CN101598758B

CN101598758B - 一种用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法

Info

Publication number: CN101598758B
Application number: CN200910088563XA
Authority: CN
Inventors: 杨殿阁; 连小珉; 薛雯; 罗禹贡; 郑四发; 王建强; 李克强
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2029-07-03
Also published as: CN101598758A

Abstract

本发明涉及一种用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法，它包括以下步骤：1)在CAN/LIN二级网络中的CAN网络内的诊断CAN节点内设置一诊断模块；2)将CAN/LIN二级网络结构图转化为拓扑图，并预置在诊断模块内；3)定义拓扑图中的目标节点，将定义的目标节点预置在诊断模块内；4)诊断模块找出拓扑图中所有非目标节点分别到目标节点的目标路径集合；5)诊断模块根据其接收到的CAN网络中的其它CAN节点、LIN网络中网关节点发出的消息，判断各非目标节点的状态；6)依据步骤5)，诊断模块判断相应边的状态；7)依据步骤6)诊断模块计算归总各条边的故障次数；8)依据步骤7)，诊断模块找出故障次数最大的边作为导线上的断路位置，并发送至诊断CAN节点上的显示屏进行显示。本发明的检测结果准确，可以广泛应在不同汽车智能电器系统的线路检测中。

Description

一种用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法

技术领域

本发明涉及一种汽车线路的检测方法，特别涉及一种用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法。

背景技术

在传统的汽车电器系统中，分布于全车的各个电器均由两根导线连接到驾驶员处的开关，同时电器之间也需要通过导线来传递信号，因此传统的汽车线束内包括大量各类导线。为了将车内导线打包成结构相对简洁，并且标准的线束，本申请人于2008年申请了名称为“基于汽车智能电器系统的不变线束”，申请号为200810115268.4的中国申请专利。该专利提出了一种基于CAN(Controller AreaNetwork，即控制器局域网)/LIN(Local Interconnect Network，串行通讯网络)二级混合网络的线束系统，CAN网络是整车的主干网络，其通过网关与局部分布的若干个LIN子网络传递信息。网络之间的信息和功率传递完全依赖于线束中所包含导线的连通情况，现有的汽车线束检测仪可以对这种线束中各根导线的连通情况进行检测，但对于导线上具体断路位置却无法获得。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够准确地将CAN/LIN二级混合网络中不变线束的导线上具体断路位置检测出来的用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法，它包括以下步骤：1)在CAN/LIN二级网络中的CAN网络内的诊断CAN节点内设置一诊断模块，诊断模块用于接收其它各CAN节点和网关节点周期性发出的消息，并对被诊断的CAN节点的状态、连接各被诊断的CAN节点的导线通断状态、各电器LIN节点的状态和连接各电器LIN节点导线的通断状态进行诊断；2)将CAN/LIN二级网络结构图转化为拓扑图，并预置在诊断模块内，网络结构图中导线上的端子和分叉点均对应拓扑图中点，且拓扑图中点与点之间的导线段为一条边；3)定义拓扑图中的目标节点，将定义的目标节点预置在诊断模块内：在LIN网络中，信号线和控制器功率线的目标节点为网关节点，电器功率线的目标节点为连接电源的接头；在CAN网络中，信号线、控制器功率线的目标节点分别为诊断CAN节点、电源节点；4)诊断模块找出拓扑图中所有非目标节点分别到目标节点的目标路径集合；5)诊断模块根据其接收到的CAN网络中的其它CAN节点、LIN网络中网关节点发出的消息，来判断各非目标节点的状态；6)诊断模块根据步骤5)中得出的非目标节点的状态，判断相应边的状态；7)诊断模块依据步骤6)中得出的边的状态，计算归总各条边的故障次数；8)诊断模块依据步骤7)计算的结果，找出故障次数最大的边作为导线上的断路位置，并发送至诊断CAN节点上的显示屏进行显示。

在所述步骤5)中判断各非目标节点状态的原则如下：在CAN网络中，当待测导线是信号线或控制器功率线时，诊断模块直接判断其在一定时间间隔内能否接收到各非目标节点发送的消息；在LIN网络中，当待测导线是信号线或控制器功率线时，网关节点判断其在一定时间间隔内能否接收到各非目标节点发送的消息，并将判断结果输送给诊断模块，当待测导线是电器功率线时，诊断模块根据网关节点转发的各非目标节点所发送的消息，判断各非目标节点是否有发送电器未接通功率的消息。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在CAN网络的一CAN节点内预置有一诊断模块，再将CAN/LIN二级混合网络结构转化为拓扑图置入诊断模块内，也就是将网络中不变线束内导线的每个端子和分叉点均转化为拓扑图中的一个点，点与点之间的每条导线段均为一条边，并将确定好的目标节点置入诊断模块内，然后由诊断模块找出所有非目标节点分别到目标节点的目标路径集合，诊断模块根据接收到的CAN网络中的其它CAN节点、LIN网络中网关节点发出的消息，来判断各非目标节点的状态，再依据各非目标节点的状态，判断各条边的状态，还求出各条边的故障次数，最后找出所有非目标节点的目标路径集合中故障次数最大的边，作为导线上断路位置，因此本发明无需增加新的硬件，就可以实时、准确地对不变线束中的导线断路位置进行检测。本发明可以广泛应在不同汽车智能电器系统的线路检测中。

