CN103220200A

CN103220200A - 一种汽车can/lin总线混合网络拓扑结构

Info

Publication number: CN103220200A
Application number: CN201310159244XA
Authority: CN
Inventors: 张云龙; 资新运; 李建文; 卜建国; 柳贵东; 郑义
Original assignee: TIANJIN WUZHOU YUAN TONG INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: TIANJIN WUZHOU YUAN TONG INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明涉及一种汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构，汽车的整车车身采用一个CAN网络和三个LIN网络，三个CAN节点分别分布于转向柱的左、右两侧和车尾，车尾CAN节点位于车尾部；LIN节点按照执行器件的位置进行分布，通过LIN总线实现信息的传输，CAN节点和LIN节点之间通过CAN/LIN网关实现CAN/LIN消息的转换。本发明采用总线网络代替传统的线束，利用CAN总线和LIN总线的性能优势，达到降低干扰，提高可靠性，减少线束，节约成本的目的，并且以总线为基础，改善汽车的舒适性和安全性，增加故障诊断，车窗防夹手等人性化的设计功能。本网络拓扑设计以汽车舒适性和安全性为主，对整车的车灯、车门、雨刮及后视镜等的控制信号实施多路总线传输，并由控制器代替继电器，对车灯、车门、雨刮电机等执行器件进行动作驱动和状态采集。

Description

一种汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构

技术领域

本发明属于汽车控制领域，涉及汽车车载网络技术，尤其是一种汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车也日益向电子化、智能化、网络化方向发展，汽车电子控制系统在整车中的比例日益增长，越来越多的电子控制单元与传感器必然会需要越来越多的连线。举例来讲，若采用传统线路，每个信号都至少需要一条线束来进行信息的传输，那么总体至少需要比信息量更多的线束才可能完成车身的控制，这样除了增加成本、增加车身自重外，更重要的是给布线带来了巨大的困难。

通过检索，发现两篇与本发明申请相关的公开专利文献：

1、一种智能雨刮系统及其控制方法（CN101797913A），所述系统包括智能雨刮控制器、雨刮执行器、模式开关以及雨量传感器，所述智能雨刮控制器集成在车身控制器中，通过PIN脚控制雨刮执行器，雨量传感器和模式开关通过LIN与智能雨刮控制器通信，集成有智能雨刮控制器的车身控制器既做CAN网络的节点，也做LIN网络的主节点。智能雨刮控制器从LIN总线接收雨刮的控制信息以及雨量检测信号；进行解码，然后处理执行相应的控制指令。

2、一种基于CAN/LIN总线的红外车内环境监控系统（CN202481010U），包含传感器、信号处理模块、A/D模数转换电路、ECU电子控制单元系统、行车电脑、CAN/LIN数据总线、报警电路、LCD显示模块、无线通信模块、电源；所述传感器获得的信号先经信号处理模块整理，再由A/D电路转换后输入ECU电子控制单元系统处理；所述ECU电子控制单元系统结合传感器信息和经由CAN/LIN总线从行车电脑获取的车辆状况信息进行综合判断；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留闭锁时，启动报警电路报警、通过无线通信模块发出短信提示并通过CAN/LIN总线向行车电脑发出指令，由其调整车窗或控制空调及其外循环的启动；所述电源向各部件提供电能；本实用新型可对非本意留在车内人员提供安全保障，避免意外产生。

通过技术特征对比，上述两篇专利文献与本发明申请有较大不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构，即利用CAN/LIN混合网络完成对传统线束的替代。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构，汽车的整车车身采用一个CAN网络和三个LIN网络，其中CAN网络包括三个CAN节点，LIN网络分别由多个LIN节点组成，三个CAN节点分别分布于转向柱的左、右两侧和车尾，分别用于采集灯光组合开关和雨刮组合开关的信息，同时向LIN节点发送控制命令；车尾CAN节点位于车尾部，负责对四个车门和后备箱的开关状态进行检测，同时向LIN节点发送控制命令；LIN节点按照执行器件的位置进行分布，通过LIN总线实现信息的传输，CAN节点和LIN节点之间通过CAN/LIN网关实现CAN/LIN消息的转换。

