CN106427827A - 一种汽车计算机控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于计算机控制技术领域，尤其涉及一种汽车计算机控制系统，所述控制系统包括ECU总线系统、网关、高速总线系统、低速总线系统，所述ECU总线系统包括若干ECU，所述高速总线系统包括高速CAN总线、发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表、所述低速总线系统包括低速CAN总线、中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明，本发明解决了传输速率低、线速多、可靠性差的问题，具有可靠性高、实现信息共享、简化了线路连接、可靠性大大提高、适用于汽车控制的场合的有益技术效果。

Description

一种汽车计算机控制系统
技术领域
本发明属于计算机控制技术领域，尤其涉及一种汽车计算机控制系统。
背景技术
CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是由ISO定义的串行通讯总线，主要用来实现车载各电控单元之间的信息交换，形成车载网络系统，CAN数据总线又称为CAN-BUS总线，CAN协议中每一帧的数据量都不超过8个字节，以短帧多发的形式实现数据的高实时性，CAN总线的纠错能力非常强，从事提高数据的准确性，同时CAN总线的速率可达到1M bit/S是一个真正的高速网络，它的非破坏总线性仲裁技术以及灵活的通讯方式，适应了汽车的实时性和高可靠性要求，特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶略、电磁辐射强和振动大的工业环境，其通讯介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，汽车CAN总线的技术背景来源于工业现场总线和计算机局域网这样成熟的技术，因此具有很高的可靠性和抗干扰性，CAN总线应用于这些计算机控制系统，取代传感器、电控单元和执行器之间以及电控单元之间的专线联系方式，构成了基于CAN总线的汽车控制系统网络，现有技术存在传输速率低、线速多、可靠性差的问题。
发明内容
本发明提供一种汽车计算机控制系统，以解决上述背景技术中提出传输速率低、线速多、可靠性差的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种汽车计算机控制系统，所述控制系统包括ECU总线系统、网关、高速总线系统、低速总线系统，所述ECU总线系统包括若干ECU，所述高速总线系统包括高速CAN总线、发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表、所述低速总线系统包括低速CAN总线、中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明；
所述网关用于接收ECU总线系统发送控制信息后转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统并接收高速总线系统或低速总线系统返回CAN格式信息返回至ECU总线系统；
所述ECU总线系统经网关连接于高速总线系统和低速总线系统，所述ECU经网关连接于高速CAN总线，所述高速CAN总线连接于发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表，所述ECU经网关连接于低速CAN总线，所述低速CAN总线连接于中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明。
进一步：
所述高速CAN总线的通讯速率在500Kb/S；
所述低速CAN总线的通讯速率在100Kb/S。
进一步：
所述若干ECU与网关经星形拓扑结构连接；
所述高速总线系统经总线型拓扑结构连接；
所述低速总线系统经总线型拓扑结构连接。
进一步，所述高速总线系统优先权高于低速总线系统优先权。
进一步，所述转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统为短帧多发方式发送信息。
本发明的有益效果为：
1、本专利高速总线系统包括高速CAN总线，低速总线系统包括低速CAN总线，CAN总线使得各计算机控制单元能够通过CAN总线共享所有信息和资源，达到简化布线，减少传感器数量，避免控制功能重复，提高系统可靠性和维护性，降低成本，更好地匹配和协调各个控制系统的目的。
2、本专利在网络连接方式上采用两条CAN总线，一条是用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s，另一条是用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s，驱动系统的高速CAN的主要连接对象是发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表等，它们的基本特征相同，都是控制与汽车行驶直接相关的系统，关系车体安全性等，车身系统的低速CAN的主要连接时车门的中控门锁与防盗控制开关、电动车窗、后视镜和车厢内照明灯等，另外还设置网关，在各个总线之间搭桥，以实现信息共享。
