本發(fā)明涉及一種電動汽車用雙通道冗余CAN總線的數據傳輸優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術：

在現有技術中，電動車內采用的冗余CAN總線傳輸方式一般采用兩種方式，第一：傳輸同樣的數據的傳輸方式；第二：一路故障后，另外一路才使用的傳輸方式。

上述兩種方式均存在以下問題：

第一：使用兩路CAN(冗余方式)，傳輸同樣的數據。數據傳輸2次，由于數據傳輸快，對收發(fā)節(jié)點的處理開銷要求翻倍。而且重要、傳輸頻率高且可靠性要求高的動力控制數據可能受到其他傳輸數據的干擾。

第二：使用兩路CAN(冗余方式)，一路故障后，另外一路才使用。當前使用的CAN總線，重要、傳輸頻率高且可靠性要求高的動力控制數據可能受到其他傳輸數據的干擾。備用的CAN總線不傳輸數據，浪費通信資源。

因此，針對上述存在的問題，需要設計一種新的電動汽車用雙通道冗余CAN總線的數據傳輸優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車數據傳輸優(yōu)化方法及系統(tǒng)，以根據電動汽車CAN總線上傳輸的數據特點，將不同類別數據使用不同CAN網絡傳輸和優(yōu)化。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種電動汽車數據傳輸優(yōu)化方法，包括：連接于整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元的第一、第二CAN總線；其中在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關數據；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數據；以及當任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據。

進一步，當一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據時，適于提高動力控制相關數據和輔助數據的傳輸間隔，或單獨提高輔助數據的傳輸間隔，以減小當前CAN總線的網絡負荷；或各單元還適于對所述輔助數據中各數據進行優(yōu)先級劃分，即當降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網絡負荷還超負荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數據依次關閉，以減小當前CAN總線的網絡負荷。

進一步，所述電動汽車數據傳輸優(yōu)化方法還包括：基于心跳機制的故障判斷方法和檢測故障恢復方法；且通過故障判斷方法判斷CAN總線故障，以及通過檢測故障恢復方法檢測CAN總線故障是否排除。

進一步，通過故障判斷方法判斷CAN總線故障的方法包括：心跳幀采用數據幀方式，定義心跳機制，即構建心跳幀的數據域，其第一數據位為整車控制單元的心跳狀態(tài)位、第二數據位為電機控制單元的心跳狀態(tài)位、第三數據位為電池管理單元的心跳狀態(tài)位，并設定各心跳狀態(tài)位中：0表示CAN總線故障，1表示CAN總線通訊驗證，2表示CAN總線正常；以及通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線故障，并在故障排除后，通過檢測故障恢復方法及時檢測CAN總線故障是否排除，若排除則恢復兩CAN總線正常通訊。

進一步，第一或第二CAN總線故障包括：節(jié)點斷路故障，即通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現節(jié)點斷路故障的方法包括：若整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元中任一單元與第一或第二CAN總線的連接節(jié)點出現故障，其余兩單元無法從相應CAN總線獲取故障節(jié)點對應單元的心跳幀，則故障節(jié)點對應單元針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數據位均為0的心跳幀，且其余兩單元之間也針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數據位均為0的心跳幀，以使各單元均能獲得第一或第二CAN總線上的故障信息，同時判定第一或第二CAN總線故障。

進一步，第一或第二CAN總線故障還包括CAN總線短路故障，即

通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現短路故障的方法包括：

在短路后各單元均無法接收或發(fā)送相關心跳幀后，則判定第一或第二CAN總線出現短路故障。

進一步，通過檢測故障恢復方法檢測第一或第二CAN總線故障是否排除，即

當節(jié)點故障排除后，各單元之間先通過針對第一或第二CAN總線發(fā)送的各相應數據位為1的心跳幀，驗證各單元與相應CAN總線的連接狀態(tài)正常后；再發(fā)送相應數據位為2的心跳幀，由三個單元同時確定第一或第二CAN總線正常；以及

在確定第一或第二CAN總線正常后，則選擇第一CAN總線恢復動力控制相關數據傳輸，第二CAN總線恢復輔助數據傳輸，并恢復數據的傳輸間隔。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種電動汽車數據傳輸優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

連接于整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元的第一、第二CAN總線；其中

在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關數據；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數據；以及

