CN218100014U - 汽车can总线仿真学习平台 - Google Patents

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CN218100014U CN202222467436.4U CN202222467436U CN218100014U CN 218100014 U CN218100014 U CN 218100014U CN 202222467436 U CN202222467436 U CN 202222467436U CN 218100014 U CN218100014 U CN 218100014U
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王永辉
瞿二虎
阳娣莎
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Abstract

本实用新型公开了一种汽车CAN总线仿真学习平台,其包括箱体及设置于箱体内的网关单元、组合仪表ECU、整车控制ECU、左前车门/灯ECU、右前车门/灯ECU、左后车门/灯ECU、右后车门/灯ECU、转向柱ECU和线控底盘ECU;网关单元分别通过高速CAN总线电性连接组合仪表ECU和整车控制ECU;通过低速CAN总线电性连接左前车门/灯ECU、右前车门/灯ECU、左后车门/灯ECU、右后车门/灯ECU和转向柱ECU;通过FlexRay总线电性连接线控底盘ECU;箱体内还通过网关单元接入4G‑LTE网络。本实用新型加入车联网学习所需要的FlexRay和4G‑LTE网络,满足现阶段汽车专业发展的需要。

Description

汽车CAN总线仿真学习平台
技术领域
本实用新型涉及实验室教学系统技术领域,尤其涉及的是一种汽车CAN总线仿真学习平台。
背景技术
现有技术下,实验室中的汽车专业教学系统,一般采用台架式的实验系统和实验箱式的实验系统。现有的台架式实验系统由于是由实车零部件进行组装,所以体积较大、零部件及运输成本较高;而现有的实验箱式实验系统无车联网发展所需要学习的FlexRay和4G-LTE网络,无法满足现阶段汽车专业发展的需要。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种汽车CAN总线仿真学习平台,以解决现有的台架式实验系统体积较大、零部件及运输成本较高以及现有的实验箱式实验系统无车联网发展所需要学习的FlexRay和4G-LTE网络所导致的无法满足现阶段汽车专业发展需要的问题。
本实用新型通过以下技术方案实现的:一种汽车CAN总线仿真学习平台,包括箱体以及设置于所述箱体内的网关单元、组合仪表ECU、整车控制ECU、左前车门/灯ECU、右前车门/灯ECU、左后车门/灯ECU、右后车门/灯ECU、转向柱ECU和线控底盘ECU;
其中,所述网关单元分别通过高速CAN总线电性连接所述组合仪表ECU和所述整车控制ECU;通过低速CAN总线电性连接所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU和所述转向柱ECU;通过FlexRay总线电性连接所述线控底盘ECU;其中,所述箱体内还通过所述网关单元接入4G-LTE网络。
本实用新型的进一步设置,还包括:防碰撞预警ECU;
所述防碰撞预警ECU通过CAN-FD总线与所述线控底盘ECU电性连接
本实用新型的进一步设置,所述网关单元具有高速CAN总线通信接口、低速CAN总线通信接口、FlexRay总线通信接口和4G-LTE通信接口;
所述网关单元分别通过所述高速CAN总线通信接口211、低速CAN总线通信接口和FlexRay总线通信接口接入高速CAN总线、低速CAN总线和FlexRay总线;
所述网关单元还通过所述4G-LTE通信接口接入4G-LTE网络。
本实用新型的进一步设置,所述线控底盘ECU具有CAN-FD总线通信接口;
所述线控底盘ECU通过CAN-FD总线通信接口接入CAN-FD总线。
本实用新型的进一步设置,所述箱体具有可闭合的上侧箱体和下侧箱体;所述上侧箱体上设置有第一面板;
所述下侧箱体上设置有第二面板。
本实用新型的进一步设置,所述第一面板和所述第二面板通过线束电气连接。
本实用新型的进一步设置,所述第一面板上具有多个测试端口,所述多个测试端口用于接入检测仪器进行电参数的测量。
本实用新型的进一步设置,所述组合仪表ECU、所述整车控制ECU、所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU、所述转向柱ECU、所述线控底盘ECU以及所述防碰撞预警ECU为可拆卸式ECU。
本实用新型的进一步设置,所述组合仪表ECU、所述整车控制ECU、所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU、所述转向柱ECU、所述线控底盘ECU以及所述防碰撞预警ECU之间采用印刷电路板和线束进行电气连接。
