本發(fā)明涉及一種電動汽車用雙通道冗余CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，電動車內(nèi)采用的冗余CAN總線傳輸方式一般采用兩種方式，第一：傳輸同樣的數(shù)據(jù)的傳輸方式；第二：一路故障后，另外一路才使用的傳輸方式。

上述兩種方式均存在以下問題：

第一：使用兩路CAN(冗余方式)，傳輸同樣的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸2次，由于數(shù)據(jù)傳輸快，對收發(fā)節(jié)點的處理開銷要求翻倍。而且重要、傳輸頻率高且可靠性要求高的動力控制數(shù)據(jù)可能受到其他傳輸數(shù)據(jù)的干擾。

第二：使用兩路CAN(冗余方式)，一路故障后，另外一路才使用。當(dāng)前使用的CAN總線，重要、傳輸頻率高且可靠性要求高的動力控制數(shù)據(jù)可能受到其他傳輸數(shù)據(jù)的干擾。備用的CAN總線不傳輸數(shù)據(jù)，浪費通信資源。

因此，針對上述存在的問題，需要設(shè)計一種新的電動汽車用雙通道冗余CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法及系統(tǒng)，以根據(jù)電動汽車CAN總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)特點，將不同類別數(shù)據(jù)使用不同CAN網(wǎng)絡(luò)傳輸和優(yōu)化。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，包括：連接于整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元的第一、第二CAN總線；其中在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數(shù)據(jù)；以及當(dāng)任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，當(dāng)一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)時，適于提高動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔，或單獨提高輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔，以減小當(dāng)前CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷；或各單元還適于對所述輔助數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級劃分，即當(dāng)降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷還超負(fù)荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數(shù)據(jù)依次關(guān)閉，以減小當(dāng)前CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

進(jìn)一步，所述電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法還包括：基于心跳機制的故障判斷方法和檢測故障恢復(fù)方法；且通過故障判斷方法判斷CAN總線故障，以及通過檢測故障恢復(fù)方法檢測CAN總線故障是否排除。

進(jìn)一步，通過故障判斷方法判斷CAN總線故障的方法包括：心跳幀采用數(shù)據(jù)幀方式，定義心跳機制，即構(gòu)建心跳幀的數(shù)據(jù)域，其第一數(shù)據(jù)位為整車控制單元的心跳狀態(tài)位、第二數(shù)據(jù)位為電機控制單元的心跳狀態(tài)位、第三數(shù)據(jù)位為電池管理單元的心跳狀態(tài)位，并設(shè)定各心跳狀態(tài)位中：0表示CAN總線故障，1表示CAN總線通訊驗證，2表示CAN總線正常；以及通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線故障，并在故障排除后，通過檢測故障恢復(fù)方法及時檢測CAN總線故障是否排除，若排除則恢復(fù)兩CAN總線正常通訊。

進(jìn)一步，第一或第二CAN總線故障包括：節(jié)點斷路故障，即通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現(xiàn)節(jié)點斷路故障的方法包括：若整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元中任一單元與第一或第二CAN總線的連接節(jié)點出現(xiàn)故障，其余兩單元無法從相應(yīng)CAN總線獲取故障節(jié)點對應(yīng)單元的心跳幀，則故障節(jié)點對應(yīng)單元針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數(shù)據(jù)位均為0的心跳幀，且其余兩單元之間也針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數(shù)據(jù)位均為0的心跳幀，以使各單元均能獲得第一或第二CAN總線上的故障信息，同時判定第一或第二CAN總線故障。

進(jìn)一步，第一或第二CAN總線故障還包括CAN總線短路故障，即

通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現(xiàn)短路故障的方法包括：

在短路后各單元均無法接收或發(fā)送相關(guān)心跳幀后，則判定第一或第二CAN總線出現(xiàn)短路故障。

進(jìn)一步，通過檢測故障恢復(fù)方法檢測第一或第二CAN總線故障是否排除，即

當(dāng)節(jié)點故障排除后，各單元之間先通過針對第一或第二CAN總線發(fā)送的各相應(yīng)數(shù)據(jù)位為1的心跳幀，驗證各單元與相應(yīng)CAN總線的連接狀態(tài)正常后；再發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)位為2的心跳幀，由三個單元同時確定第一或第二CAN總線正常；以及

在確定第一或第二CAN總線正常后，則選擇第一CAN總線恢復(fù)動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸，第二CAN總線恢復(fù)輔助數(shù)據(jù)傳輸，并恢復(fù)數(shù)據(jù)的傳輸間隔。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

