汽車(chē)雙can總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)雙CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于汽車(chē)電子和汽車(chē)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。該結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力總線、車(chē)身總線、第一通信主線和第二通信主線，所述第一通信主線和第二通信主線互為冗余，構(gòu)成主線總線，動(dòng)力總線和車(chē)身總線構(gòu)成支線總線，動(dòng)力總線通過(guò)第一網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線以及第二通信主線連接，車(chē)身總線通過(guò)第二網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線以及第二通信主線連接，所述第一通信主線和第二通信主線均為控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線。本實(shí)用新型采用雙CAN總線設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠用于提升CAN總線在汽車(chē)控制系統(tǒng)中通信的可靠性，保證汽車(chē)的運(yùn)行的可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽車(chē)雙CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車(chē)電子和汽車(chē)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種汽車(chē)雙CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車(chē)電子化、智能化程度的不斷提高，汽車(chē)電控系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加，汽車(chē)電控系統(tǒng)性能的不斷提升。各個(gè)電控系統(tǒng)之間的信息交換越來(lái)越多，從而使得線束連接變得十分復(fù)雜、裝配維修比較困難、可靠性難以保證等一些列問(wèn)題。汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)不僅可以共享信息、節(jié)省線束，還能提供更豐富的功能，從而提升產(chǎn)品的價(jià)值和競(jìng)爭(zhēng)力，滿足汽車(chē)可靠性、舒適性等方面的需求。
[0003]CAN(ControIIer Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線是德國(guó)BOSCH公司在20世紀(jì)80年代中期，為解決各電子控制裝置之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)的一種通信及控制技術(shù)。CAN是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，通信介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維，通信速率可達(dá)IMb/s。目前，CAN總線已經(jīng)成為國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線，并衍生了專(zhuān)用于重型卡車(chē)現(xiàn)場(chǎng)總線的通信協(xié)議SAE J1939。
[0004]雖然CAN總線自身有比較強(qiáng)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力，但是對(duì)于CAN總線車(chē)型，許多重要的時(shí)實(shí)數(shù)據(jù)都是通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換，一旦CAN網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題，整車(chē)數(shù)據(jù)無(wú)法交換，導(dǎo)致車(chē)輛不能正常工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何設(shè)計(jì)一種汽車(chē)雙CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使其能夠被應(yīng)用于提升CAN總線在汽車(chē)控制系統(tǒng)中通信的可靠性。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種汽車(chē)雙CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括動(dòng)力總線、車(chē)身總線、第一通信主線和第二通信主線，所述第一通信主線和第二通信主線互為冗余，構(gòu)成主線總線，動(dòng)力總線和車(chē)身總線構(gòu)成支線總線，動(dòng)力總線通過(guò)第一網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線以及第二通信主線連接，車(chē)身總線通過(guò)第二網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線以及第二通信主線連接，所述第一通信主線和第二通信主線均為控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線。
[0009]優(yōu)選地，所述支線總線和主線總線的終端電阻設(shè)置在每條總線的兩個(gè)最遠(yuǎn)物理節(jié)點(diǎn)上。
[0010](三)有益效果