當任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據。

進一步，所述整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元均包括用于分別連接第一、第二CAN總線的第一、第二CAN收發(fā)器，以及

各單元中的控制模塊適于在一CAN總線故障時，控制另一CAN總線對應的相應CAN收發(fā)器傳輸動力控制相關數據和輔助數據。

進一步，當一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據時，各單元適于提高動力控制相關數據和輔助數據的傳輸間隔，或單獨提高輔助數據的傳輸間隔，以減小當前CAN總線的網絡負荷；或各單元還適于對所述輔助數據中各數據進行優(yōu)先級劃分，即當降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網絡負荷還超負荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數據依次關閉，以減小當前CAN總線的網絡負荷。

本發(fā)明的有益效果是，在電動車的信號傳輸過程中，動力控制相關數據傳輸頻率快(典型地，如20ms發(fā)送一幀數據)，電動汽車對動力控制數據的傳輸可靠性要求高，避免其他數據傳輸對動力數據傳輸造成影響，所以正常情況下，使用單獨一路CAN總線傳輸動力控制數據，提高動力控制的可靠性)；另一路CAN總線用于傳輸其他數據(如狀態(tài)數據、查詢數據、故障數據等)，這些數據可靠性要求相對較低，且突發(fā)性較強，容易對動力控制數據傳輸產生短暫影響；并且本電動汽車數據傳輸優(yōu)化方法相對于傳統(tǒng)的兩CAN總線冗余算法更大程度上提高了CAN傳輸的可靠性，并且提高了數據傳輸效率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1雙通道CAN總線數據傳輸方式的拓撲結構；

圖2是心跳幀數據域的傳輸協(xié)議表；

圖3雙通道CAN總線中，VCU節(jié)點故障檢測與恢復檢測流程圖；

圖4雙通道CAN總線中，MCU節(jié)點故障檢測與恢復檢測流程圖；

圖5雙通道CAN總線中，BMS節(jié)點故障檢測與恢復檢測流程圖；

圖6雙通道CAN總線數據傳輸的實現流程圖。

具體實施方式

現在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明的一種電動汽車數據傳輸優(yōu)化方法，包括：連接于整車控制單元(VCU)、電機控制單元(MCU)和電池管理單元(BMS)的第一、第二CAN總線；其中在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關數據；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數據；以及當任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據。

整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元以下簡稱VCU(Vehicle Control Unit)、MCU(Motor Control Unit)和BMS(Battery Management System)，或通稱為各單元。

上述各單元中的控制模塊分別通過相應CAN收發(fā)器接口連接兩路CAN收發(fā)器(第一CAN收發(fā)器和第二CAN收發(fā)器)。為了簡介起見，圖中第一、第二CAN總線分別用CAN1、CAN2來表示；VCU、MCU和BMS分別對要發(fā)送的數據進行分類，并通過第一或第二CAN收發(fā)器經過相應CAN總線發(fā)送分類的數據。下面給出了主要傳輸數據類型的分類。

表1第一CAN總線和第二CAN總線上的傳輸數據分類表

從上述表1可以得知第一CAN總線傳輸的動力控制相關數據和第二CAN總線傳輸的輔助數據具體包括的數據內容。

當一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據時，適于提高動力控制相關數據和輔助數據的傳輸間隔；或單獨提高輔助數據的傳輸間隔，以減小當前CAN總線的網絡負荷；或各單元還適于對所述輔助數據中各數據進行優(yōu)先級劃分，即當降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網絡負荷還超負荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數據依次關閉，以減小當前CAN總線的網絡負荷，即將CAN總線的網絡負荷降低至標準范圍。

其中，所述標準范圍可以根據網絡負荷自行設定參數，所述優(yōu)先級劃分適于針對表1中的上述輔助數據所包括的相應數據。

如圖2所示，通過故障判斷方法判斷CAN總線故障的方法包括：心跳幀采用數據幀方式(CAN總線上每個數據幀攜帶最大8字節(jié)數據)，定義心跳機制，即構建心跳幀的數據域，其第一數據位為整車控制單元的心跳狀態(tài)位、第二數據位為電機控制單元的心跳狀態(tài)位、第三數據位為電池管理單元的心跳狀態(tài)位，并各心跳幀中的三個狀態(tài)，即0表示CAN總線故障，1表示CAN總線通訊驗證(具體表示該節(jié)點能收到所有心跳幀，但心跳幀中包含其他節(jié)點的故障請求信息，該狀態(tài)下說明總線也是不可以使用的)，2表示CAN總線正常；以及通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線故障，并在故障排除后，通過檢測故障恢復方法及時檢測CAN總線故障是否排除，若排除則恢復兩CAN總線正常通訊。