而且，所述LIN节点依照执行器件的位置进行分布，共分有13个LIN节点，分别为：左前车门开关采集LIN节点、左前车灯LIN节点、左后视镜LIN节点、左前车门LIN节点、右前车灯LIN节点、前雨刮LIN节点、右前门LIN节点、仪表显示LIN节点、左后车灯LIN节点、右后车门LIN节点、左后车门LIN节点、右后车灯LIN节点、后雨刮LIN节点。

而且，所述数据在CAN/LIN网络之间进行交互，三个CAN网络节点分别负责三个LIN网络之间数据的交互，同时CAN网络节点作为LIN网络的主节点，负责轮询各个从节点的器件工作状态和发送器件工作指令。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过总线（CAN、LIN等总线）将复杂的控制任务分配到每个控制单元中，由于CAN总线和LIN总线进行信息传输分别仅使用2根线和1根线，因此大大节约了线束的成本，并且由于减少了线束的数量，同时降低了电磁干扰，提高了汽车器件的使用寿命；且由于控制功能的分散，软件和硬件的复杂性也被降低，系统可靠性提高，同时降低了信号的干扰和失真。

2、本发明采用MCU控制，系统的配置更为灵活，易于扩充和修改，实时处理能力加强，工作效率提高，汽车的舒适性和安全性都大为提高；另外，通过总线和控制器的状态反馈功能，能够方便的实现故障诊断的功能，对汽车的维护和修理都有十分重要的意义。

3、本发明在网络结构中，CAN网络负责完成对LIN网络的组网和通信，并采用标准的J1939协议和故障代码，能够及时有效的用诊断仪器分析车身存在的问题，并及时提出有效的解决方法，使汽车的维护更加方便快捷；LIN节点依照执行器件的位置进行配置和分布，节点之间仅有一根线完成数据的传输，对于某些开关采集模块，如左车门玻璃升降组合开关，控制器完全可以和开关集成在一起，这样开关信号的电流就会降低至毫安级别，不仅大大增加了开关的使用寿命，而且更加便于更换和维修；对于车灯和车锁等执行模块，由于对速度的要求不是很高，因此采用成本更加低廉的LIN节点进行控制，在保证传输可靠性的同时，对于整车成本的降低，起到极大的作用。

4、本发明采用总线网络代替传统的线束，利用CAN总线和LIN总线的性能优势，达到降低干扰，提高可靠性，减少线束，节约成本的目的，并且以总线为基础，改善汽车的舒适性和安全性，增加故障诊断，车窗防夹手等人性化的设计功能。本网络拓扑设计以汽车舒适性和安全性为主，对整车的车灯、车门、雨刮、后视镜等的控制信号实施多路总线传输，并由控制器代替继电器，对车灯、车门、雨刮电机等执行器件进行动作驱动和状态采集。

附图说明

图1为本发明的网络拓扑结构图。

图2为本发明的信号处理流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构，如图1所示，包含有三个CAN网络节点，左CAN节点、右CAN节点分布于转向柱两侧，分别用于采集灯光组合开关和雨刮组合开关的信息，同时向LIN节点发送控制命令；车尾CAN节点位于车尾部，负责对四个车门和后备箱的开关状态进行检测，同时向LIN节点发送控制命令。

