[發(fā)明專利]一種電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車的CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010609072.8
• 申請(qǐng)日: 2010-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN102069762A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚勁;涂金林;劉孔祥;王飛;王平;周定華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): B60R16/023
• 分類號(hào): B60R16/023;B60W10/26;B60W10/08;B60W10/06;B60W10/18;B60W10/30;B60W40/10;B60W40/12;B60W20/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車電子自動(dòng)化車載網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車的CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界，全球變暖等環(huán)境問題日益凸顯，石油短缺更引發(fā)國(guó)際能源大戰(zhàn)，汽車節(jié)能減排的呼聲越來越強(qiáng)烈。各國(guó)相關(guān)法規(guī)對(duì)汽車的排放、能耗方面的要求日趨嚴(yán)格。特別是歐洲和日本，對(duì)二氧化碳排放量和汽車燃油消耗都制定出了相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)，新車必須符合這些排放標(biāo)準(zhǔn)和油耗標(biāo)準(zhǔn)方能上市。在這種大背景下，開發(fā)新一代電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車成為時(shí)代潮流，各大汽車企業(yè)爭(zhēng)相發(fā)展先進(jìn)電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車技術(shù)，電動(dòng)汽車成為未來汽車發(fā)展的主流方向。

德國(guó)Bosch公司為了解決現(xiàn)代車輛中眾多的控制信號(hào)和數(shù)據(jù)交換問題，開發(fā)出CAN(Controller?Area?Network)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議。CAN總線硬件連接簡(jiǎn)單，有良好的可靠性、實(shí)時(shí)性和性能價(jià)格比，能夠滿足現(xiàn)代自動(dòng)化通訊的需要，已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線通訊領(lǐng)域中的主流。其主要特點(diǎn)是：1、CAN總線采用獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)，能滿足實(shí)時(shí)性要求；2、CAN總線為多主站總線，各節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，不分主從，通信靈活；3、CAN總線上每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，并有CRC及其它校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低，萬(wàn)一某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤，可自動(dòng)脫離總線，總線上的其它操作不受影響；4、CAN總線只有兩根導(dǎo)線，系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)，可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線上即可，系統(tǒng)擴(kuò)充容易，改型靈活；5、CAN總線傳輸速度快，在傳輸距離小于40m時(shí)，最大傳輸速率可達(dá)1Mb/s。正是由于CAN總線具有這些其它通信方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，使之成為電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)的理想總線。

但是，電動(dòng)及混合動(dòng)力汽車相對(duì)常規(guī)汽車來說結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，整車上分布許多電子控制單元(ECU)，例如VMS(整車控制器)、BMS(電池管理系統(tǒng))、MCU(電機(jī)控制系統(tǒng))、BBS(電池均衡器)等等，這還不包括常規(guī)汽車上的其它控制單元，如BCM(車身控制器)、ICM(儀表)、ABS(防抱死控制系統(tǒng))、CLM空調(diào)等等，需要實(shí)時(shí)傳輸和共享的數(shù)據(jù)很多，而且集成如此多的ECU及其附帶的通信設(shè)備必然會(huì)使整車電路繁瑣復(fù)雜，線束多，重量大，成本高。為了減少通信設(shè)備及線束、插件等，減少成本和簡(jiǎn)化線路，提高電動(dòng)汽車通訊的實(shí)時(shí)性、可靠性和應(yīng)急處理能力，必須采用能夠滿足高速多路的復(fù)用通信系統(tǒng)，以共享方式傳送多種控制信息，而現(xiàn)有技術(shù)明顯無法達(dá)到上述技術(shù)效果。

發(fā)明內(nèi)容

電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中對(duì)能源的管理十分嚴(yán)格，效率是衡量電動(dòng)汽車系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。電動(dòng)汽車電子控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息必須具有實(shí)時(shí)性，各子系統(tǒng)需要將車輛的公共數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，且不同控制單元的控制周期不同，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度、各控制命令優(yōu)先級(jí)也不同，因此需要一種具有優(yōu)先權(quán)競(jìng)爭(zhēng)模式的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，整車通訊系統(tǒng)必須具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力和快速處理能力。良好的通訊系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。CAN總線結(jié)構(gòu)是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車的CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合理分配了電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車各控制器節(jié)點(diǎn)的連接結(jié)構(gòu)，通過CAN總線實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的信息共享，從而實(shí)現(xiàn)整車的各種控制功能，并且增加了整個(gè)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

具體技術(shù)方案如下：

一種電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車的CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括CAN總線結(jié)構(gòu)，電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車的多個(gè)電控單元ECU，其中CAN總線結(jié)構(gòu)采用CAN總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用一條高速CAN連接起所述多個(gè)電控單元ECU，形成高速CAN通訊網(wǎng)絡(luò)，且所述多個(gè)電控單元ECU通過CAN總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。

進(jìn)一步地，所述多個(gè)電控單元ECU包括整車控制器VMS，和/或電池管理系統(tǒng)BMS，和/或電池均衡系統(tǒng)BBS，和/或電機(jī)控制系統(tǒng)MCU，和/或充電器CM，和/或組合儀表ICM，和/或車身控制器BCM，和/或防抱死控制系統(tǒng)ABS和/或空調(diào)CLM。

進(jìn)一步地，所述汽車為純電動(dòng)汽車EV，其電控單元ECU包括整車控制器VMS，電池管理系統(tǒng)BMS，電池均衡系統(tǒng)BBS，電機(jī)控制系統(tǒng)MCU，充電器CM和組合儀表ICM。

進(jìn)一步地，其它電控單元ECU還包括變速器TCU，診斷結(jié)構(gòu)空調(diào)CLM和防抱死控制系統(tǒng)ABS。

進(jìn)一步地，

所述VMS為整車控制樞紐，用于對(duì)整車各控制器及車輛行駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制；