[发明专利]电动汽车的反馈式变优先级组合传输网络化控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车的反馈式变优先级组合传输网络化控制装置，属于汽车控制领域。

背景技术

电动汽车作为新能源汽车的一个主流分支获得了人们的极大重视。作为电动汽车的核心部件，动力及底盘控制系统属于涉及行车安全和动力性能的强实时性系统。同时随着对电动汽车安全、节能和智能化程度要求的不断提高，实现动力和底盘控制系统的高度集成已经成为趋势和迫切需求。

随着汽车控制理论、汽车电子技术、车载网络技术的发展，汽车控制系统发生了巨大变化，采用车载网络互连、实现各子控制系统的集成，即汽车控制的网络化已经成为技术主流。尤其是CAN-Controller Area Network技术的成功推广，极大地促进了汽车网络化的进展。由于CAN的实时性和可靠性，其在汽车动力和底盘控制系统网络化集成中被普遍采用。鉴于CAN在汽车控制中的优势地位，电动汽车的动力和底盘集成控制也通常采用CAN协议网络实现。

CAN协议网络的应用可以为电动汽车动力和底盘集成控制系统提供数据传输共享的手段，但通过CAN协议网络进行数据传输的方式也会给控制系统带来额外的新问题，诸如网络带宽受限、数据传输量大引起的网络诱导延时、优先级竞争问题等。CAN协议规定的最高为1mbits/s的带宽限制了数据传输的速度。受制于带宽的限制，数据传输量和优先级是影响CAN协议网络诱导延时的重要因素。Gianluca Cena等人在文献(Delay analysis of priority promotion systems，Computer communications，2000.)中指出在CAN协议网络上通信时，数据传输量越大、优先级越低的信息将会经历更长的延时。Zhibin Shui等人在文献(Lateral motion control for four-wheel-independent-drive electric vehicles using optimal t orque allocation and dynamic message priority scheduling，Control Engineering Practice，2014.)中指出：当电动汽车的车辆控制器与4个驱动电机控制器和1个主动前轮转向控制单元间即前向通道采用CAN协议网络互连，同时传感器和车辆控制器间即反馈通道采用专线直接连接的情况下，CAN协议网络导致的诱导延时会严重影响车辆侧向运动控制的性能，甚至使系统失稳。该文献提出了一种基于模型的决策方法用于实现信息优先级的动态调节。这种基于模型的决策方法以降低网络诱导延时对系统模型的干扰为目标来实现优先级的动态调节，一定程度上保证了系统的控制性能，但控制性能改善和优先级调节之间的联系不够直接，且需要事先建立系统的精确模型，非常不利于在实际系统中应用，同时该方法仅关注优先级问题，而不关注网络数据流量降低问题，因此对网络传输优先权竞争、网络诱导延时的抑制程度以及控制性能的改善有限，也不利于未来其它节点的互连集成。

现有其它的用于汽车网络化控制系统的优先级动态调度方法通常以信息的延时或者距离截止期的时间大小作为反馈，用于信息优先级的动态调节，如著名的EDF即截止期先到优先等，但该类动态优先级调节方案对于控制性能的改善属于一类间接方法，对控制性能的改善不提供保证，不适用于电动汽车动力和底盘等强实时性控制系统。

当前现有的电动汽车动力和底盘网络化控制系统优先级调节方法一般都具有一定局限性，不利于在实际系统中应用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种电动汽车用控制性能反馈式变优先级组合传输网络化控制装置，抑制网络诱导延时及传输优先权竞争对系统的影响，同时降低网络数据传输量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

电动汽车的反馈式变优先级组合传输网络化控制装置，包括比较模块、控制器模块、调度器模块和综合模块；车辆的传感器与比较模块连接，比较模块分别与控制器模块、调度器模块连接，控制器模块、调度器模块还分别与综合模块连接；综合模块通过CAN网络与车辆各执行器连接；

比较模块，实现车辆目标参数与实际参数的比较，为控制器模块和调度器模块提供控制性能参考；

控制器模块，根据车辆控制性能依据预置的策略和算法处理计算产生相应的控制命令，用于实时调节执行器动作；