[发明专利]一种实现纯电动轿车车门车窗电子控制单元CANopen协议的方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，具体涉及到纯电动轿车车门车窗电子控制单元CANopen协议的设计问题，根据CANopen协议的要求设计各电子控制单元的NMT、PDO、SDO报文，并定义各电子控制单元的对象字典。

背景技术

纯电动轿车车门车窗控制系统是车载网络中重要的组成部分，它完成了车门、车窗、后视镜的电动控制和本地/远程控制，体现了人们对汽车在安全性、舒适性和方便性等许多方面的要求。目前车门车窗控制系统通常采用CAN总线技术，但是由于CAN总线只定义了物理层及数据链路层，用户必须要自定义应用层的协议，这不但带给用户相当多的困难，而且使不同厂商间的CAN设备彼此无法互通。

目前运用于CAN网络的应用层协议主要包括：CANopen、SAE J1939、DeviceNet和CANKingdom。CANopen是由从事工业控制的CiA组织开发的，它主要它采用对象字典结构，将CAN网络中通讯数据的组建和传输进行标准化，并给用户很大的自由度，允许用户随时添加自己所需要的新功能。SAE J1939协议主要用于重型卡车控制系统，并使用了CAN2.0扩展协议，针对于重型卡车系统的通讯要求对标识符进行了重新定义，但是数据报文中包含了数据的类型和格式信息，通讯效率不高。DeviceNet和CANopen一样采用对象字典结构，不过DeviceNet的定义更为复杂和严格，有严格层次定义，节点开发成本较高。CANKingdom采用通用模块化的设计方法使得各种模块都能很容易地接入CANKingdom网络当中，但是其ID是由King节点通过算法动态分配的，相同ID没有帧结构，并不适合车载网络的应用。与其它应用层协议相比，CANopen是一个完全开放的协议，开发者可以免费获得协议授权，支持CAN1.0基本和CAN2.0扩展协议，支持从20kbps到1Mbps的多种传输速率，拥有和OSI兼容的基本架构，具有高度的灵活性，适合于汽车车载网络。

本发明解决纯电动轿车车门车窗电子控制单元应用层协议问题，分析纯电动轿车车门车窗电子控制单元通讯方案，然后根据CANopen协议要求设计各电子控制单元的NMT、PDO、SDO报文，最后定义各电子控制单元的对象字典的来存储该电子控制单元的设备描述及设备网络状态的所有参数。

发明内容

本发明的目的是纯电动轿车车门车窗电子控制单元CANopen协议的设计问题，根据CANopen协议的要求设计各电子控制单元的NMT、PDO、SDO报文，并设计各电子控制单元的对象字典。

本发明所采用的技术方案是：通过设计纯电动轿车车门车窗系统各电子控制单元CAN总线通信方案，根据CANopen协议要求设计各电子控制单元的NMT、PDO、SDO报文，设计各电子控制单元的对象字典的来存储该电子控制单元的设备描述及设备网络状态的所有参数。

本发明的效果和益处是：本发明提出了纯电动轿车车门车窗电子控制单元的CANopen应用层协议设计方法，提高了电子控制单元的兼容性和通用性。本文采用德国Vector公司开发的CANoen软件及其CANopen组件来进行车身控制系统CANopen协议的建模仿真，测得总线的负载率为3.25％，峰值负载率也是3.25％，属于较好的总线运行情况。

附图说明

图1是本发明总体设计流程示意图；

图2是纯电动轿车车门车窗系统拓扑结构；

图3是各电子控制单元通讯关系图；

图4是左前门电子控制单元TPDO1报文与对象字典的映射示意图；

图5是中央电子控制单元通过SDO访问左前门电子控制单元对象字典示意图。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的最佳实施例。

本发明公开了一种实现纯电动轿车车门车窗电子控制单元CANopen协议的方法，包括如下步骤：

1、纯电动轿车车门车窗电子控制单元的CAN总线通信方案

纯电动轿车车门车窗控制系统包括：中央电子控制单元、左前门电子控制单元、右前门电子控制单元、左后门电子控制单元和右后门电子控制单元，它们之间采用CAN总线进行通信。各电子控制单元控制对象主要包括：车窗和门锁，其中左前门电子控制单元和右前门电子控制单元分别还包括对左后视镜和右后视镜。其拓扑结构如图2所示。