接，通过can总线通讯线路实现通讯连接；
12.在所述车端配置的5g远程通信终端和无钥匙进入及启动系统由车载配电系统供应常电，即始终保持唤醒状态，确保在车辆休眠状态时也能接收云控平台的上电指令；
13.在所述车端配置的无钥匙进入及启动系统在接收到云控平台的上/下电指令后，执行信息校验逻辑流程，校验通过后根据车辆运行状态判断是否进一步执行上/下电指令。
14.更进一步的，云控平台包括控制平台模块、服务器模块、5g通讯模块，其中服务器和5g通讯模块以硬件形式存在，上述两模块之间以数据传输线连接，控制平台模块以软件形式搭载于服务器模块中。5g远程通信终端安装于车端，包括5g通讯模块和can通讯模块，云控平台与5g远程通信终端通过双方的5g通讯模块和5g网络环境实现通讯连接，5g远程通信终端与网关通过can总线实现通讯连接。
15.更进一步的，无钥匙进入及启动系统包括启动控制器、智能钥匙、启动/停止按键，其中智能钥匙内置低频发射器，启动控制器内置低频接收器，低频发射器与低频接收器通讯连接，启动控制器与启动/停止按键、网关、vcu、组合仪表通过低压系统启动电路、组合仪表电路电性连接，通过can总线通讯线路实现通讯连接。
16.更进一步的，在所述纯电动商用车辆中，通常会配置电源手闸开关，在车辆长期停放时关闭以避免蓄电池等车载电气设备的寿命损耗，在车辆正常运营使用时保持打开状态，通过车载配电系统为部分电气设备供应常电。
17.本发明同时提供了一种基于5g云控平台的远程上下电控制方法，根据运营场景需求，当车辆需要远程控制上/下电时，云控平台根据预设自动控制逻辑或人工操作控制平台模块，服务器模块将控制操作转换为控制指令信息包，并通过5g通讯模块和5g网络环境发送至车端，由5g远程通信终端接收并转换为can总线通讯报文发送至can总线通讯电路，网关、启动控制器在转发、接收并解析报文后，按预设逻辑通过低压系统启动电路做出相应动作，由vcu根据预设逻辑控制高压系统启动电路实现车辆启动或休眠，与此同时组合仪表会显示相应内容。当车辆不需要远程控制上/下电时，可由司机将智能钥匙放置于启动控制器低频信号范围内，即可通过手动操作启动/停止按键向启动控制器发送控制请求状态，实现车辆启动或休眠。车辆上电的控制来源并不关联下电的控制，如远程控制车辆启动后可由司机手动操作车辆休眠。
18.本发明的有益效果为：
19.本发明所述的远程上下电控制方法可以在无人化场景中，通过5g通信与云控平台的自动或人工控制，实现无距离限制的车辆批量化上下电控制，具有操作便利、无限制远程遥控、避免启动误操作等特点。
20.本方法应用实施后，为无人化场景的产品化落地提供了技术基础，具备支持拓展智能化全自动场站管理和大批量车辆的集中控制等优势。
附图说明
21.图1：基于5g云控平台的远程上下电控制方法的逻辑流程图。
22.图2：基于5g云控平台的远程上下电控制系统的电气设备连接图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
24.随着汽车行业智能化、网联化的发展，自动驾驶车辆由试点示范转向批量化应用，ai技术为传统行业的智能化改造提供了技术支持，由此诞生了无人化公交场站、无人化物流场站等新场景，在这些无人化场景中车辆的调度、洗车、泊车、充电、换电等流程均由云控平台统一控制，以期实现场景内全要素的无人化、自动化、智能化。
25.车辆需在夜间回场后，通过自动驾驶实现自主寻找车位及泊车充电的流程，并在之后实现自动断电休眠；相对应地，在清晨启动自动上电和车辆自检等流程，并通过云控调度与自动驾驶实现自动排班出场。由于场站内调度员、司机等人员的缺失，车辆断电休眠和自动启动上电的过程需要通过新技术实现。
26.在上述过程中，主要涉及的技术问题包括上下电指令的无线传输、上下电流程的可靠性与冗余保障、无线通讯与整车通讯的转换、整车自动上下电流程与控制逻辑设计等。
