CN104539498A - 一种汽车can/lin网络架构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车CAN/LIN网络架构，包括：车身控制器，具有中央网关；动力CAN总线，连接所述中央网关，用于汽车行驶和动力控制的通信；舒适CAN总线，连接所述中央网关，用于汽车辅助舒适性设备的通信；第一LIN总线，连接所述中央网关；第二LIN总线，连接所述中央网关。本发明提供的汽车CAN/LIN网络架构可扩展性和灵活性强、能够适应复杂车辆要求。

Description

一种汽车CAN/LIN网络架构

技术领域

本发明涉及领域汽车电子通信控制领域，特别是涉及一种汽车CAN/LIN网络架构。

背景技术

随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用，汽车电子化程度越来越高。德国Bosch公司为汽车应用而开发的CAN(Controller area network)总线技术是现代汽车广泛使用的一种汽车通讯技术。近年来，由众多汽车制造商和半导体公司创建的LIN(Local Interconnect Network)总线方案逐步被应用到汽车通讯网络中，成为CAN通讯网络的有益补充，更好的适应汽车工业的发展。

CAN(Controller area network)总线即控制器局域网，是一种能有效分布式控制和实时控制的串行通讯网络。CAN总线能够使网络内的节点个数在理论上不受限制，利用CAN总线可在各节点之间实现自由通信。LIN(LocalInterconnect Network)总线是一种低成本的串行通讯网络，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，使用LIN总线可大大节省成本。因此，使用CAN、LIN结合的网络结构可以兼顾CAN总线实时性强、可靠性高、通信速率快、互操作性好、灵活性高和LIN网络结构简单、成本低的特点，更好地搭建汽车网络系统。

目前，国内普遍采用单条CAN网络架构。单条CAN网络通信架构通常不采用网络管理对整车网络通信进行状态管理，而是采用机械钥匙触发网络通信，因此单条CAN网络通信架构具有网络结构简单、网络管理智能化水平低、可扩展性和灵活应用性差的缺陷，无法满足日趋复杂的车辆智能化要求。

另一方面，采用单条CAN网络通信架构，整车网络节点一般不超过10个，通常仅具有仪表、车身控制器、发动机、变速器、安全气囊、刹车控制器等基础电控单元，因此单条CAN网络架构还具有局限性强、整车电子化水平低、功能较简单的缺陷。

为了克服单条CAN网络架构可扩展性差和灵活应用性差的缺点，国外通常采用数个网关连接控制器结构，但网关数量的增加大大增大了整车网络设计的复杂性，产生了相对较高的网络通信故障，并且还带来了较高的设计和采购成本。

发明内容

本发明的目的是要提供一种可扩展性和灵活性强、能够适应复杂车辆要求的汽车CAN/LIN网络架构。

为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车CAN/LIN网络架构，包括：

车身控制器，具有中央网关；

动力CAN总线，连接所述中央网关，用于汽车行驶和动力控制的通信；

舒适CAN总线，连接所述中央网关，用于汽车辅助舒适性设备的通信；

第一LIN总线，连接所述中央网关；

第二LIN总线，连接所述中央网关。

优选地，在上述CAN/LIN网络架构中，

所述动力CAN总线和所述舒适CAN总线的速率为500kps；

所述第一LIN总线和所述第二LIN总线的速率为19.2kps。

优选地，在上述CAN/LIN网络架构中，所述动力CAN总线连接的控制器有：发动机管理模块、自动变速箱控制器、电子稳定程序、转角传感器、电动助力转向系统、安全气囊控制器、自适应巡航、道路偏移警告和泊车辅助。

优选地，在上述CAN/LIN网络架构中，所述舒适CAN总线连接的控制器有：无钥匙进入、方向盘锁、组合仪表、抬头显示、空调控制器、后排空调控制面板、多媒体娱乐系统、功放、中央控制面板、驾驶员座椅控制模块和车联网控制盒。

优选地，在上述CAN/LIN网络架构中，所述第一LIN总线连接的控制器有：驾驶侧电动窗、乘客侧电动窗、左后侧电动窗、右后侧电动窗和雨量光线传感器。

优选地，在上述CAN/LIN网络架构中，所述第二LIN总线连接的控制器有：天窗模块。

优选地，在上述CAN/LIN网络架构中，所述动力CAN总线的诊断接口设置为车载诊断系统的端口的6脚和14脚。

优选地，在上述CAN/LIN网络架构中，所述舒适CAN总线的诊断接口设置为车载诊断系统的端口的3脚和11脚。

本发明实施例中，采用两条CAN总线、两条LIN总线网络架构设计模式，网络结构复杂，可有效保证网络架构的扩展性和灵活性，能够适应日趋复杂的车辆功能应用。采用集成网关架构，两条CAN总线、两条LIN总线都与具有中央网关的车身控制器连接，在满足可扩展性和灵活性的同时，还能够降低成本，并降低系统的故障率。本发明实施例中的网络架构，采用国际主流网络管理标准，各电子控制单元可自主参与网络管理，智能化程度高、网络可靠。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的整车网络拓扑图；

