[发明专利]一种纯电动汽车多现场总线整车控制网络

说明书

技术领域

本发明涉及一种车载多现场总线通信网络，特别是一种纯电动汽车多现场总线整车控制网络。

背景技术

目前，公知的纯电动汽车整车控制系统基本是直接采用传统汽车中已经成熟的CAN总线系统，不能完全满足纯电动汽车的总线系统要求。纯电动汽车中电子装置数量大为增多，车内电子噪声增大，同时集成ECU的控制器和执行机构对总线系统提供的带宽、速率和拓扑结构方式提出了更高的要求。车载电子装置按通讯的执行机构和性能需求可以划分为四大部门：信息部，传动及底盘部，车身部和智能交通部。由于这四大部门对总线的传输速率要求有很大不同，CAN总线的带宽范围和总线结构已不能完全满足电动汽车中线控单元和多媒体娱乐应用的需求。这样就不能形成一个完整规范的整车控制网络。

下一代纯电动汽车中电子装置迅速增多，线控单元和多媒体娱乐设备的大量使用，势必需要多现场总线融合，分层控制的总线系统。这将会使整车控制网络形成“局部成网、区域互联”的格局。在传动和底盘部采用传输速率高的总线，满足实时性要求，在信息部采用带宽大、速率快的总线，满足图像信息的传输要求。各部门的上层控制协调采用支持总线仲裁机制的CAN总线，将各部门子网通过网关融合成整车控制网络，提高网络可靠性和控制协调性，这已经逐步成为整车控制网络的发展趋势。

《汽车安全与节能学报》2010年2期中《基于CAN总线的长安混合动力网络系统设计与应用》一文提出了一种技术解决方案，即：采用两条CAN总线构建子车载通信网络，整车控制器完成两条CAN的网关，完成各通信模块间信息交换。没有考虑纯电动车的线控单元和多媒体娱乐应用对总线带宽的需求，随着纯电动汽车的不断发展，该网络信息系统仍然不能完全满足纯电动汽车的网络应用需求。

《汽车工程》2011年2期《汽车TTCAN实时性分析及其可视化研究》中，使用TTCAN协议，解决了传统CAN总线的事件触发机制和固定优先级调度算法在较差传输条件下存在着消息的传输不可预知、低优先级消息易阻塞、网络资源利用率低等不足。该协议还是基于传统的CAN总线拓扑结构，主要区别在应用层和会话层的协议，没有利用其他高性能总线相结合的思想，不能满足下一代纯电动汽车对总线的要求。

现有技术中，对构建纯电动汽车的整车网络缺乏实际、可行的方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，构建一种纯电动汽车多现场总线整车控制网络，设计多总线融合的整车网络结构，提高网络可靠性和控制协调性，实现多现场总线融合，充分发挥不同现场总线优势，以满足下一代纯电动汽车对总线的带宽大、可靠性高、拓扑结构多样和成本合适的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：以CAN总线、Flex Ray总线、LIN总线和1394总线，构成两层分布区域互联式总线系统。在传动和底盘部采用可靠性高、穿传输速率高的Flex Ray总线，在信息部采用带宽大、速率快的1394总线，在车身部采用成本低、结构简单的LIN总线。各部门的高层控制协调采用支持总线仲裁机制的CAN总线，将各部门子网通过网关融合成整车控制网络，提高网络可靠性和控制协调性。

本发明的构成包括：诊断工具、整车电子控制系统、低速CAN总线、低速CAN总线、LIN总线、高速CAN总线、双信道Flex Ray以及自适应多总线协议；整车电子控制系统通过三条独立的CAN总线分别连接到装有汽车电子设备的车身部、信息部、传动和底盘部，形成第一层网络；在传动和底盘部还采用Flex Ray总线，在信息部采用1394总线，在车身部采用LIN总线，形成第二层网络。