附图说明

图1是一CAN网络的结构示意图

图2是一LIN网络的结构示意图

图3是图2的拓扑结构图

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细的描述。

本发明检测的CAN/LIN二级混合网络中包含多条导线的不变线束是按照单个网络进行划分的，而且线束内导线的拓扑形状不是简单的线形，而是连接有多个节点的复杂拓扑结构。

比如：CAN/LIN二级混合网络中，如图1所示，CAN网络包括一根包含多条导线的CAN不变线束1，及通过电器接插件2连接到CAN不变线束1的多个CAN节点3。CAN不变线束1内处处包含5根导线，分为信号线和控制器功率线两类。CAN节点3中包括一诊断CAN节点31、一电源节点32和多个其它电器CAN节点33，诊断CAN节点31内预设置一诊断模块，诊断CAN节点31上设置有一显示屏，用于显示诊断模块输出的诊断结果。电源节点32包括电源和电源的控制器，电器CAN节点33包括电器和电器的控制器。各CAN节点3的控制器通过信号线进行信息交互，电源节点32通过控制器功率线给其它各CAN节点3的控制器供电。诊断模块用于接收其它各CAN节点3周期性发出的消息，并对被诊断的CAN节点3的状态和连接各被诊断的CAN节点3的导线通断状态进行判断。

如图2所示，LIN网络包括一包含多条导线的LIN不变线束4，以及通过连接器5连接到LIN不变线束4的一个网关节点6和多个电器LIN节点7。LIN不变线束4内处处包含5根导线，分为信号线、控制器功率线和电器功率线三类。连接器5包括连接各电器LIN节点7的电器接插件51，及分别接电源正、负极的功率电供电接头52和功率电搭铁接头53。各电器LIN节点7均由电器以及电器的控制器构成。接头52、53与网关节点6位于同一线束分叉。网关节点6与各电器LIN节点7的控制器之间通过信号线进行信息交互，网关节点6通过控制器功率线为各电器LIN节点7的控制器供电，接头52、53通过电器功率线为各电器LIN节点7的电器供电。当电器LIN节点7未接通功率电时，电器LIN节点7的控制器通过电器功率线向网关节点6发送电器未接通电的消息。网关节点6可以视为CAN网络中的一个CAN节点3，网关节点6将其与电器LIN节点7之间发送消息的状态和电器LIN节点7的控制器发出的消息均发送到CAN网络中的诊断CAN节点31，由诊断CAN节点31中的诊断模块对各电器LIN节点7的状态和连接各电器LIN节点7导线的通断状态进行判断。

本发明以CAN、LIN不变线束1、4中的某一导线为待测导线，本发明包括以下步骤：

1)将CAN/LIN二级网络结构图转化为拓扑图，预置在CAN节点31中的诊断模块内：

如图3所示，以图2所示的LIN网络为例，将LIN网络转换成LIN拓扑图，结构图中导线上的端子和分叉点对应拓扑图中的点，其包括点71～83；点与点之间的导线段为一条边，其包括边84～104。

2)定义拓扑图中的目标节点，并将定义好的目标节点预置在输送至诊断模块内：

在LIN网络中，信号线和控制器功率线的目标节点为网关节点6，即LIN拓扑图中连接网关节点6的点78(如图3所示)；电器功率线的目标节点为接头52、53，由于接头52、53与网关节点6位于同一线束分叉，所以电器功率线的目标节点为连接网关节点6的点78(如图3所示)。在CAN网络中，信号线的目标节点为诊断CAN节点31，控制器功率线的目标节点为电源节点32。

3)诊断模块找出拓扑图中所有非目标节点分别到目标节点的目标路径集合，即非目标节点分别到目标节点的路径中的各条边的集合。

4)诊断模块根据其接收到的CAN网络中的其它CAN节点、LIN网络中网关节点6发出的消息，来判断各非目标节点的状态：

在CAN网络中，当待测导线是信号线时，由于目标节点为诊断CAN节点31，其它CAN节点均为非目标节点，此时诊断CAN节点31中的诊断模块直接判断其在一定时间段内(可以取2～3个消息周期)能否接收到各非目标节点发出的消息，如果能，则该CAN节点的状态为“1”，反之为“0”。当待测导线是控制器功率线时，由于目标节点是电源节点32，其它CAN节点均为非目标节点，此时诊断CAN节点31中的诊断模块直接判断其在一定时间段内能否接收到各非目标节点发出的消息，如果能，则非目标节点的状态为“1”，反之为“0”。

