專利名稱：：基于三路can總線的純電動客車通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及純電動客車整車控制系統(tǒng)CAN總線通訊
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說，本發(fā)明涉及一種基于三路CAN總線的純電動客車通信系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：石油危機和環(huán)境污染等問題的日益突出，使得電動汽車越來越引起社會的重視，成為了未來汽車的發(fā)展方向。電動汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比，在國外仍然處于產(chǎn)業(yè)化初期準備階段，與之相關(guān)的高新技術(shù)及產(chǎn)品還依賴于配套供應(yīng)商的支持，尚未形成新的工業(yè)體系。同時，在發(fā)達國家，傳統(tǒng)汽車工業(yè)已形成的龐大生產(chǎn)規(guī)模和社會基礎(chǔ)設(shè)施的投入，以及發(fā)展的強大慣性，在某種意義上可能構(gòu)成了阻礙其發(fā)展新一代汽車的社會成本，使他們難以下決心實現(xiàn)根本性的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，從而有可能為我國贏得寶貴的時間。汽車上的電控系統(tǒng)和傳感器、執(zhí)行器的不斷增加使點對點的聯(lián)結(jié)方式走到了盡頭，為簡化日益增加的汽車電控裝置的線路連接、提高系統(tǒng)可靠性和故障診斷水平、利于各電控裝置之間數(shù)據(jù)資源共享、并便于建成開放式的標準化模塊化結(jié)構(gòu)，汽車網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)得到了很大的發(fā)展，在汽車上CAN總線和LIN總線結(jié)合應(yīng)用將是一種主流模式，以及以D2B無線通信為基礎(chǔ)的遠程高頻網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。尤其要說明的是總線技術(shù)的應(yīng)用帶來了整車電氣系統(tǒng)設(shè)計的革新和優(yōu)化。目前國際上在卡車及大客車上普遍采用SAEJ1939標準。由于電動車是一個新技術(shù)，許多電控部件的通信標準需要重新定義。中國專利申請，其公開號為CN1649345A、發(fā)明名稱為"基于CAN總線的純電動客車通訊方法"的申請公開了一種純電動客車的CAN總線的通訊方式，這種方式基于單一CAN總線來實現(xiàn)純電動客車的通訊，用單一CAN總線實現(xiàn)電機控制器、電子節(jié)氣門控制器、駕駛室顯示器、ABS控制器及動力電池管理系統(tǒng)的信息通訊，這種通訊協(xié)議的運用使純電動客車在電器信號的通訊技術(shù)上有了突破性的發(fā)展，但仍存在著由于飛速發(fā)展的純電動客車中的電控信號成級數(shù)增長，而使電控信號傳遞的速度必將相對滯后的問題。因此，從長遠發(fā)展的角度考慮，需要一種與現(xiàn)技術(shù)不同的多路總線通訊技術(shù)，以支持純電動客車的飛速發(fā)展，使其在電控信號通訊領(lǐng)域能形成更廣闊的發(fā)展空間，并能在對通訊信號的統(tǒng)一管理方面形成進一步的模塊化、規(guī)范化，同時也可為整車故障診斷的便捷化、規(guī)范化創(chuàng)造良好的條件。
發(fā)明內(nèi)容正是出于上述的考慮，本發(fā)明提出了一種適用于純電動汽車整車控制系統(tǒng)的CAN總線通訊技術(shù)。基于CAN2.0B和J1939的相關(guān)規(guī)定，提出了一種適用于純電動汽車的多路CAN總線通訊協(xié)議。其中為整車控制器地址新分配了地址，電機控制器、電子節(jié)氣門控制器、駕駛室顯示器、ABS控制器和動力電池管理系統(tǒng)選用原SAEJ1939定義已經(jīng)分配了的地址。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于三路CAN總線的純電動客車通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個控制器和CAN總線，其中，所述CAN總線包括與多個控制器相耦合的由CAN1、CAN2和CAN3總線構(gòu)成的三路CAN總線；所述CAN1總線，為高速CAN總線，用于動力系統(tǒng)的控制；所述CAN2總線，為高速CAN總線，用于動力電池單體數(shù)據(jù)的傳輸；所述CAN3總線，為低速CAN總線，設(shè)置有多個車身控制節(jié)點，用于實現(xiàn)車身各部分的信息采集及控制。其中每個所述多個控制器具有一個ID，用于在向CAN總線上發(fā)送信息的同時，連同自己的ID—起發(fā)送。其中每個所述多個控制器包括一個報文驗收濾波器，用于從CAN總線上接收自己需要的信息和屏蔽自己不需要的信息。