图2是根据本发明另一个实施例的诊断接口示意图。

附图说明具体如下：

车身控制器1，发动机管理模块2，自动变速箱控制器3，电子稳定程序4，转角传感器5，电动助力转向系统6，安全气囊控制器7，自适应巡航8，道路偏移警告9，泊车辅助10，无钥匙进入11，方向盘锁12，组合仪表13，抬头显示14，空调控制器15，后排空调控制面板16，多媒体娱乐系统17，功放18，中央控制面板19，驾驶员座椅控制模块20，车联网控制盒21，驾驶侧电动窗22，乘客侧电动窗23，左后侧电动窗24，右后侧电动窗25，雨量光线传感器26，天窗模块27，天窗遮阳帘28，车载诊断系统29。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的整车网络拓扑图；如图1所示，本发明实施例提供了一种汽车CAN/LIN网络架构，包括：

车身控制器1，具有中央网关；

动力CAN总线，连接中央网关，用于汽车行驶和动力控制的通信；

舒适CAN总线，连接中央网关，用于汽车辅助舒适性设备的通信；

第一LIN总线，连接中央网关；

第二LIN总线，连接中央网关。

可见，本发明实施例中，采用两条CAN总线、两条LIN总线网络架构设计模式，网络结构复杂，可有效保证网络架构的扩展性和灵活性，能够适应日趋复杂的车辆功能应用。

本发明实施例中，采用集成网关架构，两条CAN总线、两条LIN总线都与具有中央网关的车身控制器1连接，在满足可扩展性和灵活性的同时，还能够降低成本，并降低系统的故障率。

本发明实施例中的网络架构，采用国际主流OSEK网络管理机制对整车网络进行管理，各ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)可自主参与网络管理，智能化程度高、网络可靠。OSEK，是德国的汽车电子类开放系统和对应接口标准“open systems and the corresponding interfaces for automotiveelectronics”的简称。

进一步地，本发明实施例中，动力CAN总线和舒适CAN总线的速率为500kps；第一LIN总线和第二LIN总线的速率为19.2kps。

图1中，动力CAN总线、舒适CAN总线、第一LIN总线、第二LIN总线都已标出，且都与车身控制器1连接，阴影部分表示终端阻抗，实线模块表示标准配置的模块，虚线模块表示可扩展的模块。根据虚线模块数量可知，本发明实施例中的网络架构可扩展性强，能够适应日趋复杂的车辆应用需求。

由图1可知，动力CAN总线连接的控制器有：发动机管理模块2、自动变速箱控制器3、电子稳定程序4、转角传感器5、电动助力转向系统6、安全气囊控制器7、自适应巡航8、道路偏移警告9和泊车辅助10。

表1是动力CAN总线节点表，表1提供了动力CAN总线上各节点的缩写、中/英文名称等信息。

表1 动力CAN总线节点

由图1可知，舒适CAN总线连接的控制器有：无钥匙进入11、方向盘锁12、组合仪表13、抬头显示14、空调控制器15、后排空调控制面板16、多媒体娱乐系统17、功放18、中央控制面板19、驾驶员座椅控制模块20和车联网控制盒21。

根据图1可知，方向盘锁12是无钥匙进入11的私有子节点，抬头显示14是组合仪表13的私有子节点，后排空调控制面板16是空调控制器15的私有子节点，功放18和中央控制面板19是多媒体娱乐系统17的私有子节点。私有子节点也叫从节点。