在LIN网络中，当待测导线是信号线或控制器功率线时，目标节点是网关节点6，其它LIN节点均为非目标节点，此时网关节点6判断其在一定时间间隔内能否接收到各非目标节点发出的消息，如果能，则非目标节点的状态为“1”，反之为“0”，随后网关节点6将判断的结果发送给诊断CAN节点31中的诊断模块。当待测导线是电器功率线时，目标节点是接头52、53，其它LIN电器节点均为非目标节点，此时CAN诊断节点31中的诊断模块根据网关节点6转发的各非目标节点所发出的消息，判断各非目标节点是否有发送电器未接通功率的消息，如果有，则非目标节点的状态为“0”，反之为“1”。

上述“1”表示非目标节点的目标路径集合中不存在断路，“0”与“1”的状态相反。

5)诊断模块根据步骤4)中得出的非目标节点的状态，判断相应边的状态：

对于步骤4)中的所有状态为“1”的非目标节点，其目标路径集合中的各条边状态均为“0”，也就是说，对于步骤4)中的所有状态为“1”的非目标节点的目标路径集合中的各条边均连通，无断路；剩余的所有边的状态为“1”，也就是说，除前面已经判断出为连通状态的边以外的所有边均有断路的可能。

6)诊断模块依据步骤5)中得出的边的状态，计算归总各条边的故障次数：故障次数指步骤5)中状态为“1”的边在所有非目标节点的目标路径集合中出现的总次数。

7)诊断模块依据步骤6)计算的结果，找出故障次数最大的边作为导线上的断路位置，并发送至诊断CAN节点31上的显示屏进行显示：

将所有非目标节点分别到目标节点的目标路径集合中故障次数最大的边以外的边的值均设为0，故障次数大于1的边为导线上断路位置。

下面以LIN网络为例，对本发明进行进一步描述。

如图2所示，以LIN网络中的信号线8为待测导线，假设拓扑图3中边93所在的信号线发生断路，以下步骤是按照本发明提供的方法进行验证：

1)将LIN网络结构图转化为拓扑图。

2)定义LIN网络中的目标节点，目标节点为连接网关节点6的端子，即图3中的点78。

3)如图3所示，找出所有非目标节点的目标路径集合，以图3中的非目标节点点73为例，点73到点78的目标路径集合即包括边87、89、92、93、96和97。

4)根据CAN网络中检测模块31接收到的消息，来判断各非目标节点点73的状态：由于边93处断路，因此非目标节点点71～76所发出的消息均无法被目标节点点78接收到，则非目标节点点71～76的状态均为0；其余点状态为1。

5)根据非目标节点的状态，判断边的状态。此时边84～93的状态均为1，其余边状态均为0。

6)求出各条边的故障次数：边84、85、87、88、91、94的故障次数为1；边89、86的故障次数为2；边2092的故障次数为3；边93的故障次数为4；其余边故障次数均为0。

7)求出故障次数最多的边，即边93，则判断出边93的LIN信号线断路。

判断结果与预设情况符合。

Claims

1.一种用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法，它包括以下步骤：

1)在CAN/LIN二级网络中的CAN网络内的诊断CAN节点内设置一诊断模块，诊断模块用于接收其它各CAN节点和网关节点周期性发出的消息，并对被诊断的CAN节点的状态、连接各被诊断的CAN节点的导线通断状态、各电器LIN节点的状态和连接各电器LIN节点导线的通断状态进行诊断；

2)将CAN/LIN二级网络结构图转化为拓扑图，并预置在诊断模块内，网络结构图中导线上的端子和分叉点均对应拓扑图中点，且拓扑图中点与点之间的导线段为一条边；

3)定义拓扑图中的目标节点，将定义的目标节点预置在诊断模块内：在LIN网络中，信号线和控制器功率线的目标节点为网关节点，电器功率线的目标节点为连接电源的接头；在CAN网络中，信号线、控制器功率线的目标节点分别为诊断CAN节点、电源节点；

4)诊断模块找出拓扑图中所有非目标节点分别到目标节点的目标路径集合；

5)诊断模块根据其接收到的CAN网络中的其它CAN节点、LIN网络中网关节点发出的消息，来判断各非目标节点的状态；

6)诊断模块根据步骤5)中得出的非目标节点的状态，判断相应边的状态；

7)诊断模块依据步骤6)中得出的边的状态，计算归总各条边的故障次数；

8)诊断模块依据步骤7)计算的结果，找出故障次数最大的边作为导线上的断路位置，并发送至诊断CAN节点上的显示屏进行显示。

2.如权利要求1所述的一种用于汽车智能电器系统不变线束的导线断路检测方法，其特征在于：在所述步骤5)中判断各非目标节点状态的原则如下：在CAN网络中，当待测导线是信号线或控制器功率线时，诊断模块直接判断其在一定时间间隔内能否接收到各非目标节点发送的消息；在LIN网络中，当待测导线是信号线或控制器功率线时，网关节点判断其在一定时间间隔内能否接收到各非目标节点发送的消息，并将判断结果输送给诊断模块，当待测导线是电器功率线时，诊断模块根据网关节点转发的各非目标节点所发送的消息，判断各非目标节点是否有发送电器未接通功率的消息。