CN112187507A - 总线通信网络的故障处理方法、装置、存储介质及控制器 - Google Patents

总线通信网络的故障处理方法、装置、存储介质及控制器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种总线通信网络的故障处理方法、装置、存储介质及控制器，所述方法包括：当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，提示通信故障信息，并向第一通信节点发送故障查询请求；所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个通信节点；若接收到所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文，则清除所述通信故障信息。本发明提供的方案能够清除故障情况，提升通信网络的可靠性。

Description

总线通信网络的故障处理方法、装置、存储介质及控制器
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种总线通信网络的故障处理方法、装置、存储介质及控制器。
背景技术
随着电动汽车的不断发展，电机驱动技术、电池及BMS技术的不断成熟与大范围的应用，电动汽车已经越来越普遍地出现在人们的日常生活中，其中包括小轿车，物流车以及公交车等车辆。因为电动汽车的这种普及程度，随之而来的，就是对电动汽车的安全性和可靠性的要求越来越高，如何保证电动汽车的可靠性，在发生故障时如何处理，将是各个汽车厂家以及部件供应商的重点研究方向。
在这一方向上，通信故障的安全性问题尤为突出。因为在一个完整的整车通信系统中，VCU(整车控制器)所在的整车控制CAN通信网络，存在着电池、继电器、汽车转向和整车仪表等众多重要的通信节点。如果出现丢帧或者是通信故障，会导致VCU不能及时获取或者获取不了整车的信息。这种情况如果发生在高速行车等工况下，有可能会发生安全事故。虽然在软件上能够对CAN通信故障进行处理，例如VCU检测到通信故障时进行限速限功率，最后再进入安全停车状态，但是如果此时通信故障并没有发生，或者只是发生了丢帧，VCU就根据通信协议进入故障处理甚至是下电保护状态，这样就不能在一定程度上保证整车CAN网络的可靠性。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种总线通信网络的故障处理方法、装置、存储介质及控制器，以解决现有技术中如果出现丢帧或者是通信故障会导致VCU不能及时获取或者获取不了整车信息的问题。
本发明一方面提供了一种总线通信网络的故障处理方法，包括：当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，提示通信故障信息，并向第一通信节点发送故障查询请求；所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个通信节点；若接收到所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文，则清除所述通信故障信息。
可选地，当所述总线通信网络为电动车辆的总线通信网络时，控制器包括：整车控制器；和/或，所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个预先设置的故障查询节点。
可选地，所述预先设置的故障查询节点，包括：发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点。
可选地，若所述第二通信节点发送的所述报文为预设类型的报文，则所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少两个通信节点。
可选地，所述第一通信节点，当接收到所述故障查询请求时，激活针对所述第二通信节点的报文接收邮箱，以接收所述第一通信节点发送的所述报文。
本发明另一方面提供了一种总线通信网络的故障处理装置，包括：请求单元，用于当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，提示通信故障信息，并向第一通信节点发送故障查询请求；所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个通信节点；接收单元，用于接收所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文；清除单元，用于若接收到所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文，则清除所述通信故障信息。
可选地，当所述总线通信网络为电动车辆的总线通信网络时，控制器包括：整车控制器；和/或，所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个预先设置的故障查询节点。
可选地，所述预先设置的故障查询节点，包括：发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点。
可选地，若所述第二通信节点发送的所述报文为预设类型的报文，则所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少两个通信节点。
可选地，当所述第一通信节点接收到所述故障查询请求时，激活针对所述第二通信节点的报文接收邮箱，以接收所述第一通信节点发送的所述报文。