LIN节点依照执行器件的位置进行分布，共分有13个LIN节点，分别为：

1、左前车门开关采集LIN节点：负责完成四个车门的玻璃升降开关信号的采集、左右后视镜开关信号的采集、车门门锁开关信号的采集；

2、左前车灯LIN节点：负责对左前近光灯、远光灯、左前雾灯、左前小灯、左前转向灯的控制和状态反馈；

3、左后视镜LIN节点：负责完成对左后视镜电机、左后视镜小灯的控制和状态反馈；

4、左前车门LIN节点：完成玻璃升降电机的控制，车门门锁电机的控制以及门锁开关的检测；

5、右前车灯LIN节点：负责对右前近光灯、远光灯、右前雾灯、右前小灯、右前转向灯的控制和状态反馈；

6、前雨刮LIN节点：对前雨刮电机和洗涤电机进行控制；

7、右前门LIN节点：完成玻璃升降电机的控制，车门门锁电机的控制以及门锁开关和玻璃升降开关的检测；

8、仪表显示LIN节点：负责对器件执行的状态进行指示；左后车门LIN节点：完成左后玻璃升降电机的控制，车门门锁电机的控制，以及左后车门玻璃升降开关的检测；

9、左后车灯LIN节点：负责对左后雾灯、左后小灯、左后转向灯的控制和状态反馈；

10、左后车门LIN节点：完成左后玻璃升降电机的控制，车门门锁电机的控制，以及左后车门玻璃升降开关的检测；

11、右后车门LIN节点：完成右后玻璃升降电机的控制，车门门锁电机的控制，以及右后车门玻璃升降开关的检测；

12、右后车灯LIN节点：负责对右后雾灯、右后小灯、右后转向灯的控制和状态反馈；

13、后雨刮LIN节点：对后雨刮电机和洗涤电机进行控制，同时负责后备门锁、玻璃门锁、后制动灯的控制和状态反馈。

如图2所示，数据在CAN/LIN网络之间进行交互，3个CAN网络节点负责3个LIN网络之间数据的交互，同时CAN网络节点作为LIN网络的主节点，负责轮询各个从节点的器件工作状态和发送器件工作指令。整个车身网络采用定时轮询的工作方式，实时更新开关量的状态和器件的工作状态，并对短路、过流等故障信息进行记录和存储，保留用于故障诊断。

本电路通过DC/DC电源转换模块为MCU提供直流电源，由汽车蓄电池提供12V或24V的电源，在控制器中，将模拟信号（一般为12v或24V）和控制信号分开，通过220uH的电感共地，并对电机和灯的驱动芯片进行有效的散热和隔离；另外，在车门组合开关、灯光组合开关、雨刮组合开关等节点，将控制器和开关集成在一起，只留有一根线（LIN线）或者两根线（CAN线）与外界进行通讯，完成控制信号的采集，这样不仅延长了开关的使用寿命，同时，也便于后期的修理和维护。

Claims

1.一种汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构，其特征在于：汽车的整车车身采用一个CAN网络和三个LIN网络，其中CAN网络包括三个CAN节点，LIN网络分别由多个LIN节点组成，三个CAN节点分别分布于转向柱的左、右两侧和车尾，分别用于采集灯光组合开关和雨刮组合开关的信息，同时向LIN节点发送控制命令；车尾CAN节点位于车尾部，负责对四个车门和后备箱的开关状态进行检测，同时向LIN节点发送控制命令；LIN节点按照执行器件的位置进行分布，通过LIN总线实现信息的传输，CAN节点和LIN节点之间通过CAN/LIN网关实现CAN/LIN消息的转换。

2.根据权利要求1所述的汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构，其特征在于：所述LIN节点依照执行器件的位置进行分布，共分有13个LIN节点，分别为：左前车门开关采集LIN节点、左前车灯LIN节点、左后视镜LIN节点、左前车门LIN节点、右前车灯LIN节点、前雨刮LIN节点、右前门LIN节点、仪表显示LIN节点、左后车灯LIN节点、右后车门LIN节点、左后车门LIN节点、右后车灯LIN节点、后雨刮LIN节点。

3.根据权利要求1所述的汽车CAN/LIN总线混合网络拓扑结构，其特征在于：所述数据在CAN/LIN网络之间进行交互，三个CAN网络节点分别负责三个LIN网络之间数据的交互，同时CAN网络节点作为LIN网络的主节点，负责轮询各个从节点的器件工作状态和发送器件工作指令。