調(diào)諧can通信模型的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】一種調(diào)諧控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信模型的方法，包括：測量CAN信號波形，將信號波形劃分為穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段，確定穩(wěn)定時間段的參數(shù)，確定動態(tài)時間段的參數(shù)，利用穩(wěn)定時間段的參數(shù)和動態(tài)時間段的參數(shù)為CAN線路建模，并對CAN線路執(zhí)行誤差分析。
【專利說明】
調(diào)諧CAN通信模型的方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開主要涉及用于調(diào)諧控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信模型的方法和裝置，尤其涉及使用通過測量用于高速CAN物理層模擬的模型和參數(shù)獲得的數(shù)據(jù)調(diào)諧CAN通信模型的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近來開發(fā)的車輛上安裝和使用了多種電子系統(tǒng)。這些電子系統(tǒng)包括與電子啟動釋放關(guān)聯(lián)的實時控制應(yīng)用、電動后視鏡調(diào)整裝置、雨水探測器、汽車天窗、天氣管理設(shè)備、電動車窗、座椅調(diào)整設(shè)備、動力傳動系統(tǒng)、穩(wěn)定性控制器、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、牽引控制、主動懸架、發(fā)動機管理設(shè)備，互聯(lián)網(wǎng)，換檔器，多媒體設(shè)備如數(shù)字電視(TV)等。
[0003]通常，連接上述電子系統(tǒng)的布線設(shè)備需要大量的電線，且這些電線占車輛重量和制造成本中相當大的一部分。因此，所有的這些系統(tǒng)能連接到車輛中一個公用的網(wǎng)絡(luò)線路，方法類似辦公室中臺式個人計算機(PC)的連接，從而減少車輛中電線的數(shù)量以及降低制造成本。這種網(wǎng)絡(luò)被稱為控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)。
[0004]然而，其中存在問題，因為為了建立常規(guī)的高速CAN物理層模擬模型需要使用精確測量機器測定參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本公開涉及一種用于調(diào)諧控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信模型的方法和裝置，幾乎完全避免了由當前技術(shù)局限和缺點造成的一個或多個問題。本公開目的之一是提供一種方法和裝置，用于調(diào)諧CAN通信模型，測量CAN信號波形，以及調(diào)諧使用CAN信號波形的CAN線路的構(gòu)成參數(shù)。
[0006]本公開的額外優(yōu)勢，目的及特征將部分在下面說明中陳述，且部分對閱讀了以下內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯然的，或可從本公開的實踐中習得。本公開的目的和其他優(yōu)勢可通過書面說明書、權(quán)利要求和附圖特別指出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)和獲得。
[0007]根據(jù)本公開的實施例，調(diào)諧CAN通信模型的方法包括:測量CAN信號波形；將信號波形劃分穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段；確定穩(wěn)定時間段的參數(shù)；確定動態(tài)時間段的參數(shù)；用穩(wěn)定時間段的參數(shù)和動態(tài)時間段的參數(shù)為CAN線路建模；并對CAN線路執(zhí)行誤差分析。
[0008]穩(wěn)定時間段可為CAN信號波形中的變化小于預定大小的時間段，且動態(tài)時間段可為CAN信號波形中的變化大于或等于預定大小的時間段。
[0009]穩(wěn)定時間段的參數(shù)確定可包括:獲得穩(wěn)定時間段的電壓平均值；利用電壓平均值獲得發(fā)送/接收電壓矩陣；利用發(fā)送/接收電壓矩陣獲得電阻分布矩陣；利用電阻分布矩陣執(zhí)行模擬；并根據(jù)執(zhí)行的模擬確定電阻分布矩陣是否發(fā)生了變化。
[0010]執(zhí)行所述模擬可包括還使用理論電感和理論電容來執(zhí)行模擬。
[0011]確定動態(tài)時間段的參數(shù)可包括:獲得動態(tài)時間段的上升時間和下降時間；利用上升時間和下降時間獲得動態(tài)特征矩陣；利用動態(tài)特征矩陣獲得電感和電容分布矩陣；利用電感和電容分布矩陣執(zhí)行模擬；并根據(jù)執(zhí)行的模擬確定電感和電容分布矩陣是否發(fā)生了改變。