本实用新型的进一步设置,所述组合仪表ECU、所述整车控制ECU、所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU、所述转向柱ECU、所述线控底盘ECU、所述防碰撞预警ECU以及所述印刷电路板之间采用插针/插孔形式作为电气连接接口。
本实用新型的有益效果:
采用箱体设计,减小实验系统体积较大、降低零部件及运输成本;通过FlexRay总线电性连接线控底盘ECU,并设有通信接口接入4G-LTE网络,加入车联网发展所需要学习的FlexRay和4G-LTE网络,以满足现阶段汽车专业发展的需要。
附图说明
图1为本实用新型的一种汽车CAN总线仿真学习平台的电路原理框图。
图2为本实用新型的一种汽车CAN总线仿真学习平台的箱体结构图。
图3为本实用新型的一种汽车CAN总线仿真学习平台的插针结构图。
图4为本实用新型的一种汽车CAN总线仿真学习平台的插孔结构示意图。
主要元件符号说明
汽车CAN总线仿真学习平台 100
箱体 10
上侧箱体 11
下侧箱体 12
线束 13
印刷电路板 14
插针 15
插孔 16
第一面板 20
第二面板 30
测试端口 40
网关单元 21
高速CAN总线通信接口 211
低速CAN总线通信接口 212
FlexRay总线通信接口 213
4G-LTE通信接口 214
组合仪表ECU 22
汽车液晶显示屏 221
整车控制EUC 23
线控底盘ECU 24
CAN-FD总线通信接口 241
防碰撞预警ECU 25
左前车门/灯ECU 31
右前车门/灯ECU 32
左后车门/灯ECU 33
右后车门/灯ECU 34
转向柱ECU 35
具体实施方式
本实用新型提供一种汽车CAN总线仿真学习平台,适用实验室教学系统技术领域,为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
在实施方式和申请专利范围中,除非文中对于冠词有特别限定,否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。
另外,若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
实施例
请参阅图1,本实用新型提供的一种汽车CAN总线仿真学习平台100,包括两个CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线网络、1个CAN-FD(CAN with FlexibleData-Rate,可变速率控制器局域网络)总线网络和1个FlexRay(一种高速实时汽车内部通信总线)总线网络。其中,两个CAN总线网络分别为高速CAN总线网络和低速CAN总线网络。上述网络内具有以下ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元):
1、高速CAN总线网络内有:组合仪表ECU22、整车控制ECU23和网关单元21,其中,组合仪表ECU22和整车控制ECU23相互并接在高速CAN总线网络内;
2、低速CAN总线网络有:网关单元21、左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34和转向柱ECU35,其中,左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34和转向柱ECU35相互并接在低速CAN总线网络内;
3、FlexRay总线网络内有:网关单元21和线控底盘ECU24;
4、CAN-FD总线网络内有:线控底盘ECU24和防碰撞预警ECU25。
其中,高速CAN总线网络、低速CAN总线网络、FlexRay总线网络和4G-LTE网络分别接入网关单元21。网关单元21用于将各个不同传输协议的网络段连接在一起,即网关单元将高速CAN总线网络、低速CAN总线网络、FlexRAY总线网络和4G-LTE总线网络连接在一起。网关单元21分别通过高速CAN总线电性连接组合仪表ECU22和整车控制ECU23;通过低速CAN总线电性连接左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34和转向柱ECU35;通过FlexRay总线电性连接线控底盘ECU24。
此外,本实用新型的汽车CAN总线仿真学习平台100的线控底盘ECU24通过CAN-FD总线与防碰撞预警ECU25电性连接。
下面对汽车CAN总线仿真学习平台部件结构及功能进行介绍:
请参阅图2,汽车CAN总线仿真学习平台100为实验箱结构,具有箱体10及设置于箱体10内的网关单元21、组合仪表ECU22、整车控制ECU23、左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34、转向柱ECU35和线控底盘ECU24。其中,网关单元21分别通过高速CAN总线电性连接组合仪表ECU22和整车控制ECU23;通过低速CAN总线电性连接左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34和转向柱ECU35;通过FlexRay总线电性连接线控底盘ECU24;其中,箱体10内还通过网关单元21接入4G-LTE网络。