連接于整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元的第一、第二CAN總線；其中

在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數(shù)據(jù)；以及

當(dāng)任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元均包括用于分別連接第一、第二CAN總線的第一、第二CAN收發(fā)器，以及

各單元中的控制模塊適于在一CAN總線故障時，控制另一CAN總線對應(yīng)的相應(yīng)CAN收發(fā)器傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，當(dāng)一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)時，各單元適于提高動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔，或單獨提高輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔，以減小當(dāng)前CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷；或各單元還適于對所述輔助數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級劃分，即當(dāng)降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷還超負(fù)荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數(shù)據(jù)依次關(guān)閉，以減小當(dāng)前CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

本發(fā)明的有益效果是，在電動車的信號傳輸過程中，動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸頻率快(典型地，如20ms發(fā)送一幀數(shù)據(jù))，電動汽車對動力控制數(shù)據(jù)的傳輸可靠性要求高，避免其他數(shù)據(jù)傳輸對動力數(shù)據(jù)傳輸造成影響，所以正常情況下，使用單獨一路CAN總線傳輸動力控制數(shù)據(jù)，提高動力控制的可靠性)；另一路CAN總線用于傳輸其他數(shù)據(jù)(如狀態(tài)數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等)，這些數(shù)據(jù)可靠性要求相對較低，且突發(fā)性較強，容易對動力控制數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生短暫影響；并且本電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法相對于傳統(tǒng)的兩CAN總線冗余算法更大程度上提高了CAN傳輸?shù)目煽啃?，并且提高了?shù)據(jù)傳輸效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1雙通道CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

圖2是心跳幀數(shù)據(jù)域的傳輸協(xié)議表；

圖3雙通道CAN總線中，VCU節(jié)點故障檢測與恢復(fù)檢測流程圖；

圖4雙通道CAN總線中，MCU節(jié)點故障檢測與恢復(fù)檢測流程圖；

圖5雙通道CAN總線中，BMS節(jié)點故障檢測與恢復(fù)檢測流程圖；

圖6雙通道CAN總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明的一種電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，包括：連接于整車控制單元(VCU)、電機控制單元(MCU)和電池管理單元(BMS)的第一、第二CAN總線；其中在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數(shù)據(jù)；以及當(dāng)任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元以下簡稱VCU(Vehicle Control Unit)、MCU(Motor Control Unit)和BMS(Battery Management System)，或通稱為各單元。

上述各單元中的控制模塊分別通過相應(yīng)CAN收發(fā)器接口連接兩路CAN收發(fā)器(第一CAN收發(fā)器和第二CAN收發(fā)器)。為了簡介起見，圖中第一、第二CAN總線分別用CAN1、CAN2來表示；VCU、MCU和BMS分別對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并通過第一或第二CAN收發(fā)器經(jīng)過相應(yīng)CAN總線發(fā)送分類的數(shù)據(jù)。下面給出了主要傳輸數(shù)據(jù)類型的分類。

表1第一CAN總線和第二CAN總線上的傳輸數(shù)據(jù)分類表

從上述表1可以得知第一CAN總線傳輸?shù)膭恿刂葡嚓P(guān)數(shù)據(jù)和第二CAN總線傳輸?shù)妮o助數(shù)據(jù)具體包括的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

當(dāng)一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)時，適于提高動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔；或單獨提高輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔，以減小當(dāng)前CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷；或各單元還適于對所述輔助數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級劃分，即當(dāng)降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷還超負(fù)荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數(shù)據(jù)依次關(guān)閉，以減小當(dāng)前CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，即將CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷降低至標(biāo)準(zhǔn)范圍。

其中，所述標(biāo)準(zhǔn)范圍可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷自行設(shè)定參數(shù)，所述優(yōu)先級劃分適于針對表1中的上述輔助數(shù)據(jù)所包括的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

