CN113859149A - 一种基于双ecu联控的通讯系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于双ECU联控的通讯系统和车辆，该系统包括：两个ECU，各ECU均连接至动力CAN线路上；其中一ECU作为终端电阻；ECU包括第一、第二、第三和第四通讯端以及第一和第二电阻；第一电阻连接于第一和第二通讯端之间；第二电阻连接于第三和第四通讯端之间；第一和第二通讯端连接至动力CAN线路的第一和第二线路；作为终端电阻的ECU的第三通讯端通过第一线束连接至第一通讯端和第一线路之间，第四通讯端通过第二线束连接至第二通讯端和第二线路之间。本发明实施例通过优化ECU硬件设计，实现了双ECU联控且其中之一作为终端电阻时，ECU间可直接互换，并满足连入CAN线路接口电路电阻的要求。

Description

一种基于双ECU联控的通讯系统和车辆
技术领域
本发明实施例涉及汽车通讯技术领域，尤其涉及一种基于双ECU联控的通讯系统和车辆。
背景技术
目前，对于八缸及以上的大排量多缸发动机，较少会采用单ECU对发动机进行控制，单ECU控制的电子控制单元硬件相对来说体积较大，ECU硬件的电路板电路复杂负荷也高，且需要ECU具有更好的散热能力，因此，多采用双ECU联控技术，能与小型发动机共用ECU平台，不必单独开发一款大排量发动机专用的ECU，以大大节约开发成本。
而现有的双ECU联控技术中，为满足CAN线路对连入的ECU通讯端阻值的要求，大多不选择ECU作为终端电阻，或者连入动力CAN线路作为终端和非终端电阻的ECU接口阻值设置不相同，硬件设计不一致，这都会在不同方面增大设计开发成本和管理使用成本。
发明内容
本发明实施例提供一种基于双ECU联控的通讯系统，通过优化ECU的内部硬件设计，以实现ECU之间硬件设计完全一致可互换，且满足连入CAN线路不同角色控制器相应的阻值要求。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于双ECU联控的通讯系统，该通讯系统包括：
两个电子控制单元ECU，各所述ECU均连接至动力CAN线路上；其中一所述ECU作为所述动力CAN线路上的终端电阻；
所述ECU包括第一通讯端、第二通讯端、第三通讯端、第四通讯端、第一电阻和第二电阻；所述第一电阻连接于所述第一通讯端和所述第二通讯端之间；所述第二电阻连接于所述第三通讯端和所述第四通讯端之间；所述第一通讯端和第二通讯端分别通过对应的线束连接至所述动力CAN线路中的第一线路和第二线路；
其中，作为所述动力CAN线路上的终端电阻的所述ECU的所述第三通讯端通过第一线束连接至所述第一通讯端和所述第一线路之间所连接的线束，以及所述第四通讯端通过第二线束连接至所述第二通讯端和所述第二线路之间所连接的线束。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括本发明任意实施例中的基于双ECU联控的通讯系统。
本发明实施例通过优化ECU的内部硬件，设置用作非终端电阻的ECU的第一电阻和用作终端电阻的ECU的第二电阻，依据不同的通讯端连接方式，解决了用作终端电阻和非终端电阻的ECU通讯端阻值不同，硬件设计不一致，不可互换的问题，实现了具有相同硬件设计的ECU既可用作终端电阻也可用作非终端电阻的功能，且满足连入CAN线路的阻值要求，达到了降低设计开发成本和使用管理成本的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的基于双ECU联控的通讯系统的线路连接图；
图2是本发明实施例一提供的ECU连入CAN线路的内部接口电路的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的ECU作为终端电阻时的内部电路等效结构示意图；
图4是本发明实施例三提供的整车拓扑中动力CAN线路上的局域网络图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
正如背景技术中所介绍，双ECU联控技术主要面临如下问题：
由于国际标准对连入动力CAN线路作为终端电阻和非终端电阻的控制器的电阻要求不同，会造成当采用双ECU联控同时主、从ECU都需要连接到动力CAN上实现信息通讯时，两个ECU接入CAN线路的管脚的电路贴片电阻要求不同，从而造成两块ECU硬件不完全一样，制造、使用以及管理方面的成本会大大增加。
