(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811309291.7
(22)申请日 2018.11.05
(71)申请人 上海钧嵌传感技术有限公司
地址 201114 上海市闵行区新骏环路189号
第3层B307室
(72)发明人 沈磊
(74)专利代理机构 上海天翔知识产权代理有限
公司 31224
代理人 刘常宝
(51)Int.Cl.
G05B 23/02(2006.01)
(54)发明名称
及通信方法
(57)摘要
本发明公开了一种基于CAN总线的车用比例
阀压力控制器及通信方法，该车用比例阀压力控
制器上设置有CAN模块，该CAN模块连接CAN总线，
并可通过CAN总线连接车用ECU；由此通过定义比
例阀控制器的CAN总线报文协议，并基于该报文
协议通过CAN总线与车用ECU进行通信。本方案针
对车用比例阀压力控制器与车用ECU之间的通信
技术，独创的采用CAN总线来替代PWM接口，有效
的克服了现有车用比例阀压力控制器基于PWM通
信方式所存在的问题，同时还能够释放车用ECU
宝贵的PWM资源。权利要求书2页 说明书7页 附图1页CN 109557899 A 2019.04.02
C N 109557899
A
1.基于CAN总线的车用比例阀压力控制器，其特征在于，所述车用比例阀压力控制器上设置有CAN模块，所述CAN模块连接CAN总线，并可通过CAN总线连接车用ECU。
2.根据权利要求1所述的车用比例阀压力控制器，其特征在于，所述CAN模块由CAN收发器构成。
3.根据权利要求1所述的车用比例阀压力控制器，其特征在于，所述车用比例阀压力控制器与车用ECU之间基于CAN总线，通过CAN总线报文协议进行比例阀控制指令的传输及诊断信息的反馈。
4.根据权利要求3所述的车用比例阀压力控制器，其特征在于，所述CAN总线报文协议定义如下：
阀压力控制报文，用于发送压力调整指令；其数据部分包含64个比特位，其中前16个比特位描述了目标压力值，其余48个比特位的值全部为1；
阀状态报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的内部运行状态，内部温度，输出气压，设定气压以及错误码，其数据部分包含64个比特位，其中第一个字节表示压力控制器的内部运行状态，第二个字节表示压力控制器的内部温度，第三第四个字节表示车用比例阀的当前输出气压，第五第六个字节表示车用比例阀的设定气压，第7个字节表示车用比例阀的错误码，第八个字节保留；
阀错误码报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的具体错误信息。
5.根据权利要求4所述的车用比例阀压力控制器，其特征在于，所述CAN总线报文的通信波特率为250kbits/s或者500kbits/s，数据长度都为8字节。
6.基于CAN总线的车用比例阀压力控制器的通信方法，其特征在于，所述通信方法定义比例阀控制器的CAN总线报文协议，并基于该报文协议通过CAN总线与车用ECU进行通信。
7.根据权利要求6所述的车用比例阀压力控制器的通信方法，其特征在于，所述CAN总线报文协议定义如下：
阀压力控制报文，用于发送压力调整指令，其数据部分包含64个比特位，其中前16个比特位描述了目标
压力值，其余48个比特位的值全部为1；
阀状态报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的内部运行状态，内部温度，输出气压，设定气压以及错误码，其数据部分包含64个比特位，其中第一个字节表示压力控制器的内部运行状态，第二个字节表示压力控制器的内部温度，第三第四个字节表示车用比例阀的当前输出气压，第五第六个字节表示车用比例阀的设定气压，第7个字节表示车用比例阀的错误码，第八个字节保留；
阀错误码报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的具体错误信息。
8.根据权利要求7所述的车用比例阀压力控制器的通信方法，其特征在于，所述CAN总线报文的通信波特率为250kbits/s或者500kbits/s，数据长度都为8字节。
9.根据权利要求8所述的车用比例阀压力控制器的通信方法，其特征在于，车用ECU周期性的通过CAN总线发送阀压力控制报文给车用比例阀压力控制器，车用比例阀压力控制器通过CAN总线接收阀压力控制报文，并从接收到的报文中获取设定气压值，对输出气压进行调节；
车用比例阀压力控制器周期性的通过CAN总线发送阀状态报文给车用ECU，车用ECU接收到该报文，并根据该报文协议获取阀的状态，温度等信息；
车用比例阀压力控制器周期性的通过CAN总线发送阀错误报文给车用ECU，车用ECU接收到该报文，并
根据报文协议获取阀的详细错误信息；
车用ECU综合阀状态报文和阀错误码报文的信息，了解阀的工作状态，形成相应的控制指令。
一种基于CAN总线的车用比例阀压力控制器及通信方法
技术领域
[0001]本发明涉及车辆控制技术，具体涉及车用比例阀压力控制器的通信技术。
背景技术
[0002]为了降低柴油机NOx排放，目前客车和卡车普遍采用废气再循环技术，它的基本原理是从排气管中把部分燃烧过的废气通过气阀引入到进气管中，与新鲜空气混合后进入燃烧室再次参与燃烧，但过度的废气再循环率也会对混合气的着火和发动机的性能产生较大的影响，特别是发动机在怠速、低速、小负荷工况时，所以需要通过ECU发出控制指令给气阀控制器，根据不同的工况控制气阀的开关及气体输出压力，以最大限度地降低废气中NOx排放量，同时也需要从气阀控制器收集一些反馈信息以了解控制器的状态。
