[发明专利]一种CAN总线网络控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子控制领域，尤其是一种CAN总线网络控制系统。

背景技术

近年来，随着日渐严格的排放标准、安全标准和用户对汽车安全、舒适、豪华的追求，使得ECU控制单元的日益增多，而ECU的增多必然会带来线束的增多、ECU功能实现的可靠性等等很多问题，为了解决这一系列迫在眉睫的问题，在本世纪80年代末，德国BOSCH公司提出设计一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上，于是，CAN总线就诞生了。CAN全称“Controller Area Network”，即控制器局域网，1993年CAN总线被制定为ISO国际标准，这也是目前为止唯一一个拥有ISO国际标准的总线。CAN总线以它很高的数据安全性和相对低廉的成本迅速被广大汽车制造商和消费者所青睐，毫无疑问，CAN总线注定会继续并且很长一段时间内被广大汽车制造商使用。

CAN总线特点及应用优势：低成本；多主串行数据通信协议总线；根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文，灵活实现各种通讯；极高总线利用率；报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息；通信速率可达1Mbps；无损失总线仲裁；可靠的错误处理和检错机制，可靠性高；节点在错误严重的情况，自动退出总线。

目前全球各大汽车制造商在上世纪90年代后期研发的汽车都采用了CAN总线或者车中的部分零部件具有CAN总线通信功能。以CAN总线为代表的车用总线技术已成为全球各大汽车制造商实施平台战略和模块化战略的重要措施之一。此时，总线对于全球汽车工业的意义已远远超过节省线束和连接插件，总线已成为现代汽车传输整车控制信息的神经网络。CAN总线在国内同行业基本属于起步阶段，如果现在不及时跟上世界CANBUS发展的步伐，必将会很大程度上限制中国汽车电子的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵活性和拓展性强、通讯稳定性高的CAN总线网络控制系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种CAN总线网络控制系统，所述的控制系统的所有节点均通过相应硬件接口电路连接到CAN总线上，各节点在CAN总线上发送及接收信号，CAN总线网络为高速网络。

由上述技术方案可知，本发明按照整车配置和终端匹配电阻节点的选取设计的网络拓扑结构有很好的灵活性和易拓展性，可同时满足同系列所有车型的网络结构；统一的硬件接口电路设计，保证了CAN总线通讯的稳定性。

附图说明

图1是本发明的网络拓扑结构图；

图2、3分别是本发明中终端节点、非终端节点硬件接口电路的电路图；

图4是整车CAN总线信号传输图；

图5是IGN＝ON到IGN＝OFF状态的时序图；

图6是IGN＝OFF状态总线睡眠唤醒状态的时序图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行具体的描述。

(1)整车CAN网络拓扑结构

图1所示是网络拓扑结构图，CAN总线网络控制系统上的所有节点20均通过相应硬件接口电路连接到CAN总线10上，各节点在CAN总线上发送及接收信号，CAN总线网络为高速网络，其通讯速率为500kbit/s。总线上共有以下节点20：车身控制模块BCM 21、防抱死系统ABS 22、变速箱控制单元TCU 23、组合仪表模块ICM 24、空调模块CLM 25、辅助仪表模块一SCM126、辅助仪表模块二SCM227、发动机控制器EMS 28和安全气囊模块ABS 29，用于防止信号反射的终端匹配电阻分别放在组合仪表模块ICM 24和发动机控制器EMS 28中。

(2)硬件接口电路30

图2、3所示分别是本发明中终端节点、非终端节点硬件接口电路30的电路图，所述的硬件接口电路30包括CAN控制器31和CAN收发器32，其中CAN控制器31的报文ID为11位，CAN收发器32选用高速收发器NXP TJA1040，CAN收发器32通过其外围电路连接到CAN总线10上。为了使整车CAN总线系统稳定，必须从物理层上保证CAN总线的硬件接口电路30的设计统一且规范。