3、本专利网关通过对CAN总线间待传数据信息的智能化处理，确保只有某类特定的信息才能够在网络间传输，例如车身CAN总线网络索要一信息时，网关计算机就从后者中取得有关的信息并按要求做一定的处理后再进行传输，这种方式可将不同的信息分开，减轻了个网络总线上的负载，CAN总线应用到汽车控制系统后，所有的ECU都连到CAN总线上，极大的简化了汽车计算机控制系统的线路连接。
4、本专利一种汽车计算机控制系统，所述控制系统包括ECU总线系统、网关、高速总线系统、低速总线系统，所述ECU总线系统包括若干ECU，所述高速总线系统包括高速CAN总线、发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表、所述低速总线系统包括低速CAN总线、中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明，所述网关用于接收ECU总线系统发送控制信息后转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统并接收高速总线系统或低速总线系统返回CAN格式信息返回至ECU总线系统，所述ECU总线系统经网关连接于高速总线系统和低速总线系统，所述ECU经网关连接于高速CAN总线，所述高速CAN总线连接于发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表，所述ECU经网关连接于低速CAN总线，所述低速CAN总线连接于中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明，由于各种控制系统的电控单元相互联系紧密，需要随时进行实时数据通信，且各种控制单元要求系统响应的时间不太一样，即数据交换网是基于优先权竞争的模式，如制动防抱死系统、安全气囊装置等对实时性要求很高，系统指令发出以后，如果执行器不能及时作用，就可能造成严重后果，另外有些系统如灯光照明、座椅调节等对系统的相应时间的要求就相对较低，通过分别构造高、低速CAN网络，对实时性要求高的计算机控制单元采用高速CAN网络，对实时性要求高的计算机控制单元采用高速CAN网络传输，其他采用低速CAN网络传输，并采用DSP微控制器兼作网关，使得传输线速大大简化，可靠性大大提高。
5、从整体上说，本专利布局合理，连接简单，适用于汽车控制的场合。
附图说明
图1是本发明一种汽车计算机控制系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
图中：1-ECU总线系统，2-网关，3-高速总线系统，4-低速总线系统，5-ECU，6-发动机控制器，7-ABS及ASR控制器，8-安全气囊控制器，9-组合仪表，10-中控门锁，11-防盗控制开关，12-电动车窗，13-车厢照明，14-高速CAN总线，15-低速CAN总线；
实施例：
本实施例：如图1所示，一种汽车计算机控制系统，所述控制系统包括ECU总线系统1、网关2、高速总线系统3、低速总线系统4，所述ECU总线系统1包括若干ECU5，所述高速总线系统3包括高速CAN总线14、发动机控制器6、ABS及ASR控制器7、安全气囊控制器8、组合仪表9、所述低速总线系统4包括低速CAN总线15、中控门锁10、防盗控制开关11、电动车窗12、车厢照明13；
由于高速总线系统包括高速CAN总线，低速总线系统包括低速CAN总线，CAN总线使得各计算机控制单元能够通过CAN总线共享所有信息和资源，达到简化布线，减少传感器数量，避免控制功能重复，提高系统可靠性和维护性，降低成本，更好地匹配和协调各个控制系统的目的。
所述网关2用于接收ECU总线系统1发送控制信息后转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统并接收高速总线系统3或低速总线系统4返回CAN格式信息返回至ECU总线系统1；
由于网关通过对CAN总线间待传数据信息的智能化处理，确保只有某类特定的信息才能够在网络间传输，例如车身CAN总线网络索要一信息时，网关计算机就从后者中取得有关的信息并按要求做一定的处理后再进行传输，这种方式可将不同的信息分开，减轻了个网络总线上的负载，CAN总线应用到汽车控制系统后，所有的ECU都连到CAN总线上，极大的简化了汽车计算机控制系统的线路连接。
由于网关通过对CAN总线间待传数据信息的智能化处理，确保只有某类特定的信息才能够在网络间传输，例如车身CAN总线网络索要一信息时，网关计算机就从后者中取得有关的信息并按要求做一定的处理后再进行传输，这种方式可将不同的信息分开，减轻了个网络总线上的负载，CAN总线应用到汽车控制系统后，所有的ECU都连到CAN总线上，极大的简化了汽车计算机控制系统的线路连接。
所述ECU总线系统1经网关2连接于高速总线系统3和低速总线系统4，所述ECU5经网关2连接于高速CAN总线14，所述高速CAN总线14连接于发动机控制器6、ABS及ASR控制器7、安全气囊控制器8、组合仪表9，所述ECU5经网关2连接于低速CAN总线15，所述低速CAN总线15连接于中控门锁10、防盗控制开关11、电动车窗12、车厢照明13。
所述高速CAN总线14的通讯速率在500Kb/S；
所述低速CAN总线15的通讯速率在100Kb/S。
由于采用两条CAN总线，一条是用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s，另一条是用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s，驱动系统的高速CAN的主要连接对象是发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表等，它们的基本特征相同，都是控制与汽车行驶直接相关的系统，关系车体安全性等，车身系统的低速CAN的主要连接时车门的中控门锁与防盗控制开关、电动车窗、后视镜和车厢内照明灯等，另外还设置网关，在各个总线之间搭桥，以实现信息共享。
