[发明专利]一种CAN节点的低功耗控制方法、控制器及控制系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，尤其涉及一种CAN节点的低功耗控制方法、控制器及控制系统。

背景技术

现代汽车一般采用CAN网络进行各个电子零部件的通信，CAN网络大多遵循OSEK直接网络管理协议实现常电供电CAN节点的休眠和唤醒功能。根据OSEK直接网络管理协议，所有常电供电CAN节点都满足休眠条件后，整个CAN网络协同进入休眠状态，此时，整车静态电流一般为唤醒状态下的几十分之一甚至几百分之一。当某个CAN节点被本地唤醒条件唤醒后，它将向CAN网络上发送ALIVE报文，其它CAN节点检测到CAN网络上出现有效的显性位时，CAN物理层收发器向CAN控制器的接收脚输出一个下拉脉冲，唤醒MCU和CAN节点，然后，被唤醒的CAN节点向总线上发送ALIVE报文。

一方面，当本地唤醒条件的滤波电路滤除不掉杂波时，本地唤醒信号线上的杂波会唤醒本地CAN节点。另一方面，由于CAN物理层收发器电路的滤波能力有限，当总线上出现时间长度比较宽的毛刺时，CAN节点便会被错误唤醒。CAN节点除了自身被唤醒之外，它还会通过ALIVE报文唤醒其它CAN节点，使得整个CAN网络退出休眠状态，大大增加了整车的电流消耗。

为了防止CAN节点以及CAN网络被错误唤醒，本发明提出了一种控制方法，只有在确实满足本地唤醒条件的情况下，或者总线上确实存在有效报文的条件下，节点才会被唤醒。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种CAN节点的低功耗控制方法，其通过判断引起CAN唤醒的事件是总线上的毛刺还是有效的报文，以及引起本地唤醒的事件是本地唤醒信号线上的毛刺还是有效的输入，避免CAN节点被误唤醒进而误唤醒整个CAN网络。

本发明的CAN节点的低功耗控制方法，所述CAN节点有四种工作模式，分别为唤醒模式、休眠模式、临时唤醒模式和唤醒确认模式；所述CAN节点的低功耗控制方法，具体包括：

CAN节点上电后自动进入唤醒模式，在休眠条件不满足的情况下保持唤醒模式；

当CAN节点满足本地休眠条件且整个CAN网络协同休眠后，CAN节点禁能CAN物理层收发器，使能CAN信号和MCU内部定时器为唤醒源，CAN节点进入休眠模式；

当MCU内部定时器或CAN信号唤醒MCU，CAN节点进入临时唤醒模式；

在临时唤醒模式下，在临时唤醒时间内通过轮询CAN控制器的唤醒状态位和本地唤醒信号的电平来控制CAN节点再次进入休眠模式或进入唤醒确认模式；

在唤醒确认模式下，通过是否检测到有效的CAN报文和本地唤醒信号来控制CAN节点进入唤醒模式或进入休眠模式。

其中，唤醒模式为正常工作模式，CAN节点电流消耗最大。休眠模式、临时唤醒模式、唤醒确认模式为低功耗模式，休眠模式下的电流消耗最小。

进一步的，若CAN控制器唤醒状态位无效且本地唤醒信号电平一直无效，临时唤醒时间后CAN节点再次进入休眠模式。

进一步的，若CAN控制器唤醒状态位有效或本地唤醒信号电平有效，CAN节点进入唤醒确认模式。

进一步的，若CAN控制器唤醒状态位有效，使能CAN控制器，若在固定的CAN报文滤波时间内接收到有效的CAN报文，则CAN节点进入唤醒模式。

进一步的，若本地唤醒信号电平有效，预设一个周期来连续检测本地唤醒信号电平，如果均有效，CAN节点进入唤醒模式。

进一步的，若没有检测到有效的CAN报文和本地唤醒信号，CAN节点进入休眠模式。

进一步的，MCU内部定时器的定时值和临时唤醒时间均是根据CAN节点静态电流约束条件和本地唤醒时间约束条件来设定的；其中，MCU内部定时器的定时值越大，本地唤醒时间越长；MCU内部定时器的定时值和临时唤醒时间的比值越大，CAN节点静态电流越小。

其中，CAN节点的静态电流是指CAN节点在低功耗模式下的电流消耗，即在休眠模式、临时唤醒模式和唤醒确认模式下的平均电流消耗。

进一步的，CAN报文滤波时间是根据CAN网络的波特率来确定的。

其中，CAN报文滤波时间可以设置为最大CAN报文时长的2倍。汽车CAN网络的波特率有500kbps、250kbps、125kbps三种，具体而言：

波特率为500kbps时，CAN报文最大时长为0.216ms,CAN报文滤波时间T_filter设置为0.5ms。