CN103200268A - 一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统及方法，它包括：监控模块用于对各运行参数进行显示和建立相应的数据库；参数标定模块用于重新调整电动汽车的标定参数，并将新的标定参数通过无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总成控制器；软件系统升级模块用于自动引导软件系统进行更新；专家在线模块用于提出电动汽车当前安全使用的参数界限。本发明可以根据使用环境对标定参数进行更新，延长了电池、电机的使用寿命，本发明利于各动力部件工作于更加优良的性能状态，延长电池、电机的使用寿命，对电动汽车动力总成系统的使用状况提供专家在线支持，对动力总成各部件的安全提出许用参数界限，提高了整车的安全性与可靠性。

Description

一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种远程监控、升级及标定的系统及方法，尤其涉及一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定的系统及方法。

背景技术

能源与环境问题日益突出，具有节能与环保双重优势的电动汽车产业日益受到国家和企业的重视。尽管当前的电动汽车的发展前景很好，但动力总成部件的老化及寿命问题，限制了电动汽车的大范围应用和市场推广。

目前对于动力总成部件等的标定多在出厂前已完成，出厂后只是对其运行参数进行监测、故障诊断，统计分析，但事实上，出厂前的标定并不能满足多种极限使用环境的要求；随着研究的深入，技术上也将有新的突破，这些将对已出厂的电动汽车动力总成系统的软件系统升级带来新的问题；另外电动汽车长期运行及极限使用、环境等都将对电动汽车的安全带来挑战。

前人对于参数的标定多是出厂前已完成，出厂后根本无法根据使用环境对参数进行重新标定，除非工作人员去现场进行重新测试，本系统提出了一种基于已有的监测数据，结合当前的使用环境远程进行参数标定的方法；前人对于软件系统的升级多采用有线升级模式，本发明提供了一种无线软件系统升级模式；本发明还提出了从整车安全使用出发，提供专家在线支持分析，为非专业人士用车提供安全许用参数限制，以调整整车控制策略，使整车运行于安全及可靠的环境下。

申请号为：201120137208，发明名称为：一种具备GPRS和GPS功能的电动汽车整车控制器，提供了一种对汽车的位置信息和运行参数进行监测和监控的具备GPRS和GPS功能的电动汽车整车控制器，此控制器包括微处理器、用于实时获取车辆位置信息和运行参数的GPRS-GPS模块及微处理器连接的模拟量处理模块、开关量处理模块及输出驱动模块，该申请主要是针对整车控制器进行改进，集成了GPRS/GPS功能，只是实现了对车辆位置信息、车速、加速和制动踏板位置、电机转速、电池电压、SOC、故障诊断信息的上传和对车辆的监控管理，虽然该申请中出现了软件升级，但是并没有描述如何进行软件升级，该申请的主要创新点是具备GPRS/GPS功能，GPRS/GPS功能是将整车控制器采集的参数上传监控中心，属于监测范畴，并不能实现对系统软件的在线升级、专家检测和参数的重新标定。

申请号为：200610129926.6，发明名称为：一种用于电控车辆无线远程监控标定及故障诊断的系统，提供了一种利用因特网实现对车辆行驶过程中的远程监控标定和故障诊断，该系统由车辆电控装置、监控标定诊断装置、监控中心、无线网络基站和因特网等构成，该发明可对多车同时监控及故障诊断，此发明的信息有两路输出：一路存储于监控标定诊断装置内部集成的数据存储器，另一路通过无线网络和因特网传送到谅解与互联网的监控中心。但是本发明尽管增加了有故障诊断，但实质上仍属于监测范畴，并不能实现软件系统的在线升级及专家在线支持。

申请号为：201110053114.9，发明名称为：一种实现车载软件系统修复或升级的方法、装置，提供了一种利用移动存储介质直接修复软件系统或进行车载软件升级的方法，但是该发明对于软件系统的升级属于有线软件系统升级的范畴，给非技术人员对于软件系统的升级带来很多不便，不能对已经出厂的车辆实现远程软件系统的升级。

