CN209064033U

CN209064033U - 一种整车网络拓扑结构

Info

Publication number: CN209064033U
Application number: CN201821536168.4U
Authority: CN
Inventors: 张丽波; 马东扬; 何俊婷; 玄国勋; 刘孝雷; 马伯祥; 薛选峰
Original assignee: FAW Jiefang Automotive Co Ltd
Current assignee: FAW Jiefang Automotive Co Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-07-05
Anticipated expiration: 2028-09-20

Abstract

本实用新型公开了一种整车网络拓扑结构，属于汽车网络通信技术领域。针对目前每种电控系统配置的车辆均需要独立进行网络拓扑设计带来的诸多问题，本实用新型提供了一种能够为带有多种选配电控系统的车型提供一个通用的网络拓扑结构，本实用新型将多种不同的选配系统分成了四个组别，上述各组内的系统分别连接在一条CAN总线上，再根据节点的CAN总线负载率和在各组别中选择的系统数量，调整各组之间的CAN总线连接即可适应用户各种选配方式。

Description

一种整车网络拓扑结构

技术领域

本实用新型属于汽车网络通信技术领域。

背景技术

以前整车厂在销售车辆时只有高、中、低三种配置供用户选择，现在为了更好地满足用户的实际需求，越来越多的整车厂开始采取选配的经营手段，也称之为个性化菜单式销售。整车厂公开一些配置和功能，让用户根据自己的爱好和经济能力选择所需要的、认为有用的配置和功能，然后提交到整车厂，整车厂按用户所需个性化地制造车辆。

个性化菜单式销售在赢得用户的同时，也为车辆网络设计带来了挑战。随着人们对节能、安全、舒适、娱乐和便捷的追求,在汽车上应用的电控系统日益增加，某豪华车型的电控系统数量高达80多个。用户选择的电控系统数量N可能为0到Noption个(Noption表示可选配的电控系统的数量)，这N个电控系统均为选配，且没有选配绑定关系，导致某车型的电控系统配置高达数百种。针对目前每种电控系统配置的车辆均需要独立进行网络拓扑设计，所引发的问题如下：

1)网络设计工作量大，且重复工作多。

2)各车型的网络拓扑不兼容，通用性比较差。

3)由于网络拓扑不兼容，后续的网络线束设计和网络测试验证工作量大；

4)在匹配不同电控系统配置的车型时，各电控系统的软、硬件不一致，复用性比较差；

5)在匹配不同电控系统配置的车型时，各电控系统采用不同的零部件号，使得管理成本和开发成本成指数倍增加。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种整车网络拓扑结构，该网络拓扑结构中包含有发动机管理系统(EMS)、氮氧传感器(Nox)和组合仪表(IC)三个标配系统，以及31个选配系统，所述的选配系统如下：整车控制器(VCU)、变速箱控制器(TCU)、换挡手柄(Handle)、后处理控制器(DCU)、防抱死刹车系统或电子控制刹车系统(ABS/EBS)、气泵控制单元(APU)、电子转向助力系统或电液转向助力系统(EPS/EHPS)、电子控制空气悬架(ECAS)、电子驻车制动系统(EPB)、缓速器控制单元(RCU)、自适应巡航控制(ACC)、横摆角传感器(YAW)、转向角传感器(SAS)、前车身控制器(FBCM)、后车身控制器(RBCM)、车门控制器(DCM)、座椅控制器(SCM)、天窗控制器(RCM)、空调控制器(ACM)、随动转向大灯(AFS)、无钥匙进入和启动系统(PEPS)、电子转向柱锁(ESCL)、车队管理模块(FM)、车载信息服务终端(VIST)、多功能方向盘(MSW)、车道偏离预警或前碰撞预警系统(LDW/FCW)、盲点探测系统(BSD)、四方影像系统(AVM)、胎压监测系统(TPMS)和行驶记录仪(TCO)，该结构中还包含有1～4条CAN总线；

上述的34个系统分为四组，

第一组为：发动机管理系统(EMS)、整车控制器(VCU)、变速箱控制器(TCU)、换挡手柄(Handle)、氮氧传感器(Nox)、组合仪表(IC)和后处理控制器(DCU)；