可见,本实用新型的汽车CAN总线仿真学习平台100除了具有高速CAN网络总线和低速CAN网络总线外,还具有车联网发展所需要学习的FlexRay网络线和4G-LTE网络,达到了满足现阶段汽车专业发展的需要的效果。
请参阅继续参阅图2,箱体10内还设置有:防碰撞预警ECU25;防碰撞预警ECU25通过CAN-FD总线与线控底盘ECU24电性连接。即,还具有车联网发展所需要学习的CAN-FD总线,进一步达到了满足现阶段汽车专业发展的需要的效果。
请继续参阅图2,网关单元21具有高速CAN总线通信接口211、低速CAN总线通信接口212、FlexRay总线通信接口213和4G-LTE通信接口214。网关单元21分别通过高速CAN总线通信接口211、低速CAN总线通信接口212和FlexRay总线通信接口213接入高速CAN总线、低速CAN总线和FlexRay总线。此外,网关单元21还通过4G-LTE通信接口214接入4G-LTE网络。
进一步地,线控底盘ECU24具有CAN-FD总线通信接口241,线控底盘ECU24通过CAN-FD总线通信接口241接入CAN-FD总线。
汽车CAN总线仿真学习平台100设置为实验箱结构,相比起台架式的实验系统,实验箱式的实验系统体积较小、零部件及运输成本较低。箱体10具有上侧箱体11和下侧箱体12,上侧箱体11可以盖合到下侧箱体上;上侧箱体11和下侧箱体12之间采用线束13将两个部分进行电气连接。上侧箱体11和下侧箱体12分别具有第一面板20和第二面板30,第一面板20和第二面板30都安装有ECU,各个ECU为可拆卸式的ECU,即,网关单元21、组合仪表ECU22、整车控制ECU23、左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34、转向柱ECU35、线控底盘ECU24和防碰撞预警ECU25为可拆卸式的ECU。
此外,各个ECU及对应的输入设备、输出设备,ECU和输入、输出设备之间通过印刷电路板14分别电气连接到第一面板20和第二面板30上。第一面板20和第二面板30下埋有线束13将各个印刷电路板14进行电气连接。即,网关单元21、组合仪表ECU22、整车控制ECU23、左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34、转向柱ECU35、线控底盘ECU24和防碰撞预警ECU25之间采用印刷电路板14和线束13进行电气连接,达到用户可以随时拆卸面板上的ECU,便于拆卸、调试ECU的效果,并且用户可以自己制作线束并且将面板上的各个ECU替换为用户自己设计、焊接的ECU,达到使得汽车CAN总线仿真学习平台100具有更多的开放性效果。其中,各个ECU通过印刷电路板14进行连接,还可以达到开放ECU内部的电路图,使用户在学习时实现对原理的掌握,做到举一反三的效果。
进一步地,请结合参阅图2、图3和图4,各个ECU与连接用的各个印刷电路板14之间采用插针15/插孔16的形式作为电气连接接口,也就是说,网关单元21、组合仪表ECU22、整车控制ECU23、左前车门/灯ECU31、右前车门/灯ECU32、左后车门/灯ECU33、右后车门/灯ECU34、转向柱ECU35、线控底盘ECU24和防碰撞预警ECU25和各个印刷电路板14之间采用插针15/插孔16的形式作为电气连接接口,达到方便于各个ECU之间的电气连接的效果。此外,当用户替换为自己焊接的ECU时,也可以达到相对低成本、高效率的完成与其他ECU的连接的效果。
请继续参阅图2,第一面板20上设置有多个测试端口40,测试端口40用于接入检测仪器进行电参数的测量。此外,测试端口40为与不同网络(高速CAN网络、低速CAN网络、CAN-FD网络、FlexRay网络和4G-LTE)对应的4mm或2mm的测试端口40,供用户使用万用表等工具测量使用,达到实现对包括高速CAN总线网络、低速CAN总线网络、CAN-FD总线网络和FlexRay总线网络的电阻、电压、波形、数据特点进行测量的效果。此外,测试端口40还可以连接外部电脑或其他终端,对4G-LTE网络进行调试和监测,以及基于软件开发平台对高速CAN总线网络、低速CAN总线网络、CAN-FD总线网络和FlexRay总线网络进行包括程序、通讯协议的二次开发。
请继续参阅图2,组合仪表ECU22具有汽车液晶显示屏221设置于第一面板上20。
请结合参阅图1,汽车CAN总线仿真学习平台100通过4G-LET网络接入云端,优选的,在其他实施例中,还可以通过5G-LET网络接入云端。通过网络将汽车CAN总线仿真学习平台100接入云端,达到存储实验数据到云端的效果。
需要说明的是,在本实用新型开放的各个ECU的内部电路的基础上,可以提供ECU的内部程序源代码,使得ECU之间的网络连接关系能够让用户清晰可见,可以让用户实现厘清相互之间的通信关系和所属网络。