申请号为：201110385339.4，发明名称为：基于CAN总线的电动汽车电控设备控制软件升级方法，提供了一种基于CAN总线的电动汽车电控设备的控制软件升级方法，但是该发明仍然属于有线软件系统升级范畴，给非技术人员对于软件系统的升级带来很多不便，不能对已经出厂的车辆实现远程软件系统的升级。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定的系统及方法，能够根据电动汽车的使用环境，结合部分使用数据，对电动汽车的许可使用参数重新标定；对电动汽车上的软件系统进行升级；实时监控电动汽车的运行参数；对电动汽车动力总成系统的使用状况提供专家在线支持。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统，它包括：

监控模块：其接收无线数据传输控制器上传的电动汽车各动力总成控制器对应的运行参数及当前使用的环境参数，并对各运行参数进行显示和建立相应的数据库；

参数标定模块：其根据监控模块接收到的各动力总成控制器对应的运行参数及当前使用的环境参数，重新调整电动汽车的标定参数，并将新的标定参数通过无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总成控制器；

软件系统升级模块：其将编译器生成的文件转化成相应数据格式的数据，转化后的数据经无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总控制器，进而自动引导软件系统进行更新；

专家在线模块：其根据所述监控模块接收的监控数据及历史数据判断电动汽车的安全条件，并提出电动汽车当前安全使用的参数界限，并经无线数据传输控制器下发到电动汽车的各动力总成控制器，各动力总成控制器根据获取的安全使用的参数调整相应的控制策略及进行报警显示。

所述无线数据传输控制器包括微处理器，微处理器分别于电源模块、存储器模块连接，微处理器还通过RS232接口与无线数据传输模块连接，微处理器通过CAN总线接口与电机控制器、整车控制器、电池管理系统通信。

所述电源模块采用DC/DC隔离电源。

一种基于用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统的使用方法，具体步骤为：

步骤一：各动力总成控制器将其对应运行参数及当前使用的环境参数传输给无线数据传输控制器，无线数据传输控制器再传输到监测模块，监测模块对各运行参数及环境参数进行显示和建立相应的数据库；

步骤二：判断电动汽车是否需要进行参数重新标定，若需要对电动汽车进行参数重新标定，则进入步骤三；判断电动汽车的各动力总成控制器是否需要进行软件升级，若需要对电动汽车的各动力总成控制器的软件进行升级，则进入步骤四；判断是否需要对电动汽车下发安全使用的参数范围，若需要对电动汽车下发安全使用的参数范围，则进入步骤五；若三种情况均不需要，则返回步骤一；

步骤三：根据步骤一监测的各动力总成控制器对应的运行参数及当前使用的环境参数，重新调整电动汽车的标定参数，并将新的标定参数传输给无线数据传输控制器，再经无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总成控制器；

步骤四：软件系统升级模块将编译器生成的文件转化成相应数据格式的数据，转化后的数据传输给无线数据传输控制器，再经无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总控制器，进而自动引导软件系统进行更新；

步骤五：专家在线模块根据所述监控模块接收的监控数据及历史数据判断电动汽车的安全条件，并提出电动汽车当前安全使用的参数界限，将许用参数界限传输给无线数据传输控制器，再经无线数据传输控制器下发到电动汽车的各动力总成控制器，各动力总成控制器根据获取的安全使用的参数调整相应的控制策略及进行报警显示。

所述步骤一的具体步骤为：

（1-1）电动汽车的各动力总成控制器的运行参数及当前使用的环境参数通过CAN总线传输给无线数据传输控制器；

（1-2）无线数据传输控制器对CAN总线上的数据进行处理分析打包，经过RS232接口传输给无线数据传输模块；

（1-3）无线数传模块将数据转化成TCP/IP包发送到GPRS网络上并流入INTERNET；

（1-4）监控模块从INTERNET上获取数据的TCP/IP包后，通过解析将数据进行还原，完成运行参数的实时监控，并将实时数据存入数据库。

所述步骤三的具体步骤为：

（3-1）参数标定模块根据数据库中的各动力总成控制器对应的运行参数及当前电动汽车所处的环境参数，对各标定参数进行重新确定，获取新的标定参数；

（3-2）将新的标定参数转化成TCP/IP数据包，通过INTERNET转化到GPRS网络上；

（3-3）无线数据传输控制器的无线数据传输模块接受此TCP/IP数据包，并对TCP/IP数据包解析；

（3-4）无线数据传输模块通过RS232接口将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器，微处理器对数据进行分析、归类；