现有的双ECU联控技术中，在动力CAN线路的设计上有两种方案：一种是所有的ECU硬件设计完全相同，但都不作为动力CAN线路的终端电阻；另一种是主、从ECU的硬件不完全相同，其中主ECU作为动力CAN线路上的终端电阻，而从ECU不作为终端电阻。其中对于所有的ECU硬件设计完全相同的情况，主、从ECU身份的识别是选用若干个I/O口线通过外部线束进行二进制编码来唯一确定每个ECU在系统中的位置身份；而对于主ECU和从ECU硬件并不完全一样的情况，线束接反时无法正常工作。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于ECU联控的通讯系统和车辆，通过优化ECU的内部硬件设计，可以同时满足作为连入动力CAN线路的终端电阻和非终端电阻的电阻要求，在装配上可实现互换，节约生产和使用管理成本。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的基于双ECU联控的通讯系统的线路连接图，图2是本发明实施例一提供的ECU连入CAN线路的内部接口电路的结构示意图。如图1和图2所示，该通讯系统包括：两个电子控制单元ECU，各ECU均连接至动力CAN线路100上；其中一个ECU作为动力CAN线路100上的终端电阻。
该通讯系统中的ECU包括第一通讯端101、第二通讯端102、第三通讯端103、第四通讯端104、第一电阻105和第二电阻106；第一电阻105连接于第一通讯端101和第二通讯端102之间；第二电阻106连接于第三通讯端103和第四通讯端104之间；第一通讯端101和第二通讯端102分别通过对应的线束连接至动力CAN线路中的第一线路107和第二线路108；
其中，作为动力CAN线路上的终端电阻的ECU的第三通讯端103通过第一线束109连接至第一通讯端101和第一线路107之间所连接的线束，以及第四通讯端104通过第二线束110连接至第二通讯端102和第二线路108之间所连接的线束。
其中，ECU(Electronic Control Unit)称为电子控制单元，由微控制器(Microcontroller Unit，MCU)、ROM存储器、RAM存储器、I/O接口、模数转换器和/或整形、驱动等大规模集成电路组成。而ECU可以控制发动机运转、发动机的进气量、喷油量和/或点火时间，从而决定引擎运转效率、功率和/或扭力。动力CAN线路，是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线是ISO国际标准化的串行通讯协议，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。终端电阻是在线型网络两端并联在一对通信线上的电阻。由于在信号传输时，高频信号波长相对传输线路较短，信号在传输线路终端会形成反射波，干扰原信号，所以使用终端电阻可以吸收网络上的反射波，有效地增强信号强度。终端电阻的匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性。
参见图1，动力CAN线路100上连接两个ECU，示例性地，可以连接有ECU1和ECU2。动力CAN线路100上也可以连接其他控制单元，例如：变速器控制单元、电子换挡执行机构和/或电子换挡器；连接的两个ECU中的ECU1作为动力CAN线路100的终端电阻，ECU2为非终端电阻，动力CAN线路100上连接的其他控制器也为非终端电阻。
进一步地，参见图2，其中，ECU1作为终端电阻连入动力CAN线路，ECU2作为非终端电阻连入动力CAN线路；作为终端电阻时，芯片通过两条线束分别与作为常接通讯接口的第一通讯端101和作为常接通讯接口的第二通讯端102电连接，在常接通讯接口的第一通讯端101和常接通讯接口的第二通讯端102分别与芯片连接的线束之间设置第一电阻105。在作为选接通讯接口的第三通讯端103与作为选接通讯接口的第四通讯端104之间设置第二电阻106。在连入动力CAN线路时，不仅需要将作为常接通讯接口的第一通讯端101通过一条线束与动力CAN线路的第一线路107电连接，作为常接通讯接口的第二通讯端102通过另一条线束与动力CAN线路的第二线路108电连接，而且需要将第二电阻106所在电路支路通过选接通讯接口第三通讯端103连出的第一线束109连接至常接通讯接口第一通讯端101和第一线路107之间的线束，以及选接通讯接口第四通讯端104连出的第二线束110，连接至常接通讯接口第二通讯端102和第二线路108之间的线束；其中第一线路107可作为CAN高线，第二线路108可作为CAN低线。