综上所述,本实用新型提供的一种汽车CAN总线仿真学习平台,具有以下有益效果:
采用实验箱的形式,达到了降低零部件及运输成本的效果。能在更小的教学场地,进行多组设备的同时使用;能解决分组、配合的教学难题;在一定程度上,也解决了台套数对教学的影响;
采用了ECU组成车载网络,并开放了ECU内部的电路图、程序代码,与采用“实车部件”、“不开源”的实验系统比,能达到更深入进行ECU内部原理、CAN总线原理的学习的效果;
一套系统内集成了网关、高速CAN网络、低速CAN网络、CAN-FD网络、FlexRay网络和4G-LET网络,达到比现有的教学系统具备更多灵活性、拓展性的效果;并且可以通过各个网络测试端口进行程序、通讯协议的二次开发;
通过可拆卸的ECU设置,以及各个ECU之间通过印刷电路板和线束电气连接,用户可以自己制作线束并替换掉现有平台的ECU;
采用插针/插孔作为电气连接端口,能达到低成本的实现ECU的焊接、调试、测试、替换等学习内容的效果。
应当理解的是,本实用新型的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,包括箱体以及设置于所述箱体内的网关单元、组合仪表ECU、整车控制ECU、左前车门/灯ECU、右前车门/灯ECU、左后车门/灯ECU、右后车门/灯ECU、转向柱ECU和线控底盘ECU;
其中,所述网关单元分别通过高速CAN总线电性连接所述组合仪表ECU和所述整车控制ECU;通过低速CAN总线电性连接所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU和所述转向柱ECU;通过FlexRay总线电性连接所述线控底盘ECU;其中,所述箱体内还通过所述网关单元接入4G-LTE网络。
2.根据权利要求1所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,还包括:防碰撞预警ECU;
所述防碰撞预警ECU通过CAN-FD总线与所述线控底盘ECU电性连接。
3.根据权利要求1所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述网关单元具有高速CAN总线通信接口、低速CAN总线通信接口、FlexRay总线通信接口和4G-LTE通信接口;
所述网关单元分别通过所述高速CAN总线通信接口、低速CAN总线通信接口和FlexRay总线通信接口接入高速CAN总线、低速CAN总线和FlexRay总线;
所述网关单元还通过所述4G-LTE通信接口接入4G-LTE网络。
4.根据权利要求1所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述线控底盘ECU具有CAN-FD总线通信接口;
所述线控底盘ECU通过CAN-FD总线通信接口接入CAN-FD总线。
5.根据权利要求1所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述箱体具有可闭合的上侧箱体和下侧箱体;
所述上侧箱体上设置有第一面板;
所述下侧箱体上设置有第二面板。
6.根据权利要求5所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述第一面板和所述第二面板通过线束电气连接。
7.根据权利要求5所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述第一面板上具有多个测试端口,所述多个测试端口用于接入检测仪器进行电参数的测量。
8.据权利要求2所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述组合仪表ECU、所述整车控制ECU、所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU、所述转向柱ECU、所述线控底盘ECU以及所述防碰撞预警ECU为可拆卸式ECU。
9.根据权利要求2所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述组合仪表ECU、所述整车控制ECU、所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU、所述转向柱ECU、所述线控底盘ECU以及所述防碰撞预警ECU之间采用印刷电路板和线束进行电气连接。
10.根据权利要求9所述的汽车CAN总线仿真学习平台,其特征在于,所述组合仪表ECU、所述整车控制ECU、所述左前车门/灯ECU、所述右前车门/灯ECU、所述左后车门/灯ECU、所述右后车门/灯ECU、所述转向柱ECU、所述线控底盘ECU、所述防碰撞预警ECU以及所述印刷电路板之间采用插针/插孔形式作为电气连接接口。
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