其中所述控制器包括整車控制器、電機控制器、AMT、ABS、EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車身中央控制模塊、蓄電池管理系統(tǒng)、充電機控制系統(tǒng)、調(diào)度控制系統(tǒng)；其中，整車控制器負責(zé)控制整車各個子控制器的協(xié)調(diào)工作；電機控制器接受整車控制器的命令，對電機實現(xiàn)控制，并向整車控制器實時報告電機的狀態(tài)；AMT:根據(jù)司機的命令及電機狀態(tài)和車速實現(xiàn)變速箱的自動換檔功能，通過總線接收電機的狀態(tài)信息，同時將變速箱的狀態(tài)信息和車速通過總線發(fā)送給電機控制器、整車控制器、儀表；ABS:防止在汽車剎車時發(fā)生側(cè)滑，通過總線將自己的狀態(tài)信息發(fā)送到整車控制器和儀表；EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在司機轉(zhuǎn)方向盤時通過電機來為司機提供助力，通過總線將自己的狀態(tài)發(fā)送到整車控制器和儀表；車身中央控制模塊采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN3采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN1向整車控制器發(fā)送整車低壓用電設(shè)備部分的故障信息并接受整車控制器的控制；蓄電池管理系統(tǒng)采集電動汽車用動力電池各個單體的數(shù)據(jù)進行處理并通過CAN1發(fā)送給整車控制器通過CAN2發(fā)送給儀表；駕駛室顯示系統(tǒng)顯示整車各部分的狀態(tài)信息和故障信息、并實現(xiàn)后門監(jiān)視視頻和倒車視頻的自動切換功能，通過3路CAN總線接收需要顯示的信息，同時根據(jù)接收到的信息實現(xiàn)監(jiān)視視頻的自動切換；充電機控制系統(tǒng)控制充電電壓和電流，通過總線接收充電電池的實時信息并根據(jù)電池的狀態(tài)控制充電模式；調(diào)度控制系統(tǒng)根據(jù)整車各部件的狀態(tài)和電池的信息決定該汽車是否可以進行正常的載客運行。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種基于三路CAN總線的純電動客車通信系統(tǒng)的通信方法，該通信系統(tǒng)包括多個控制器，與多個控制器相耦合的三路CAN總線CAN1、CAN2、CAN3，以及設(shè)置于總線CAN3的多個車身控制節(jié)點，該方法包括通過CAN1總線實現(xiàn)動力系統(tǒng)的控制信息的傳輸；通過CAN2總線實現(xiàn)動力電池單體電壓數(shù)據(jù)的傳輸；通過CAN3總線實現(xiàn)車身各部分的信息采集及控制。其中每個所述多個控制器具有一個ID，用于在向CAN總線上發(fā)送信息的同時，連同自己的ID—起發(fā)送。其中每個所述多個控制器根據(jù)傳輸?shù)男畔⒅兴腎D信息從CAN總線上接收自己需要的信息和屏蔽自己不需要的信息。其中所述控制器包括整車控制器、電機控制器、AMT、ABS、EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車身中央控制模塊、蓄電池管理系統(tǒng)、充電機控制系統(tǒng)、調(diào)度控制系統(tǒng)；其中，整車控制器負責(zé)控制整車各個子控制器的協(xié)調(diào)工作；電機控制器接受整車控制器的命令，對電機實現(xiàn)控制，并向整車控制器實時報告電機的狀態(tài)；AMT:根據(jù)司機的命令及電機狀態(tài)和車速實現(xiàn)變速箱的自動換檔功能，通過總線接收電機的狀態(tài)信息，同時將變速箱的狀態(tài)信息和車速通過總線發(fā)送給電機控制器、整車控制器、儀表；ABS:防止在汽車剎車時發(fā)生側(cè)滑，通過總線將自己的狀態(tài)信息發(fā)送到整車控制器和儀表；EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在司機轉(zhuǎn)方向盤時通過電機來為司機提供助力，通過總線將自己的狀態(tài)發(fā)送到整車控制器和儀表；車身中央控制模塊采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN3采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN1向整車控制器發(fā)送整車低壓用電設(shè)備部分的故障信息并接受整車控制器的控制；蓄電池管理系統(tǒng)采集電動汽車用動力電池各個單體的數(shù)據(jù)進行處理并通過CAN1發(fā)送給整車控制器通過CAN2發(fā)送給儀表；駕駛室顯示系統(tǒng)顯示整車各部分的狀態(tài)信息和故障信息、并實現(xiàn)后門監(jiān)視視頻和倒車視頻的自動切換功能，通過3路CAN總線接收需要顯示的信息，同時根據(jù)接收到的信息實現(xiàn)監(jiān)視視頻的自動切換；充電機控制系統(tǒng)控制充電電壓和電流，通過總線接收充電電池的實時信息并根據(jù)電池的狀態(tài)控制充電模式；調(diào)度控制系統(tǒng)根據(jù)整車各部件的狀態(tài)和電池的信息決定該汽車是否可以進行正常的載客運行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)(中國專利申請公開號為CN1649345A)的相比增加了兩路CAN,其中一路為高速CAN(CAN2)，專門用于動力電池單體數(shù)據(jù)的傳輸；另一路CAN(CAN3)為低速CAN，主要用來實現(xiàn)車身各部分的信息采集及控制。與已公開的中國專利申請(CN1649345A)相比，本發(fā)明的有益效果是1、增加了網(wǎng)絡(luò)中的控制節(jié)點；2、在沒有增加CAN2之前所有的信息都通過CAN1傳輸，CAN1負載率為50%，增加CAN2以后CAN1負載率降低到20%左右，因此通過增加CAN2使動力系統(tǒng)控制總線的負載率大大降低；CAN1負載率降低，減少了信息沖突出現(xiàn)的幾率，使總線上的"塞車"現(xiàn)象出現(xiàn)的可能大大降低，提高了通信的實時性，實時性提高，行車安全性也就相應(yīng)得提高了，因此將CAN1變成動力控制系統(tǒng)專用總線，確保了控制的實時性，提高了電動汽車的行車安全性；3、將車身控制通過CAN3融入CAN網(wǎng)絡(luò)，通過CAN總線對燈光、車門、空氣懸架、拖板等設(shè)備進行控制，實現(xiàn)了一種總線對整車的各部件的控制，從而大大減少了車身上的線束。