[發明專利]一種改進的電動汽車網絡管理裝置及方法

有效

• 申請號: 201210295338.5
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102799166A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 李楊;喬昕;李研強;劉廣敏;侯恩廣;崔立志;劉源楊
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明屬于純電動汽車通信領域，提出了一種改進的電動汽車網絡管理裝置及方法。

背景技術

控制器局部網絡（CAN）總線技術在汽車上應用廣泛，具有速率高、抗干擾、成本低、可靠性高等特點。網絡通信管理規范大都采用OSEK/VDXNM的管理規范，該標準規定了兩種網絡監控模式，包括直接監控管理和間接監控管理兩種監控模式：

1）直接監控管理利用標記的通信機制進行直接監控；

2）間接監控管理通過監控節點周期性的報文，實現網絡監控。

傳統的采用內燃機的汽車網絡管理要求各個模塊按照統一的規則有規律的發送數據或狀態信息，然而對于純電動汽車，這種管理方法會忽略了電池特有的性質導致的安全隱患，比如當傳統汽車停車熄火后，網絡管理進入了關閉狀態，然而電動汽車隨時隨地都需要保持安全警惕，通過監控電池的特性，以防出現系統故障、溫度過高或電壓過高、撞車等情況引起的爆炸或燃燒。在保證安全監控的同時，需要考慮電動汽車的續航距離，通過采用有選擇的喚醒需要的功能的節點，關閉其他無關的節點或部件，節約了電池能耗。

由汽車制造商和半導體供應商構成的聯合小組SWITCH針對高速CAN物理層制定了局部網絡標準，并計劃作為ISO11898的擴展標準，在具有局部網絡特性的網絡中，電子控制單元會在檢測到特定喚醒消息時從睡眠模式下激活。但是需要增加收發器的功能以檢測喚醒指令，同時相應的軟件架構也需要修改。本專利提出了一種間接式局部網絡管理方法，不需要修改軟硬件結構，節約了成本。

發明內容

為了解決現有技術存在的缺點，本發明目的提供了一種改進的電動汽車網絡管理裝置及方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種改進的電動汽車網絡管理裝置，包括兩層網絡結構，第一層網絡結構包括整車主控模塊，所述主控模塊分別與高速CAN1、高速CAN2、低速CAN和高速CAN4連接，所述的高速CAN1與動力系統模塊相連，所述的動力系統模塊包括電機控制模塊、剎車控制模塊、轉向控制模塊；所述的高速CAN2與監控電動汽車安全方面的模塊連接，監控電動汽車安全方面的模塊包括電池管理系統、能量管理系統和車載監控系統，所述的低速CAN與車身控制方面模塊，車身控制方面模塊包括車身控制模塊、車載娛樂模塊，所述的高速CAN4與診斷儀連接進行故障診斷，這里的整車主控模塊相當于整車主網關，第二層次網絡架構為所述電池管理系統與高速CAN3連接、高速CAN3與充電機連接，充電機通過電池管理系統與車輛進行通訊，電池管理系統相當于子網關。

所述的高速CAN1、高速CAN2、低速CAN、高速CAN3網絡分別與整車主控模塊進行數據的交互和控制。

本發明提出的上述網絡架構，整車主控模塊通過發送控制命令關閉或開啟一個或多個CAN通信網絡，從而控制CAN通信分支上的電控節點的通訊關閉或開啟，需要工作的時候整車主控模塊發送喚醒命令喚醒對應CAN線路上的電控節點，從而達到了局部控制的目的。

一種改進的電動汽車網絡管理的實施方法，電動汽車通信網絡包括四種工作模式：行駛、停車、充電和診斷模式；每種工作模式允許發送的信息幀分別如下：在“行駛”模式下，功能幀、診斷幀、安全監控幀和網關命令幀允許傳輸；在“停車”模式下，電動汽車CAN2線路上安全監控節點處于活動狀態，而其他CAN路處于通訊關閉狀態，此狀態下安全監控幀、喚醒幀允許發送；在“充電”模式下，安全監控幀、網關命令幀允許傳輸；在“診斷”模式下，診斷幀、安全監控幀、網關命令幀允許傳輸；其中在各個模式下，功能幀由高速CAN1和低速CAN線路上的子節點發出，整車主控模塊接收；診斷幀由診斷儀發出，整車主控模塊接收；安全監控幀由高速CAN2上面的子節點發出，整車主控模塊接收；網關命令幀由整車主控模塊發出，其各CAN線分支上子節點接收；喚醒幀由整車主控模塊發出，其各CAN線分支上子節點接收；安全監控幀由高速CAN2上面的子節點發出，整車主控模塊接收；網關命令幀由整車主控模塊發出，其各CAN線分支上子節點接收。

表1定義了在每種工作模式下，對應網絡傳輸信息幀。

表1