第二组为：防抱死刹车系统或电子控制刹车系统(ABS/EBS)、气泵控制单元(APU)、电子转向助力系统或电液转向助力系统(EPS/EHPS)、电子控制空气悬架(ECAS)、电子驻车制动系统(EPB)、缓速器控制单元(RCU)、自适应巡航控制(ACC)、横摆角传感器(YAW)和转向角传感器(SAS)；

第三组为：前车身控制器(FBCM)、后车身控制器(RBCM)、车门控制器(DCM)、座椅控制器(SCM)、天窗控制器(RCM)、空调控制器(ACM)、随动转向大灯(AFS)、无钥匙进入和启动系统(PEPS)和电子转向柱锁(ESCL)；

第四组为：车队管理模块(FM)、车载信息服务终端(VIST)、多功能方向盘(MSW)、车道偏离预警或前碰撞预警系统(LDW/FCW)、盲点探测系统(BSD)、四方影像系统(AVM)、胎压监测系统(TPMS)和行驶记录仪(TCO)；

上述各组内的系统分别连接在一条CAN总线上，

当CAN总线数量为1条时，各组之间的CAN总线均连接在整车通信CAN总线上；

当CAN总线数量为2条时，两条CAN总线分别为动力底盘CAN总线和舒适信息CAN总线；第一组和第二组的CAN总线连接在动力底盘CAN总线上，第三组和第四组的CAN总线连接在舒适信息CAN总线上，动力底盘CAN总线和舒适信息CAN总线之间通过网关(GW)连接；

当CAN总线数量为3条时，有两种连接方式，

第一种方式中三条CAN总线分别为动力底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线，第一组和第二组的CAN总线连接在动力底盘CAN总线上，第三组的CAN总线连接在舒适CAN总线上，第四组的CAN总线连接在信息CAN总线上；动力底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线之间通过网关(GW)连接；

第二种方式中三条CAN总线分别为动力CAN总线、底盘CAN总线和舒适信息CAN总线，第一组的CAN总线连接在动力CAN总线上，第二组的CAN总线连接在底盘CAN总线上，第三组和第四组的CAN总线连接在舒适信息CAN总线；动力CAN总线、底盘CAN总线和舒适信息CAN总线之间通过网关(GW)连接；

当CAN总线数量为4条时，四条CAN总线分别为动力CAN总线、底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线，第一组的CAN总线连接在动力CAN总线上，第二组的CAN总线连接在底盘CAN总线上，第三组的CAN总线连接在舒适CAN总线上，第四组的CAN总线连接在信息CAN总线上；动力CAN总线、底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线之间通过网关(GW)连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型针对用户选配的系统数量和通信节点负载的不同，可以在一个网络拓扑结构中选择合理的配置，引入了整车网络柔性化开发的设计理念，可以使各电控系统在硬件保持不变的情况下，只需要在整车下线时做软件匹配，即可满足各具体车型的网络通信需求，解决了当整车电控系统数量众多、变型复杂、选配差别大时的网络拓扑设计问题，提升了整车网络的兼容性，减少了各电控系统的零部件种类，从而降低各零部件的单件成本、管理成本和开发成本，实用效果显著。

附图说明

图1：某车型的低配平台(当CAN总线数量为1条时)整车网络拓扑；

图2：某车型的中配平台1型(当CAN总线数量为2条时)整车网络拓扑；

图3：某车型的中配平台2型(当CAN总线数量为3条时)整车网络拓扑；

图4：某车型的中配平台3型(当CAN总线数量为3条时)整车网络拓扑；

图5：某车型的高配平台(当CAN总线数量为4条时)整车网络拓扑；

图6：选择整车网络拓扑平台的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明专利的技术方案作进一步详细说明。