如圖2所示，通過故障判斷方法判斷CAN總線故障的方法包括：心跳幀采用數(shù)據(jù)幀方式(CAN總線上每個數(shù)據(jù)幀攜帶最大8字節(jié)數(shù)據(jù))，定義心跳機制，即構(gòu)建心跳幀的數(shù)據(jù)域，其第一數(shù)據(jù)位為整車控制單元的心跳狀態(tài)位、第二數(shù)據(jù)位為電機控制單元的心跳狀態(tài)位、第三數(shù)據(jù)位為電池管理單元的心跳狀態(tài)位，并各心跳幀中的三個狀態(tài)，即0表示CAN總線故障，1表示CAN總線通訊驗證(具體表示該節(jié)點能收到所有心跳幀，但心跳幀中包含其他節(jié)點的故障請求信息，該狀態(tài)下說明總線也是不可以使用的)，2表示CAN總線正常；以及通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線故障，并在故障排除后，通過檢測故障恢復(fù)方法及時檢測CAN總線故障是否排除，若排除則恢復(fù)兩CAN總線正常通訊。

所述電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法還包括：基于心跳機制的故障判斷方法和檢測故障恢復(fù)方法；且通過故障判斷方法判斷CAN總線故障，以及通過檢測故障恢復(fù)方法檢測CAN總線故障是否排除。

第一或第二CAN總線故障包括：節(jié)點斷路故障，即通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現(xiàn)節(jié)點斷路故障的方法包括：若整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元中任一單元與第一或第二CAN總線的連接節(jié)點出現(xiàn)故障，其余兩單元無法從相應(yīng)CAN總線獲取故障節(jié)點對應(yīng)單元的心跳幀，則故障節(jié)點對應(yīng)單元針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數(shù)據(jù)位均為0的心跳幀，且其余兩單元之間也針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數(shù)據(jù)位均為0的心跳幀，以使各單元均能獲得第一或第二CAN總線上的故障信息，同時判定第一或第二CAN總線故障。

第一或第二CAN總線故障還包括CAN總線短路故障，即通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現(xiàn)短路故障的方法包括：在短路后各單元均無法接收或發(fā)送相關(guān)心跳幀后，則判定第一或第二CAN總線出現(xiàn)短路故障。

通過檢測故障恢復(fù)方法檢測第一或第二CAN總線故障是否排除，即當(dāng)節(jié)點故障排除后，各單元之間先通過針對第一或第二CAN總線發(fā)送的各相應(yīng)數(shù)據(jù)位為1的心跳幀，驗證各單元與相應(yīng)CAN總線的連接狀態(tài)正常后；再發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)位為2的心跳幀，由三個單元同時確定第一或第二CAN總線正常；以及

在確定第一或第二CAN總線正常后，則選擇第一CAN總線恢復(fù)動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸，第二CAN總線恢復(fù)輔助數(shù)據(jù)傳輸，并恢復(fù)數(shù)據(jù)的傳輸間隔。

具體的，以VCU為例，VCU發(fā)送的心跳幀中，若Bvcu位為0，則意為通知BMS和MCU，CAN總線故障；若VCU發(fā)送的心跳幀中，若Bvcu位為1，則意為通知BMS和MCU，CAN總線存在故障，但不是VCU導(dǎo)致(可能是BMS或MCU導(dǎo)致，具體在圖3中說明)；若VCU發(fā)送的心跳幀中，若Bvcu位為2，則意為通知BMS和MCU，CAN總線正常。BMS和MCU收到VCU的廣播心跳幀后，得知VCU的當(dāng)前故障狀態(tài)。

圖3、圖4和圖5說明了利用心跳幀的具體實施方式，實現(xiàn)故障和故障恢復(fù)的檢測方法，只要一個CAN節(jié)點故障(不是整個第一、第二CAN總線故障)，也能進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸。下面將舉例說明(其他未舉例情況同樣適用于圖3、圖4和圖5流程)。

假設(shè)：故障檢測時間為T(典型地，如300ms)，即VCU、BMS、MCU均每隔T時間進(jìn)行一次故障及故障恢復(fù)檢測。

以下例舉第一CAN總線故障及恢復(fù)的具體實施過程。

開機后；經(jīng)過100T，第一CAN總線中，VCU的第一CAN控制器接口松動，導(dǎo)致VCU與第一CAN總線連接斷開；經(jīng)過200T時間后，VCU的第一CAN控制器接口從松動中恢復(fù)正常，上述過程的說明步驟如下：

步驟Sa1，開機后99T時間范圍內(nèi)，第一CAN總線，整個電控系統(tǒng)(由整車控制單元(VCU)、電機控制單元(MCU)和電池管理單元(BMS)及第一、第二CAN總線構(gòu)成)在正常運行，VCU發(fā)送心跳幀，能收到BMS和MCU的心跳幀，這些心跳幀中的數(shù)據(jù)為[2,2,2,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖3、圖4和圖5流程，VCU的CAN1_okflg＝2，說明VCU的第一CAN總線狀態(tài)正常。BMS和MCU同理，CAN1_okflg＝2。

