本發(fā)明涉及電動汽車動力系統(tǒng)CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用方法領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊方法和模塊，其利用動力系統(tǒng)雙路CAN通訊方式實現(xiàn)車輛行駛的可靠控制，從而使得車輛行駛過程中即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障仍可保證可靠的車輛行駛。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)車輛領(lǐng)域，動力系統(tǒng)主要由發(fā)動機控制器和變速箱控制器組成，各控制器均采用單路CAN通訊實現(xiàn)功能信號的傳遞。在電動汽車領(lǐng)域，一般采用新能源部件進行單路CAN通訊。例如，對于功能復(fù)雜的混合動力汽車，由于需要電機控制器、整車控制器、電池控制器、發(fā)動機控制、變速箱控制器等共同交互作用實現(xiàn)其預(yù)定功能，同時考慮到網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率的限制，通常采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)形式：其中新能源部件(電機控制器、整車控制器、電池控制器)被定義為一路CAN網(wǎng)絡(luò)通訊組件，傳統(tǒng)動力部件則組成另一路CAN網(wǎng)絡(luò)通訊組件，兩路CAN由網(wǎng)關(guān)隔斷，彼此獨立，兩條網(wǎng)絡(luò)的交互信息由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換。

由于電動汽車的電磁現(xiàn)象較為復(fù)雜，如果車輛行駛過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)故障，例如總線關(guān)閉、控制器的CAN收發(fā)器等發(fā)生故障，將導(dǎo)致車輛能力受限，甚至失去動力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上背景，本發(fā)明的目的在于提供一種主要針對電動汽車動力系統(tǒng)的雙路CAN通訊方法和模塊(架構(gòu))，其可降低目前電動汽車動力系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時的風(fēng)險，其中動力系統(tǒng)中的各控制器均適于接入雙路CAN，在網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)功能信號在雙路CAN之間的切換，從而保證車輛的可靠行駛。

為此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊方法，所述動力系統(tǒng)包括電機控制器、電池控制器、整車控制器和變速箱控制器，各控制器適于分別接入包括CAN 1和CAN2的雙路CAN，從而能夠?qū)崿F(xiàn)雙路CAN通訊，其中，在接入雙路CAN時的正常運行情況下，所述各控制器分別以預(yù)定的方式通過CAN 1或CAN2進行通訊，所述方法包括：

由各控制器自身進行CAN通訊故障檢測的故障檢測步驟；

當(dāng)檢測到CAN 1和CAN2均出現(xiàn)通訊故障時進入故障處理模式的故障處理步驟；以及

當(dāng)檢測到CAN 1和CAN2中的一個通訊正常而其中的另一個出現(xiàn)通訊故障時在CAN 1和CAN2中之間進行網(wǎng)絡(luò)切換的網(wǎng)絡(luò)切換步驟。

有利的是，所述網(wǎng)絡(luò)切換步驟包括將網(wǎng)絡(luò)通訊從CAN 1和CAN2中出現(xiàn)通訊故障的一個切換至CAN 1和CAN2中通訊正常的一個的過程。

有利的是，所述網(wǎng)絡(luò)切換步驟還包括在故障消除后將網(wǎng)絡(luò)通訊從CAN 1和CAN2中通訊正常的一個返回至CAN 1和CAN2中之前出現(xiàn)通訊故障的一個的過程。

有利的是，所述故障檢測步驟和所述網(wǎng)絡(luò)切換步驟在各個控制器的控制下自動地進行。

有利的是，在通常情況下，采用CAN1作為與包括變速箱控制器、整車控制器的傳統(tǒng)部件相關(guān)的交互網(wǎng)絡(luò)進行通訊，并采用CAN2作為與包括電機控制器、電池控制器的新能源部件相關(guān)的交互網(wǎng)絡(luò)進行通訊。

有利的是，所述電動汽車為純電動汽車或混合動力汽車，在混合動力汽車的情況下，所述動力系統(tǒng)還包括發(fā)動機控制器，所述發(fā)動機控制器同樣適于分別接入包括CAN 1和CAN2的雙路CAN。

有利的是，在所述網(wǎng)絡(luò)切換步驟中，各控制器分別接收自定義的網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀，并確定當(dāng)前發(fā)送該網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀的控制器為主控制器，其余各控制器作為從控制器，在網(wǎng)絡(luò)切換中從節(jié)點遵循主控制器的指令。

有利的是，各控制器均在內(nèi)設(shè)軟件中設(shè)置一幀網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀并能夠識別其余控制器發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀，其中每個網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀包含一個CAN網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)。

