CN202190288U - 一种车辆的双网关冗余结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于冗余设计领域，具体涉及一种车辆的双网关冗余结构。该冗余结构包括连接于两个CAN网上的主控制器和备用控制器。该车辆的双网关冗余结构能够满足车辆数字化的发展趋势及其对数字化可靠性的要求，确保总线数据在传输与交互时的安全性及可靠性，从而提高车辆总线数据系统的稳定性及安全性，使车辆能够更安全可靠的运行。

Description

一种车辆的双网关冗余结构

技术领域

本实用新型属于冗余设计领域，具体涉及一种车辆的双网关冗余结构。

背景技术

车辆网关是不同总线网络间进行数据交换的基础，是总线信息系统能够正常运行的一个重要保证，在车辆中扮演了相当重要的角色。如何设计一个可靠且适用的网关，是车辆网关技术研究的重点。

目前车辆总线网络一般以CAN总线为主，划分为动力网与车身网两个总线网络系统，中间采用单网关进行两个网络间的数据交互，网关的功能一般由其显示终端或者是组合仪表来完成，从而实现了整车的数据传输与交互。然而，当车辆网关一旦发生故障，动力网与车身网之间的数据交换链路便断了，车辆便无法安全运行，这对于车辆来说是非常致命的。

根据现代车辆设计指标要求，本实用新型开发出一种车辆的双网关冗余结构，其对车辆的总线网络交互系统进行开发，使之既能满足车辆总线系统的设计要求，又能满足总线数据传输、交换的可靠性需求，来确保总线数据在双CAN网间传输与交互时的安全性及可靠性。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提出一种可确保总线数据在传输与交互时的安全、可靠性，从而使车辆能够更安全可靠运行的车辆的双网关冗余结构。

为此，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种车辆的双网关冗余结构，该冗余结构包括并联于两个CAN网上的主控制器和备用控制器。

其中，所述主控制器包括CPUI、CAN收发器I、CAN数据存储器I和主网关，所述CPUI分别与CAN收发器I、CAN数据存储器I和主网关相连接，所述主网关和CAN收发器I均与两个CAN网相连接。

其中，所述CPU I采用型号为XC164CS的CPU。

其中，所述备用控制器包括CPU II、CAN收发器II、CAN数据存储器II、时钟计数器和备用网关，所述CPU II分别与CAN收发器II、CAN数据存储器II、时钟计数器和备用网关相连接，所述备用网关和CAN收发器II均与两个CAN网相连接。

其中，所述备用控制器的CPU II对主控制器发来的数据进行实时监控，如所述时钟计数器在连续5s内始终未收到主控制器发来的数据，则备用控制器中的CPU II控制备用网关启动；如备用网关启动过程中，备用控制器中的CPU II监测到主控制器发来的数据，则CPU II控制备用网关关闭。

其中，所述CPU II采用型号为XC164CS的CPU。

本实用新型的有益效果是：

该车辆的双网关冗余结构能够满足车辆数字化的发展趋势及其对数字化可靠性的要求，确保总线数据在传输与交互时的安全性及可靠性，从而提高车辆总线数据系统的稳定性及安全性，使车辆能够更安全可靠的运行。

附图说明

图1是本实用新型冗余结构的具体应用实例示意图；

图2是本实用新型冗余结构的结构原理图；

图3是辅网关起动及关闭逻辑的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型车辆的双网关冗余结构做进一步详细的说明。

如图1所示，图中ABS(防抱死制动系统)、ECM(电子干扰)、TCU(自动变速箱控制单元)均属于动力网中连接到CANA网和CANB网的各节点，BCM1～BCM6(BCM：车身控制模块)属于车身网中连接到CANA网和CANB网的各节点，动力网和车身网中各节点之间的数据交互通过本实用新型的双网关冗余结构来完成，主控制器和备用控制器均并联于CANA网和CANB网上，并且主控制器和备用控制器均与动力网及车身网中的各节点相连接。