步驟Sb1，第100T時，第一CAN總線，VCU在第一CAN總線上的通訊實際上應(yīng)該是中斷的。在之后的2T時刻，根據(jù)圖3，VCU收不到BMS和MCU的心跳幀，則VCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，VCU的CAN1_okflg＝0，說明VCU的第一CAN總線狀態(tài)故障。MCU在之后的2T時刻，根據(jù)圖4，能收到BMS的心跳幀，但收不到VCU的心跳幀，所以MCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，MCU的CAN1_okflg＝0，說明MCU的第一CAN總線狀態(tài)故障。BMS在之后的2T時刻，根據(jù)圖5，能收到MCU的心跳幀，但收不到VCU的心跳幀，所以BMS發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，BMS的CAN1_okflg＝0，說明BMS的第一CAN總線狀態(tài)故障。

從效果看來，VCU的第一CAN節(jié)點故障，BMS和MCU所在的第一CAN總線雖然沒有故障，但還是可以通過本發(fā)明提出的心跳機制達(dá)到目的：VCU、BMS、MCU均能獲取到第一CAN總線上有節(jié)點故障的信息，為數(shù)據(jù)切換到第二CAN總線的條件。

步驟Sc1，在第200T時，第一CAN總線，VCU在第一CAN總線的節(jié)點恢復(fù)。由于此時BMS和MCU還是每隔T發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，VCU在2T時間范圍內(nèi)收到BMS和MCU的心跳幀，根據(jù)圖3流程，VCU發(fā)送心跳幀[1,0,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN1_okflg＝1。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN1_okflg＝1；根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN1_okflg＝1。

步驟Sd1，在步驟Sc1后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖3流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,1,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN1_okflg＝2；根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟Se1，在步驟Sd1以后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN1_okflg＝2；根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟Se1，轉(zhuǎn)步驟Sa1繼續(xù)執(zhí)行，說明本發(fā)明所提出的故障檢測方法，能夠有效地檢測故障狀態(tài)，特別是單個節(jié)點故障狀態(tài)，并在故障恢復(fù)時，檢測到故障恢復(fù)的動作。每個CAN單路總線上的節(jié)點幾乎可同時確定該路CAN總線上的故障狀態(tài)CAN標(biāo)志位CAN1_okflg，為總線上的數(shù)據(jù)切換提供良好的狀態(tài)標(biāo)識。

以下例舉第二CAN總線故障及恢復(fù)的具體實施過程。

開機后；經(jīng)過100T，第二CAN總線中，BMS的第二CAN發(fā)送故障數(shù)據(jù)故障，接收數(shù)據(jù)正常，導(dǎo)致BMS只能從第二CAN總線接收到數(shù)據(jù)，無法將自身數(shù)據(jù)發(fā)送出去；經(jīng)過200T時間后，BMS的第二CAN控制器接口恢復(fù)正常收發(fā)數(shù)據(jù)功能，上述過程的說明步驟如下：

步驟Sa2，開機后99T時間范圍內(nèi)，第二CAN總線，整個電控系統(tǒng)在正常運行，BMS發(fā)送心跳幀，能收到VCU和MCU的心跳幀，這些心跳幀中的數(shù)據(jù)為[2,2,2,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖3、圖4和圖5流程，BMS的CAN2_okflg＝2，說明BMS的第二CAN總線狀態(tài)正常。VCU和MCU同理，CAN2_okflg＝2。

步驟Sb2，第100T時，第二CAN總線，BMS在第二CAN總線上只能收到數(shù)據(jù)，不能發(fā)送數(shù)據(jù)。在之后的2T時刻，根據(jù)圖5流程，BMS收到VCU和MCU心跳幀，并根據(jù)圖5流程，發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0](但由于故障沒有發(fā)送出去)。BMS沒有發(fā)送出來心跳幀，所以VCU沒有收到BMS心跳幀，根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置自身CAN2_okflg＝0；MCU沒有收到BMS心跳幀，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置自身CAN2_okflg＝0.

步驟Sc2，在步驟Sb2后的T時刻，第二CAN總線，BMS在第二CAN上收到VCU和MCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，則根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)定BMS自身第二CAN的故障狀態(tài)CAN2_okflg＝1(即，不可通訊)。VCU沒有收到BMS心跳幀，根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置自身CAN2_okflg＝0；MCU沒有收到BMS心跳幀，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置自身CAN2_okflg＝0.