4、采用該項技術(shù)借鑒SAEJ1939制定了帶有AMT的純電動客車整車動力系統(tǒng)通信協(xié)議規(guī)范以及主要關(guān)鍵部件的通信內(nèi)容和格式，滿足電動車整車控制管理、故障診斷通信協(xié)議的要求。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是基于3路CAN總線的純電動汽車控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)；圖2是29標識符的分配；圖3是各ECU地址分配；圖4是各ECU輸入輸出信號格式定義。具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的三路CAN總線設(shè)計完具有CAN接口硬件后，在軟件程序設(shè)計中按照本協(xié)議規(guī)范進行通信程序設(shè)計。為了建立電動汽車整車的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)電動汽車綜合故障診斷功能，并為各個電控系統(tǒng)模塊提供硬件試驗平臺，本發(fā)明在SAEJ1939的基礎(chǔ)上提供了一種基于三路CAN總線、依據(jù)適用于純電動客車的通訊協(xié)議的純電動客車通信系統(tǒng)。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明人首先出于下列要求1、通訊協(xié)議制定的原則(1)先進性，制定的協(xié)議要盡量與國際接軌，參照國際SAEJ1939，在其基礎(chǔ)上進行改進，并有自己的特色。原因主要是考慮到國外成熟的協(xié)議是經(jīng)過實踐檢驗的，借用它可以少走彎路。(2)指導(dǎo)性，制定的協(xié)議必須要考慮車輛的特性，指導(dǎo)整車和相關(guān)零部件相關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展。(3)兼容性，制定的協(xié)議要適于各種車型，多種結(jié)構(gòu)形式。(4)擴展性，制定的協(xié)議要便于以后升級發(fā)展，擴展的協(xié)議要兼容前面制定的協(xié)議。2、網(wǎng)絡(luò)中的ECU節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示，CAN總線傳輸速率最好為250kbps和100kbps。3、通訊協(xié)議規(guī)定電動汽車網(wǎng)絡(luò)總線通訊協(xié)議主要參考SAEJ1939來制定，也就是在J1939的基礎(chǔ)上制定出滿足純電動車輛控制需要的通訊協(xié)議。基于上述的要求，本發(fā)明提供了一種基于三路CAN總線、依據(jù)適用于純電動客車的通訊協(xié)議的純電動客車通信系統(tǒng)，并實現(xiàn)了以下要求與效果1、物理層的規(guī)定物理層的規(guī)定主要參考CAN2.0B和J1939的相關(guān)規(guī)定。(1)考慮到純電動大客車的實際低壓系統(tǒng)的實際電壓，設(shè)計的ECU滿足了電源電壓1836V;(2)考慮到總線上的電氣負擔，最大ECU數(shù)為20;(3)傳輸介質(zhì)特征阻抗為120歐姆的屏蔽雙絞線STP(阻燃0.5mm);(4)每個部件均有終端電阻(120Q)，終端電阻采用支架安裝，以便調(diào)整，同時終端電阻同網(wǎng)絡(luò)線之間通過跳線相連,以便靈活搭配；(5)位時間(bittime):即每一位占用的時間。網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點的位時間必須設(shè)置為相同值。推薦位時間為4pS，對應(yīng)的傳輸速率為250kbit/s，網(wǎng)絡(luò)長度為40m;(6)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的接線拓撲應(yīng)該是一個盡量緊湊的線形結(jié)構(gòu)。ECU接入總線主干網(wǎng)的電纜要盡可能短。為使駐波最小化，節(jié)點不能在網(wǎng)絡(luò)上等間距接入，接入線也不能等長，且接入線的最大長度應(yīng)小于lm;(7)屏蔽終端屏蔽終端是一點接地。(8)電纜屏蔽層在車內(nèi)連續(xù)導(dǎo)通，建議每個部件的網(wǎng)絡(luò)插座有屏蔽層的接頭，在部件內(nèi)部，屏蔽層與部件控制機箱地可靠相連。2、數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)定數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)定主要參考CAN2.0B和J1939的相關(guān)規(guī)定。(1)使用CAN擴展幀的29位標識符并進行了重新定義。圖2為29標識符的分配。其中，優(yōu)先級為3位，可以有8個優(yōu)先級；R一般固定為0;DP現(xiàn)固定為0;8位的PF為報文的代碼；8位的PS為目標地址或組擴展；8位的SA為發(fā)送此報文的源地址；(2)節(jié)點的編址規(guī)則如果J1939已有定義，則盡量使用J1939己定義的地址；具有多個功能的ECU，可以使用多個地址，也可以重新定義新的地址；新定義地址，應(yīng)使用208231這段屬于公路用車的預(yù)留地址；(3)采用廣播和單播相接合方式進行數(shù)據(jù)傳輸，單播報文主要用于解決相同功能節(jié)點的控制問題，其它情況下盡量使用廣播報文；(4)采用數(shù)據(jù)塊編碼和節(jié)點編碼相接合的方式進行數(shù)據(jù)通信；(5)數(shù)據(jù)幀采用CRC校驗；(6)總線錯誤嚴重時具有自動關(guān)閉功能。3、應(yīng)用層的規(guī)定應(yīng)用層的規(guī)定主要參考J1939的相關(guān)規(guī)定。