[0011]本實(shí)用新型采用雙CAN總線設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠用于提升CAN總線在汽車(chē)控制系統(tǒng)中通信的可靠性，保證汽車(chē)的運(yùn)行的可靠性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的應(yīng)用示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例在使用時(shí)所連接的節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本實(shí)用新型的目的、內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一種汽車(chē)雙CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括動(dòng)力總線I (是用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的高速總線)、車(chē)身總線2(是用于車(chē)身系統(tǒng)的低速總線)、第一通信主線3和第二通信主線4，所述第一通信主線3 (圖1中較粗的黑線)和第二通信主線4 (圖1中相對(duì)第一通信主線3較細(xì)的黑線)互為冗余，構(gòu)成主線總線，動(dòng)力總線I和車(chē)身總線構(gòu)2成支線總線，動(dòng)力總線I通過(guò)第一網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線3以及第二通信主線4連接，車(chē)身總線2通過(guò)第二網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線3以及第二通信主線4連接，所述第一通信主線3和第二通信主線4均為控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線。動(dòng)力總線1、車(chē)身總線2可以為CAN總線。
[0016]本實(shí)施例中，支線總線和主線總線的終端電阻設(shè)置在每條總線的兩個(gè)最遠(yuǎn)物理節(jié)點(diǎn)上。本實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在使用時(shí)，所述第一網(wǎng)關(guān)設(shè)置在底盤(pán)動(dòng)力模塊DGM 5內(nèi)。所述第二網(wǎng)關(guān)設(shè)置在車(chē)身控制模塊BCM 6內(nèi)。所述動(dòng)力總線連接的節(jié)點(diǎn)包括防抱死系統(tǒng)ABS控制器、緩速器RET、變速箱CTCU+WSK)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS和自動(dòng)差速鎖ADM。所述車(chē)身總線連接的節(jié)點(diǎn)包括中央充放氣系統(tǒng)CTIS、輔助散熱器AFC和后部底盤(pán)模塊RCM。所述第一通信總線和第二通信總線連接的節(jié)點(diǎn)包括汽車(chē)診斷系統(tǒng)和儀表1C。
[0017]每個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)如圖2所示，其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都對(duì)同一功能的CAN網(wǎng)絡(luò)采用兩路CAN收發(fā)器；每路收發(fā)器分別連接到主控芯片的不同CAN控制器口 ；兩路CAN收發(fā)器可以獨(dú)立工作；主控芯片對(duì)兩路CAN的管理是獨(dú)立的；當(dāng)一路CAN出現(xiàn)物理故障時(shí)，主控芯片根據(jù)對(duì)應(yīng)的協(xié)議自動(dòng)切換到另一路CAN上去。
[0018]網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)定時(shí)發(fā)送系統(tǒng)指定消息作為節(jié)點(diǎn)存在標(biāo)志。在主線總線上的節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)關(guān)時(shí)，對(duì)其子網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)存在標(biāo)志(Monitored消息)進(jìn)行監(jiān)控。在主線總線上的節(jié)點(diǎn)監(jiān)控其上其他節(jié)點(diǎn)周期發(fā)送的消息(Alive消息)作為其存在的標(biāo)志。
[0019]主線總線節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)獲取規(guī)則為:
[0020]初始狀態(tài)下，作為接收者，主線總線上的節(jié)點(diǎn)默認(rèn)采用A通道上的所有消息為信息源，直至檢測(cè)到A通道上某節(jié)點(diǎn)的缺失(其alive消息超時(shí))。作為發(fā)送者，主線總線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將同一消息同時(shí)發(fā)送至A通道和B通道。
[0021]主線總線上的節(jié)點(diǎn)(例如M)在A通道上檢測(cè)到通道A上的另一節(jié)點(diǎn)(例如N)的存在標(biāo)志(alive消息)超時(shí)或者自身(M)在A通道上進(jìn)入BUS OFF狀態(tài)，則忽略節(jié)點(diǎn)(N)所發(fā)消息并自動(dòng)檢測(cè)B通道上節(jié)點(diǎn)(N)所發(fā)消息。若此時(shí)B通道上該節(jié)點(diǎn)(N)存在標(biāo)志(alive消息)存在未超時(shí)且在B通道上節(jié)點(diǎn)自身(M)未進(jìn)入Bus-Off狀態(tài)，則節(jié)點(diǎn)(M)立即從B通道上獲取節(jié)點(diǎn)(N)發(fā)出的消息。
[0022]主線總線上的節(jié)點(diǎn)(M)在B通道上接收B通道上某節(jié)點(diǎn)(N)所發(fā)消息的同時(shí)檢測(cè)到A通道上該節(jié)點(diǎn)(N)存在標(biāo)志(alive消息)有效且有效狀態(tài)持續(xù)達(dá)到節(jié)點(diǎn)N所發(fā)Alive消息周期的3倍(節(jié)點(diǎn)M在通道A上未處于BusOff狀態(tài))，則立即恢復(fù)至初始狀態(tài)。