[0012]執(zhí)行所述模擬包括:還使用電阻分布矩陣來執(zhí)行所述模擬。
[0013]本方法還可包括更新穩(wěn)定時間段的參數(shù)和動態(tài)時間段的參數(shù)。
[0014]此外，根據(jù)本公開的實施例，用于調(diào)諧控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信模型的裝置包括:測量CAN信號波形的測量器；將CAN信號波形劃分為穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段，確定穩(wěn)定時間段的參數(shù)，并確定動態(tài)時間段的參數(shù)的參數(shù)單元；用穩(wěn)定時間段的參數(shù)和動態(tài)時間段的參數(shù)為CAN線路建模的建模單元；模擬單元，其對所述CAN線路執(zhí)行誤差分析。
[0015]穩(wěn)定時間段可為CAN信號波形中的變化小于預定大小的時間段，動態(tài)時間段可為CAN信號波形中的變化大于或等于預定大小的時間段。
[0016]參數(shù)單元可獲得穩(wěn)定時間段的電壓平均值，利用電壓平均值獲得發(fā)送/接收電壓矩陣，利用發(fā)送/接收電壓矩陣獲得電阻分布矩陣。模擬單元可利用電阻分布矩陣執(zhí)行模擬，并根據(jù)執(zhí)行的模擬確定電阻分布矩陣是否發(fā)生了變化。
[0017]模擬單元還使用理論電感和理論電容來執(zhí)行模擬。
[0018]參數(shù)單元可獲得動態(tài)時間段的上升時間和下降時間，利用上升時間和下降時間獲得動態(tài)特征矩陣，并利用動態(tài)特征矩陣獲得電感和電容分布矩陣。模擬單元可利用電感和電容分布矩陣執(zhí)行模擬，并根據(jù)執(zhí)行的模擬確定電感和電容分布矩陣是否發(fā)生了改變。
[0019]模擬單元可進一步使用電阻分布矩陣執(zhí)行模擬。
[0020]裝置還包括參數(shù)數(shù)據(jù)庫，其更新所述穩(wěn)定時間段參數(shù)和所述動態(tài)時間段參數(shù)。
[0021]此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，包含用于調(diào)諧控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信模型的程序指令的非臨時計算機可讀介質(zhì)包括:測量CAN信號波形的程序指令；將CAN信號波形劃分為穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段的程序指令；確定穩(wěn)定時間段參數(shù)的程序指令，確定動態(tài)時間段參數(shù)的程序指令；用穩(wěn)定時間段參數(shù)和動態(tài)時間段參數(shù)模擬CAN線路的程序指令；以及對CAN線路執(zhí)行誤差分析的程序指令。
[0022]應(yīng)理解，本公開前面的總體描述和以下的詳細說明是示范性和解釋性的，且旨在提供所要求的公開的進一步的解釋。
【附圖說明】
[0023]這里包括的附圖提供對本公開的進一步理解，引入并構(gòu)成本申請的一部分，其示出本公開的實施例并與說明書一起解釋本公開的原理。附圖中:
[0024]圖1是示出可應(yīng)用本公開的控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)線路調(diào)諧裝置實例的示圖。
[0025]圖2是根據(jù)本公開的實施例示出CAN線路調(diào)諧過程的實例的示圖；
[0026]圖3是根據(jù)本公開的實施例示出調(diào)諧波形穩(wěn)定時間段的實例的示圖；
[0027]圖4是根據(jù)本公開的實施例示出調(diào)諧動態(tài)時間段的實例的示圖；并且
[0028]圖5是根據(jù)本公開的實施例示出用參數(shù)更新參數(shù)數(shù)據(jù)庫實例的示圖，其調(diào)諧過程已經(jīng)完成。
【具體實施方式】
[0029]此處使用的術(shù)語或文字不應(yīng)僅限于詞典中的含義，且在發(fā)明人可適當定義術(shù)語以便最合適表達本公開實施例的原則下，應(yīng)解讀為具有相應(yīng)于本公開實施例技術(shù)方面的意義。相應(yīng)的，在說明書中描述以及附圖中示出的要素僅作為例子，且不用于表達所有技術(shù)方面，且因此，提交本申請時，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)能理解形式和細節(jié)上作出的各種等效和變化。
[0030]此處所使用的術(shù)語的目的只是描述特定的實施例，而不是為了限制本公開。除非上下文明確另外指出，否則在此使用的單數(shù)形式“一“、” 一個“和”該“旨在也包括復數(shù)形式。此外，應(yīng)進一步理解，本說明中使用的術(shù)語“包含”和/或“包括”是對特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組件的特指，但并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件和/或其群組。此處所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列舉項的任何及全部組合。