(1)應(yīng)用層定義了協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU的兩種格式PDU1和PDU2;(2)采用PGN對數(shù)據(jù)塊(參數(shù)組)進行編號，廣播方式下，ECU根據(jù)PGN來識別數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容；(3)采用周期發(fā)送和事件驅(qū)動的方式來發(fā)送數(shù)據(jù)；(4)定義新的參數(shù)組時，盡量將相同功能的參數(shù)、相同或相近刷新率的參數(shù)和屬于同一個子系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)放在同一個參數(shù)組中；同時，新的參數(shù)組既要充分利用8個字節(jié)的數(shù)據(jù)寬度，盡量將相關(guān)的參數(shù)放在同一個組內(nèi)，又要考慮擴展性，預(yù)留一部分字節(jié)或位，以便將來進行修改；(5)修改J1939已定義的參數(shù)組時，不要對己定義的字節(jié)或位的定義進行修改；新增加的參數(shù)要與參數(shù)組中原有的參數(shù)相關(guān)，不要為了節(jié)省PGN的數(shù)量而將不相關(guān)的參數(shù)加入到己定義的PGN中；對于功能相近的ECU，可以在己定義的PGN中利用未定義部分來增加識別位，判斷出ECU的功能，充分利用原來已定義的參數(shù)。4、ECU源地址分配圖3是純電動汽車可能用到的ECU節(jié)點名稱和分配的地址。其中整車控制器地址為新分配的地址，而電機控制器、電子節(jié)氣門控制器、駕駛室顯示器、ABS控制器和動力電池管理系統(tǒng)為原SAEJ1939定義并已經(jīng)分配了地址。5、數(shù)據(jù)格式定義圖4是純電動客車各個ECU輸入輸出信號格式定義。6、各ECU參數(shù)組定義如下整車控制器弁1:PVCU1參數(shù)組定義(兩字節(jié)數(shù)據(jù)低字節(jié)在前，高字節(jié)在后；同一字節(jié)中高位在前；低位在后；本字節(jié)緊跟DLC后輸出)參見表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>整車控制器#1:PVCU2參數(shù)組定義，參見表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>電機控制器1#:MC1參數(shù)組定義，參見表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>電機控制器1#:MC2參數(shù)組定義，參見表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>變速器ETC1參數(shù)組定義，參見表5。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>變速器ETC2參數(shù)組定義，參見表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC1—0參數(shù)組定義，參見表7。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSCl—l參數(shù)組定義，參見表8。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2—DISPLAY—V2參數(shù)組定義，參見表10。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2一DISPLAYJV25參數(shù)組定義，參見表ll。表11<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2—DISPLAY—Tl參數(shù)組定義，參見表12。表12<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2_Broadcastl參數(shù)組定義，參見表14。表14<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2_Broadcast2參數(shù)組定義，參見表15。表15<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>電池管理系統(tǒng)BMSC2_CHARGE_1參數(shù)組定義，參見表16。表16<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2—CHARGE—2參數(shù)組定義，參見表17。表17<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2j:HARGE一3參數(shù)組定義，參見表18。表18<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2CHARGE4參數(shù)組定義，參見表19。表19<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2—CHARGE—5參數(shù)組定義，參見表20。表20<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>電池管理系統(tǒng)BMSC2—CHARGE—6參數(shù)組定義，參見表21。表21<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)參數(shù)組定義，參見表22。表22<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>故障代碼對應(yīng)表<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>注邏輯l表示事件為真；邏輯0表示事件為假。