所述若干ECU5与网关2经星形拓扑结构连接；
所述高速总线系统3经总线型拓扑结构连接；
所述低速总线系统4经总线型拓扑结构连接。
所述高速总线系统3优先权高于低速总线系统4优先权。
所述转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统为短帧多发方式发送信息。
由于采用控制系统包括ECU总线系统、网关、高速总线系统、低速总线系统， ECU总线系统包括若干ECU，高速总线系统包括高速CAN总线、发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表、低速总线系统包括低速CAN总线、中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明，网关用于接收ECU总线系统发送控制信息后转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统并接收高速总线系统或低速总线系统返回CAN格式信息返回至ECU总线系统，ECU总线系统经网关连接于高速总线系统和低速总线系统，ECU经网关连接于高速CAN总线，高速CAN总线连接于发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表，ECU经网关连接于低速CAN总线，低速CAN总线连接于中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明，由于各种控制系统的电控单元相互联系紧密，需要随时进行实时数据通信，且各种控制单元要求系统响应的时间不太一样，即数据交换网是基于优先权竞争的模式，如制动防抱死系统、安全气囊装置等对实时性要求很高，系统指令发出以后，如果执行器不能及时作用，就可能造成严重后果，另外有些系统如灯光照明、座椅调节等对系统的相应时间的要求就相对较低，通过分别构造高、低速CAN网络，对实时性要求高的计算机控制单元采用高速CAN网络，对实时性要求高的计算机控制单元采用高速CAN网络传输，其他采用低速CAN网络传输，并采用DSP微控制器兼作网关，使得传输线速大大简化，可靠性大大提高。
本发明的工作流程是两条CAN总线，一条是用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s，另一条是用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s，驱动系统的高速CAN的主要连接对象是发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表等，它们的基本特征相同，都是控制与汽车行驶直接相关的系统，关系车体安全性等，车身系统的低速CAN的主要连接时车门的中控门锁与防盗控制开关、电动车窗、后视镜和车厢内照明灯等，另外还设置网关，在各个总线之间搭桥，以实现信息共享，本发明解决了传输速率低、线速多、可靠性差的问题，具有可靠性高、实现信息共享、简化了线路连接、可靠性大大提高、适用于汽车控制的场合的有益技术效果。
利用本发明的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种汽车计算机控制系统，其特征在于，所述控制系统包括ECU总线系统、网关、高速总线系统、低速总线系统，所述ECU总线系统包括若干ECU，所述高速总线系统包括高速CAN总线、发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表、所述低速总线系统包括低速CAN总线、中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明；
所述网关用于接收ECU总线系统发送控制信息后转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统并接收高速总线系统或低速总线系统返回CAN格式信息返回至ECU总线系统；
所述ECU总线系统经网关连接于高速总线系统和低速总线系统，所述ECU经网关连接于高速CAN总线，所述高速CAN总线连接于发动机控制器、ABS及ASR控制器、安全气囊控制器、组合仪表，所述ECU经网关连接于低速CAN总线，所述低速CAN总线连接于中控门锁、防盗控制开关、电动车窗、车厢照明。
2.根据权利要求1所述的一种汽车计算机控制系统，其特征在于：
所述高速CAN总线的通讯速率在500Kb/S；
所述低速CAN总线的通讯速率在100Kb/S。
3.根据权利要求1所述的一种汽车计算机控制系统，其特征在于：
所述若干ECU与网关经星形拓扑结构连接；
所述高速总线系统经总线型拓扑结构连接；
所述低速总线系统经总线型拓扑结构连接。
4.根据权利要求1所述的一种汽车计算机控制系统，其特征在于，所述高速总线系统优先权高于低速总线系统优先权。
5.根据权利要求1所述的一种汽车计算机控制系统，其特征在于，所述转换为CAN格式信息发送至高速控制系统或低速控制系统为短帧多发方式发送信息。
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