[發(fā)明專利]多總線控制器局域網(wǎng)系統(tǒng)中使用時(shí)間同步的數(shù)據(jù)傳感器協(xié)調(diào)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110392662.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN102571251A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.梅農(nóng);C.巴斯納亞克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06;H04L12/40
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰;楊楷

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例總體上涉及車輛控制器局域網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

控制器局域網(wǎng)（CAN）是一種車輛總線標(biāo)準(zhǔn)，用來允許電子控制單元（ECU）與其它裝置在沒有中央計(jì)算機(jī)或主機(jī)的情況下相互通信。車輛系統(tǒng)和子系統(tǒng)具有大量ECU，它們控制致動(dòng)器或從傳感裝置接收數(shù)據(jù)。ECU控制的許多子系統(tǒng)是不與另一子系統(tǒng)通信的獨(dú)立子系統(tǒng)，但是其它子系統(tǒng)通信且共享數(shù)據(jù)（例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和電子制動(dòng)控制單元）。

該CAN系統(tǒng)是異步廣播串行總線，其允許消息進(jìn)行串行傳遞。因此，ECU之間的消息在傳送時(shí)不一定是在產(chǎn)生消息時(shí)立即在CAN總線上傳送。如果CAN總線空閑，就馬上傳送消息。如果要傳送一個(gè)以上的消息，就傳送更占優(yōu)勢(shì)的消息。這被稱為仲裁過程。具有最高優(yōu)先級(jí)的CAN消息將支配這個(gè)仲裁，并且以較低優(yōu)先級(jí)傳送的消息將檢測(cè)到此并等待。這是通過使用主導(dǎo)位和隱性位的二進(jìn)位系統(tǒng)獲得。CAN消息包括識(shí)別消息類型或發(fā)送器的ID。這個(gè)ID包括預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)字節(jié)。例如，一個(gè)ID可以包括運(yùn)用多個(gè)0和多個(gè)1的8個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。主導(dǎo)位是邏輯上的0，隱性位是邏輯上的1。主導(dǎo)位比隱性位接收更高優(yōu)先級(jí)。在仲裁過程期間，具有較低比特值的更主導(dǎo)ID將贏得仲裁并且具有優(yōu)先級(jí)。

由于隱性位中傳送信息的延時(shí)，多CAN總線結(jié)構(gòu)中的不同CAN總線的兩個(gè)ECU之間的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)整合可能引起時(shí)鐘不同步的非同步數(shù)據(jù)整合到一起。也就是說，為了整合數(shù)據(jù)，處理器必須知曉它在使用由不同傳感器在基本上相同的瞬間采集的數(shù)據(jù)。ECU利用它們的本地時(shí)鐘給數(shù)據(jù)做時(shí)間標(biāo)記，并且，如果這些本地時(shí)鐘不同步，那么在數(shù)據(jù)整合處理期間可能出現(xiàn)時(shí)間數(shù)據(jù)的不匹配。車輛能夠使用內(nèi)部時(shí)鐘通過發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)努力使所有ECU的時(shí)間同步；然而，由于CAN系統(tǒng)的異步性質(zhì)和引起在不同CAN總線兩端傳送信息的遲延，可能也延遲包含時(shí)鐘信號(hào)的信息到達(dá)ECU，這將引起不同CAN總線的ECU的本地時(shí)鐘異步。在車對(duì)車（V2V）的情況中，還可能適用于車輛的是，使用來自其它車輛的傳感器信息來執(zhí)行車載傳感器融合并執(zhí)行適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)和控制。使用V2V信息傳送的連接到遠(yuǎn)程車輛的CAN總線的傳感器需要的準(zhǔn)確性比僅僅使用通常基于GPS的V2V時(shí)間同步機(jī)構(gòu)所達(dá)到的更高。

發(fā)明內(nèi)容

實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是具有多個(gè)控制器局域網(wǎng)總線的異步控制器局域網(wǎng)的本地時(shí)鐘的同步，獲得控制器局域網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的來自不同傳感器的數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)。對(duì)與系統(tǒng)的每個(gè)局域網(wǎng)總線內(nèi)傳送信息相關(guān)聯(lián)的延遲進(jìn)行估計(jì)并且為每個(gè)控制器局域網(wǎng)調(diào)整全局時(shí)間以解決這些延遲。把包含每個(gè)相應(yīng)控制器局域網(wǎng)總線的調(diào)整全局時(shí)間的信息傳送至不同裝置以調(diào)整和同步化本地時(shí)鐘。

實(shí)施例設(shè)想一種在異步車輛控制器局域網(wǎng)系統(tǒng)中使時(shí)間同步的方法。這個(gè)系統(tǒng)具有經(jīng)由多個(gè)控制器局域網(wǎng)總線彼此通信的多個(gè)電子控制單元。這些電子控制單元與傳感裝置通信以采集這些傳感裝置獲得的感測(cè)數(shù)據(jù)。每個(gè)電子控制單元在這多個(gè)控制器局域網(wǎng)總線上傳送信息用于與其它電子控制單元（可能在在考慮中的車輛內(nèi)或者在V2V的情況下可能在另一車輛中）共享感測(cè)數(shù)據(jù)。多個(gè)電子控制單元經(jīng)由這多個(gè)控制器局域網(wǎng)總線與主控制單元通信。該主控制單元從時(shí)間同步源接收全局時(shí)間。該主控制單元估計(jì)這些電子控制單元在相應(yīng)控制器局域網(wǎng)總線上傳送信息的相應(yīng)時(shí)間延遲。該時(shí)間延遲是相應(yīng)電子控制單元產(chǎn)生用于在相應(yīng)控制器局域網(wǎng)總線上傳送的信息時(shí)的時(shí)間與在相應(yīng)控制器局域網(wǎng)總線上傳送信息時(shí)的時(shí)間之間的差。基于與每個(gè)相應(yīng)控制器局域網(wǎng)總線相關(guān)聯(lián)的估計(jì)時(shí)間遲延調(diào)整每個(gè)相應(yīng)控制器局域網(wǎng)總線的全局時(shí)間。把來自每輛車的主控制單元的全局時(shí)間信息傳送至每個(gè)電子控制單元，這些信息包括相關(guān)控制器局域網(wǎng)總線的調(diào)整全局時(shí)間。連接到控制器局域網(wǎng)的每個(gè)電子控制單元接收相應(yīng)全局時(shí)間信息，基于相應(yīng)全局時(shí)間信息中的調(diào)整全局時(shí)間使本地時(shí)鐘同步。因?yàn)樵诙噍v車之間共享共用的時(shí)間觀念，所以在特定車輛上的特定傳感器獲取的時(shí)間標(biāo)記能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換以確定不同車輛上傳感事件出現(xiàn)的時(shí)間。遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)可以用作局部傳感器融合的一部分以在車輛上執(zhí)行必需的時(shí)間同步致動(dòng)和控制。