CN101712303A - 一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统，属于汽车通信技术领域。它解决了现有的CAN总线不具备容错能力的问题。本混合动力汽车的多通道冗余总线系统包括CAN总线部分和整车控制器，CAN总线部分设有若干节点，CAN总线部分包括两路独立的CAN总线，其中一条CAN总线作为另一条CAN总线的冗余部分，节点和整车控制器均同时与上述的两条CAN总线联接。本混合动力汽车的多通道冗余总线系统将传统的CAN总线部分分为两条CAN总线，提高了混合动力汽车通讯的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于汽车通信技术领域，涉及一种混合动力汽车总的CAN总线系统，特别是一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统。
背景技术
混合动力电动汽车动力系统结构和高压电磁系统非常复杂，不仅包含传统车的发动机，还增加了驱动电机、ISG电机、动力电池、充电机、多信息显示系统等，所有节点均通过整车控制器进行协调控制，需要进行大量的数据传输，因此通过车用CAN总线进行各个节点之间的信息交互，所以CAN总线即是生命线，它的可靠性对整个系统的安全稳定运行至关重要。
虽然CAN总线已经具有了较高的可靠性，但它的可靠性是建立在单一的CAN总线回路中的，一旦该总线上的任何部位出现瞬时或永久性的故障，都会造成一段时间内分布式控制网络的通信故障。在典型的网络拓扑结构中，基本总线网络对网络节点故障的容错能力具有明显优势，而对通信链路的故障则表现出不足之处。显然，对于系统可靠性和稳定性要求较高的通信系统而言，有效提高通信链路的容错能力也是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有的汽车CAN总线系统中所存在的上述问题，而提出了一种在部分CAN总线失效时还可继续正常工作的多通道冗余总线系统。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统，该冗余总线系统包括CAN总线部分和整车控制器，CAN总线部分设有若干节点，其特征在于，所述的CAN总线部分包括两路独立的CAN总线，其中一条CAN总线作为另一条CAN总线的冗余部分，所述的节点和整车控制器均同时与上述的两条CAN总线联接。
汽车上的发动机、驱动电机、ISG电机、动力电池和充电机等作为CAN总线上的节点，其中一条CAN总线为主要通讯载体，整车控制器通过这条CAN总线接收ISG电机、动力电池、发动机的信号，根据驾驶员的操作做出相应的计算处理，再通过这条CAN总线将控制信号发送给各个节点，协调控制发动机、电机以及动力电池等工作。另一条CAN总线作为冗余部分，当原先的那条CAN总线失效时，整车控制器模块还可以通过这条CAN总线继续控制汽车的正常行驶。
在上述的一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统中，所述的各节点与整车控制器之间还设有冗余硬线进行联接，整车控制器未接收到各节点的信号后，通过冗余硬线控制各节点。冗余硬线部分是对两条CAN总线的一个安全保护。当出现意外，两条CAN总线完全失效，或者某一节点失效时，如果没有冗余硬线部分，则整车控制器对各个节点则处于完全不可控状态，这样就特别的危险，这时候整车控制器就可以通过冗余硬线对节点进行控制。
在上述的一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统中，所述的两条CAN总线分设在整车的两侧。使两条CAN总线之间有一定的距离，减小两条CAN总线同时被高压电磁干扰而失效的风险。
在上述的一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统中，所述的CAN总线上还联接有一多信息显示系统，用于显示CAN总线上的传输信号。
