[發(fā)明專利]一種CAN總線通訊系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710195193.0
• 申請(qǐng)日: 2007-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN101350756A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉孔祥;王飛;李武斌;王平;周定華;劉慧軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40;G05B19/418
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 吳寶泰;朱成蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車自動(dòng)化領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)總線通訊方面。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)80年代總線技術(shù)開始應(yīng)用在汽車上之后，便在電子技術(shù)和汽車技術(shù)的推動(dòng)下飛速發(fā)展，目前已形成了適用于不同場(chǎng)合的多種汽車總線標(biāo)準(zhǔn)，如MOST、CAN、TTP、LIN等。汽車總線中通訊節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)流量持續(xù)增加，節(jié)點(diǎn)日益復(fù)雜，使得汽車總線在重量、布置、成本、通信效率等方面面臨困境，走出這一困境的出路在于實(shí)行汽車總線的網(wǎng)絡(luò)化和分級(jí)制。

控制器局域網(wǎng)(CAN)是最有名的、也是最早成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的汽車總線協(xié)議。CAN協(xié)議是串行協(xié)議，能夠有效地支持具有高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)系統(tǒng)。CAN是一個(gè)多主機(jī)系統(tǒng)，所以它設(shè)計(jì)了高效率的仲裁機(jī)制來解決傳輸沖突問題，具有高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)總能優(yōu)先得到總線的使用權(quán)。CAN還同時(shí)使用了其它一些防錯(cuò)手段，能夠判斷出錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)并及時(shí)關(guān)閉之，這樣就在很大程度上保證了總線的可靠性。

在車內(nèi)，還有許多ECU(發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元)的控制并不需要CAN這樣高速率和高安全的通信，本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)LIN(Local?InterconnectNetwork)就是為適應(yīng)這類應(yīng)用而設(shè)計(jì)的低成本解決方案。LIN是一個(gè)公開的協(xié)議，它基于SCI(UART)串行通信的格式，結(jié)合了汽車應(yīng)用的特點(diǎn)。LIN是單一主機(jī)系統(tǒng)，不但降低了硬件成本，而且在軟件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)上也能更容易地兼容其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如CAN總線。LIN的傳輸速率最高可到20Kbps，主要是受到EMI和時(shí)鐘同步的限制。

LIN是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、配置靈活、成本低廉的新型低速串行總線，主要用作CAN等高速總線的輔助網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)絡(luò)。在帶寬要求不高、功能簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性要求低的場(chǎng)合，如車身電器的控制等方面，使用LIN總線，可有效的簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)線束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效率和可靠性。

汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，極大的帶動(dòng)了汽車電子產(chǎn)業(yè)尤其是汽車車載總線通訊的發(fā)展，汽車總線的發(fā)展種類也日趨多樣和完善。但CAN總線作為電子系統(tǒng)集成性的關(guān)鍵技術(shù)，在我國(guó)的汽車總線技術(shù)應(yīng)用上起步還比較晚，目前也沒有得到充分的研究和廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前國(guó)內(nèi)自主開發(fā)網(wǎng)絡(luò)總線還處在摸索階段，尤其是與具體車型相結(jié)合的技術(shù)開發(fā)以及多種網(wǎng)絡(luò)相互通訊實(shí)現(xiàn)信息共享的研究等都比較欠缺，與國(guó)外的差距比較大，目前迫切需要解決和加強(qiáng)這一方面的問題，從而提高國(guó)家在汽車總線電子技術(shù)方面的實(shí)力，壯大民族的汽車工業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種總線型拓樸結(jié)構(gòu)，具體技術(shù)方案如下：

一種用于汽車的總線型拓樸結(jié)構(gòu)，由CAN總線和LIN總線組成，共有五條網(wǎng)絡(luò)通道，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)通道之間通過網(wǎng)關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)信息共享。五條網(wǎng)絡(luò)通道分別是：

高速CAN網(wǎng)絡(luò)通道，主要由動(dòng)力和底盤部分組成；

低速CAN網(wǎng)絡(luò)通道，主要由車身控制和儀表音響顯示系統(tǒng)組成；

三個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)通道，主要由雨量傳感器、防盜喇叭、輔助儀表以及左右后門組成。

高低速CAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)集成在車身控制器中，CAN與LIN總線的網(wǎng)關(guān)集成在車身控制器和后車身控制器之中，空調(diào)與輔助儀表通訊的網(wǎng)關(guān)集成在空調(diào)中，各網(wǎng)絡(luò)通道通過不同的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)交換。

高速CAN網(wǎng)絡(luò)有8個(gè)節(jié)點(diǎn)；低速CAN網(wǎng)絡(luò)有9個(gè)節(jié)點(diǎn)；LIN網(wǎng)絡(luò)有5個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在LIN網(wǎng)絡(luò)中，有三個(gè)網(wǎng)關(guān)，分別是車身控制器和后車身控制器以及前空調(diào)系統(tǒng)，所述三個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)通道分別是車身控制器連接雨量傳感器和防盜喇叭作為一條網(wǎng)絡(luò)通道，后車身控制器連接左右后門模塊構(gòu)成一條網(wǎng)絡(luò)通道，前空調(diào)系統(tǒng)連接輔助儀表構(gòu)成一條網(wǎng)絡(luò)通道。

本方案多通道帶網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)存在如下的優(yōu)勢(shì)：

(1)：采用了CAN和LIN這兩種目前最完善的網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)，更有效和充分的利用資源，節(jié)省了成本。

(2)：采用了五條網(wǎng)絡(luò)通道，針對(duì)各個(gè)不同的通訊系統(tǒng)特點(diǎn)，合理的分配了網(wǎng)絡(luò)通道，把網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載率控制在了合理的范圍內(nèi)，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)通訊的實(shí)時(shí)性。

(3)：針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)通道，采用了網(wǎng)關(guān)的技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)信息共享的同時(shí)，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全局網(wǎng)絡(luò)管理，增加了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

(4)：引入網(wǎng)關(guān)可以更有利于整車網(wǎng)絡(luò)拓樸的優(yōu)化，各個(gè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中可以有更合理的分布。

附圖說明

圖1：網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)圖。

圖中的英文縮寫如下：

EDM：電子懸架控制器；AFS：大燈調(diào)節(jié)控制器；TCM：變速箱控制器；

ECM：發(fā)動(dòng)機(jī)控制器；BSM：剎車制動(dòng)控制器；EPB：電子駐車控制器；

SAM：轉(zhuǎn)角傳感器；ESM：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器；