所述電動汽車數據傳輸優(yōu)化方法還包括：基于心跳機制的故障判斷方法和檢測故障恢復方法；且通過故障判斷方法判斷CAN總線故障，以及通過檢測故障恢復方法檢測CAN總線故障是否排除。

第一或第二CAN總線故障包括：節(jié)點斷路故障，即通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現節(jié)點斷路故障的方法包括：若整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元中任一單元與第一或第二CAN總線的連接節(jié)點出現故障，其余兩單元無法從相應CAN總線獲取故障節(jié)點對應單元的心跳幀，則故障節(jié)點對應單元針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數據位均為0的心跳幀，且其余兩單元之間也針對第一或第二CAN總線發(fā)送各數據位均為0的心跳幀，以使各單元均能獲得第一或第二CAN總線上的故障信息，同時判定第一或第二CAN總線故障。

第一或第二CAN總線故障還包括CAN總線短路故障，即通過心跳機制判斷第一或第二CAN總線出現短路故障的方法包括：在短路后各單元均無法接收或發(fā)送相關心跳幀后，則判定第一或第二CAN總線出現短路故障。

通過檢測故障恢復方法檢測第一或第二CAN總線故障是否排除，即當節(jié)點故障排除后，各單元之間先通過針對第一或第二CAN總線發(fā)送的各相應數據位為1的心跳幀，驗證各單元與相應CAN總線的連接狀態(tài)正常后；再發(fā)送相應數據位為2的心跳幀，由三個單元同時確定第一或第二CAN總線正常；以及

在確定第一或第二CAN總線正常后，則選擇第一CAN總線恢復動力控制相關數據傳輸，第二CAN總線恢復輔助數據傳輸，并恢復數據的傳輸間隔。

具體的，以VCU為例，VCU發(fā)送的心跳幀中，若Bvcu位為0，則意為通知BMS和MCU，CAN總線故障；若VCU發(fā)送的心跳幀中，若Bvcu位為1，則意為通知BMS和MCU，CAN總線存在故障，但不是VCU導致(可能是BMS或MCU導致，具體在圖3中說明)；若VCU發(fā)送的心跳幀中，若Bvcu位為2，則意為通知BMS和MCU，CAN總線正常。BMS和MCU收到VCU的廣播心跳幀后，得知VCU的當前故障狀態(tài)。

圖3、圖4和圖5說明了利用心跳幀的具體實施方式，實現故障和故障恢復的檢測方法，只要一個CAN節(jié)點故障(不是整個第一、第二CAN總線故障)，也能進行相應數據傳輸。下面將舉例說明(其他未舉例情況同樣適用于圖3、圖4和圖5流程)。

假設：故障檢測時間為T(典型地，如300ms)，即VCU、BMS、MCU均每隔T時間進行一次故障及故障恢復檢測。

以下例舉第一CAN總線故障及恢復的具體實施過程。

開機后；經過100T，第一CAN總線中，VCU的第一CAN控制器接口松動，導致VCU與第一CAN總線連接斷開；經過200T時間后，VCU的第一CAN控制器接口從松動中恢復正常，上述過程的說明步驟如下：

步驟Sa1，開機后99T時間范圍內，第一CAN總線，整個電控系統(tǒng)(由整車控制單元(VCU)、電機控制單元(MCU)和電池管理單元(BMS)及第一、第二CAN總線構成)在正常運行，VCU發(fā)送心跳幀，能收到BMS和MCU的心跳幀，這些心跳幀中的數據為[2,2,2,0,0,0,0,0]，根據圖3、圖4和圖5流程，VCU的CAN1_okflg＝2，說明VCU的第一CAN總線狀態(tài)正常。BMS和MCU同理，CAN1_okflg＝2。