如圖1所示,基于三路CAN總線的純電動汽車控制系統(tǒng)包括整車控制器負責(zé)整車各個子控制器(網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點)的協(xié)調(diào)工作，它相當于人體的大腦，其他子控制器(比如電動機控制器、AMT)要做的工作都受他的控制。電機控制器接受整車控制器的命令，對電機實現(xiàn)控制，并向整車控制器實時報告電機的狀態(tài)。AMT:根據(jù)司機的命令及電機狀態(tài)和車速實現(xiàn)變速箱的自動換檔功能。通過總線接收電機的狀態(tài)信息，同時將變速箱的狀態(tài)信息和車速通過總線發(fā)送給電機控制器、整車控制器、儀表。ABS:防止在汽車剎車時發(fā)生側(cè)滑。通過總線將自己的狀態(tài)信息發(fā)送到整車控制器和儀表。EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在司機轉(zhuǎn)方向盤時通過電機來為司機提供助力。通過總線將自己的狀態(tài)發(fā)送到整車控制器和儀表。車身中央控制模塊采集整車車身低壓用電部分(例如車等)的狀態(tài)并對其控制。通過CAN3采集整車車身低壓用電部分(例如車等)的狀態(tài)并對其控制，通過CANl向整車控制器發(fā)送整車低壓用電設(shè)備部分的故障信息并接受整車控制器的控制。蓄電池管理系統(tǒng)采集電動汽車用動力電池各個單體的數(shù)據(jù)進行處理并通過CAN1發(fā)送給整車控制器通過CAN2發(fā)送給儀表。駕駛室顯示系統(tǒng)顯示整車各部分的狀態(tài)信息和故障信息、并實現(xiàn)后門監(jiān)視視頻和倒車視頻的自動切換功能。通過3路CAN總線接收需要顯示的信息，同時根據(jù)接收到的信息實現(xiàn)監(jiān)視視頻的自動切換，例如在后門沒有打開得情況下，當檔位在前進擋且車速小于5Km/h時儀表顯示屏自動切換到后門視頻，以觀看是否有下車乘客，并延時一定的時間后自動切換回顯示主界面；在后門打開的那一刻儀表顯示屏自動切換到后門視頻，一直到后門關(guān)閉并且自動延時一定時間后關(guān)閉以查看后門乘客是否安全。充電機控制系統(tǒng)控制充電電壓和電流。通過總線接收充電電池的實時信息并根據(jù)電池的狀態(tài)控制充電模式。調(diào)度控制系統(tǒng)根據(jù)整車各部件的狀態(tài)和電池的信息決定該汽車是否可以進行正常德載客運行。圖2為表示在SAEJ1939協(xié)議中29位標識符的分配。圖2中使用CAN擴展幀的29位標識符并進行了重新定義，以下為29標識符的分配表其中，優(yōu)先級為3位，可以有8個優(yōu)先級；R—般固定為0;DP現(xiàn)固定為0;8位的PF為報文的代碼；8位的PS為目標地址或組擴展;8位的SA為發(fā)送此報文的源地址；更進一步地，PRIORITY代表優(yōu)先權(quán)，用于優(yōu)化報文經(jīng)總線傳輸?shù)牡却龝r間。R是保留位，由SAE保留，將來使用。DP表示數(shù)據(jù)頁，用于區(qū)別參數(shù)組，參數(shù)組號首先填滿第零頁，然后再向第一頁分配，目前均設(shè)置為0。PF表示協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式，是一個8位場，它定義了兩種協(xié)議數(shù)據(jù)格式格式l和格式2，也用于決定向數(shù)據(jù)場分配參數(shù)組號。PS是協(xié)議數(shù)據(jù)單元特性，是一個8位場，根據(jù)協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式定義，本場可能是目標地址或組擴展。如果協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式場的值低于240，那么協(xié)議數(shù)據(jù)單元特性場是目標地址。如果協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式場的值在240和255之間，那么協(xié)議數(shù)據(jù)單元特性場包括一個組擴展值。SA代表源地址，長度是8位。網(wǎng)絡(luò)中的一個設(shè)備應(yīng)該有一個給定的源地址。圖3定義了CAN網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的SA、PF;圖4定義了本協(xié)議中各個參數(shù)的比例因子，量程及偏移量，信息的打包和解包都需要按著表中的規(guī)定進行。由上述看出本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比增加了兩路CAN，其中一路為高速CAN(CAN2)，專門用于動力電池單體數(shù)據(jù)的傳輸；在沒有增加CAN2之前所有的信息都通過CAN1傳輸，CAN1負載率為50%，增加CAN2以后CAN1負載率降低到20%左右，因此負載率大大降低。另一路CAN(CAN3)為低速CAN,主要用來實現(xiàn)車身各部分的信息采集及控制，通過將車身控制通過CAN3融入CAN網(wǎng)絡(luò)，通過CAN總線對燈光、車門、空氣懸架、拖板等設(shè)備進行控制，大大減少了車身上的線束。本發(fā)明將CAN1變成動力控制系統(tǒng)專用總線，使得CAN1負載率降低，減少了信息沖突出現(xiàn)的幾率，使總線上的"塞車"現(xiàn)象出現(xiàn)的可能大大降低，提高了通信的實時性，實時性提高，行車安全性也就相應(yīng)得提高了。與已公開專利相比，此專利的區(qū)別之處為1、增加了網(wǎng)絡(luò)中的控制節(jié)點；2、通過增加CAN2使動力系統(tǒng)控制總線的負載率大大降低，將CAN1變成動力控制系統(tǒng)專用總線，確保了控制的實時性，提高了電動汽車的行車安全性；3、將車身控制通過CAN3融入CAN網(wǎng)絡(luò)，通過CAN總線對燈光、車門、空氣懸架、拖板等設(shè)備進行控制，大大減少了車身上的線束。