（3-5）无线数据传输控制器的微处理器通过CAN总线将数据分别传输到电动汽车的各动力总成控制器，电动汽车的各动力总成控制器接收到相应的数据，对原有的标定数据进行刷新，完成标定数据的更新。

所述步骤四的具体步骤为：

（4-1）将编译器编译生成的S19文件进行如下转换：本地地址映射成3个字节的全局地址，每个S19记录固定为32字节数据长度，没有数据的地址填0xFF；

（4-2）将转化后的文件按照无线数据传输模块最大字节传输数据包的要求进行数据分包传输，每包数据先转化成TCP/IP数据包；

（4-3）通过INTERNET上传到GPRS网络上，无线数据传输模块接受此TCP/IP数据包，通过RS232接口将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器；

（4-4）微处理器对TCP/IP数据包进行分析、归类，并通过CAN总线将数据包传输给电动汽车的各动力总成控制器，电动汽车的各动力总成控制器接收到该数据后并利用各动力总成控制器中BootLoder的引导对系统软件更新。

所述步骤五的具体步骤为：

（5-1）专家在线模块根据监测模块接收到的数据分析电动汽车的各动力总成部件影响电动汽车安全性的原因，并结合当前使用环境及电动汽车的各动力总成部件的历史运行数据分析当前电动汽车的安全使用的参数，并提出当前电动汽车安全使用的参数界限；

（5-2）将安全使用的参数界限数据转化成TCP/IP数据包，通过INTERNET上传到GPRS网络上，无线数据传输模块接受此TCP/IP数据包，通过RS232串口将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器；

（5-3）微处理器对数据进行解析、归类，并通过CAN总线传到电动汽车的各动力总成控制器，电动汽车的各动力总成控制器对获取的安全许用参数进行解析，并调整相应的控制策略及报警显示。

本发明的有益效果：本发明的有益效果是，本发明可以根据使用环境对标定参数进行更新，延长了电池、电机的使用寿命。

本发明可对软件系统进行升级，软件系统的升级利于各动力部件工作于更加优良的性能状态，延长电池、电机的使用寿命。

本发明可提供专家在线支持，依据当前的使用环境及历史数据，提出车辆安全使用的许用界限，将许用界限参数提供给用户，提高了车辆使用的安全性与可靠性。

本发明可对车辆实时运行参数进行监控，可以建立相应的数据库，为动力总成部件控制器的深入研究提供了数据支持。

本发明基于GPRS提出了一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统，同时具备数据分析、数据下传、软件系统升级及专家在线支持为一体，为提高电动汽车的安全性及可靠性提供了可能性。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为无线数据传输控制器原理图。

其中，1.微处理器，2.电源模块，3.存储器模块，4.无线数据传输模块，5.RS232接口，6.RS485接口，7.CAN总线接口，8.电池管理系统，9.电机控制器，10.整车控制器，11.高速光耦模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的流程图，处于监控状态时，整车控制器10、电机控制器9及电池管理系统8的运行参数及运行环境参数通过CAN总线接口7传输给无线数据传输控制器的微处理器1，无线数据传输控制器对CAN总线接口7上传的数据进行处理分析打包，经过RS232接口5传输给无线数据传输模块4，无线数据传输模块4将数据转化成TCP/IP包发送到GPRS网络上，最后数据流入INTERNET，监控模块从INTERNET上获取数据的TCP/IP包后，通过解析程序将数据进行还原，完成运行参数的实时监控，并将实时数据存入数据库。

对电动汽车的参数进行重新标定时，参数标定模块根据数据库中的各动力总成控制器的历史运行数据及当前电动汽车所处环境，对各标定系数进行重新计算以获取新的标定系数，将新的标定系数转化成TCP/IP数据包，通过INTERNET经过服务转化到GPRS网络上，无线数据传输模块4接受此TCP/IP数据包经过解析，通过RS232接口5将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器1，微处理器1对数据进行分析、归类，通过CAN总线接口7将数据分别传输到整车控制器10、电机控制器9、电池管理系统8上，它们接收到相应的数据，对原有的标定数据进行刷新，已完成标定数据的更新。