步驟Sb1，第100T時，第一CAN總線，VCU在第一CAN總線上的通訊實際上應該是中斷的。在之后的2T時刻，根據圖3，VCU收不到BMS和MCU的心跳幀，則VCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，VCU的CAN1_okflg＝0，說明VCU的第一CAN總線狀態(tài)故障。MCU在之后的2T時刻，根據圖4，能收到BMS的心跳幀，但收不到VCU的心跳幀，所以MCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，MCU的CAN1_okflg＝0，說明MCU的第一CAN總線狀態(tài)故障。BMS在之后的2T時刻，根據圖5，能收到MCU的心跳幀，但收不到VCU的心跳幀，所以BMS發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，BMS的CAN1_okflg＝0，說明BMS的第一CAN總線狀態(tài)故障。

從效果看來，VCU的第一CAN節(jié)點故障，BMS和MCU所在的第一CAN總線雖然沒有故障，但還是可以通過本發(fā)明提出的心跳機制達到目的：VCU、BMS、MCU均能獲取到第一CAN總線上有節(jié)點故障的信息，為數據切換到第二CAN總線的條件。

步驟Sc1，在第200T時，第一CAN總線，VCU在第一CAN總線的節(jié)點恢復。由于此時BMS和MCU還是每隔T發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，VCU在2T時間范圍內收到BMS和MCU的心跳幀，根據圖3流程，VCU發(fā)送心跳幀[1,0,0,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN1_okflg＝1。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN1_okflg＝1；根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN1_okflg＝1。

步驟Sd1，在步驟Sc1后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，根據圖3流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,1,1,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN1_okflg＝2；根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟Se1，在步驟Sd1以后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN1_okflg＝2；根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟Se1，轉步驟Sa1繼續(xù)執(zhí)行，說明本發(fā)明所提出的故障檢測方法，能夠有效地檢測故障狀態(tài)，特別是單個節(jié)點故障狀態(tài)，并在故障恢復時，檢測到故障恢復的動作。每個CAN單路總線上的節(jié)點幾乎可同時確定該路CAN總線上的故障狀態(tài)CAN標志位CAN1_okflg，為總線上的數據切換提供良好的狀態(tài)標識。

以下例舉第二CAN總線故障及恢復的具體實施過程。

開機后；經過100T，第二CAN總線中，BMS的第二CAN發(fā)送故障數據故障，接收數據正常，導致BMS只能從第二CAN總線接收到數據，無法將自身數據發(fā)送出去；經過200T時間后，BMS的第二CAN控制器接口恢復正常收發(fā)數據功能，上述過程的說明步驟如下：

步驟Sa2，開機后99T時間范圍內，第二CAN總線，整個電控系統(tǒng)在正常運行，BMS發(fā)送心跳幀，能收到VCU和MCU的心跳幀，這些心跳幀中的數據為[2,2,2,0,0,0,0,0]，根據圖3、圖4和圖5流程，BMS的CAN2_okflg＝2，說明BMS的第二CAN總線狀態(tài)正常。VCU和MCU同理，CAN2_okflg＝2。

步驟Sb2，第100T時，第二CAN總線，BMS在第二CAN總線上只能收到數據，不能發(fā)送數據。在之后的2T時刻，根據圖5流程，BMS收到VCU和MCU心跳幀，并根據圖5流程，發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0](但由于故障沒有發(fā)送出去)。BMS沒有發(fā)送出來心跳幀，所以VCU沒有收到BMS心跳幀，根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設置自身CAN2_okflg＝0；MCU沒有收到BMS心跳幀，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設置自身CAN2_okflg＝0.

步驟Sc2，在步驟Sb2后的T時刻，第二CAN總線，BMS在第二CAN上收到VCU和MCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，則根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，并設定BMS自身第二CAN的故障狀態(tài)CAN2_okflg＝1(即，不可通訊)。VCU沒有收到BMS心跳幀，根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設置自身CAN2_okflg＝0；MCU沒有收到BMS心跳幀，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，并設置自身CAN2_okflg＝0.