本实施例中的网络拓扑结构中包含有发动机管理系统(EMS)、氮氧传感器(Nox)和组合仪表(IC)三个标配系统，以及31个选配系统，所述的选配系统如下：整车控制器(VCU)、变速箱控制器(TCU)、换挡手柄(Handle)、后处理控制器(DCU)、防抱死刹车系统或电子控制刹车系统(ABS/EBS)、气泵控制单元(APU)、电子转向助力系统或电液转向助力系统(EPS/EHPS)、电子控制空气悬架(ECAS)、电子驻车制动系统(EPB)、缓速器控制单元(RCU)、自适应巡航控制(ACC)、横摆角传感器(YAW)、转向角传感器(SAS)、前车身控制器(FBCM)、后车身控制器(RBCM)、车门控制器(DCM)、座椅控制器(SCM)、天窗控制器(RCM)、空调控制器(ACM)、随动转向大灯(AFS)、无钥匙进入和启动系统(PEPS)、电子转向柱锁(ESCL)、车队管理模块(FM)、车载信息服务终端(VIST)、多功能方向盘(MSW)、车道偏离预警或前碰撞预警系统(LDW/FCW)、盲点探测系统(BSD)、四方影像系统(AVM)、胎压监测系统(TPMS)和行驶记录仪(TCO)，该结构中还包含有1～4条CAN总线；

上述的34个系统分为四组，

上述各组内的系统分别连接在一条CAN总线上，

如图1所示，当CAN总线数量为1条时，各组之间的CAN总线均连接在整车通信CAN总线上；即低配平台的网络拓扑结构。

如图2所示，当CAN总线数量为2条时，两条CAN总线分别为动力底盘CAN总线和舒适信息CAN总线；第一组和第二组的CAN总线连接在动力底盘CAN总线上，第三组和第四组的CAN总线连接在舒适信息CAN总线上，动力底盘CAN总线和舒适信息CAN总线之间通过网关(GW)连接；即中配平台1型整车网络拓扑。

当CAN总线数量为3条时，有两种连接方式，

如图3所示，第一种方式中三条CAN总线分别为动力底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线，第一组和第二组的CAN总线连接在动力底盘CAN总线上，第三组的CAN总线连接在舒适CAN总线上，第四组的CAN总线连接在信息CAN总线上；动力底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线之间通过网关(GW)连接；即中配平台2型整车网络拓扑。

如图4所示，第二种方式中三条CAN总线分别为动力CAN总线、底盘CAN总线和舒适信息CAN总线，第一组的CAN总线连接在动力CAN总线上，第二组的CAN总线连接在底盘CAN总线上，第三组和第四组的CAN总线连接在舒适信息CAN总线；动力CAN总线、底盘CAN总线和舒适信息CAN总线之间通过网关(GW)连接；即中配平台3型整车网络拓扑。

如图5所示，当CAN总线数量为4条时，四条CAN总线分别为动力CAN总线、底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线，第一组的CAN总线连接在动力CAN总线上，第二组的CAN总线连接在底盘CAN总线上，第三组的CAN总线连接在舒适CAN总线上，第四组的CAN总线连接在信息CAN总线上；动力CAN总线、底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线之间通过网关(GW)连接，即高配平台整车网络拓扑。

下面再以不同用户个性化选择不同选配系统时的具体过程进行详细说明。

用户甲、乙、丙选择的电控系统配置见表4。

表4

针对用户甲、乙、丙选择的电控系统配置，估算各CAN网段的总线负载率，估算结果详见表5。其中，N表示用户选择的电控系统总数量，N1＝标配的节点数量3+用户选择的属于第一组的电控系统数量，N2表示用户选择的属于第二组的电控系统数量，N3表示用户选择的属于第三组的电控系统数量，N4表示用户选择的属于第四组的电控系统数量，则N＝N1+N2+N3+N4，N12＝N1+N2，N34＝N3+N4。