如图2所示，所示的冗余结构包括主控制器和备用控制器，两者均并联于两个CAN网(CANA和CANB)上。

主控制器包括CPU I、CAN收发器I、CAN数据存储器I和主网关，CPU I分别对CAN收发器I、CAN数据存储器I和主网关进行控制，CPU I可以采用型号为XC164CS的CPU；CAN收发器I用于对两个CAN网中的各节点进行数据交互；CAN数据存储器I用于对CAN收发器I收发的数据进行存储；主网关用于连接两个CAN网，实现两个CAN网之间的信息转发；主网关和CAN收发器I均与两个CAN网进行连接。

备用控制器包括CPU II、CAN收发器II、CAN数据存储器II、时钟计数器和备用网关，CPU II分别对CAN收发器II、CAN数据存储器II、时钟计数器和备用网关进行控制，CPU II对主控制器进行监控，当主控制器发生故障时，CPUII控制切换至备用控制器，CPU II可采用型号为XC164CS的CPU；CAN收发器II用于对两个CAN网中的各节点进行数据交互；CAN数据存储器II用于对CAN收发器II收发的数据进行存储；时钟计数器用于对主网关发来数据的间隔进行计时；备用网关用于连接两个CAN网，实现两个CAN网之间的信息转发；备用网关和CAN收发器II均与两个CAN网进行连接。

本实用新型的工作原理为：

主控制器中与备用控制器采用相互识别的方法，车辆的备用控制器通过CPU II来时刻监视并判断主网关的工作状态，平时在车辆运行过程中，主网关对两个CAN网络间总线数据进行数据交互；一旦主网关发生故障，无法完成其网关功能时，其将即刻起动备用网关功能。备用网关起动及关闭逻辑如下图3所示：

1)车辆的备用控制器通过CPU II来时刻监视并判断主网关的工作状态，如果时钟计数器在距离上一次收到主控制器中的主网关发来数据的时间达到5s时，则备用控制器中的CPU II控制备用网关启动，则由备用控制器中的各部件来代替主控制器工作；如果时钟计数器在距离上一次收到主控制器中的主网关发来数据的时间尚未到达5s时，又收到主网关发来的数据，则时钟计数器清零，再次重新记录主控制器中的主网关发来数据的间隔时间；

2)如备用控制器工作过程中，备用控制器中的CPU II再次监测到主控制器中的主网关发来的数据，则备用控制器中CPU II控制备用网关关闭，再恢复到由主控制器中的主网关对两个CAN网络间的总线数据进行数据交互的状态。主控制器中的主网关恢复正常后，备用网关能够及时关闭自身网关功能，可以保证总线数据间的不冲突，确保车辆安全不间断的运行。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种车辆的双网关冗余结构，其特征在于：该冗余结构包括连接于两个CAN网上的主控制器和备用控制器。

2.如权利要求1所述车辆的双网关冗余结构，其特征在于：所述主控制器包括CPU I、CAN收发器I、CAN数据存储器I和主网关，所述CPU I分别与CAN收发器I、CAN数据存储器I和主网关相连接，所述主网关和CAN收发器I均与两个CAN网相连接。

3.如权利要求2所述车辆的双网关冗余结构，其特征在于：所述CPU I采用型号为XC164CS的CPU。

4.如权利要求1或2所述车辆的双网关冗余结构，其特征在于：所述备用控制器包括CPU II、CAN收发器II、CAN数据存储器II、时钟计数器和备用网关，所述CPU II分别与CAN收发器II、CAN数据存储器II、时钟计数器和备用网关相连接，所述备用网关和CAN收发器II均与两个CAN网相连接。

5.如权利要求4所述车辆的双网关冗余结构，其特征在于：所述备用控制器的CPU II对主控制器发来的数据进行实时监控，如所述时钟计数器在连续5s内始终未收到主控制器发来的数据，则备用控制器中的CPU II控制备用网关启动；如备用网关启动过程中，备用控制器中的CPU II监测到主控制器发来的数据，则CPU II控制备用网关关闭。

6.如权利要求4所述车辆的双网关冗余结构，其特征在于：所述CPU II采用型号为XC164CS的CPU。

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