有利的是，所述CAN網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)包括：

切換等待狀態(tài)，其中主控制器檢測到網(wǎng)絡(luò)故障，但該網(wǎng)絡(luò)故障待確認(rèn)；

切換啟動狀態(tài)，其中在所述網(wǎng)絡(luò)故障被確認(rèn)后所述主控制器請求啟動網(wǎng)絡(luò)切換；

切換完成狀態(tài)，其中各控制器已實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換。

有利的是，所述切換等待狀態(tài)包括：

主控制器請求切換等待的狀態(tài)；以及

內(nèi)部切換準(zhǔn)備完成后各從控制器進入網(wǎng)絡(luò)切換等待的狀態(tài)。

有利的是，在所述主控制器請求啟動網(wǎng)絡(luò)切換后，CAN 1和CAN2中出現(xiàn)通訊故障的一個的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以功能觸發(fā)幀的方式發(fā)送至CAN 1和CAN2中通訊正常的一個。

有利的是，所述主控制器檢測到的網(wǎng)絡(luò)故障包括無法接收到動力系統(tǒng)的其他控制器的信號或主控制器處于總線關(guān)閉狀態(tài)。

有利的是，所述CAN網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)還包括：

請求返回原通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中在通訊故障消除后，主控制器請求進行網(wǎng)絡(luò)切換以返回原通訊網(wǎng)絡(luò)進行通訊；

切換停止?fàn)顟B(tài)，其中在網(wǎng)絡(luò)切換完成并返回原通訊網(wǎng)絡(luò)進行通訊后結(jié)束網(wǎng)絡(luò)切換，以及故障未確認(rèn)但已恢復(fù)時中止網(wǎng)絡(luò)切換。

有利的是，所述CAN網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)還包括處于請求返回原通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和切換停止?fàn)顟B(tài)之間的切換等待狀態(tài)、切換啟動狀態(tài)和切換完成狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊模塊，其中，該電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊模塊包括電機控制器、電池控制器、整車控制器和變速箱控制器，各個控制器適于分別接入包括CAN 1和CAN2的雙路CAN，從而能夠?qū)崿F(xiàn)雙路CAN通訊，其中各控制器的其中一路CAN通訊口通過CAN線束連接，以構(gòu)成CAN1，各控制器的另一路CAN通訊口通過CAN線束連接，以構(gòu)成CAN2，所述各控制器(其內(nèi)設(shè)程序)被設(shè)計為根據(jù)如前所述的電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊方法進行通訊。

有利的是，在通常情況下，CAN1作為與包括變速箱控制器、整車控制器的傳統(tǒng)部件相關(guān)的交互網(wǎng)絡(luò)進行通訊，并且CAN2作為與包括電機控制器、電池控制器的新能源部件相關(guān)的交互網(wǎng)絡(luò)進行通訊。

有利的是，所述電動汽車為純電動汽車或混合動力汽車，在混合動力汽車的情況下，所述電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊模塊還包括發(fā)動機控制器，所述發(fā)動機控制器同樣分別接入包括CAN 1和CAN2的雙路CAN。

下面結(jié)合上述內(nèi)容對本發(fā)明的設(shè)計和工作原理進行簡要說明。

電動汽車動力系統(tǒng)通常包括電機控制器、電池控制器、整車控制、變速箱控制器等。對于混合動力汽車，則增加發(fā)動機控制器。為實現(xiàn)本方法所采用的通訊架構(gòu)是：電動汽車動力系統(tǒng)的各控制器均能夠?qū)崿F(xiàn)雙路CAN通訊，其中可取各控制器的其中一路CAN通訊口通過CAN線束連接，從而構(gòu)成CAN1；可取各控制器的另一路CAN通訊口通過CAN線束連接，從而構(gòu)成CAN2。

電動汽車動力系統(tǒng)通常采用CAN1作為與傳統(tǒng)部件相關(guān)的交互網(wǎng)絡(luò)，所述傳統(tǒng)部件包括變速箱控制器、整車控制器、發(fā)動機控制器(混合動力汽車)等；并采用CAN2作為與新能源部件相關(guān)的交互網(wǎng)絡(luò)，所述新能源部件包括電機控制器、電池控制器、整車控制器等。由于CAN同一時刻只能傳遞單幀信號，且各控制器各自接收到自定義的網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀，在此情況下，可確定當(dāng)前發(fā)送該幀的控制器A為主控制器，其余相關(guān)控制器作為從控制器，在網(wǎng)絡(luò)切換中從節(jié)點遵循主控制器的指令。本發(fā)明提出的通訊方法的基本思路如下：

前提：各控制器均在自身內(nèi)設(shè)軟件內(nèi)設(shè)置一幀網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀并能夠識別其余控制器發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀，其中每一網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀包含一個CAN網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)，該CAN網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)例如可包括切換等待狀態(tài)、切換啟動狀態(tài)，切換完成狀態(tài)、請求返回原通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、切換停止?fàn)顟B(tài)，其中：