[0031]應(yīng)理解，此處所使用的術(shù)語“車”或者“車輛”或者其他類似的術(shù)語，包含了一般的機動車在內(nèi)，例如包括運動型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商業(yè)車輛在內(nèi)的載人汽車、含各種船只在內(nèi)的水上運輸工具，飛機等，和包括混合動力汽車、電動汽車、插入式混合電動汽車、氫動力汽車以及使用其他替代燃料在內(nèi)的車輛(例如，源自除石油之外資源的燃料)。
[0032]此外，應(yīng)理解，以下一種或多種方法或其方面可由至少一個控制單元執(zhí)行。“控制單元”一詞可指包含存儲器和處理器的硬件設(shè)備。該存儲器被配置為存儲程序指令，且處理器被特別編程來執(zhí)行一個或多個過程的程序指令，其將在以下部分進一步描述。此外，應(yīng)理解，以下方法可由控制單元與一個或多個其他組件相互結(jié)合而成的裝置所執(zhí)行，同樣能為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解。
[0033]此外，本公開中的控制單元可具體表現(xiàn)為計算機可讀介質(zhì)上的非臨時性計算機可讀媒體，包含可由處理器、控制器等運行的可執(zhí)行程序指令。計算機可讀介質(zhì)的例子包括，但不限于，ROM、RAM、光盤(CD)、磁帶、軟盤、閃存，智能卡和光學數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。計算機可讀記錄介質(zhì)也可分布于網(wǎng)絡(luò)耦合計算機系統(tǒng)中，從而計算機可讀介質(zhì)以分布式方式存儲和執(zhí)行，例如，通過遠程服務(wù)器或控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)。
[0034]現(xiàn)參考本公開的實施例，圖1是示出應(yīng)用了本公開的控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)線路調(diào)諧裝置實例的示圖。
[0035]如圖1所示，測量器110可測量CAN信號波形。調(diào)諧工具120可獲得實際測量的波形，且可利用實際測量的波形及CAN拓撲信息來調(diào)諧參數(shù)。此外，調(diào)諧工具120可使用模擬單元150的模擬結(jié)果來調(diào)諧參數(shù)。CAN拓撲信息可包含CAN通信元件間連接方法的信息。
[0036]參數(shù)單元130可根據(jù)調(diào)諧工具120確定的調(diào)整結(jié)果顯示參數(shù)值。調(diào)諧結(jié)果可能是一個設(shè)備的值或CAN線路模型電路中各個組件的估計值，且每個組件可包含電源、電阻R、電感L和電容C中的至少一個。
[0037]建模單元140可用每個線路中配置的參數(shù)值來具化CAN線路模型電路。
[0038]模擬單元150可通過執(zhí)行模擬來獲得模擬結(jié)果。模擬結(jié)果可包含基于CAN通訊中傳輸和接受的信息造成的錯誤信息。
[0039]用戶界面(UI)可允許用戶查看當前的CAN線路模型，并檢查是否對過程實行調(diào)諧。
[0040]下面描述分析實際測量的波形例子。
[0041]圖2是根據(jù)本公開的實施例示出CAN線路調(diào)諧過程實例的示圖。
[0042]當CAN通信信號波形被測量后，CAN通信信號波形可被劃分為時間段(S210)。信號波形的時間段可分為穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段。穩(wěn)定時間段可預示著一個具有恒定幅度的時間段，動態(tài)時間段可預示一個具有顯著改變信號的時間段。根據(jù)信號波形的變化是大于或小于預定大小，可區(qū)分穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段。
[0043]在穩(wěn)定時間段，電阻大小可由波形的電流部分的發(fā)送/接收電壓來推測。電阻可包括所有分布在線路上的電線、連接器以及電子控制單元(ECU)的所有電阻。此外，對于電線，其每單位長度的電阻可作為目標參數(shù)提取。
[0044]在動態(tài)時間段中，可通過上升和下降期間的部分來推斷出電感和電容，在其中波形發(fā)生了改變。對于電線，每單位長度的電感和電容可作為目標參數(shù)提取，且考慮到ECU，只可推測出電容。
[0045]主要參數(shù)估計可在穩(wěn)定時間段信號執(zhí)行(S220) ο主要參數(shù)估計可以是對穩(wěn)定時間段信號的估計，并可參考影響穩(wěn)定時間段電流組件的參數(shù)的選擇性估計。主要參數(shù)估計將在下面參考圖3詳細描述。
[0046]次要參數(shù)估計可在至少一個穩(wěn)定時間段的信號和動態(tài)時間段的信號上執(zhí)行，在其上已經(jīng)執(zhí)行了主要參數(shù)估計(S230)。次要參數(shù)估計可以是對穩(wěn)定時間段或動態(tài)時間段信號的估計，并可指影響除電流分量之外分量的參數(shù)。次要參數(shù)估計將在下面參考圖4詳細描述。