從效果看來，BMS在第二CAN節(jié)點的發(fā)送故障，接收數(shù)據(jù)正常，VCU和MCU所在的第二CAN總線雖然沒有故障，但還是可以通過本發(fā)明提出的心跳機制達(dá)到目的：VCU(CAN2_okflg＝0)、BMS(CAN2_okflg＝1)、MCU(CAN2_okflg＝0)均能獲取到第二CAN總線上有節(jié)點故障的信息，為數(shù)據(jù)切換到第二CAN總線的條件。

步驟Sd2，在第200T時，第二CAN總線，BMS在第二CAN總線的節(jié)點恢復(fù)數(shù)據(jù)收發(fā)功能。由于此時VCU和MCU還是每隔T發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，BMS在2T時間范圍內(nèi)收到VCU和MCU的心跳幀，根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN2_okflg＝1。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN2_okflg＝1；根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[1,0,0,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN2_okflg＝1。

步驟Sf2，在步驟Sd2后的T周期，第二CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,1,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN2_okflg＝2。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN2_okflg＝2；根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN2_okflg＝2。

步驟Sg2，在步驟Sf2以后的T周期，第二CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN2_okflg＝2。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN2_okflg＝2；根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN2_okflg＝2。

步驟Sg2轉(zhuǎn)步驟Sa2繼續(xù)執(zhí)行，完成故障檢測及故障恢復(fù)檢測。

以下例舉第一CAN短路及恢復(fù)的具體實施過程。

開機后；經(jīng)過100T，第一CAN總線短路，所有節(jié)點均無法收發(fā)數(shù)據(jù)；經(jīng)過200T時間后，第一CAN總線恢復(fù)正常收發(fā)數(shù)據(jù)功能。

步驟Sa3，開機后99T時間范圍內(nèi)，第一CAN、第二CAN總線，都處于正常運行狀態(tài)，所有節(jié)點的CAN1_okflg＝2且CAN2_okflg＝2。

步驟Sb3，第100T時，第一CAN總線故障，之后的時間，VCU、MCU、BMS都失去數(shù)據(jù)收發(fā)功能，根據(jù)圖5、圖4、圖5的流程，所有節(jié)點的CAN1_okflg＝0且CAN2_okflg＝2。

步驟Sc3，在第200T時，第一CAN總線，故障恢復(fù)，VCU能夠收到BMS和MCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，發(fā)送心跳幀[1,0,0,0,0,0,0,0]，同時設(shè)定VCU的第一CAN總線狀態(tài)CAN1_okflg＝1。同理，MCU能夠收到BMS和VCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，發(fā)送心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，同時設(shè)定MCU的第一CAN總線狀態(tài)CAN1_okflg＝1；BMS能夠收到VCU和MCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，同時設(shè)定BMS的第一CAN總線狀態(tài)CAN1_okflg＝1。

步驟Sd3，在步驟Sc3后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,1,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN1_okflg＝2；根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟Se3，在步驟Sd3以后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，根據(jù)圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據(jù)圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置MCU的CAN1_okflg＝2；根據(jù)圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設(shè)置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟(e)轉(zhuǎn)步驟(a)繼續(xù)執(zhí)行，完成故障檢測及故障恢復(fù)檢測。

以下例舉CAN總線切換后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w實施方式。

如圖6所示，首先，根據(jù)上面的心跳機制，某單元判斷第一CAN總線的心跳狀態(tài)，如VCU，如果心跳狀態(tài)正常(VCU在2T時間范圍內(nèi)能收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，且心跳幀中沒有故障信息)，則VCU的CAN1_okflg＝2；如心跳異常(VCU在2T時間范圍內(nèi)沒有收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，或心跳幀中有故障信息)，則VCU的CAN1_okflg＝0或1。

其次，某單元判斷第二CAN總線的心跳狀態(tài)，如VCU，如果心跳狀態(tài)正常(VCU在2T時間范圍內(nèi)能收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，且心跳幀中沒有故障信息)，則VCU的CAN2_okflg＝2；如心跳異常(VCU在2T時間范圍內(nèi)沒有收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，或心跳幀中有故障信息)，則VCU的CAN2_okflg＝0或1。

最后，根據(jù)某單元的CAN1_okflg、CAN2_okflg狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸方式的分配，如VCU：