表5

针对用户的选配流程如图6所示，

S1：根据用户选定该车型的配置和功能，计算N、N12和N34。

S2：如果N＜10且N节点的总线负载率＜50％，则执行分支S3，否则执行S4。

S3：选择低配平台整车网络拓扑。

S4：如果N12＜10且N12节点的总线负载率＜50％，则执行分支S5，否则执行S6。

S5：如果N34＜10且N34节点的总线负载率＜50％，则执行分支S7，否则执行S8。

S7：选择中配平台1型整车网络拓扑。

S8：选择中配平台2型整车网络拓扑。

S6：如果N34＜10且N34节点的总线负载率＜50％，则执行S9，否则执行S10。

S9：选择中配平台3型整车网络拓扑。

S10：选择高配平台整车网络拓扑。

针对用户甲,选择整车网络拓扑平台的流程如下：因为N＝6，小于10，所以执行分支A1；因为N节点的总线负载率＝44％，小于50％，所以执行分支B1；选低配平台。

针对用户乙,选择整车网络拓扑平台的流程如下：因为N＝22，不小于10，所以执行分支A2；因为N12＝9，小于10，所以执行分支C1；因为N12节点的总线负载率＝42％，小于50％，所以执行分支D1；因为N34＝13，不小于10，所以执行分支E2；选中配2型平台。

针对用户丙,选择整车网络拓扑平台的流程如下：因为N＝14，不小于10，所以执行分支A2；因为N12＝9，小于10，所以执行分支C1；因为N12节点的总线负载率＝58％，不小于50％，所以执行分支D2；因为N34＝5，小于10，所以执行分支G1；选中配2型平台；因为N34节点的总线负载率＝15％，不小于50％，所以执行分支H1；选中配3型平台。

Claims

1.一种整车网络拓扑结构，该网络拓扑结构中的电控系统分为四组，

第一组为：发动机管理系统、整车控制器、变速箱控制器、换挡手柄、氮氧传感器、组合仪表和后处理控制器；其中，发动机管理系统、氮氧传感器和组合仪表三个为标配系统；

第二组为：防抱死刹车系统或电子控制刹车系统、气泵控制单元、电子转向助力系统或电液转向助力系统、电子控制空气悬架、电子驻车制动系统、缓速器控制单元、自适应巡航控制、横摆角传感器和转向角传感器；

第三组为：前车身控制器、后车身控制器、车门控制器、座椅控制器、天窗控制器、空调控制器、随动转向大灯、无钥匙进入和启动系统和电子转向柱锁；

第四组为：车队管理模块、车载信息服务终端、多功能方向盘、车道偏离预警或前碰撞预警系统、盲点探测系统、四方影像系统、胎压监测系统和行驶记录仪；

上述各组内的电控系统分别连接在一条CAN总线上，各组的CAN总线通过1条CAN总线或2～4条CAN总线和网关连接。

2.根据权利要求1所述的整车网络拓扑结构，其特征在于，当CAN总线数量为2条时，两条CAN总线分别为动力底盘CAN总线和舒适信息CAN总线；第一组和第二组的CAN总线连接在动力底盘CAN总线上，第三组和第四组的CAN总线连接在舒适信息CAN总线上，动力底盘CAN总线和舒适信息CAN总线之间通过网关连接。

3.根据权利要求1所述的整车网络拓扑结构，其特征在于，当CAN总线数量为3条时，有两种连接方式，

第一种方式中三条CAN总线分别为动力底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线，第一组和第二组的CAN总线连接在动力底盘CAN总线上，第三组的CAN总线连接在舒适CAN总线上，第四组的CAN总线连接在信息CAN总线上；动力底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线之间通过网关连接；

第二种方式中三条CAN总线分别为动力CAN总线、底盘CAN总线和舒适信息CAN总线，第一组的CAN总线连接在动力CAN总线上，第二组的CAN总线连接在底盘CAN总线上，第三组和第四组的CAN总线连接在舒适信息CAN总线；动力CAN总线、底盘CAN总线和舒适信息CAN总线之间通过网关连接。

4.根据权利要求1所述的整车网络拓扑结构，其特征在于，当CAN总线数量为4条时，四条CAN总线分别为动力CAN总线、底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线，第一组的CAN总线连接在动力CAN总线上，第二组的CAN总线连接在底盘CAN总线上，第三组的CAN总线连接在舒适CAN总线上，第四组的CAN总线连接在信息CAN总线上；动力CAN总线、底盘CAN总线、舒适CAN总线和信息CAN总线之间通过网关连接。