27.本发明实施例提供了一种基于5g云控平台的远程上下电控制方法及系统，具体控制逻辑如图1所示，该方法具体实施过程如下：
28.本控制方法及系统包括云控平台、低压系统启动电路、高压系统启动电路、组合仪表电路、can总线通讯线路、5g远程通信终端、网关、整车控制器、无钥匙进入及启动系统、组合仪表，如图2所示。
29.云控平台包括控制平台模块、服务器模块、5g通讯模块，其中服务器和5g通讯模块以硬件形式存在，上述两模块之间以数据传输线连接，控制平台模块以软件形式搭载于服务器模块中。在本实施例中，服务器模块以ubuntu虚拟机形式搭建，包括但不限于车端指令派发、云控后端系统、数据存储集群等功能；控制平台模块包括云控前端系统等功能；5g通讯模块通过核心交换机、防火墙等与5g核心网交互，并以5g专网形式通过5g cpe与各类设备实现数据互通。
30.5g远程通信终端安装于车端，包括5g通讯模块和can通讯模块，云控平台与5g远程通信终端通过双方的5g通讯模块和5g网络环境实现通讯连接。在本实施例中，该5g通讯模块以5g cpe的形式配置，同时配置防火墙；5g网络环境以5g专网形式配置。5g远程通信终端与网关通过can总线实现通讯连接。
31.无钥匙进入及启动系统包括启动控制器、智能钥匙、启动/停止按键，其中智能钥匙内置低频发射器，启动控制器内置低频接收器，低频发射器与低频接收器通讯连接，启动控制器与启动/停止按键、网关、vcu、组合仪表通过低压系统启动电路、组合仪表电路电性连接，通过can总线通讯线路实现通讯连接。
32.在所述纯电动商用车辆中，通常会配置电源手闸开关，在车辆长期停放时关闭以避免蓄电池等车载电气设备的寿命损耗，在车辆正常运营使用时保持打开状态，通过车载配电系统为部分电气设备供应常电。
33.在所述车端配置的5g远程通信终端和无钥匙进入及启动系统由车载配电系统供
应常电，即始终保持唤醒状态，确保在车辆休眠状态时也可接收云控平台的上电指令，而其他车载设备根据需求配置不同形式的电源，避免出现蓄电池馈电等情况；
34.在所述车端配置的无钥匙进入及启动系统在接收到云控平台的上/下电指令后，执行信息校验逻辑流程，校验通过后根据车辆运行状态判断是否进一步执行上/下电指令。在本实施例中，5g远程通信终端接收到云控平台的指令时，会生成一组初始校验值并发送至无钥匙进入及启动系统，同时通过预设的crc校验算法计算得到一组crc校验值，无钥匙进入及启动系统将返回一个校验秘钥，此时可将两者对比判断是否一致，若一致则校验通过，进一步执行后续指令，若不一致则校验不通过，将通过5g远程通信终端把校验结果反馈至云控平台。
35.在本实施例的运营场景中，需要通过云控平台实现无人交通场站中的车辆自主唤醒与休眠，在车辆夜间运营结束返回场站并泊入车位后，由云控系统自动或手动控制车辆远程休眠，在车辆早间运营开始前，由云控系统自动或手动控制车辆远程唤醒和自检。当车辆需要远程控制上/下电时，云控平台根据预设自动控制逻辑或人工操作控制平台模块，服务器模块将控制操作转换为控制指令信息包，并通过5g通讯模块和5g网络环境发送至车端，由5g cpe和5g远程通信终端接收并转换为can总线通讯报文发送至can总线通讯电路，校验通过后，通过网关转发至启动控制器解析报文。
36.启动控制器在持续接收到“上电请求”报文2s后，执行如下判断逻辑：
37.·
若车辆处在off档，则按上电逻辑依次上电至ready状态；
38.·
若车辆处在acc/on档，则判断车速小于1km/h后，按上电逻辑依次上电；
39.·
若车辆处在ready状态，则不响应本次上电请求；
40.·
上电流程执行过程中，一键启动开关和远程下电请求均不响应，直到流程结束；
41.启动控制器在持续接收到“下电请求”报文2s后，执行如下判断逻辑：
