一种无人车整车通信系统及无人车技术方案

本发明专利技术公开了无人车技术领域的一种无人车整车通信系统及无人车，无人车整车通信系统包括中央整车控制器，所述中央整车控制器通过CAN总线分别与车载传感器、动力系统和悬挂控制系统通信连接；所述中央整车控制器通过FlexRay总线与用于驱动无人车行走的电机控制器通信连接。本发明专利技术实现了一种基于CAN

【技术实现步骤摘要】
一种无人车整车通信系统及无人车


[0001]本专利技术属于无人车
，具体涉及一种无人车整车通信系统及无人车。

技术介绍

[0002]无人车是一种能够在各种地面环境中通过遥控或者自主方式完成任务的地面无人系统。它集成了环境感知、定位导航、路径规划、无线传输、运动控制等多项技术。随着科技的不断发展，无人车电子化和智能化成为了趋势，导致电子控制单元(Electronic Control Unit, ECU)数量不断增多，这会产生一些不期望的状况，如需要连接不同ECU的线束增多，安全性变差，增加无人车车辆整体制造难度，同时提高了成本。现有技术中，CAN（Controller Area Network，控制器局域网总线，是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一）总线采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)机制。当多个节点同时发生数据时，会通过一套仲裁机制竞争总线，这样会造成有些数据有实效延迟，优先级越低的数据包，可能需要等待的时间越长。无法满足某些子系统对总线实时性的要求。传统CAN总线最高传输速度为1Mbps，无法满足如驱动控制系统等子系统对通信速率较高的要求。若采用多条CAN总线进行网络布局和搭建，会使得网络架构结构复杂，不能确保满足控制系统的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种无人车整车通信系统及无人车，以解决现有技术中无人车采用单一CAN总线通信方式存在的系统结构复杂、数据时效性差的技术问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，提供一种无人车整车通信系统，包括中央整车控制器，所述中央整车控制器通过CAN总线分别与车载传感器、动力系统和悬挂控制系统通信连接；所述中央整车控制器通过FlexRay总线与用于驱动无人车行走的电机控制器通信连接。
[0005]进一步地，所述CAN总线上配置有无线接收器，所述无线接收器用于接收来自指挥中心的控制信号，并通过CAN总线向中央整车控制器发送接收到的控制信号，实现整车控制决策。
[0006]进一步地，所述车载传感器包括位移传感器、油压传感器、倾角传感器和IMU惯性测量单元，用于通过CAN总线将无人车当前的运行姿态信息传送给所述中央整车控制器。
[0007]进一步地，所述动力系统包括动力增程系统与电池能量管理系统，用于将包括电池电压、电池电流、散热器运行功率、发动机输出功率、发动机中冷温度、PDU运行参数在内的动力系统运行数据传输至所述中央整车控制器。
[0008]进一步地，所述悬挂控制系统通过CAN总线接收所述中央整车控制器的控制指令，并依据接收到的控制指令控制无人车底盘的升降。
[0009]进一步地，所述CAN总线采用双绞线，其两端并联120欧电阻，传输速率500 kbps。
[0010]进一步地，所述FlexRay总线采用双通道冗余配置，传输速率10Mbps，总线两端并联90欧电阻。
[0011]进一步地，所述电机控制器包含多组用于驱动无人车行走的电机控制器节点，所述电机控制器节点通过所述FlexRay总线与中央整车控制器实现信息交换。
[0012]进一步地，所述FlexRay总线包括两种媒体访问时序，基于TDMA技术的静态部分与基于微小时隙访问机制的动态部分，所述电机控制器节点信息配置在静态部分。
[0013]第二方面，提供一种无人车，所述无人车配置有第一方面所述的无人车整车通信系统。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术中央整车控制器通过CAN总线分别与车载传感器、动力系统和悬挂控制系统通信连接，通过FlexRay总线与用于驱动无人车行走的电机控制器通信连接，实现了一种基于CAN