下面通過本發(fā)明的流程圖1是基于3路CAN總線的純電動汽車控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。圖1中整車控制器負責(zé)整車各個子控制器(網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點)的協(xié)調(diào)工作，它相當于人體的大腦，其他子控制器(比如電動機控制器、AMT)要做的工作都受他的控制。電機控制器接受整車控制器的命令，對電機實現(xiàn)控制，并向整車控制器實時報告電機的狀態(tài)。AMT根據(jù)司機的命令及電機狀態(tài)和車速實現(xiàn)變速箱的自動換檔功能。通過總線接收電機的狀態(tài)信息，同時將變速箱的狀態(tài)信息和車速通過總線發(fā)送給電機控制器、整車控制器、儀表。ABS防止在汽車剎車時發(fā)生側(cè)滑。通過總線將自己的狀態(tài)信息發(fā)送到整車控制器和儀表。EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在司機轉(zhuǎn)方向盤時通過電機來為司機提供助力。通過總線將自己的狀態(tài)發(fā)送到整車控制器和儀表。車身中央控制模塊采集整車車身低壓用電部分(例如車等)的狀態(tài)并對其控制。通過CAN3采集整車車身低壓用電部分(例如車等)的狀態(tài)并對其控制，通過CAN1向整車控制器發(fā)送整車低壓用電設(shè)備部分的故障信息并接受整車控制器的控制。蓄電池管理系統(tǒng)采集電動汽車用動力電池各個單體的數(shù)據(jù)進行處理并通過CAN1發(fā)送給整車控制器通過CAN2發(fā)送給儀表。駕駛室顯示系統(tǒng)顯示整車各部分的狀態(tài)信息和故障信息、并實現(xiàn)后門監(jiān)視視頻和倒車視頻的自動切換功能。通過3路CAN總線接收需要顯示的信息，同時根據(jù)接收到的信息實現(xiàn)監(jiān)視視頻的自動切換，例如在后門沒有打開的情況下，當檔位在前進擋且車速小于5Km/h時儀表顯示屏自動切換到后門視頻，以觀看是否有下車乘客，并延時一定的時間后自動切換回顯示主界面；在后門打開的那一刻儀表顯示屏自動切換到后門視頻，一直到后門關(guān)閉并且自動延時一定時間后關(guān)閉以査看后門乘客是否安全。充電機控制系統(tǒng)控制充電電壓和電流。通過總線接收充電電池的實時信息并根據(jù)電池的狀態(tài)控制充電模式。調(diào)度控制系統(tǒng)根據(jù)整車各部件的狀態(tài)和電池的信息決定該汽車是否可以進行正常的載客運行。圖1中整車控制器負責(zé)整車的控制工作，整車控制器通過CAN1、CAN2、CAN3將整車各個部件的信息接收過來，然后運用數(shù)據(jù)融合處理算法對信息進行分析處理，并根據(jù)處理結(jié)果制定汽車下一刻的運行控制策略，以數(shù)字信號的形式通過CAN總線發(fā)送到相應(yīng)的子控制器，比如電機控制器，子控制器根據(jù)收到的命令通過執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行。圖1中電機控制器的工作方式基本上和整車控制器一樣，只不過接收的信息比整車控制器少，它只從CAN1上接收自己需要的信息，同時將自己的狀態(tài)信息發(fā)送到CAN1上，供需要的控制器從總線上接收。其它節(jié)點的工作方式和電機控制器一樣。圖1中每個控制器有一個ID，它相當于人們的身份證號，它們向CAN總線上發(fā)送信息的同時，也把自己的ID附在上面，同時每一個CAN控制器里都有一個報文驗收濾波器，通過設(shè)置它就可以從CAN總線上接收自己需要的信息和屏蔽自己不需要的信息。下面以電機控制器為例說明信息的流程首先電機控制器通過各種傳感器得到電機的狀態(tài)信息(比如電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等)，然后按照通訊協(xié)議規(guī)定的方式將電機的狀態(tài)信息寫到某個數(shù)據(jù)字節(jié)的某個位置，然后通過CAN控制器將報文(ID+數(shù)據(jù)字節(jié))發(fā)送到CAN1總線上，總線上的每個控制器都可以接收電機控制器發(fā)送的報文，但是因為某些控制器不需要電機的信息，因此它們可以通過自己的CAN控制器里的驗收濾波器將其屏蔽掉而不接收，而對于需要電機信息的控制器，他們就可以通過設(shè)置自己的報文驗收濾波器接收電機控制器發(fā)送的報文(信息)。同時電機控制器也可以從CAN總線上接收自己需要的報文。圖1箭頭代表了信息流程，單箭頭代表只從CAN總線上接收報文，而不向CAN總線上發(fā)送報文；雙箭頭代表既可以從總線上接收報文也可以向總線上發(fā)送報文。如圖1所示，整車控制器通過總線CANl與電機控制器、AMT、ABS、EPS電動助力轉(zhuǎn)向相連，整車控制器通過總線CANl接收上述控制器傳來的控制信息，這些控制信息包括電機控制器l弁MC2參數(shù)、電機控制器l弁MC2參數(shù)、變速器ETC1參數(shù)、變速器ETC2參數(shù)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)參數(shù)及ABS控制參數(shù)，并向上述控制器傳遞動力控制命令信息，這些控制命令信息包括整車控制器弁1:PVCU1參數(shù)、整車控制器#1:PVCU2參數(shù)，同時，蓄電池管理系統(tǒng)通過總線CAN2與畜電池相連并通過總線CANl與整車控制器相連，蓄電池這理系統(tǒng)接收通過總線CAN2傳來的蓄電池電壓信息、電池管理系統(tǒng)BMSC1一0參數(shù)及電池管理系統(tǒng)BMSC1—1參數(shù)，并通過總線CAN1向整車控制器傳送。