[0023]若主線總線節(jié)點(diǎn)在A通道和B通道上的存在標(biāo)志(alive消息)都超時(shí)或者進(jìn)入BusOff狀態(tài)，則判定該節(jié)點(diǎn)在主線總線內(nèi)缺失，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)記錄DTC碼(對(duì)于儀表可以進(jìn)行在HMI界面報(bào)警)。
[0024]若主線總線上接收節(jié)點(diǎn)(M)檢測(cè)到A通道上另一節(jié)點(diǎn)(N)所發(fā)的功能消息(非alive消息)超時(shí)但節(jié)點(diǎn)(N)存在標(biāo)志(alive消息)未超時(shí)(且節(jié)點(diǎn)M在通道A上未處于BusOff狀態(tài))，則接收節(jié)點(diǎn)(M)立即檢測(cè)B通道上被監(jiān)控節(jié)點(diǎn)(N)的存在標(biāo)志(alive消息)和該功能消息的狀態(tài)。若B通道上節(jié)點(diǎn)(N)存在標(biāo)志(alive消息)有效(未超時(shí)，且節(jié)點(diǎn)M在通道B上未處于BusOff狀態(tài))且該功能消息有效(未超時(shí))，則采用B通道上該功能消息對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。若此時(shí)B通道上被監(jiān)控節(jié)點(diǎn)(N)的存在標(biāo)志無(wú)效(alive消息超時(shí))或者該功能消息超時(shí)則使用該功能消息的默認(rèn)值。任一情況下若檢測(cè)到A通道上被監(jiān)控節(jié)點(diǎn)(N)的存在標(biāo)志(alive消息)有效(保持“未超時(shí)”狀態(tài)超過(guò)Alive發(fā)送周期的3倍且節(jié)點(diǎn)M在通道A上未處于BusOff狀態(tài))且該功能消息有效(保持“未超時(shí)”狀態(tài)超過(guò)功能消息發(fā)送周期的3倍)則應(yīng)在A通道獲取該功能消息。
[0025]主線總線節(jié)點(diǎn)與支線總線節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)獲取規(guī)則:
[0026]支線總線(以下簡(jiǎn)稱(chēng)支線)上的節(jié)點(diǎn)(除支線上的網(wǎng)關(guān)外)之間，不支持相互監(jiān)視功能。支線上的網(wǎng)關(guān)收集支線上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的特定消息(Monitored消息)作為這些節(jié)點(diǎn)的在線的標(biāo)志(“在線”位)并形成相應(yīng)的私有報(bào)文向主線上發(fā)送，同時(shí)這條報(bào)文也定義為網(wǎng)關(guān)的Alive消息。這條Alive消息的發(fā)送周期為所在支路上網(wǎng)關(guān)所監(jiān)視消息中發(fā)送周期最短的消息周期的2倍。
[0027]初始狀態(tài)下，主線總線節(jié)點(diǎn)(M)接收某一支線節(jié)點(diǎn)(P)的功能消息時(shí)采用的規(guī)則如下:
[0028]在A通道上:
[0029]?若節(jié)點(diǎn)(M)的未處于Busoff狀態(tài)；
[0030]籲且節(jié)點(diǎn)(P)所在支路的網(wǎng)關(guān)所發(fā)Alive消息未超時(shí)且未超時(shí)狀態(tài)保持Alive消息發(fā)送周期的3倍；
[0031]籲且Alive消息中節(jié)點(diǎn)P所對(duì)應(yīng)的“在線”位有效；
[0032]?且節(jié)點(diǎn)P所發(fā)消息未超時(shí)且未超時(shí)狀態(tài)保持該功能消息
[0033]發(fā)送周期的3倍；
[0034]上述條件得到滿足時(shí)，節(jié)點(diǎn)(M)從A通道上采集消息，否則在B通道上測(cè)試上述條件，若在B通道上上述條件存在，則在B通道上采集消息，否則，節(jié)點(diǎn)M使用消息的默認(rèn)值而不從任何一個(gè)通道上采集消息。當(dāng)節(jié)點(diǎn)(M)未在A通道上采集消息，且檢測(cè)到上述條件在A通道上得到滿足，則應(yīng)立即切換到A通道上。
[0035]由以上實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型采用雙CAN總線設(shè)計(jì)了一種用于提高汽車(chē)控制系統(tǒng)可靠性的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)可靠性分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)了采用該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配合其上連接的功能節(jié)點(diǎn)能夠提升CAN總線在汽車(chē)控制系統(tǒng)中通信的可靠性，保證汽車(chē)的運(yùn)行的可靠性。
[0036]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車(chē)雙CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，包括動(dòng)力總線、車(chē)身總線、第一通信主線和第二通信主線，所述第一通信主線和第二通信主線互為冗余，構(gòu)成主線總線，動(dòng)力總線和車(chē)身總線構(gòu)成支線總線，動(dòng)力總線通過(guò)第一網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線以及第二通信主線連接，車(chē)身總線通過(guò)第二網(wǎng)關(guān)分別與第一通信主線以及第二通信主線連接，所述第一通信主線和第二通信主線均為控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支線總線和主線總線的終端電阻設(shè)置在每條總線的兩個(gè)最遠(yuǎn)物理節(jié)點(diǎn)上。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204256438SQ201420784195
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】何平國(guó), 楊晶晶, 陳曉俊 申請(qǐng)人:北奔重型汽車(chē)集團(tuán)有限公司