當(dāng)CAN1_okflg＝2、CAN2_okflg＝2，第一CAN總線用于傳輸動力控制數(shù)據(jù)，第二CAN總線用于傳輸其他數(shù)據(jù)(如狀態(tài)數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)等)；

當(dāng)CAN1_okflg＝2、CAN2_okflg＝0或1，VCU使用第一CAN總線用于傳輸動力控制數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)；

當(dāng)CAN1_okflg＝0或1、CAN2_okflg＝2，第二CAN總線用于傳輸動力控制數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)；以及

當(dāng)CAN1_okflg＝0或1、CAN2_okflg＝0或1，第一、第二CAN總線均故障，無法行數(shù)據(jù)傳輸。

其中，在第一或第二CAN總線進(jìn)行傳輸?shù)那闆r下，數(shù)據(jù)傳輸可根據(jù)設(shè)計為以下三種方式：

增加所有傳輸數(shù)據(jù)的傳輸間隔(典型地，例如：由原來的20ms/次，增加到100ms/次)，以減小網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高可靠性。

增加非動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸間隔(典型地，例如：由原來50ms/次傳輸間隔增加為100ms/次)，以減小CAN總線網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高可靠性。

根據(jù)優(yōu)先權(quán)設(shè)置，從優(yōu)先級較低的輔助數(shù)據(jù)依次關(guān)閉，以減小網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高可靠性。

以及從圖6可以得到CAN總線故障恢復(fù)效果：

第一CAN總線故障，第二CAN總線正常情況下，第一CAN總線從故障中恢復(fù)，根據(jù)圖6流程，自動恢復(fù)第一CAN總線用于傳輸動力控制數(shù)據(jù)，第二CAN總線用于傳輸其他數(shù)據(jù)。兩路CAN總線恢復(fù)到都正常時的數(shù)據(jù)傳輸分配和傳輸數(shù)據(jù)間隔。

第二CAN總線故障，第一CAN總線正常情況下，第二CAN總線從故障中恢復(fù)，根據(jù)圖6流程，自動恢復(fù)第一CAN總線用于傳輸動力控制數(shù)據(jù)，第二CAN總線用于傳輸其他數(shù)據(jù)。兩路CAN總線恢復(fù)到都正常時的數(shù)據(jù)傳輸分配和傳輸數(shù)據(jù)間隔。

當(dāng)?shù)谝籆AN總線和第二CAN總線都故障情況下，由于失去了數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，停止傳輸數(shù)據(jù)。

在故障排除，且第一、第二CAN總線恢復(fù)信號傳輸時，

若第一CAN總線故障單獨恢復(fù)后，可以自動實現(xiàn)通過第一CAN傳輸動力控制數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)；

若第二CAN總線故障單獨恢復(fù)后，可以自動實現(xiàn)通過第二CAN傳輸動力控制數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。

若第一CAN總線和第二CAN總線故障都恢復(fù)后，可以自動恢復(fù)第一CAN總線用于傳輸動力控制數(shù)據(jù)，第二CAN總線用于傳輸其他數(shù)據(jù)，且兩路CAN總線均恢復(fù)到都正常時的數(shù)據(jù)傳輸分配和傳輸數(shù)據(jù)間隔。

因此，本電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法根據(jù)電動汽車CAN總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)特點，采用不同類別數(shù)據(jù)使用不同CAN網(wǎng)絡(luò)傳輸和優(yōu)化、以及與心跳機制、冗余設(shè)計相結(jié)合，以達(dá)到提高CAN總線傳輸?shù)目煽啃约皞鬏斝实哪康摹?/p>

實施例2

如圖1所示，在實施例1基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種電動汽車數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

連接于整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元的第一、第二CAN總線；其中在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數(shù)據(jù)；以及當(dāng)任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

所述整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元均包括用于分別連接第一、第二CAN總線的第一、第二CAN收發(fā)器，以及各單元中的控制模塊適于在一CAN總線故障時，控制另一CAN總線對應(yīng)的相應(yīng)CAN收發(fā)器傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

當(dāng)一CAN總線傳輸動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)時，適于提高動力控制相關(guān)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔；或單獨提高輔助數(shù)據(jù)的傳輸間隔，以減小當(dāng)前CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷；或?qū)λ鲚o助數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級劃分，即當(dāng)降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷還超負(fù)荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數(shù)據(jù)依次關(guān)閉，直至CAN總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷降低至標(biāo)準(zhǔn)范圍。

具體關(guān)于第一、第二總線的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化過程詳見實施例1。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。