如圖1所示，充電機控制系統(tǒng)通過總線CAN2與蓄電池相連并通過總線CANl與整車控制器相連，充電機控制系統(tǒng)通過總線CANl及總線CAN2實現(xiàn)與整車控制器之間的充電控制信息傳遞，這些信息包括整車控制器#1:PVCU1參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC1—O參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC11參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2Broadcastl參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2_Broadcast2參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2—CHARGE—1至BMSC2—CHARGE—6參數(shù)。車身中央控制模塊通過總線CAN1與整車控制器相連并通過總線CAN3與各車身控制節(jié)點的傳感器相連，車身中央控制模塊接收總線CAN3傳來的各車身控制節(jié)點的車身信息，并通過總線CAN1與整車控制器傳遞車身控制信息及車身控制命令。如圖1所示，駕駛室顯示系統(tǒng)與總線CAN1、總線CAN2及總線CAN3連接，駕駛室顯示系統(tǒng)接收通過總線CAN1、CAN2及CAN3傳來的數(shù)據(jù)信息并顯示，這些信息包括整車控制器弁1:PVCU1參數(shù)、整車控制器弁hPVCU2參數(shù)、電機控制器1弁MC1參數(shù)、電機控制器1#:MC2參數(shù)、變速器ETC1參數(shù)、變速器ETC2參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC1J)參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC1—1參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2—DISPLAY—VI參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2—DISPLAY—V2參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2—DISPLAY—V25參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2—DISPLAY一T1參數(shù)、電池管理系統(tǒng)BMSC2—DISPLAY—T2參數(shù)，從而實現(xiàn)顯示整車各部分的狀態(tài)信息和故障信息、并實現(xiàn)后門監(jiān)視視頻和倒車視頻的自動切換功能。電動客車在充電過程中，整車控制器根據(jù)充電機控制系統(tǒng)通過總線CAN1不斷發(fā)來的電池管理系統(tǒng)BMSC1一0參數(shù)及電池管理系統(tǒng)BMSC1—1參數(shù)中的請求充電信息，控制充電機控制系統(tǒng)將外部電源向蓄電池充電，充電結(jié)束時，整車控制器根據(jù)充電機控制系統(tǒng)通過總線CAN1發(fā)來的電池管理系統(tǒng)BMSC1一0參數(shù)及電池管理系統(tǒng)BMSC1一1參數(shù)中的充電結(jié)束信息，控制充電控制器結(jié)束外部電源向蓄電池充電。本發(fā)明通過上面的實施例進行舉例說明，但是，本發(fā)明并不限于這里所描述的特殊實例和實施方案。任何本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很容易在不脫離分發(fā)明精神和范圍的情況下進行進一步的改進和完善，因此分發(fā)明只受到本發(fā)明權(quán)利要求的內(nèi)容和范圍的限制，其意圖涵蓋所有包括在由附錄權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的備選方案和等同方案。權(quán)利要求1、一種基于三路CAN總線的純電動客車通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個控制器和三路CAN總線，其特征在于，所述CAN總線包括與多個控制器相耦合的由CAN1、CAN2和CAN3總線構(gòu)成的三路CAN總線；所述CAN1總線，為高速CAN總線，用于動力系統(tǒng)的控制；所述CAN2總線，為高速CAN總線，用于動力電池單體數(shù)據(jù)的傳輸；所述CAN3總線，為低速CAN總線，設(shè)置有多個車身控制節(jié)點，用于實現(xiàn)車身各部分的信息采集及控制。2、如權(quán)利要求l所述的通信系統(tǒng)，其中，每個所述多個控制器具有一個ID，用于在向CAN總線上發(fā)送信息的同時，連同自己的ID—起發(fā)送。3、如權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)，其中，每個所述多個控制器包括一個報文驗收濾波器，用于從CAN總線上接收自己需要的信息和屏蔽自己不需要的信息。4、如權(quán)利要求l所述的通信系統(tǒng)，其中，所述控制器包括整車控制器、電機控制器、AMT、ABS、EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車身中央控制模塊、蓄電池管理系統(tǒng)、充電機控制系統(tǒng)、調(diào)度控制系統(tǒng)。