切換等待狀態(tài)：控制器A無法收到動力系統(tǒng)的其他控制器的任意信號或控制器A處于總線關(guān)閉狀態(tài)，但該故障處于確認(rèn)中；

切換啟動狀態(tài)：請求啟動動力系統(tǒng)切換網(wǎng)絡(luò)進行通訊；

切換完成狀態(tài)：各控制器已實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換；

請求返回原通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)：控制器A請求返回原網(wǎng)絡(luò)進行信號交互；

切換停止?fàn)顟B(tài)：控制器A請求停止發(fā)送所有觸發(fā)幀。

結(jié)合前面的描述，本發(fā)明例如可大致按照以下基本過程進行雙路CAN通訊：

當(dāng)動力系統(tǒng)中傳統(tǒng)部件(新能源部件)的控制器A在CAN1(CAN2)網(wǎng)絡(luò)上無法發(fā)送信息或者進入總線關(guān)閉狀態(tài)時，控制器A應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q等待狀態(tài)，當(dāng)CAN2(CAN1)正常時，開始周期性地發(fā)送網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀至CAN2(CAN1)，并且各控制器一直保持CAN1(CAN2)診斷監(jiān)控；

從控制器識別出控制器A的網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)為切換等待狀態(tài)，且內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)切換準(zhǔn)備完成后，各從控制器將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q等待狀態(tài)，發(fā)送各自的網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀；

當(dāng)控制器A檢測到各從控制器的網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)為切換等待狀態(tài)并且通訊故障確認(rèn)時，將CAN1(CAN2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以功能觸發(fā)幀發(fā)送至CAN2(CAN1)，并將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q啟動狀態(tài)；當(dāng)控制器A處于檢測各從控制器的網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)為切換等待狀態(tài)的過程中但通訊故障還未確認(rèn)時已消失，控制器A將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q停止?fàn)顟B(tài)，各控制器中止網(wǎng)絡(luò)切換，繼續(xù)監(jiān)控各控制器并一直保持CAN1(CAN2)診斷監(jiān)控；

當(dāng)接收到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)為切換啟動狀態(tài)時，各從控制器開始將各自發(fā)送的CAN1(CAN2)以功能觸發(fā)幀發(fā)送至CAN2(CAN1)，當(dāng)控制器A和從控制器實現(xiàn)采用切換數(shù)據(jù)進行功能運算后，則均將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q完成狀態(tài)，以實現(xiàn)車輛的可靠運行；

當(dāng)原通訊網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后，控制器A將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q等待狀態(tài)；

當(dāng)識別出控制器A的網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)為切換等待狀態(tài)并且內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)切換準(zhǔn)備完成后，將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q等待狀態(tài)；

當(dāng)控制器A識別出各從控制器的網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)為切換等待狀態(tài)時，將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)檎埱蠓祷卦ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；

當(dāng)控制器A和各從控制器采用原通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行功能運算后，均將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q完成狀態(tài)；

當(dāng)識別出各從控制器的狀態(tài)均為切換完成狀態(tài)，將切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q停止?fàn)顟B(tài)；

控制器A和各從控制器停止發(fā)送網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀和功能觸發(fā)幀，網(wǎng)絡(luò)切換過程(邏輯)結(jié)束。

由此可見，本方法提出了基于電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其從架構(gòu)層面保證了即使單路CAN失效車輛仍可可靠行駛。此外，本 方法還提出了電動汽車動力系統(tǒng)在雙路CAN之間的切換方法，其中在網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時可實現(xiàn)功能信號在雙路CAN之間的切換，從而降低網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致車輛失去動力的風(fēng)險。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖關(guān)于本發(fā)明的具體實施方式的詳細(xì)描述，將有助于更清楚、全面地理解本發(fā)明的進一步特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點。其中：

圖1示出了現(xiàn)有混合動力汽車的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的動力系統(tǒng)雙路CAN通訊方法的大致工作流程圖。

具體實施方式

下面借助于示范性實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。需指出的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，以下實施例僅僅為便于更清楚地理解和描述本說明以舉例方式給出的關(guān)于本發(fā)明的示范性實施例，其并不意味著對本發(fā)明進行任何限制。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明提供了一種電動汽車動力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，或者說一種電動汽車動力系統(tǒng)雙路CAN通訊模塊，其包括整車控制器、電機控制器、電池控制器、變速箱控制器和發(fā)動機控制器(混合動力汽車)，要求上述各動力系統(tǒng)部件均支持雙路CAN通訊，其中可取各控制器的其中一路CAN通訊口通過CAN線束連接，從而構(gòu)成CAN1；可取各控制器的另一路CAN通訊口通過CAN線束連接，從而構(gòu)成CAN2。在功能正常運行時，采用由傳統(tǒng)部件構(gòu)成CAN(可定義為CAN1)進行通訊，所述傳統(tǒng)部件包括變速箱、整車控制器、發(fā)動機控制器(混合動力汽車)；采用由新能源部件構(gòu)成CAN(可定義為CAN2)進行通訊，所述新能源部件包括電機控制器、電池控制器和整車控制器。