进一步地，参见图3，图3为本发明实施例一提供的ECU作为终端电阻时的内部电路等效结构示意图。其中，第二电阻106所在的电路支路与第一电阻105所在的电路为并联关系，该并联的两条电路的第一端连接至第一线路107，第二端连接至第二线路108，通过设置第一电阻105的电阻值和第二电阻106的电阻值配合，并按照上述的接线方法，就可满足ECU作为终端电阻连入动力CAN线路的电阻为120欧姆左右的要求。
作为非终端电阻时，同样地，与作为终端电阻时的ECU内部硬件设计相同。其中，ECU内部芯片连出两条线束分别与第一通讯端101和第二通讯端102电连接，在作为常接通讯接口的第一通讯端101和第二通讯端102分别与芯片连接的线束之间设置两个第一电阻105，在作为选接通讯接口的第三通讯端103与第四通讯端104之间设置第二电阻106；在连入动力CAN线路时，只需将作为常接通讯接口的第一通讯端101通过一条线束与动力CAN线路的第一线路107电连接，以及作为常接通讯接口的第二通讯端102通过另一条线束与动力CAN线路的第二线路108电连接，也就是将两个第一电阻105连入动力CAN线路，就可满足ECU作为非终端电阻时连入动力CAN线路的电阻大于2.6千欧姆的要求。需要说明的是，两个第一电阻105串联连接在第一通讯端101和第二通讯端102之间；同样地，两个第二电阻106串联连接在第三通讯端103和第四通讯端104之间。
本发明实施例通过采用双ECU联控的手段，缓解了对于大排量多缸发动机，只采用单ECU控制的压力，根据连入CAN线路的控制器的电阻值要求，在ECU内部设置第一电阻和第二电阻两个电路支路，并联在动力CAN线路上，实现了内部硬件设计完全相同的ECU既可作为连入动力CAN线路的终端电阻，也可作为连入CAN线路的非终端电阻，可直接互换，避免了由于作为连入动力CAN线路的终端电阻和非终端电阻的电阻值要求不同，而分别设计内部硬件不同的主、从ECU的情况，从而达到了节约开发和使用管理成本的效果。
实施例二
参见图2，可选地，在本发明实施例中，ECU在作为连入动力CAN线路的终端电阻时，除了需要将常接通讯接口第一通讯端101与第二通讯端102之间设置的第一电阻105连入动力CAN线路以外，还需通过第一线束109和第二线束110将选接通讯接口第三通讯端103与第四通讯端104之间设置的第二电阻106连入动力CAN线路；在作为连入动力CAN线路的非终端电阻时，只需将常接通讯接口第一通讯端101与第二通讯端102之间设置的第一电阻105连入动力CAN线路。通过设置第一电阻105和第二电阻106的电阻值相配合，并且按照上述接线方法对应的改变ECU外部接线方式，以满足相同内部硬件设计的ECU分别作为终端电阻和非终端电阻时，连入动力CAN线路的ECU电阻值的国际标准要求。根据国际标准要求，作为非终端电阻的控制器的电阻大于作为终端电阻的控制器阻值。具体地，由于作为终端电阻的控制器连入CAN线路的电阻要求在120欧姆左右，而作为非终端电阻的控制器连入CAN线路的电阻要求大于2.6千欧姆，示例性地，ECU在第一通讯端101和第二通讯端102与CAN线路连接时，是作为非终端电阻的控制器连入CAN线路的，所以两个第一电阻105串联的等效阻值可以是大于2.6千欧姆并满足电阻值要求的任意值。在ECU的常接通讯接口第一通讯端101和第二通讯端102以及选接通讯接口第三通讯端103和第四通讯端104同时连入动力CAN线路时，即第一电阻105与第二电阻106并连接入动力CAN线路时，ECU是作为终端电阻的控制器，其并联电路的总阻值可以是120欧姆左右，例如是120欧姆、121欧姆或122欧姆，所以第二电阻的阻值大于60欧姆。示例性地，在本发明实施例中，第一通讯端101和第二通讯端102之间串联的是两个3.9千欧姆的第一电阻105，第三通讯端103和第四通讯端104之间串联的是两个62欧姆的第二电阻106。
此外还需说明的是，该通讯系统中的ECU内部硬件还可包括电容111，其第一端与两个第二电阻106的公共连接端连接，其第二端接地。
本发明实施例通过优化ECU的硬件设计，设置四个通讯端口，在作为常接通讯接口的第一通讯端和第二通讯端之间的内部接口电路中串联两个3.9千欧姆的电阻，在作为选接通讯接口的第三通讯端和第四通讯端之间的内部接口电路中串联两个62欧姆的电阻，ECU作为动力CAN线路上的非终端电阻时，只需将作为常接通讯接口的第一通讯端和第二通讯端连入动力CAN线路；ECU作为动力CAN线路上的终端电阻时，要将作为常接通讯接口的第一通讯端与第二通讯端和作为选接通讯接口的第三通讯端与第四通讯端的两路电路并联起来连入动力CAN线路，从而实现了具有相同硬件设计的ECU既可作为终端电阻，也可作为非终端电阻，并满足各自连入动力CAN线路的电阻值要求，达到了双ECU联控且只有一个ECU作为终端电阻时，可与另一个作为非终端电阻的ECU进行互换的效果。