本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种控制器，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种控制器，包括前述任一所述的总线通信网络的故障处理装置。
根据本发明的技术方案，通过通信网络上的各个通信节点，共同监控总线通信网络的通信情况。当控制器发现通讯故障时，通过向除发送方外的其余通讯节点进行故障查询，确认故障情况，并通过除发送方以外的通讯节点进行发送方报文的转发来清除故障情况，提升通信网络的可靠性。
本发明技术方案应用于电动车辆整车CAN通信网络时，相比于现有CAN网络故障时的处理方式，实现方法简单可靠，能够减少整车因通讯故障而导致的车辆在行车过程中，做出降功率，跳继电器或停车等误动作，一定程度上保障行车安全；通过向除发送方以外的通信节点进行报文查询，减少因干扰等引起的通信故障的误报，通过接收除发送方以外的通信节点对发送方报文进行转发来清除故障情况，能够提升通信网络的可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明提供的总线通信网络的故障处理方法的一实施例的方法示意图；
图2是根据本发明一个具体实施例的整车CAN通信网络的系统示意图；
图3是根据本发明一个具体实施例的整车CAN通信网络的故障处理的流程示意图；
图4是本发明提供的总线通信网络的故障处理装置的一实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图2所示为根据本发明一个具体实施例的整车CAN通信网络的系统示意图，其中BMS是电池管理系统，PDU是高压控制单元，VCU是整车控制器，MCU是主驱电机及辅驱电机控制器，DC/DC是高压转低压充电单元，通信节点不仅限于以上所提到的单元。
整车CAN通信网络存在通信节点多，不同种类的报文多，负载率高等特点，发送间隔一般是百ms级，当外界干扰大的时候，容易出现丢帧或者报文接收不到等情况。此时，如果整车协议对通讯故障的容错率较低，就会报通讯故障，节点掉线，某些重要的报文丢失还会导致VCU作出错误判断，进入故障处理流程，甚至是下电停车。
图1是本发明提供的总线通信网络的故障处理方法的一实施例的方法示意图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述故障处理方法至少包括步骤S110和步骤S120。
步骤S110，当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，提示通信故障信息，并向第一通信节点发送故障查询请求。
控制器优选为通信网络中具有决策和/或控制功能的通信节点，例如电动车辆整车CAN通信网络中的整车控制器VCU。所述故障查询请求用于请求所述第一通信节点查询是否能够接收到所述第二通信节点向所述控制器发送的报文，即所述第一通信节点是否不在线。所述第二通信节点具体可以为CAN通信网络中的任一通信节点。当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，该节点CAN通信模块可能掉线，则报通信故障，例如显示通信故障信息(例如故障标志)，并向第一通信节点发送故障查询请求。所述第一通信节点可以是通信网络中除第二通信节点之外的其他任意节点。总线通信网络是广播式发送，所以第一通信节点发送给所属节点(例如整车控制器)的报文，总线上的其他通信节点也能收到，只是不放入邮箱也不作处理。那么，当所属节点发出自己接收不到某一帧报文的信号时，专门通过一组报文，请求其他通信节点进行故障查询，激活其他节点的故障报文的接收处理功能。
例如，在电动车辆整车CAN通信网络中，由于整车控制器VCU在整车控制中起到决策并发出控制指令的作用，所以针对VCU作为大多数整车报文的接收方，进行故障处理。每一帧报文信息都有自己专属的识别符号，不同的发送者和接受者都约定了这种识别符号；当VCU没有接受到特定的某一帧报文时，此报文的生命值不再跳变，视为通信故障。当整车控制器VCU接不到某一帧的报文时，此报文的生命值不再跳动，VCU报通讯故障及节点掉线，此时VCU要确认这个节点的CAN通信模块是不是真的不在线，即向通信网络中除该通信节点外的其他节点发送故障查询请求。
优选地，当所述第一通信节点接收到所述故障查询请求时，激活针对所述第二通信节点的报文接收邮箱，以接收所述第一通信节点发送的所述报文。例如，用作故障查询功能的节点，邮箱不需要设置成一直接收整车上的所有报文，仅在收到VCU请求时才激活。
优选地，若所述第二通信节点发送的所述报文为预设类型的报文，则所述第一通信节点包括：除所述第二通信节点之外的其他至少两个通信节点。
例如，如果判定为故障的报文比较重要，例如关系到整车正常启动、运行、停车、主驱电机的运行等功能用的报文，那么VCU多向几个网络上的不同节点发出查询请求。也就是视报文的重要程度而言多增加几次判断。
优选地，所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个预先设置的故障查询节点。更优选地，所述预先设置的故障查询节点，包括：发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点。例如，可以设定至少一个发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点，即报文负载小的通信节点，作为故障查询专用节点，通过设置节点的邮箱ID，设置成供VCU单独查询使用的邮箱,从而减少总线负载。