为了满足单片机FLASH操作指令需要及简化电动汽车的各动力总成控制器中BootLoader引导程序的要求，软件系统升级模块将编译器编译生成的S19文件进行如下转换：本地地址映射成3个字节的全局地址，每个S19记录固定为32字节数据长度，没有数据的地址填0xFF，然后将转化后的文件按照无线数据传输模块4的最大字节传输数据包的要求进行数据分包传输，每包数据仍然是先转化成TCP/IP数据包，然后通过INTERNET转化到GPRS网络上，无线数据传输模块4接受此TCP/IP数据包，通过RS232接口5将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器1，微处理器1对数据进行分析、归类，通过CAN总线接口7将数据包分别传给整车控制器10、电机控制器9、电池管理系统8，整车控制器10、电机控制器9、电池管理系统8接收到数据利用BootLoder中的引导程序对系统软件进行更新。

专家在线模块对电动汽车的各动力总成部件随着使用环境、老化等因素影响电动汽车的安全性的原因进行分析，并结合当前使用环境及历史数据提出电动汽车当前安全使用的参数界限，将安全使用的参数界限参数转化成TCP/IP数据包，通过INTERNET转化到GPRS网络上，无线数据传输模块4接受此TCP/IP数据包，通过RS232接口5将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器1，无线数据传输控制器的微处理器1对数据进行解析，通过CAN总线接口7传到电动汽车的各动力总成控制器，电动汽车的各动力总成控制器对获取的安全使用的参数进行解析以对相应的控制策略进行调整及报警显示。

附图2无线数据传输控制器原理图，无线数据传输控制器包括电源模块2、存储器模块3、微处理器1、无线数据传输模块4、RS232接口5、RS485接口6及CAN总线接口7。无线数据传输模块4通过RS232接口5与微处理器1相连，无线数据传输控制器通过CAN总线接口7与外界的整车控制器10、电机控制器9及电池管理系统8相连，无线数据传输控制器外扩了并行的256M大容量的存储器模块3。为了增强无线数据传输控制器的抗干扰能力，RS232接口5、RS485接口6和CAN总线接口7均通过6N137高速光耦模块11与外界通信，电源模块2采用DC/DC隔离电源。系统工作时，此无线数据传输控制器主要实现对无线数据传输模块4通过RS232接口5传输过来的数据进行解析，再通过CAN总线接口7传给相应的动力总成控制器或对动力总成控制器经过CAN总线接口7传输的运行参数进行归类、打包，再经过RS232接口5传给无线数据传输模块4。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统，其特征是，它包括：

监控模块：其接收无线数据传输控制器上传的电动汽车各动力总成控制器对应的运行参数及当前使用的环境参数，并对各运行参数进行显示和建立相应的数据库；

参数标定模块：其根据监控模块接收到的各动力总成控制器对应的运行参数及当前使用的环境参数，重新调整电动汽车的标定参数，并将新的标定参数通过无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总成控制器；

软件系统升级模块：其将编译器生成的文件转化成相应数据格式的数据，转化后的数据经无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总控制器，进而自动引导软件系统进行更新；

专家在线模块：其根据所述监控模块接收的监控数据及历史数据判断电动汽车的安全条件，并提出电动汽车当前安全使用的参数界限，并经无线数据传输控制器下发到电动汽车的各动力总成控制器，各动力总成控制器根据获取的安全使用的参数调整相应的控制策略及进行报警显示。

2.如权利要求1所述一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统，其特征是，所述无线数据传输控制器包括微处理器，微处理器分别于电源模块、存储器模块连接，微处理器还通过RS232接口与无线数据传输模块连接，微处理器通过CAN总线接口与电机控制器、整车控制器、电池管理系统通信。

3.如权利要求1所述一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统，其特征是，所述电源模块采用DC/DC隔离电源。

4.一种基于权利要求1所述用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统的使用方法，其特征是，具体步骤为：

步骤一：各动力总成控制器将其对应运行参数及当前使用的环境参数传输给无线数据传输控制器，无线数据传输控制器再传输到监测模块，监测模块对各运行参数及环境参数进行显示和建立相应的数据库；

步骤二：判断电动汽车是否需要进行参数重新标定，若需要对电动汽车进行参数重新标定，则进入步骤三；判断电动汽车的各动力总成控制器是否需要进行软件升级，若需要对电动汽车的各动力总成控制器的软件进行升级，则进入步骤四；判断是否需要对电动汽车下发安全使用的参数范围，若需要对电动汽车下发安全使用的参数范围，则进入步骤五；若三种情况均不需要，则返回步骤一；