[0047]CAN線路可通過估計的參數(shù)建模，且建模的CAN線路的誤差可分析(S240)。通過主要參數(shù)估計和次要參數(shù)估計得到的參數(shù)執(zhí)行概率分析，可確定誤差范圍。此外，當確定的誤差范圍大于或等于預定值時，可重新執(zhí)行主要參數(shù)估計和次要參數(shù)估計。
[0048]當確定的誤差范圍小于或等于預定值時，確定的參數(shù)可應(yīng)用(S250)。
[0049]以下描述調(diào)諧穩(wěn)定時間段的方法。
[0050]圖3是根據(jù)本公開的實施例示出穩(wěn)定時間段的波形調(diào)諧的實例的示圖。
[0051]可獲得穩(wěn)定時間段的電壓平均值(S310)。此處，平均可以是算術(shù)平均數(shù)、幾何平均數(shù)、調(diào)和平均數(shù)及均方根(RMS)。為了獲得電壓平均值，可使用預存儲的調(diào)諧信息。預存的調(diào)整信息將在以下重新描述。
[0052]發(fā)送/接收電壓分布矩陣可通過電壓平均值獲得(S320)。
[0053]使用發(fā)送/接收電壓分布矩陣可調(diào)諧電阻分布矩陣(S330)。通過設(shè)置理論值作為初始值，并使用發(fā)送/接收電壓分布矩陣，可調(diào)諧電阻分布矩陣。
[0054]使用經(jīng)調(diào)諧的電阻分布矩陣可執(zhí)行模擬(S340)。利用電阻分布矩陣的電阻、理論電感和理論電容可執(zhí)行模擬。利用電流電阻分布矩陣可執(zhí)行模擬以分析CAN線路的誤差。
[0055]誤差和預定值可相互比較(S350)。當誤差大于預定值，可重新操作S330獲取電阻分布矩陣，直到誤差小于預定值。另一方面，當誤差小于預定值時，可終止調(diào)諧。
[0056]以下描述動態(tài)時間段的調(diào)諧方法。
[0057]圖4是根據(jù)本公開的實施例示出動態(tài)時間段波形調(diào)諧的實例的示圖。
[0058]可獲得動態(tài)時間段的上升時間，下降時間，和波形超調(diào)量(S410)。為了獲得上升時間，下降時間和超調(diào)量，可使用預存儲的調(diào)諧信息。預存儲的調(diào)諧信息將在以下重新描述。
[0059]通過上升時間，下降時間和超調(diào)量可獲得動態(tài)特征矩陣(S420)。
[0060]使用動態(tài)特征矩陣可調(diào)節(jié)電感和電容的分布矩陣(S430)。通過設(shè)置理論的電感和電容的值作為初始值并使用動態(tài)特征矩陣，可調(diào)諧電感和電容的分布矩陣。
[0061]利用調(diào)諧電感和電容分布的矩陣(S440)可執(zhí)行模擬。使用電感和電容分布矩陣以及圖3中的經(jīng)調(diào)諧的電阻可執(zhí)行模擬?？捎秒姼泻碗娙莘植季仃噲?zhí)行模擬，分析CAN線路的誤差。
[0062]可比較誤差與預定值(S450)。當誤差大于預定值，可重新操作S340獲得對電感和電容的分布矩陣。對S430執(zhí)行操作，直到誤差小于預定值。另一方面，當誤差小于預定值時，可終止調(diào)諧。
[0063]以下，將描述使用參數(shù)升級參數(shù)數(shù)據(jù)庫，其調(diào)諧已完成。
[0064]圖5是根據(jù)本公開實施例示出用參數(shù)更新參數(shù)數(shù)據(jù)庫的實例的示圖，其調(diào)諧已完成。
[0065]如圖5所示，通過在數(shù)據(jù)庫中添加參考圖3和圖4描述執(zhí)行的參數(shù)調(diào)諧獲得的結(jié)果，以及在多種汽車模型(例如，汽車模型I至汽車模型N)中執(zhí)行參數(shù)調(diào)諧獲得的結(jié)果，可實現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)庫的更新。更新的參數(shù)數(shù)據(jù)庫可用于未來的參數(shù)調(diào)整，以提供預存的調(diào)整信息。
[0066]如上所述，根據(jù)本公開，利用成本低廉的儀器和調(diào)諧時間段可降低參數(shù)調(diào)諧的成本。另外，在調(diào)諧過程中所需的技術(shù)，可具化為一種工具，從而任何人都能很容易地執(zhí)行調(diào)諧程序。對測量誤差的依賴性也降低，從而難以準確測量的參數(shù)也可通過估計得到。此外，通過各種表的累計，無需實際測量可測試CAN通訊的性能。