[0003]目前的柴油车气阀控制器都是通过PWM方式接收ECU传输的控制指令，及反馈控制器诊断信息，
用不同的PWM占空比来表示比例阀气压大小及错误诊断信息。由此，通常的柴油车气阀控制器为接收ECU传输指令以及反馈控制器诊断信息，各需要占用一路PWM口，一共需要二路PWM。但是也有只使用一路PWM的情况，即只接受ECU的控制指令，无诊断信息的反馈。
[0004]参见图1，其所示为通常比例阀控制器对外有四个引脚，分别用于电源供电、电源接地、以PWM方式接收阀控制命令、以PWM方式反馈控制器诊断信息。根据实际需求也可采用三个引脚，其中无诊断信息输出引脚。
[0005]现有柴油车气阀控制器通过PWM方式给气阀控制器传输指令及反馈控制器诊断信息，在实际使用过程中存在诸多的问题，主要如下：
[0006] 1.汽车上的ECU需要与很多器件通讯，其IO资源是非常宝贵的，而PWM的资源则更为紧缺，很多情况下由于PWM资源不足，为了整合气阀控制器，需要重新进行PWM资源的调配，甚至放弃诊断信息的获取，ECU亦无法获取比例阀的工作状态，进而影响废气再循环系统的可靠工作。
[0007] 2.由于使用PWM占空比来表示比例阀气体压力，其控制精度取决于PWM占空比的精度，而PWM占空比的精度又和PWM发生器的时钟稳定性，采用的PWM周期有关，且PWM信号容易受到外部的干扰，实际使用时无法达到很高的控制精度，同时PWM占空比的波动也会影响比例阀最终输出气压的稳定性。有些车厂ECU的PWM占空比精度只能达到1％
[0008] 3.由于PWM输出精度有限，需要额外的映射表设置PWM占空比和气体压力的对应关系，以提高压力控制精度，但这也同时缩小了压力的可控范围。
[0009] 4.使用PWM占空比来输出诊断信息，由于其无法承载复杂的数据协议，因此能输出的信息非常有限，只能传递出错码，无法输出更多的比例阀内部状态。
[0010] 5.引脚功能固化，后期无法进行功能拓展，比如程序升级，调试等，后期维护成本高。
[0011]综上，虽然采用PWM通信方式来控制车用比例阀存在诸多的问题，但是本领域基于惯性设计思维，一直采用如此的控制方式；故，本领域亟需一种新的车用比例阀控制方案。
发明内容
[0012]针对车用比例阀压力控制器通过PWM方式进行信息传输所存在的问题，需要一种新的车用比例阀压力控制器通信方案。
[0013]为此，本发明的目的在于提供一种基于CAN总线的车用比例阀压力控制器，同时针对该控制器提供一种通信方法，由此完全替换现有的PWM通信方式，释放ECU宝贵的PWM资源。
[0014]为了达到上述目的，本发明提供的基于CAN总线的车用比例阀压力控制器，所述车用比例阀压力控制器上设置有CAN模块，所述CAN模块连接CAN总线，并可通过CAN总线连接车用ECU。
[0015]进一步的，所述CAN模块由CAN收发器构成。
[0016]进一步的，所述车用比例阀压力控制器与车用ECU之间基于CAN总线，通过CAN总线报文协议进行比例阀控制指令的传输及诊断信息的反馈。
[0017]进一步的，所述CAN总线报文协议定义如下：
[0018]阀压力控制报文，用于发送压力调整指令；其数据部分包含64个比特位，其中前16个比特位描述了目标压力值，其余48个比特位的值全部为1；
[0019]阀状态报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的内部运行状态，内部温度，输出气压，设定气压以及错误码，其数据部分包含64个比特位，其中第一个字节表示压力控制器的内部运行状态，第二个字节表示压力控制器的内部温度，第三第四个字节表示车用比例阀的当前输出气压，第五第六个字节表示车用比例阀的设定气压，第7个字节表示车用比例阀的错误码，第八个字节保留；
[0020]阀错误码报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的具体错误信息。
[0021]进一步的，所述CAN总线报文的通信波特率为250kbits/s或者500kbits/s，数据长度都为8字节。
[0022]为了达到上述目的，本发明提供的基于CAN总线的车用比例阀压力控制器的通信方法，所述通信方法定义比例阀控制器的CAN总线报文协议，并基于该报文协议通过CAN总线与车用ECU进行通信。
[0023]进一步的，所述CAN总线报文协议定义如下：
[0024]阀压力控制报文，用于发送压力调整指令。数据部分包含64个比特位(8个字节)，其中前16个比特位描述了目标压力值(单位1/128bar)，其余48个比特位的值全部为1。[0025]阀状态报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的内部运行状态，内部温度，输出气压，设定气压以及错误码。数据部分包含64个比特位(8个字节)，其中第一个字节表示压力控制器的内部运行状态，第二个字节表示压力控制器的内部温度，第三第四个字节表示车用比例阀的当前输出气压，第五第六个字节表示车用比例阀的设定气压，第7个字节表示车用比例阀的错误码，第八个字节保留。
[0026]阀错误码报文，用于反馈车用比例阀压力控制器的具体错误信息，最多可以显示8个详细错误信息。
[0027]进一步的，所述CAN总线报文的通信波特率为250kbits/s或者500kbits/s，数据长度都为8字节。
[0028]进一步的，车用ECU周期性的通过CAN总线发送阀压力控制报文给车用比例阀压力
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