42.·
检测车速是否小于1km/h，若车速不满足则不响应；
43.·
满足上述条件后，按下电逻辑依次下电；
44.·
若车辆处在off档状态，则不响应本次上电请求；
45.·
下电流程执行过程中，一键启动开关和远程上电请求均不响应，直到流程结束；
46.若外部信号状态满足启动控制器的上电判断逻辑条件，则依次输出“电源总开关电源”、acc档电源、on档电源并保持输出状态，通过整车低压系统启动电路为各低压设备供电，一定时间的自检延时后输出start档电源，通过vcu根据高压系统启动逻辑控制闭合预充、主负等高压供电线路，实现车辆启动并在组合仪表、氛围灯、指示灯等显示相应的状态内容，完成车辆远程自动唤醒和启动操作。
47.若外部信号状态满足启动控制器的下电判断逻辑条件，则依次断开on档电源、acc档电源、“电源总开关电源”并保持输出断开状态，通过vcu根据高压系统休眠逻辑控制降低整车负载后断开主负、预充等高压供电线路，完成车辆远程自动休眠操作。
48.当车辆不需要远程控制上/下电时，可由司机将智能钥匙放置于启动控制器低频信号范围内，即可通过手动操作启动/停止按键向启动控制器发送控制请求状态，实现车辆启动或休眠。
49.车辆上电的控制来源并不关联下电的控制来源，如远程控制车辆启动后可由司机手动操作车辆休眠。
50.缩略语和关键术语定义
51.vcu(vehicle control unit)：整车控制器
52.ipk(instrument pack)：组合仪表
53.tbox(telematics box)：远程通信终端
54.gw(gate way)：网关
55.lock/acc/on/start档：锁止档、附件通电档、接通档、启动档
56.peps(passive entry passive start)：无钥匙进入及启动系统
57.ccp(cloud control platform：云控平台
58.5g：第五代移动通信技术
59.可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种基于5g云控平台的远程上下电控制系统，其特征在于：包括云控平台、低压系统启动电路、高压系统启动电路、组合仪表电路、can总线通讯线路、5g远程通信终端、网关、整车控制器vcu、无钥匙进入及启动系统、组合仪表；云控平台包括控制平台模块、服务器模块、5g通讯模块，其中服务器模块和5g通讯模块以硬件形式存在，上述两模块之间以数据传输线连接，控制平台模块以软件形式搭载于服务器模块中；5g远程通信终端安装于车端，包括5g通讯模块和can通讯模块，云控平台与5g远程通信终端通过双方的5g通讯模块和5g网络环境实现通讯连接，5g远程通信终端与网关通过can总线实现通讯连接；无钥匙进入及启动系统包括启动控制器、智能钥匙、启动/停止按键，其中智能钥匙内置低频发射器，启动控制器内置低频接收器，低频发射器与低频接收器通讯连接，启动控制器与启动/停止按键、网关、vcu、组合仪表通过低压系统启动电路、组合仪表电路电性连接，通过can总线通讯线路实现通讯连接；在所述车端配置的5g远程通信终端和无钥匙进入及启动系统由车载配电系统供应常电，即始终保持唤醒状态，确保在车辆休眠状态时也能接收云控平台的上电指令；在所述车端配置的无钥匙进入及启动系统在接收到云控平台的上/下电指令后，执行信息校验逻辑流程，校验通过后根据车辆运行状态判断是否进一步执行上/下电指令。2.根据权利要求1所述的基于5g云控平台的远程上下电控制系统，其特征在于：在纯电动商用车辆中，配置电源手闸开关，在车辆长期停放时关闭，在车辆正常运营使用时保持打开状态，通过车载配电系统为部分电气设备供应常电。3.