电动汽车用双通道冗余CAN总线的数据传输优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车用双通道冗余CAN总线的数据传输优化方法及系统，其中数据传输优化方法包括：连接于整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元的第一、第二CAN总线；其中在第一、第二CAN总线正常时，所述第一CAN总线仅传输动力控制相关数据；所述第二CAN总线仅传输辅助数据；以及当任一CAN总线故障时，则由另一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据；本电动汽车数据传输优化方法相对于传统的两CAN总线冗余算法更大程度上提高了CAN传输的可靠性，并且提高了数据传输效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动汽车用双通道冗余CAN总线的数据传输优化方法及系统。
技术介绍
在现有技术中，电动车内采用的冗余CAN总线传输方式一般采用两种方式，第一：传输同样的数据的传输方式；第二：一路故障后，另外一路才使用的传输方式。上述两种方式均存在以下问题：第一：使用两路CAN(冗余方式)，传输同样的数据。数据传输2次，由于数据传输快，对收发节点的处理开销要求翻倍。而且重要、传输频率高且可靠性要求高的动力控制数据可能受到其他传输数据的干扰。第二：使用两路CAN(冗余方式)，一路故障后，另外一路才使用。当前使用的CAN总线，重要、传输频率高且可靠性要求高的动力控制数据可能受到其他传输数据的干扰。备用的CAN总线不传输数据，浪费通信资源。因此，针对上述存在的问题，需要设计一种新的电动汽车用双通道冗余CAN总线的数据传输优化方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车数据传输优化方法及系统，以根据电动汽车CAN总线上传输的数据特点，将不同类别数据使用不同CAN网络传输和优化。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电动汽车数据传输优化方法，包括：连接于整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元的第一、第二CAN总线；其中在第一、第二CAN总线正常时，所述第一CAN总线仅传输动力控制相关数据；所述第二CAN总线仅传输辅助数据；以及当任一CAN总线故障时，则由另一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据。进一步，当一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据时，适于提高动力控制相关数据和辅助数据的传输间隔，或单独提高辅助数据的传输间隔，以减小当前CAN总线的网络负荷；或各单元还适于对所述辅助数据中各数据进行优先级划分，即当降低传输间隔后，且所述CAN总线的网络负荷还超负荷时，从优先级较低的辅助数据依次关闭，以减小当前CAN总线的网络负荷。进一步，所述电动汽车数据传输优化方法还包括：基于心跳机制的故障判断方法和检测故障恢复方法；且通过故障判断方法判断CAN总线故障，以及通过检测故障恢复方法检测CAN总线故障是否排除。进一步，通过故障判断方法判断CAN总线故障的方法包括：心跳帧采用数据帧方式，定义心跳机制，即构建心跳帧的数据域，其第一数据位为整车控制单元的心跳状态位、第二数据位为电机控制单元的心跳状态位、第三数据位为电池管理单元的心跳状态位，并设定各心跳状态位中：0表示CAN总线故障，1表示CAN总线通讯验证，2表示CAN总线正常；以及通过心跳机制判断第一或第二CAN总线故障，并在故障排除后，通过检测故障恢复方法及时检测CAN总线故障是否排除，若排除则恢复两CAN总线正常通讯。进一步，第一或第二CAN总线故障包括：节点断路故障，即通过心跳机制判断第一或第二CAN总线出现节点断路故障的方法包括：若整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元中任一单元与第一或第二CAN总线的连接节点出现故障，其余两单元无法从相应CAN总线获取故障节点对应单元的心跳帧，则故障节点对应单元针对第一或第二CAN总线发送各数据位均为0的心跳帧，且其余两单元之间也针对第一或第二CAN总线发送各数据位均为0的心跳帧，以使各单元均能获得第一或第二CAN总线上的故障信息，同时判定第一或第二CAN总线故障。进一步，第一或第二CAN总线故障还包括CAN总线短路故障，即通过心跳机制判断第一或第二CAN总线出现短路故障的方法包括：在短路后各单元均无法接收或发送相关心跳帧后，则判定第一或第二CAN总线出现短路故障。进一步，通过检测故障恢复方法检测第一或第二CAN总线故障是否排除，即当节点故障排除后，各单元之间先通过针对第一或第二CAN总线发送的各相应数据位为1的心跳帧，验证各单元与相应CAN总线的连接状态正常后；再发送相应数据位为2的心跳帧，由三个单元同时确定第一或第二CAN总线正常；以及在确定第一或第二CAN总线正常后，则选择第一CAN总线恢复动力控制相关数据传输，第二CAN总线恢复辅助数据传输，并恢复数据的传输间隔。又一方面，本专利技术还提供了一种电动汽车数据传输优化系统，包括：连接于整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元的第一、第二CAN总线；其中在第一、第二CAN总线正常时，所述第一CAN总线仅传输动力控制相关数据；所述第二CAN总线仅传输辅助数据；以及当任一CAN总线故障时，则由另一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据。进一步，所述整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元均包括用于分别连接第一、第二CAN总线的第一、第二CAN收发器，以及各单元中的控制模块适于在一CAN总线故障时，控制另一CAN总线对应的相应CAN收发器传输动力控制相关数据和辅助数据。