從效果看來，BMS在第二CAN節(jié)點的發(fā)送故障，接收數據正常，VCU和MCU所在的第二CAN總線雖然沒有故障，但還是可以通過本發(fā)明提出的心跳機制達到目的：VCU(CAN2_okflg＝0)、BMS(CAN2_okflg＝1)、MCU(CAN2_okflg＝0)均能獲取到第二CAN總線上有節(jié)點故障的信息，為數據切換到第二CAN總線的條件。

步驟Sd2，在第200T時，第二CAN總線，BMS在第二CAN總線的節(jié)點恢復數據收發(fā)功能。由于此時VCU和MCU還是每隔T發(fā)送心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，BMS在2T時間范圍內收到VCU和MCU的心跳幀，根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN2_okflg＝1。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN2_okflg＝1；根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[1,0,0,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN2_okflg＝1。

步驟Sf2，在步驟Sd2后的T周期，第二CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,1,1,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN2_okflg＝2。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN2_okflg＝2；根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN2_okflg＝2。

步驟Sg2，在步驟Sf2以后的T周期，第二CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN2_okflg＝2。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN2_okflg＝2；根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN2_okflg＝2。

步驟Sg2轉步驟Sa2繼續(xù)執(zhí)行，完成故障檢測及故障恢復檢測。

以下例舉第一CAN短路及恢復的具體實施過程。

開機后；經過100T，第一CAN總線短路，所有節(jié)點均無法收發(fā)數據；經過200T時間后，第一CAN總線恢復正常收發(fā)數據功能。

步驟Sa3，開機后99T時間范圍內，第一CAN、第二CAN總線，都處于正常運行狀態(tài)，所有節(jié)點的CAN1_okflg＝2且CAN2_okflg＝2。

步驟Sb3，第100T時，第一CAN總線故障，之后的時間，VCU、MCU、BMS都失去數據收發(fā)功能，根據圖5、圖4、圖5的流程，所有節(jié)點的CAN1_okflg＝0且CAN2_okflg＝2。

步驟Sc3，在第200T時，第一CAN總線，故障恢復，VCU能夠收到BMS和MCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，發(fā)送心跳幀[1,0,0,0,0,0,0,0]，同時設定VCU的第一CAN總線狀態(tài)CAN1_okflg＝1。同理，MCU能夠收到BMS和VCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，發(fā)送心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，同時設定MCU的第一CAN總線狀態(tài)CAN1_okflg＝1；BMS能夠收到VCU和MCU的心跳幀[0,0,0,0,0,0,0,0]，發(fā)送心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，同時設定BMS的第一CAN總線狀態(tài)CAN1_okflg＝1。

步驟Sd3，在步驟Sc3后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[0,1,0,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[0,0,1,0,0,0,0,0]，根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,1,1,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN1_okflg＝2；根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟Se3，在步驟Sd3以后的T周期，第一CAN總線，VCU收到來自MCU的心跳幀[1,2,1,0,0,0,0,0]，收到BMS的心跳幀[1,1,2,0,0,0,0,0]，根據圖5流程，VCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置VCU的CAN1_okflg＝2。同理，根據圖4流程，MCU發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置MCU的CAN1_okflg＝2；根據圖5流程，BMS發(fā)送心跳幀[2,2,2,0,0,0,0,0]，并設置BMS的CAN1_okflg＝2。

步驟(e)轉步驟(a)繼續(xù)執(zhí)行，完成故障檢測及故障恢復檢測。

以下例舉CAN總線切換后進行數據傳輸的具體實施方式。

如圖6所示，首先，根據上面的心跳機制，某單元判斷第一CAN總線的心跳狀態(tài)，如VCU，如果心跳狀態(tài)正常(VCU在2T時間范圍內能收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，且心跳幀中沒有故障信息)，則VCU的CAN1_okflg＝2；如心跳異常(VCU在2T時間范圍內沒有收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，或心跳幀中有故障信息)，則VCU的CAN1_okflg＝0或1。

其次，某單元判斷第二CAN總線的心跳狀態(tài)，如VCU，如果心跳狀態(tài)正常(VCU在2T時間范圍內能收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，且心跳幀中沒有故障信息)，則VCU的CAN2_okflg＝2；如心跳異常(VCU在2T時間范圍內沒有收到全部其他單元發(fā)來的心跳幀，或心跳幀中有故障信息)，則VCU的CAN2_okflg＝0或1。