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FlexRay双总线的无人化平台整车通信系统，避免了无人车采用单一CAN总线，当多个节点同时发生数据时，网络实时性较差的问题，有效满足了无人车驱动控制系统信息的实时性与可靠性的要求；解决了采用多条CAN总线进行网络布局和搭建时，网络架构结构复杂，不能确保满足控制系统的要求的技术问题，具有较好的通用性，结构简单、成本低、易于实现，能有效的避免安全隐患，提高无人车整车系统的通信可靠性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例提供的一种无人车整车通信系统的整车网络系统结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种无人车整车通信系统的总线数据流向图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0017]实施例一：如图1、图2所示，一种无人车整车通信系统，包括中央整车控制器，所述中央整车控制器通过CAN总线分别与车载传感器、动力系统和悬挂控制系统通信连接；所述中央整车控制器通过FlexRay（是一种用于汽车的高速、可确定性的，具备故障容错能力的总线技术，它将事件触发和时间触发两种方式相结合，具有高效的网络利用率和系统灵活性特点，可以作为新一代汽车内部网络的主干网络）总线与用于驱动无人车行走的电机控制器通信连接。
[0018]基于CAN总线的通信网络用于动力增程系统、电池等部件的管理控制、悬挂系统控制以及平台运行状态信息的采集、故障诊断等任务。具有高通信宽带、双通道结构兼具时间触发与事件触发特性等特点的FlexRay总线用于各电机的驱动控制及信息反馈。
[0019]通信系统主要包括中央整车控制器(VCU)节点，以CAN总线为主干通信网络的车载传感器节点、悬挂控制系统节点、动力增程系统节点、电池管理系统节点等，以及以FlexRay总线为主干通信网络的用于驱动无人车行走的电机控制器节点。
[0020]中央整车控制器，实现整车控制决策，通过油门、档位、转角、制动等信号来判断无
人车行驶意图；通过传感器监控车速、姿态等车辆状态信息来判断车辆当前实际状态，向悬挂控制系统、电池管理系统、驱动控制系统等发送车辆的运行状态控制指令。
[0021]CAN总线上挂载有控制面板、无线接收器。无线接收器用于接收来自指挥中心的无线信号指令，并通过CAN总线向整车控制器发送控制信号，实现整车控制决策。
[0022]本实施例中，CAN总线的传输速率为500kbps，通信介质为双绞线，总线两端并联120欧电阻。
[0023]悬挂控制系统，通过CAN总线与整车控制器通信，接收控制指令，执行无人车底盘升降控制。
[0024]FlexRay总线提供了两种媒体访问时序，基于TDMA(时分多址)技术的静态部分与基于微小时隙访问机制的动态部分。电机控制器节点信息配置在静态部分。
[0025]当无人车运行时，油门、档位、转角、制动等信号通过CAN总线发送到中央整车控制器中。中央整车控制器综合无人车当前状态的信息，根据整车能源管理策略与行驶控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人车整车通信系统，其特征是，包括：中央整车控制器，所述中央整车控制器通过CAN总线分别与车载传感器、动力系统和悬挂控制系统通信连接；所述中央整车控制器通过FlexRay总线与用于驱动无人车行走的电机控制器通信连接。2.根据权利要求1所述的无人车整车通信系统，其特征是，所述CAN总线上配置有无线接收器，所述无线接收器用于接收来自指挥中心的控制信号，并通过CAN总线向中央整车控制器发送接收到的控制信号，实现整车控制决策。3.根据权利要求1所述的无人车整车通信系统，其特征是，所述车载传感器包括位移传感器、油压传感器、倾角传感器和IMU惯性测量单元，用于通过CAN总线将无人车当前的运行姿态信息传送给所述中央整车控制器。4.根据权利要求1所述的无人车整车通信系统，其特征是，所述动力系统包括动力增程系统与电池能量管理系统，用于将包括电池电压、电池电流、散热器运行功率、发动机输出功率、发动机中冷温度、PDU运行参数在内的动力系统运行数据传输至所述中央整车控制器。5.根据权利要求1所述的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：解德杰，吕高旺，许刘林，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：