进一步，当一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据时，各单元适于提高动力控制相关数据和辅助数据的传输间隔，或单独提高辅助数据的传输间隔，以减小当前CAN总线的网络负荷；或各单元还适于对所述辅助数据中各数据进行优先级划分，即当降低传输间隔后，且所述CAN总线的网络负荷还超负荷时，从优先级较低的辅助数据依次关闭，以减小当前CAN总线的网络负荷。本专利技术的有益效果是，在电动车的信号传输过程中，动力控制相关数据传输频率快(典型地，如20ms发送一帧数据)，电动汽车对动力控制数据的传输可靠性要求高，避免其他数据传输对动力数据传输造成影响，所以正常情况下，使用单独一路CAN总线传输动力控制数据，提高动力控制的可靠性)；另一路CAN总线用于传输其他数据(如状态数据、查询数据、故障数据等)，这些数据可靠性要求相对较低，且突发性较强，容易对动力控制数据传输产生短暂影响；并且本电动汽车数据传输优化方法相对于传统的两CAN总线冗余算法更大程度上提高了CAN传输的可靠性，并且提高了数据传输效率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1双通道CAN总线数据传输方式的拓扑结构；图2是心跳帧数据域的传输协议表；图3双通道CAN总线中，VCU节点故障检测与恢复检测流程图；图4双通道CAN总线中，MCU节点故障检测与恢复检测流程图；图5双通道CAN总线中，BMS节点故障检测与恢复检测流程图；图6双通道CAN总线数据传输的实现流程图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1如图1所示，本专利技术的一种电动汽车数据传输优化方法，包括：连接于整车控制单元(VCU)、电机控制单元(MCU)和电池管理单元(BMS)的第一、第二CAN总线；其中在第一、第二CAN总线正常时，所述第一CAN总线仅传输动力控制相关数据；所述第二CAN总线仅传输辅助数据；以及当任一CAN总线故障时，则由另一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据。整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元以下简称VCU(VehicleControlUnit)、MCU(MotorControlUnit)和BMS(BatteryManagementSystem)，或通称为各单元。上述各单元中的控制模块分别通过相应CAN收发器接口连接两路CAN收发器(第一CAN收发器和第二CAN收发器)。为了简介起见，图中第一、第二CAN总线分别用CAN1、CAN2来表示；VCU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车数据传输优化方法，其特征在于，包括：连接于整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元的第一、第二CAN总线；其中在第一、第二CAN总线正常时，所述第一CAN总线仅传输动力控制相关数据；所述第二CAN总线仅传输辅助数据；以及当任一CAN总线故障时，则由另一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车数据传输优化方法，其特征在于，包括：连接于整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元的第一、第二CAN总线；其中在第一、第二CAN总线正常时，所述第一CAN总线仅传输动力控制相关数据；所述第二CAN总线仅传输辅助数据；以及当任一CAN总线故障时，则由另一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据。2.根据权利要求1所述的电动汽车数据传输优化方法，其特征在于，当一CAN总线传输动力控制相关数据和辅助数据时；各单元适于提高动力控制相关数据和辅助数据的传输间隔，或单独提高辅助数据的传输间隔，以减小当前CAN总线的网络负荷；或各单元还适于对所述辅助数据中各数据进行优先级划分，即当降低传输间隔后，且所述CAN总线的网络负荷还超负荷时，从优先级较低的辅助数据依次关闭，以减小当前CAN总线的网络负荷。3.根据权利要求2所述的电动汽车数据传输优化方法，其特征在于，所述电动汽车数据传输优化方法还包括：基于心跳机制的故障判断方法和检测故障恢复方法；且通过故障判断方法判断CAN总线故障，以及通过检测故障恢复方法检测CAN总线故障是否排除。4.根据权利要求3所述的电动汽车数据传输优化方法，其特征在于，通过故障判断方法判断CAN总线故障的方法包括：心跳帧采用数据帧方式，定义心跳机制，即构建心跳帧的数据域，其第一数据位为整车控制单元的心跳状态位、第二数据位为电机控制单元的心跳状态位、第三数据位为电池管理单元的心跳状态位，并设定各心跳状态位中：0表示CAN总线故障，1表示CAN总线通讯验证，2表示CAN总线正常；以及通过心跳机制判断第一或第二CAN总线故障，并在故障排除后，通过检测故障恢复方法及时检测CAN总线故障是否排除，若排除则恢复两CAN总线正常通讯。5.根据权利要求4所述的电动汽车数据传输优化方法，其特征在于，第一或第二CAN总线故障包括：节点断路故障，即通过心跳机制判断第一或第二CAN总线出现节点断路故障的方法包括：若整车控制单元、电机控制单元和电池管理单元中任一单元与第一或第二CAN总线的连接节点出现故障，其余两单元无法从相应CAN总线获取故障节点对应单元的心跳帧，则故障节点对应单元针对第一或第二CAN总线发送各数据位均为0的心跳帧，且其余两单...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲启端，樊明迪，张玉江，刘礼亚，姚宁，
申请(专利权)人：新誉集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32