表2是舒适CAN总线节点表。表2提供了舒适CAN总线上各节点的缩写、中/英文名称等信息。

表2 舒适CAN总线节点

Glonass是俄罗斯研发的“全球卫星导航系统”的缩写，中文名称是“格洛纳斯”。K-Line又叫做杀线，是以k打头的一行记录。

由图1可知，第一LIN总线连接的控制器有：驾驶侧电动窗22、乘客侧电动窗23、左后侧电动窗24、右后侧电动窗25和雨量光线传感器26。

表3是第一LIN总线节点表。表3提供了第一LIN总线上各节点的缩写、中/英文名称等信息。

表3 第一LIN总线节点

由图1可知，第二LIN总线连接的控制器有：天窗模块27、天窗遮阳帘28。

根据图1可知，天窗遮阳帘28是天窗模块27的私有子节点，私有子节点也叫从节点。

表4是第二LIN总线节点表。表4提供了第二LIN总线上各节点的缩写、中/英文名称等信息。

表4 第二LIN总线节点

在本发明另一个实施例中，给出了一种诊断接口连接方式，本发明实施例中的诊断接口连接遵循ISO15031-3标准。

表5是诊断接口连接表。根据表5可知，动力CAN总线的诊断接口设置为OBD端口6脚和14脚，舒适CAN总线的诊断接口设置为OBD端口3脚和11脚。表5中，OBD是英文On-Board Diagnostic的缩写，中文翻译为“车载诊断系统”，即图1中车载诊断系统29。

表5 诊断接口连接

序号	总线	备注
			1	动力CAN诊断	直接连接到OBD端口6和14脚
2	舒适CAN诊断	直接连接到OBD端口3和11脚

图2是根据本发明另一个实施例的诊断接口示意图。由图2可知，动力CAN总线高位直接连接到车载诊断系统29端口6脚，低位直接连接到车载诊断系统29端口14脚。舒适CAN总线高位直接连接到车载诊断系统29端口3脚，低位直接连接到车载诊断系统29端口11脚。

本发明另一个实施例中，CAN/LIN网络架构已应用于KC-1车型。

KC-1整车网络系统由两条500k高速CAN总线和两条19.2k LIN总线通过集成到车身控制器(BCM)的中央网关连接构成，网络结构较复杂，可适应未来3-5年日趋复杂的车辆功能应用。采用国际主流OSEK NM 2.5.3网络管理机制对整车网络进行管理，保证整车网络通信的可靠和智能性管理。两条高速CAN总线、两条LIN总线网络架构设计模式，可有效保证KC/FE平台网络架构的扩展性和灵活性，并可上探至C级车，并向下覆盖B级、A级、A0级、微型车等车型设计。

由上可知，本发明实施例中，采用两条CAN总线、两条LIN总线网络架构设计模式，网络结构复杂，可有效保证网络架构的扩展性和灵活性，能够适应日趋复杂的车辆功能应用。采用集成网关架构，两条CAN总线、两条LIN总线都与具有中央网关的车身控制器连接，在满足可扩展性和灵活性的同时，还能够降低成本，并降低系统的故障率。本发明实施例中的网络架构，采用国际主流网络管理标准，各电子控制单元可自主参与网络管理，智能化程度高、网络可靠。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种汽车CAN/LIN网络架构，其特征在于，包括：

车身控制器，具有中央网关；

动力CAN总线，连接所述中央网关，用于汽车行驶和动力控制的通信；

舒适CAN总线，连接所述中央网关，用于汽车辅助舒适性设备的通信；

第一LIN总线，连接所述中央网关；

第二LIN总线，连接所述中央网关。

2.根据权利要求1所述的网络架构，其特征在于，

所述动力CAN总线和所述舒适CAN总线的速率为500kps；

所述第一LIN总线和所述第二LIN总线的速率为19.2kps。

3.根据权利要求1所述的网络架构，其特征在于，所述动力CAN总线连接的控制器有：发动机管理模块、自动变速箱控制器、电子稳定程序、转角传感器、电动助力转向系统、安全气囊控制器、自适应巡航、道路偏移警告和泊车辅助。

4.根据权利要求1所述的网络架构，其特征在于，所述舒适CAN总线连接的控制器有：无钥匙进入、方向盘锁、组合仪表、抬头显示、空调控制器、后排空调控制面板、多媒体娱乐系统、功放、中央控制面板、驾驶员座椅控制模块和车联网控制盒。

5.根据权利要求1所述的网络架构，其特征在于，所述第一LIN总线连接的控制器有：驾驶侧电动窗、乘客侧电动窗、左后侧电动窗、右后侧电动窗和雨量光线传感器。

6.根据权利要求1所述的网络架构，其特征在于，所述第二LIN总线连接的控制器有：天窗模块。

7.根据权利要求1所述的网络架构，其特征在于，所述动力CAN总线的诊断接口设置为车载诊断系统的端口的6脚和14脚。

8.根据权利要求1所述的网络架构，其特征在于，所述舒适CAN总线的诊断接口设置为车载诊断系统的端口的3脚和11脚。