[0067]顯然，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不偏離本公開的實質(zhì)和范圍的情況下，能對本公開執(zhí)行多種修改和變型。因此，本公開意在涵蓋本公開中提出的各種修改和變化，只要其在隨附權(quán)利要求及等效內(nèi)容的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種調(diào)諧控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信模型的方法，所述方法包括以下步驟: 測量CAN信號波形； 將所述CAN信號波形劃分為穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段； 確定所述穩(wěn)定時間段的參數(shù)； 確定所述動態(tài)時間段的參數(shù)； 用所述穩(wěn)定時間段的參數(shù)和所述動態(tài)時間段的參數(shù)為CAN線路建模；以及 對所述CAN線路執(zhí)行誤差分析。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述穩(wěn)定時間段是CAN信號波形中的變化小于預定大小的時間段，以及 所述動態(tài)時間段是CAN信號波形中的變化大于或等于所述預定大小的時間段。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定穩(wěn)定時間段的參數(shù)的步驟包括: 獲得所述穩(wěn)定時間段的電壓平均值； 利用所述電壓平均值獲得發(fā)送/接收電壓矩陣； 利用所述發(fā)送/接收電壓矩陣獲取電阻分布矩陣； 利用所述電阻分布矩陣執(zhí)行模擬；以及 根據(jù)執(zhí)行的模擬確定電阻分布矩陣是否發(fā)生了變化。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中執(zhí)行所述模擬的步驟包括: 還使用理論電感和理論電容來執(zhí)行所述模擬。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定動態(tài)時間段的參數(shù)的步驟包括: 獲得所述動態(tài)時間段的上升時間和下降時間； 利用所述上升時間和下降時間獲得動態(tài)特征矩陣； 利用所述動態(tài)特征矩陣獲得電感和電容分布矩陣； 利用所述電感和電容分布矩陣執(zhí)行模擬；以及 根據(jù)所述執(zhí)行的模擬確定電感和電容分布矩陣是否發(fā)生了改變。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中執(zhí)行所述模擬的步驟包括: 還使用電阻分布矩陣來執(zhí)行所述模擬。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟:更新所述穩(wěn)定時間段的參數(shù)和動態(tài)時間段的參數(shù)。8.一種用于調(diào)諧控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)通信模型的裝置，所述裝置包括: 測量器，其測量CAN信號波形； 參數(shù)單元，其將所述CAN信號波形劃分為穩(wěn)定時間段和動態(tài)時間段，確定穩(wěn)定時間段的參數(shù)，并確定動態(tài)時間段的參數(shù)； 建模單元，其用所述穩(wěn)定時間段的參數(shù)和動態(tài)時間段的參數(shù)為CAN線路建模；以及 模擬單元，其對所述CAN線路執(zhí)行誤差分析。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中: 所述穩(wěn)定時間段是CAN信號波形中的變化小于預定大小的時間段，以及 所述動態(tài)時間段是CAN信號波形中的變化大于或等于所述預定大小的時間段。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中: 所述參數(shù)單元獲得所述穩(wěn)定時間段的電壓平均值，利用所述電壓平均值獲得發(fā)送/接收電壓矩陣；并且利用所述發(fā)送/接收電壓矩陣獲得電阻分布矩陣；以及 所述模擬單元利用所述電阻分布矩陣執(zhí)行模擬，并根據(jù)執(zhí)行的模擬確定電阻分布矩陣是否發(fā)生了變化。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述模擬單元還利用理論電感和理論電容來執(zhí)行所述模擬。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中: 所述參數(shù)單元獲得動態(tài)時間段的上升時間和下降時間，利用所述上升時間和下降時間獲得動態(tài)特征矩陣，并且利用所述動態(tài)特征矩陣獲得電感和電容分布矩陣；以及 所述模擬單元利用電感和電容分布矩陣來執(zhí)行模擬，并根據(jù)執(zhí)行的模擬確定所述電感和電容分布矩陣是否發(fā)生了改變。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述模擬單元還所述電阻分布矩陣來執(zhí)行所述模擬。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括更新所述穩(wěn)定時間段的參數(shù)和所述動態(tài)時間段的參數(shù)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫。
【文檔編號】G05B19/042GK105938336SQ201510511748
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年8月19日
【發(fā)明人】權(quán)海潤, 金學峰, 樸宰弘
【申請人】現(xiàn)代自動車株式會社, 偉智有限公司