[发明专利]一种基于CAN总线的多节点整车网络控制系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子领域，具体地说是基于现场总线CAN的整车网络控制系统。

背景技术

随着车载电器呈现多样化，从行驶、制动、转向系统控制到安全系统及仪表报警系统，从功能性到舒适性，使得汽车电气系统形成了一个庞大复杂的系统，另外，近年来ITS的发展，以3G(GPS、GIS和GSM)为代表的新型电子通讯产品的出现，对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。

从布线角度分析，在采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有EMS(带CCS)，变速箱控制单元TCU(Transmission Control Unit)，防抱死系统ABS(Anti-Braking System)+EBD，安全气囊模块ABM(Air Bag Module)，组合仪表模块ICM(Instrument Cluster Module)，空调模块CLM(Climate Module)。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置、钥匙档位等。而每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的，这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN总线正是为满足这些要求而设计的。

CAN(Controller Area Network的缩写)即局域控制网，为串行通信协议，能有效的支持具有很高安全等级的分布实时控制。CAN最初由德国Bosch公司在80年代开发的，现已由国际标准化组织和其它标准化组织进行了标准化(ISO11898，SAEJ1939)，CAN总线的应用范围很广，从高速的网络到低价位的多路配线都可以使用CAN。在汽车电子行业里，使用CAN连接譬如动力系统、车身系统、舒适系统等，其传输速率最高可达1Mbps。

在申请号为200410087673.1及200510025094.9的的专利公开说明书中就描述了CAN总线在汽车领域中的应用。

发明内容

为了改变传统的汽车布线的短处，增加汽车电器功能，提高汽车可靠性，本发明提出了一种基于现有CAN技术的整车网络控制系统，它可以作为搭建CAN总线技术网络平台，实现汽车内部网络信息通讯平台化、控制实时化。

下面描述实现本发明的具体的技术方案。

一种整车网络控制系统，主要包括上CAN总线的车身系统、动力系统，系统中所有节点均通过相应硬件接口连接到CAN总线上，任意某个节点发送到网络中的信息，该网络中的其他所有节点均可以接收；CAN总线网络采用非破坏性总线仲裁技术，各个节点仲裁发送信息，其他节点依次仲裁等待发送。CAN总线网络包括高速网络和低速网络，其中高速网络硬件接口选用高速收发器TJA1050。

该系统包括组合仪表模块ICM(Instrument Cluster Module)、防抱死系统ABS(Anti-Braking System)、车身控制器BCM(Body ControlModule)和发动机管理系统EMS(Engine Managment System)，其中终端电阻分别放在ICM和EMS内部，均是120Ω。

整车网络协议的制定包括报文描述和信号描述，其中报文描述包含报文类型、报文标示符、报文中包含的信号、发送节点和传输方式；信号描述包含信号特征描述、参数类型、传输信号的数值范围、比例系数和偏移量。

附图说明

图1是整车网络拓扑图；

图2是节点内部示意图；

图3是整车网络测试架构图；

图4是危险灯功能示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的描述。

(1)、汽车网络拓扑构建

图1所示是网络拓扑图。采用差分双绞线作为传输介质，所有节点通过相应硬件接口接至网络中，任何一个节点发送的信息，所有其他节点均可以收取。利用CAN本身的特点，采用非破坏性总线性仲裁技术，各个节点仲裁发送信息，其他节点依次仲裁等待发送。在本发明中，网络大致由两部分组成，即车身系统和动力系统，其中车身系统包括ICM和BCM，动力系统包括ABS和EMS，其中终端电阻分别放在ICM和EMS内部，均是120Ω。在满足信号负载率一般小于30％的基础上，正常运行。

图2所示是内部节点图，其中采用高速网络，选用高速收发器TJA1050。

(2)、整车网络协议制定