最后，根據某單元的CAN1_okflg、CAN2_okflg狀態(tài)進行數據傳輸方式的分配，如VCU：

當CAN1_okflg＝2、CAN2_okflg＝2，第一CAN總線用于傳輸動力控制數據，第二CAN總線用于傳輸其他數據(如狀態(tài)數據、報警數據等)；

當CAN1_okflg＝2、CAN2_okflg＝0或1，VCU使用第一CAN總線用于傳輸動力控制數據和其他數據；

當CAN1_okflg＝0或1、CAN2_okflg＝2，第二CAN總線用于傳輸動力控制數據和其他數據；以及

當CAN1_okflg＝0或1、CAN2_okflg＝0或1，第一、第二CAN總線均故障，無法行數據傳輸。

其中，在第一或第二CAN總線進行傳輸的情況下，數據傳輸可根據設計為以下三種方式：

增加所有傳輸數據的傳輸間隔(典型地，例如：由原來的20ms/次，增加到100ms/次)，以減小網絡負荷，提高可靠性。

增加非動力控制相關數據的傳輸間隔(典型地，例如：由原來50ms/次傳輸間隔增加為100ms/次)，以減小CAN總線網絡負荷，提高可靠性。

根據優(yōu)先權設置，從優(yōu)先級較低的輔助數據依次關閉，以減小網絡負荷，提高可靠性。

以及從圖6可以得到CAN總線故障恢復效果：

第一CAN總線故障，第二CAN總線正常情況下，第一CAN總線從故障中恢復，根據圖6流程，自動恢復第一CAN總線用于傳輸動力控制數據，第二CAN總線用于傳輸其他數據。兩路CAN總線恢復到都正常時的數據傳輸分配和傳輸數據間隔。

第二CAN總線故障，第一CAN總線正常情況下，第二CAN總線從故障中恢復，根據圖6流程，自動恢復第一CAN總線用于傳輸動力控制數據，第二CAN總線用于傳輸其他數據。兩路CAN總線恢復到都正常時的數據傳輸分配和傳輸數據間隔。

當第一CAN總線和第二CAN總線都故障情況下，由于失去了數據傳輸的載體，停止傳輸數據。

在故障排除，且第一、第二CAN總線恢復信號傳輸時，

若第一CAN總線故障單獨恢復后，可以自動實現通過第一CAN傳輸動力控制數據和其他數據；

若第二CAN總線故障單獨恢復后，可以自動實現通過第二CAN傳輸動力控制數據和其他數據。

若第一CAN總線和第二CAN總線故障都恢復后，可以自動恢復第一CAN總線用于傳輸動力控制數據，第二CAN總線用于傳輸其他數據，且兩路CAN總線均恢復到都正常時的數據傳輸分配和傳輸數據間隔。

因此，本電動汽車數據傳輸優(yōu)化方法根據電動汽車CAN總線上傳輸的數據特點，采用不同類別數據使用不同CAN網絡傳輸和優(yōu)化、以及與心跳機制、冗余設計相結合，以達到提高CAN總線傳輸的可靠性及傳輸效率的目的。

實施例2

如圖1所示，在實施例1基礎上，本發(fā)明還提供了一種電動汽車數據傳輸優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

連接于整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元的第一、第二CAN總線；其中在第一、第二CAN總線正常時，所述第一CAN總線僅傳輸動力控制相關數據；所述第二CAN總線僅傳輸輔助數據；以及當任一CAN總線故障時，則由另一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據。

所述整車控制單元、電機控制單元和電池管理單元均包括用于分別連接第一、第二CAN總線的第一、第二CAN收發(fā)器，以及各單元中的控制模塊適于在一CAN總線故障時，控制另一CAN總線對應的相應CAN收發(fā)器傳輸動力控制相關數據和輔助數據。

當一CAN總線傳輸動力控制相關數據和輔助數據時，適于提高動力控制相關數據和輔助數據的傳輸間隔；或單獨提高輔助數據的傳輸間隔，以減小當前CAN總線的網絡負荷；或對所述輔助數據中各數據進行優(yōu)先級劃分，即當降低傳輸間隔后，且所述CAN總線的網絡負荷還超負荷時，從優(yōu)先級較低的輔助數據依次關閉，直至CAN總線的網絡負荷降低至標準范圍。

具體關于第一、第二總線的數據傳輸優(yōu)化過程詳見實施例1。

以上述依據本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。