实施例三
图4是本发明实施例提供的整车拓扑中动力CAN线路上的局域网络图，如图4所示，其中，具有终端电阻401的ECU1作为动力CAN线路100上的终端电阻。作为终端电阻的ECU1为主ECU，作为非终端电阻连入动力CAN线路100的ECU2为从ECU；在通讯上，作为主ECU的ECU1和作为从ECU的ECU2均可从动力CAN线路100上获取报文，而只有作为主ECU的ECU1可以向动力CAN线路100上发送报文，并且作为主ECU的ECU1还可与作为从ECU的ECU2之间通过第三线路402连接，第三线路402可以是私有CAN线路，用以实现特定的主ECU与从ECU之间的信息通讯。
此外，还需说明的是，由于主、从ECU的硬件设计完全一致，可满足装配时的互换要求，所以，要对主、从ECU进行身份识别。可选地，本发明实施例的技术方案中，采用选取ECU硬件中的一个单独通讯端，通过测量其高、低电位不同来识别，而高、低电位的不同是通过与所选取的单独通讯端所连接的外接电路的不同来实现的。
实施例四
本发明实施例还提供了一种车辆，其中，包括基于双ECU联控的通讯系统，该系统包括：
两个ECU，各ECU均连接至动力CAN线路上；其中一ECU作为动力CAN线路上的终端电阻；ECU包括第一通讯端、第二通讯端、第三通讯端、第四通讯端、第一电阻和第二电阻；第一电阻连接于第一通讯端和第二通讯端之间；第二电阻连接于第三通讯端和第四通讯端之间；第一通讯端和第二通讯端分别通过对应的线束连接至动力CAN线路中的第一线路和第二线路；其中，作为动力CAN线路上的终端电阻的ECU的第三通讯端通过第一线束连接至第一通讯端和第一线路之间所连接的线束，以及第四通讯端通过第二线束连接至第二通讯端和第二线路之间所连接的线束。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于双ECU联控的通讯系统，其特征在于，包括：
两个电子控制单元ECU，各所述ECU均连接至动力CAN线路上；其中一所述ECU作为所述动力CAN线路上的终端电阻；
所述ECU包括第一通讯端、第二通讯端、第三通讯端、第四通讯端、第一电阻和第二电阻；所述第一电阻连接于所述第一通讯端和所述第二通讯端之间；所述第二电阻连接于所述第三通讯端和所述第四通讯端之间；所述第一通讯端和第二通讯端分别通过对应的线束连接至所述动力CAN线路中的第一线路和第二线路；
其中，作为所述动力CAN线路上的终端电阻的所述ECU的所述第三通讯端通过第一线束连接至所述第一通讯端和所述第一线路之间所连接的线束，以及所述第四通讯端通过第二线束连接至所述第二通讯端和所述第二线路之间所连接的线束。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电阻的个数为2，两个所述第一电阻串联连接，并串联连接于所述第一通讯端和所述第二通讯端之间；
所述第二电阻的个数为2，两个所述第二电阻串联连接，并串联连接于所述第三通讯端和所述第四通讯端之间。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述ECU还包括电容，所述电容的第一端与两个所述第二电阻的公共连接端连接，所述电容的第二端接地。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，两个所述第一电阻串联后的等效阻值大于2.6千欧姆。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一电阻的阻值大小为3.9千欧姆。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二电阻的阻值大于60欧姆。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，作为所述动力CAN线路上的终端电阻的ECU为主ECU，其他ECU为从ECU。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主ECU与一所述从ECU之间通过私有CAN连接。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的基于双ECU联控的通讯系统。
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