与现有技术相比，本混合动力汽车的多通道冗余总线系统将传统的CAN总线部分分为两条CAN总线，在其中一条CAN总线故障失效时，另一条CAN总线还可以继续工作，提高了混合动力汽车通讯的可靠性和安全性。同时增加了冗余硬线，保证了在CAN总线失效的情况下保证整车能够跛行，从而尽可能地保证整个混合动力系统的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本混合动力汽车的多通道冗余总线系统的线路原理图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本混合动力汽车的多通道冗余总线系统包括整车控制器和两条独立的CAN总线一和CAN总线二，汽车上的发动机、驱动电机、ISG电机、动力电池和充电机等作为节点，同时与CAN总线一和CAN总线二联接，整车控制器与ISG电机、发动机、驱动电机和动力电池之间通过冗余硬线联接。
CAN总线一为主要通讯载体，正常情况下，整车控制器通过CAN总线一接收ISG电机、动力电池、发动机的信号，再根据驾驶员的操作，如钥匙、踏板、档位等做出相应的计算处理，再通过CAN总线一将控制信号发送给各个节点，协调控制发动机、ISG电机以及动力电池等工作。
CAN总线二为CAN总线一的冗余部分，它被置于汽车的另一端，这样能够实现双通道CAN总线通讯，防止CAN总线一损坏或者受到高压电磁干扰而失效。当CAN总线一失效时，CAN总线二可以正常工作，对整车性能没有任何影响，整车控制器同样可以通过CAN总线二控制汽车的正常行驶。
硬线冗余结构则是对CAN总线部分的一个安全保护。当出现意外时，CAN总线一和CAN总线二完全失效，或者某一节点的CAN控制器或收发器失效，如果没有硬线冗余，则整车控制器对各个节点则处于完全不可控状态，这样就特别的危险。为了防止此类事件的发生，本方案设计了硬线冗余结构。
整车控制器与发动机、ISG电机、驱动电机、动力电池4个主要节点使用冗余硬线连接。当某一节点CAN总线失效时，通过冗余硬线发送信号给整车控制器，整车控制器则通过其他冗余硬线对它进行跛行控制，使汽车能够以较低的车速继续行驶，使其能够到达维修站或者安全靠边停车。如果出现严重故障，则控制其紧急停机。如果整车控制器CAN总线失效，它则通过冗余硬线对其他节点进行跛行控制，直至停车。
当整车控制器1秒钟时间内接收不到发动机或者ISG电机信号时，整车控制器通过冗余硬线控制发动机和ISG电机停机，驱动电机和动力电池正常工作。
当整车控制器1秒钟时间内接收不到驱动电机信号时，整车控制器通过冗余硬线控制驱动电机跛行行驶。控制驱动电机以转速模式运行，踏板开度0~100％对应电机转速为1176转/分(对应车速为30km/h)。
当整车控制器1秒钟时间内接收不到动力电池信号时，整车控制器通过冗余硬线控制动力电池继电器的通断。整车控制器通过CAN总线控制驱动电机限功率行驶，控制驱动电机以转速模式运行，踏板开度0~100％对应电机转速为1176转/分(对应车速为30km/h)。
当整车控制器与CAN总线失去联系，1秒钟时间内无法接收到任何总线信号时，整车控制器只能通过硬线对其他节点进行控制。控制发动机、ISG电机停机；控制动力电池继电器闭合，除非关闭钥匙；控制驱动电机以转速模式运行，踏板开度0~100％对应电机转速为1176转/分(对应车速为30km/h)。
通过这种多通道的冗余结构，能够保证通讯的正常运行，防止出现失控，很好的保证了混合动力汽车的安全性及可靠性。
在CAN总线一上还联接有一多信息显示系统，用来显示CAN总线一上的所有传输信号，一旦CAN总线一失效，就可从该多信号显示系统上表现出来。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (4)
1.一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统，该冗余总线系统包括CAN总线部分和整车控制器，CAN总线部分设有若干节点，其特征在于，所述的CAN总线部分包括两路独立的CAN总线，其中一条CAN总线作为另一条CAN总线的冗余部分，所述的节点和整车控制器均同时与上述的两条CAN总线联接。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统，其特征在于，所述的各节点与整车控制器之间还设有冗余硬线进行联接，整车控制器未接收到各节点的信号后，通过冗余硬线控制各节点。
3.根据权利要求1或2所述的一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统，其特征在于，所述的两条CAN总线分设在整车的两侧。
4.根据权利要求1或2所述的一种混合动力汽车的多通道冗余总线系统，其特征在于，所述的CAN总线上还联接有一多信息显示系统，用于显示CAN总线上的传输信号。
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