步骤三：根据步骤一监测的各动力总成控制器对应的运行参数及当前使用的环境参数，重新调整电动汽车的标定参数，并将新的标定参数传输给无线数据传输控制器，再经无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总成控制器；

步骤四：软件系统升级模块将编译器生成的文件转化成相应数据格式的数据，转化后的数据传输给无线数据传输控制器，再经无线数据传输控制器下发给电动汽车的各动力总控制器，进而自动引导软件系统进行更新；

步骤五：专家在线模块根据所述监控模块接收的监控数据及历史数据判断电动汽车的安全条件，并提出电动汽车当前安全使用的参数界限，将许用参数界限传输给无线数据传输控制器，再经无线数据传输控制器下发到电动汽车的各动力总成控制器，各动力总成控制器根据获取的安全使用的参数调整相应的控制策略及进行报警显示。

5.如权利要求4所述一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统的使用方法，其特征是，所述步骤一的具体步骤为：

（1-1）电动汽车的各动力总成控制器的运行参数及当前使用的环境参数通过CAN总线传输给无线数据传输控制器；

（1-2）无线数据传输控制器对CAN总线上的数据进行处理分析打包，经过RS232接口传输给无线数据传输模块；

（1-3）无线数据传输模块将数据转化成TCP/IP包发送到GPRS网络上并流入INTERNET；

（1-4）监控模块从INTERNET上获取数据的TCP/IP包后，通过解析将数据进行还原，完成运行参数的实时监控，并将实时数据存入数据库。

6.如权利要求4所述一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统的使用方法，其特征是，所述步骤三的具体步骤为：

（3-1）参数标定模块根据数据库中的各动力总成控制器对应的运行参数及当前电动汽车所处的环境参数，对各标定参数进行重新确定，获取新的标定参数；

（3-2）将新的标定参数转化成TCP/IP数据包，通过INTERNET转化到GPRS网络上；

（3-3）无线数据传输控制器的无线数据传输模块接受此TCP/IP数据包，并对TCP/IP数据包解析；

（3-4）无线数据传输模块通过RS232接口将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器，微处理器对数据进行分析、归类；

（3-5）无线数据传输控制器的微处理器通过CAN总线将数据分别传输到电动汽车的各动力总成控制器，电动汽车的各动力总成控制器接收到相应的数据，对原有的标定数据进行刷新，完成标定数据的更新。

7.如权利要求4所述一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统的使用方法，其特征是，所述步骤四的具体步骤为：

（4-1）将编译器编译生成的S19文件进行如下转换：本地地址映射成3个字节的全局地址，每个S19记录固定为32字节数据长度，没有数据的地址填0xFF；

（4-2）将转化后的文件按照无线数据传输模块最大字节传输数据包的要求进行数据分包传输，每包数据先转化成TCP/IP数据包；

（4-3）通过INTERNET上传到GPRS网络上，无线数据传输模块接受此TCP/IP数据包，通过RS232接口将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器；

（4-4）微处理器对TCP/IP数据包进行分析、归类，并通过CAN总线将数据包传输给电动汽车的各动力总成控制器，电动汽车的各动力总成控制器接收到该数据后并利用各动力总成控制器中BootLoder的引导对系统软件更新。

8.如权利要求4所述一种用于电动汽车的远程监控、升级及标定系统的使用方法，所述步骤五的具体步骤为：

（5-1）专家在线模块根据监测模块接收到的数据分析电动汽车的各动力总成部件影响电动汽车安全性的原因，并结合当前使用环境及电动汽车的各动力总成部件的历史运行数据分析当前电动汽车的安全使用的参数，并提出当前电动汽车安全使用的参数界限；

（5-2）将安全使用的参数界限数据转化成TCP/IP数据包，通过INTERNET上传到GPRS网络上，无线数据传输模块接受此TCP/IP数据包，通过RS232串口将数据传输给无线数据传输控制器的微处理器；

（5-3）微处理器对数据进行解析、归类，并通过CAN总线传到电动汽车的各动力总成控制器，电动汽车的各动力总成控制器对获取的安全许用参数进行解析，并调整相应的控制策略及报警显示。

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