根据权利要求2所述的基于5g云控平台的远程上下电控制系统，其特征在于：所述5g远程通信终端接收到云控平台的指令时，会生成一组初始校验值并发送至无钥匙进入及启动系统，同时通过预设的crc校验算法计算得到一组crc校验值，无钥匙进入及启动系统将返回一个校验秘钥，此时将两者对比判断是否一致，若一致则校验通过，进一步执行后续指令，若不一致则校验不通过，将通过5g远程通信终端把校验结果反馈至云控平台。4.一种采用如权利要求1-3任一项所述基于5g云控平台的远程上下电控制系统的控制方法，其特征在于：当车辆需要远程控制上/下电时，云控平台根据预设自动控制逻辑或人工操作控制平台模块，服务器模块将控制操作转换为控制指令信息包，并通过5g通讯模块和5g网络环境发送至车端，由5g远程通信终端接收并转换为can总线通讯报文发送至can总线通讯电路，网关、启动控制器在转发、接收并解析报文后，按预设逻辑通过低压系统启动电路做出相应动作，由vcu根据预设逻辑控制高压系统启动电路实现车辆启动或休眠，与此同时组合仪表会显示相应内容。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述启动控制器在持续接收到“上电请求”报文2s后，执行如下判断逻辑：
·
若车辆处在off档，则按上电逻辑依次上电至ready状态；
·
若车辆处在acc/on档，则判断车速小于1km/h后，按上电逻辑依次上电；
·
若车辆处在ready状态，则不响应本次上电请求；
·
上电流程执行过程中，一键启动开关和远程下电请求均不响应，直到流程结束；启动控制器在持续接收到“下电请求”报文2s后，执行如下判断逻辑：
·
检测车速是否小于1km/h，若车速不满足则不响应；
·
满足上述条件后，按下电逻辑依次下电；
·
若车辆处在off档状态，则不响应本次上电请求；
·
下电流程执行过程中，一键启动开关和远程上电请求均不响应，直到流程结束；若外部信号状态满足启动控制器的上电判断逻辑条件，则依次输出“电源总开关电源”、acc档电源、on档电源并保持输出状态，通过整车低压系统启动电路为各低压设备供电，一定时间的自检延时后输出start档电源，通过vcu根据高压系统启动逻辑控制闭合预充、主负的高压供电线路，实现车辆启动并在组合仪表、氛围灯、指示灯显示相应的状态内容，完成车辆远程自动唤醒和启动操作。若外部信号状态满足启动控制器的下电判断逻辑条件，则依次断开on档电源、acc档电源、“电源总开关电源”并保持输出断开状态，通过vcu根据高压系统休眠逻辑控制降低整车负载后断开主负、预充的高压供电线路，完成车辆远程自动休眠操作。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：当车辆不需要远程控制上/下电时，由司机将智能钥匙放置于启动控制器低频信号范围内，即通过手动操作启动/停止按键向启动控制器发送控制请求状态，实现车辆启动或休眠。

技术总结
本发明提供了一种基于5G云控平台的远程上下电控制方法及系统，包括云控平台、低压系统启动电路、高压系统启动电路、组合仪表电路、CAN总线通讯线路、5G远程通信终端、网关、整车控制器VCU、无钥匙进入及启动系统、组合仪表；在5G远程通信终端和无钥匙进入及启动系统由车载配电系统供电，确保在车辆休眠状态时也能接收云控平台的上电指令；在接收到云控平台的上/下电指令后，执行信息校验逻辑流程，校验通过后根据车辆运行状态判断是否进一步执行上/下电指令。本发明的有益效果为：本发明可以在无人化场景中，通过5G通信与云控平台的自动或人工控制，实现无距离限制的车辆批量化上下电控制，具有操作便利、无限制远程遥控、避免启动误操作等特点。误操作等特点。误操作等特点。


技术研发人员：梁烁 梅云龙 卢可 杨明
受保护的技术使用者：万向集团公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/7/19