5、如權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)，其中，整車控制器負責(zé)控制整車各個子控制器的協(xié)調(diào)工作；電機控制器接受整車控制器的命令，對電機實現(xiàn)控制，并向整車控制器實時報告電機的狀態(tài)；AMT:根據(jù)司機的命令及電機狀態(tài)和車速實現(xiàn)變速箱的自動換檔功能，通過總線接收電機的狀態(tài)信息，同時將變速箱的狀態(tài)信息和車速通過總線發(fā)送給電機控制器、整車控制器、儀表；ABS:防止在汽車剎車時發(fā)生側(cè)滑，通過總線將自己的狀態(tài)信息發(fā)送到整車控制器和儀表；EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在司機轉(zhuǎn)方向盤時通過電機來為司機提供助力，通過總線將自己的狀態(tài)發(fā)送到整車控制器和儀表；車身中央控制模塊采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN3采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN1向整車控制器發(fā)送整車低壓用電設(shè)備部分的故障信息并接受整車控制器的控制；蓄電池管理系統(tǒng)采集電動汽車用動力電池各個單體的數(shù)據(jù)進行處理并通過CAN1發(fā)送給整車控制器通過CAN2發(fā)送給儀表；駕駛室顯示系統(tǒng)顯示整車各部分的狀態(tài)信息和故障信息、并實現(xiàn)后門監(jiān)視視頻和倒車視頻的自動切換功能，通過3路CAN總線接收需要顯示的信息，同時根據(jù)接收到的信息實現(xiàn)監(jiān)視視頻的自動切換；充電機控制系統(tǒng)控制充電電壓和電流，通過總線接收充電電池的實時信息并根據(jù)電池的狀態(tài)控制充電模式；調(diào)度控制系統(tǒng)根據(jù)整車各部件的狀態(tài)和電池的信息決定該汽車是否可以進行正常的載客運行。6、一種基于三路CAN總線的純電動客車通信系統(tǒng)的通信方法，該通信系統(tǒng)包括多個控制器，與多個控制器相耦合的三路CAN總線CAN1、CAN2、CAN3，以及設(shè)置于總線CAN3的多個車身控制節(jié)點，該方法包括.-通過CAN1總線實現(xiàn)動力系統(tǒng)的控制信息的傳輸；通過CAN2總線實現(xiàn)動力電池單體數(shù)據(jù)的傳輸；通過CAN3總線實現(xiàn)車身各部分的信息采集及控制。7、如權(quán)利要求6所述的通信方法，其中，每個所述多個控制器具有一個ID，用于在向CAN總線上發(fā)送信息的同時，連同自己的ID—起發(fā)送。8、如權(quán)利要求7所述的通信方法，其中，每個所述多個控制器根據(jù)傳輸?shù)男畔⒅兴腎D信息從CAN總線上接收自己需要的信息和屏蔽自己不需要的信息。9、如權(quán)利要求68任一所述的通信方法，其中，所述控制器包括整車控制器、電機控制器、AMT、ABS、EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車身中央控制模塊、蓄電池管理系統(tǒng)、充電機控制系統(tǒng)、調(diào)度控制系統(tǒng)。10、如權(quán)利要求9所述的通信方法，其中，整車控制器負責(zé)控制整車各個子控制器的協(xié)調(diào)工作；電機控制器接受整車控制器的命令，對電機實現(xiàn)控制，并向整車控制器實時報告電機的狀態(tài)；AMT:根據(jù)司機的命令及電機狀態(tài)和車速實現(xiàn)變速箱的自動換檔功能，通過總線接收電機的狀態(tài)信息，同時將變速箱的狀態(tài)信息和車速通過總線發(fā)送給電機控制器、整車控制器、儀表；ABS:防止在汽車剎車時發(fā)生側(cè)滑，通過總線將自己的狀態(tài)信息發(fā)送到整車控制器和儀表；EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在司機轉(zhuǎn)方向盤時通過電機來為司機提供助力，通過總線將自己的狀態(tài)發(fā)送到整車控制器和儀表；車身中央控制模塊采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN3采集整車車身低壓用電部分的狀態(tài)并對其控制，通過CAN1向整車控制器發(fā)送整車低壓用電設(shè)備部分的故障信息并接受整車控制器的控制；蓄電池管理系統(tǒng)采集電動汽車用動力電池各個單體的數(shù)據(jù)進行處理并通過CAN1發(fā)送給整車控制器通過CAN2發(fā)送給儀表；駕駛室顯示系統(tǒng)顯示整車各部分的狀態(tài)信息和故障信息、并實現(xiàn)后門監(jiān)視視頻和倒車視頻的自動切換功能，通過3路CAN總線接收需要顯示的信息，同時根據(jù)接收到的信息實現(xiàn)監(jiān)視視頻的自動切換；充電機控制系統(tǒng)控制充電電壓和電流，通過總線接收充電電池的實時信息并根據(jù)電池的狀態(tài)控制充電模式；調(diào)度控制系統(tǒng)根據(jù)整車各部件的狀態(tài)和電池的信息決定該汽車是否可以進行正常德載客運行。全文摘要本發(fā)明提供了一種基于三路CAN總線的純電動客車通信系統(tǒng)，包括多個控制器和三路CAN總線，其中，所述CAN總線包括與多個控制器相耦合的由CAN1、CAN2和CAN3總線構(gòu)成的三路CAN總線；所述CAN1總線為高速CAN總線，用于動力系統(tǒng)的控制；所述CAN2總線為高速CAN總線，用于動力電池單體數(shù)據(jù)的傳輸；所述CAN3總線為低速CAN總線，設(shè)置有多個車身控制節(jié)點，用于實現(xiàn)車身各部分的信息采集及控制。本發(fā)明使動力系統(tǒng)控制總線的負載率大大降低，確保了控制的實時性，提高了電動汽車的行車安全性。文檔編號H04L12/40GK101417636SQ200810085028公開日2009年4月29日申請日期2008年3月14日優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日發(fā)明者南金瑞,輝周,孫逢春,恒李,程林,王大方申請人:北京理工大學(xué)