步骤S120，若接收到所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文，则清除所述通信故障信息。
所述第一通信节点接收到所述故障查询请求后，激活接收所述第二通信节点的报文的报文接收邮箱，通过总线接收第二通信节点发送的报文，若接收到第二通信节点发送的报文，则确认第二通信节点在线，将第二通信节点发送的报文转发给所属节点，并清除通信故障信息，例如清除通信故障标志。若所述通信网络中的其余节点均接收不到所述第二通信节点发送的报文，即报文的生命值不再跳动，可视为第二通信节点的通信模块不在线。
例如，当整车控制器VCU发出自己接收不到某一帧报文的信号时，专门通过一组报文，向其余通信节点进行故障查询，激活其余节点的故障报文的接受处理功能，若其余节点能接收到故障报文，则把它直接转发到整车CAN上，确保VCU能收到判定为故障的报文信息。若CAN通信网络中的其余节点均接收不到这个节点的报文，即报文的生命值不再跳动，可视为此节点的CAN模块不在线。
上述流程还可以参考图3所示，具体实施方式如下：
①故障，节点2向VCU发出的报文没有被接收到，生命值不再跳动，VCU报通讯故障；
②查询，VCU向其他节点如节点1发出故障查询请求，节点1激活关于节点2的报文接收邮箱；
③广播，节点1通过整车CAN总线通信网络接收到节点2的报文，确认节点2在线；
④转发，节点1将从CAN通信网络上接收到的节点2的报文转发给VCU；
⑤恢复，VCU清除节点2的通信故障(例如清除故障标志)，恢复正常工作。
图4是本发明提供的总线通信网络的故障处理装置的一实施例的结构框图。如图4所示，所述总线通信网络的故障处理装置100包括：请求单元110、接收单元120和清除单元130。
请求单元110用于当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，提示通信故障信息，并向第一通信节点发送故障查询请求。
控制器优选为通信网络中具有决策和/或控制功能的通信节点，例如电动车辆整车CAN通信网络中的整车控制器VCU。所述故障查询请求用于请求所述第一通信节点查询是否能够接收到所述第二通信节点向所述控制器发送的报文，即所述第一通信节点是否不在线。所述第二通信节点具体可以为CAN通信网络中的任一通信节点。当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，该节点CAN通信模块可能掉线，则报通信故障，例如显示通信故障信息(例如故障标志)，并向第一通信节点发送故障查询请求。所述第一通信节点可以是通信网络中除第二通信节点之外的其他任意节点。总线通信网络是广播式发送，所以第一通信节点发送给所属节点(例如整车控制器)的报文，总线上的其他通信节点也能收到，只是不放入邮箱也不作处理。那么，当所属节点发出自己接收不到某一帧报文的信号时，专门通过一组报文，请求其他通信节点进行故障查询，激活其他节点的故障报文的接收处理功能。
例如，在电动车辆整车CAN通信网络中，由于整车控制器VCU在整车控制中起到决策并发出控制指令的作用，所以针对VCU作为大多数整车报文的接收方，进行故障处理。每一帧报文信息都有自己专属的识别符号，不同的发送者和接受者都约定了这种识别符号；当VCU没有接受到特定的某一帧报文时，此报文的生命值不再跳变，视为通信故障。当整车控制器VCU接不到某一帧的报文时，此报文的生命值不再跳动，VCU报通讯故障及节点掉线，此时VCU要确认这个节点的CAN通信模块是不是真的不在线，即向通信网络中除该通信节点外的其他节点发送故障查询请求。
优选地，当所述第一通信节点接收到所述故障查询请求时，激活针对所述第二通信节点的报文接收邮箱，以接收所述第一通信节点发送的所述报文。例如，用作故障查询功能的节点，邮箱不需要设置成一直接收整车上的所有报文，仅在收到VCU请求时才激活。
优选地，若所述第二通信节点发送的所述报文为预设类型的报文，则所述第一通信节点包括：除所述第二通信节点之外的其他至少两个通信节点。
例如，如果判定为故障的报文比较重要，例如关系到整车正常启动、运行、停车、主驱电机的运行等功能用的报文，那么VCU多向几个网络上的不同节点发出查询请求。也就是视报文的重要程度而言多增加几次判断。
优选地，所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个预先设置的故障查询节点。更优选地，所述预先设置的故障查询节点，包括：发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点。例如，可以设定至少一个发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点，即报文负载小的通信节点，作为故障查询专用节点，通过设置节点的邮箱ID，设置成供VCU单独查询使用的邮箱,从而减少总线负载。
接收单元120用于接收所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文。清除单元130用于若接收单元120接收到所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文，则清除所述通信故障信息。
所述第一通信节点接收到所述故障查询请求后，激活接收所述第二通信节点的报文的报文接收邮箱，通过总线接收第二通信节点发送的报文，若接收到第二通信节点发送的报文，则确认第二通信节点在线，将第二通信节点发送的报文转发给所属节点，并清除通信故障信息，例如清除通信故障标志。若所述通信网络中的其余节点均接收不到所述第二通信节点发送的报文，即报文的生命值不再跳动，可视为第二通信节点的通信模块不在线。