由于CAN同一時刻只能傳遞單幀信號，且各控制器接收到自定義的網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀，則確定當(dāng)前發(fā)送該幀的控制器A為主控制器，其余相關(guān)控制器 作為從控制器，且遵循主控制器的指令，主控制器A可為整車控制器、電機控制器、電池控制器、變速箱控制器、發(fā)動機控制器(混合動力汽車)中的任一控制器，其余控制器則定義為從控制器。

結(jié)合圖2和圖3，本發(fā)明的各控制器在供電通訊后可大致按照以下流程工作：

動力系統(tǒng)的各控制器實時監(jiān)控兩路CAN通訊異常：即控制器進入總線關(guān)閉狀態(tài)或者無法發(fā)送信息等。若無異常則保持正常通訊，不進入網(wǎng)絡(luò)切換步驟(邏輯)；

當(dāng)傳統(tǒng)車部件(新能源部件)的各控制器監(jiān)控到CAN1(CAN2)網(wǎng)絡(luò)異常時，若監(jiān)控到CAN2(CAN1)網(wǎng)絡(luò)存在錯誤幀，則等待故障確認(rèn)后進入故障處理模式；若監(jiān)控到CAN2(CAN1)網(wǎng)絡(luò)正常，在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)切換準(zhǔn)備完成后，各控制器將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變更為切換等待狀態(tài)，產(chǎn)生并發(fā)送各自網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀；

當(dāng)傳統(tǒng)車部件(新能源部件)的從控制器在CAN2(CAN1)網(wǎng)絡(luò)上識別出切換等待請求時，在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)切換準(zhǔn)備完成后，將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變更為切換等待狀態(tài)，發(fā)送各自觸發(fā)幀；

當(dāng)控制器A識別出從控制器的狀態(tài)均為切換等待狀態(tài)，且網(wǎng)絡(luò)故障已確認(rèn)，則將CAN1(CAN2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以功能觸發(fā)幀發(fā)送至CAN2(CAN1)，并將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q啟動狀態(tài)；當(dāng)控制器A處于檢測各從控制器的網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)為切換等待狀態(tài)的過程中但通訊故障還未確認(rèn)時已消失，控制器A將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q停止?fàn)顟B(tài)，各控制器中止網(wǎng)絡(luò)切換，繼續(xù)監(jiān)控各控制器并一直保持CAN1(CAN2)診斷監(jiān)控；

各從控制器收到切換啟動指令后，將CAN1(CAN2)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同時發(fā)送至CAN2(CAN1)，待采用切換數(shù)據(jù)進行運算后，控制器A和從控制器將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變?yōu)榍袚Q完成狀態(tài)，實現(xiàn)車輛可可靠運行；

當(dāng)控制器A監(jiān)測到故障恢復(fù)(消除)后，控制器A將切換網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變?yōu)榍袚Q等待狀態(tài)；

各從控制器收到切換等待指令并且內(nèi)部切換準(zhǔn)備完成后，將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q等待狀態(tài)；

當(dāng)控制器A識別出從控制器的狀態(tài)均為切換等待狀態(tài)時，則將網(wǎng)絡(luò)切換 狀態(tài)變?yōu)檎埱蠓祷卦ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；

控制器A和各從控制器采用原通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行功能運算后，均將網(wǎng)絡(luò)切換狀態(tài)變?yōu)榍袚Q完成狀態(tài)；

控制器A收到識別相關(guān)從控制器的狀態(tài)均為切換完成狀態(tài)，將狀態(tài)切換為切換停止?fàn)顟B(tài)；

控制器A和各從控制器停止發(fā)送網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)幀和功能觸發(fā)幀，則整個切換步驟(邏輯)結(jié)束。

在使用過程中，以上過程可周期性地進行，以實時地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)并在出現(xiàn)通訊故障時適時地進入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)切換步驟或故障處理模式等，從而最佳地保證可靠的車輛行駛。

以上結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)描述。很明顯，以上描述以及在附圖中示出的實施例均應(yīng)被理解為是示例性的，而非對本發(fā)明的限制。例如，雖然以上描述針對電動汽車動力系統(tǒng)進行可描述，但是很顯然，本發(fā)明也可適用于僅包括傳統(tǒng)部件的傳統(tǒng)車輛。此外，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，很容易理解，可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下對本發(fā)明中的各部件的構(gòu)成、方法步驟等進行各種變型或修改，這些變型或修改均不脫離本發(fā)明的范圍。