例如，当整车控制器VCU发出自己接收不到某一帧报文的信号时，专门通过一组报文，向其余通信节点进行故障查询，激活其余节点的故障报文的接受处理功能，若其余节点能接收到故障报文，则把它直接转发到整车CAN上，确保VCU能收到判定为故障的报文信息。若CAN通信网络中的其余节点均接收不到这个节点的报文，即报文的生命值不再跳动，可视为此节点的CAN模块不在线。
本发明还提供对应于所述总线通信网络的故障处理方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述总线通信网络的故障处理方法的一种控制器，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述总线通信网络的故障处理装置的一种控制器，包括前述任一所述的总线通信网络的故障处理装置。
据此，本发明提供的方案，通过通信网络上的各个通信节点，共同监控总线通信网络的通信情况。当控制器发现通讯故障时，通过向除发送方外的其余通讯节点进行故障查询，确认故障情况，并通过除发送方以外的通讯节点进行发送方报文的转发来清除故障情况，提升通信网络的可靠性。
本发明技术方案应用于电动车辆整车CAN通信网络时，相比于现有CAN网络故障时的处理方式，实现方法简单可靠，能够减少整车因通讯故障而导致的车辆在行车过程中，做出降功率，跳继电器或停车等误动作，一定程度上保障行车安全；通过向除发送方以外的通信节点进行报文查询，减少因干扰等引起的通信故障的误报，通过接收除发送方以外的通信节点对发送方报文进行转发来清除故障情况，能够提升通信网络的可靠性。
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种总线通信网络的故障处理方法，其特征在于，包括：
当控制器在预设时间内未接收到第二通信节点发送的报文时，提示通信故障信息，并向第一通信节点发送故障查询请求；所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个通信节点；
若接收到所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文，则清除所述通信故障信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当所述总线通信网络为电动车辆的总线通信网络时，所述控制器包括：整车控制器；
和/或，
所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个预先设置的故障查询节点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述预先设置的故障查询节点，包括：发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，若所述第二通信节点发送的所述报文为预设类型的报文，则所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少两个通信节点。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点，当接收到所述故障查询请求时，激活针对所述第二通信节点的报文接收邮箱，以接收所述第一通信节点发送的所述报文。
6.一种总线通信网络的故障处理装置，其特征在于，包括：
请求单元，用于当控制器在预设时间内接收不到第二通信节点发送的报文时，提示通信故障信息，并向第一通信节点发送故障查询请求；所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个通信节点；
接收单元，用于接收所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文；
清除单元，用于若接收到所述第一通信节点转发的所述第二通信节点发送的报文，则清除所述通信故障信息。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
当所述总线通信网络为电动车辆的总线通信网络时，所述控制器包括：整车控制器；
和/或，
所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少一个预先设置的故障查询节点。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述预先设置的故障查询节点，包括：发送和接收的报文种类少于预设数量的通信节点。
9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，
若所述第二通信节点发送的所述报文为预设类型的报文，则所述第一通信节点，包括：除所述第二通信节点之外的其他至少两个通信节点。
10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述方法的步骤。
11.一种控制器，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-5任一所述方法的步骤，或者包括如权利要求6-9任一所述的总线通信网络的故障处理装置。
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