專利名稱：：一種應用于汽車ecu的通信控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及汽車電子
技術領域：
，更具體地說，本發(fā)明是涉及一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)。
背景技術：
：隨著對汽車在排放、能耗和安全性能方面要求的日益嚴格，以及用戶對汽車舒適性要求的不斷提高，現(xiàn)代汽車往往使用大量的ECU(ElectronicControlUnit,電子控制單元)，例如，ABS(AntilockBrakingSystem,防抱死剎車系統(tǒng))、發(fā)動機管理系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、中控鎖、電動座椅等；通過上述ECU的使用，能夠更加有效的實現(xiàn)對汽車的控制，減少污染和節(jié)約能源，以及向用戶提供更加安全舒適的行車環(huán)境。為了滿足汽車各ECU之間數(shù)據(jù)交換的需求，早期的解決方案是為每個ECU采用獨立的導線和開關控制；隨著ECU的增多，通信所用的線束越來越多，這不但導致了成本的提高和車輛重量的增加，也導致了整車電路的繁瑣復雜和故障率的上升。為了更快的進行數(shù)據(jù)處理，以及減少ECU之間的硬件通信線束量，1983年德國BOSCH(博世)公司開發(fā)了CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域網(wǎng))總線；現(xiàn)有的汽車設計中，CAN總線已經(jīng)廣泛應用于車載ECU通信控制中，被包括奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃以及雷諾等諸多品牌廠家所采用?，F(xiàn)有的應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖l所示，各ECU作為節(jié)點，根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁方式競爭向一條CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)彼此之間的通信?？梢钥闯?，現(xiàn)有汽車ECU的通信控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)是一種單網(wǎng)絡單通道通信控制系統(tǒng)，只能通過一條CAN總線實現(xiàn)信息的交互；實際上，各汽車ECU對于通信速率的要求是不一樣的，比如動力底盤系統(tǒng)的速率要求比較高，而儀表音響的顯示系統(tǒng)其通信速率要求比較低，以及，為了保證安全系統(tǒng)的可靠性，必須為進行安全氣囊控制的ECU提供高速的通信網(wǎng)絡。顯然，在現(xiàn)有的拓撲結(jié)構(gòu)上進行網(wǎng)絡通信，由于只能采用單一的通信速率，亦即只能采取很高的通信速率以滿足部分ECU的要求，從而造成無意義的網(wǎng)絡通信資源浪費；同時，大量節(jié)點在一條CAN總線上進行通信競爭，也容易導致網(wǎng)絡沖突和整個ECU通信控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定；此外，這種單一的拓撲結(jié)構(gòu)也不利于ECU通信控制系統(tǒng)合整車功能的擴展。隨著CAN總線所掛載節(jié)點數(shù)量的增多和數(shù)據(jù)流量的持續(xù)增加，上述缺陷已經(jīng)日益凸顯，導致了現(xiàn)有的應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)己經(jīng)在重量、部署、成本和通信效率等方方面面面臨困境，而目前尚無妥善的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術中的缺陷，提供一種優(yōu)化的車載ECU通信控制方案，以實現(xiàn)對不同通信速率要求ECU的區(qū)分支持，以及對更高通信數(shù)據(jù)量和系統(tǒng)擴展的支持。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，包括車載ECU，還包括掛接通信速率要求高于預設第一閾值的車載ECU的第一總線；掛接通信速率要求低于預設第一閾值的車載ECU的第二總線；分別連接該第一總線和第二總線，對該第一總線和/或第二總線上指定車載ECU所發(fā)送的信號進行轉(zhuǎn)換傳輸?shù)目偩€網(wǎng)關。較佳的，該總線網(wǎng)關設置在車身控制器中。較佳的，該第一總線為符合IS011898標準的高速CAN總線。較佳的，該第二總線為符合IS011898-3標準的低速CAN總線。較佳的，該第一總線和/或第二總線為多條，分別連接到該總線網(wǎng)關；其中，每條總線掛載車載ECU的數(shù)目不大于20。較佳的，還包括掛接通信速率要求低于預設第二閾值的車載ECU的第三總線；其中，該第二總線掛接通信速率要求低于預設第一閾值但高于預設第二閾值的車載ECU。較佳的，該第三總線為LIN總線，且設有主節(jié)點進行LIN總線傳輸信號的調(diào)度。較佳的，該主節(jié)點設置在該總線網(wǎng)關和/或該車身控制器中。較佳的，該第三總線為兩條或多條；對于第三總線為兩條的情況，一條掛載的車載ECU包括各門防夾模塊ECU;另一條掛載的ECU包括雨量傳感器ECU和防盜喇叭ECU。由上述技術方案可知，本發(fā)明的實施例通過對不同通信速率要求ECU加以區(qū)分支持，以及引入總線網(wǎng)關實現(xiàn)信號在不同總線間的共享，具有以下有益效果1、總線分級相比于單通道的單一通信速率，能夠更加有效和充分的利用總線資源，降低成本；2、總線網(wǎng)絡化相比于單總線結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對更高通信數(shù)據(jù)量的支持，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和實時性；3、優(yōu)化的拓撲結(jié)構(gòu)為整車功能的擴展和變更提供了更大的便利。通過以下參照附圖對優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更加明顯。圖1為現(xiàn)有技術中汽車ECU的通信控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的汽車ECU的通信控制系統(tǒng)一實施例的拓撲結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明提供的汽車ECU的通信控制系統(tǒng)一具體實施例的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式下面將詳細描述本發(fā)明的具體實施例。應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的主要構(gòu)思在于通過汽車總線的分級，來解決單總線拓撲結(jié)構(gòu)所存在的通信資源浪費嚴重、成本高、效率低以及穩(wěn)定性不佳等問題。這樣，為幫助讀者更好的理解本發(fā)明。下面將詳細介紹本發(fā)明所提供的應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)。如圖2所示，顯示了汽車ECU的通信控制系統(tǒng)200—實施例的框圖，包括車載ECU210，本領域技術人員可以了解，隨著汽車電子化的發(fā)展，會有越來越多的車載ECU被應用到汽車領域，實現(xiàn)各種輔助控制功能，而它們彼此之間的信號傳遞，就通過總線完成。在圖2所示實施例中，還包括掛接通信速率要求高于預設第一閾值的車載ECU210的第一總線220;這部分ECU210主要由通信速率要求較高的動力、底盤和安全氣囊部分構(gòu)成，由于具體的通信速率要求隨著不同的車型會存在一定的出入，因此第一閾值的實際取值可以由工程人員加以適應性調(diào)整；作為一較佳實施例，該第一總線220可以選擇符合ISOH898標準的高速CAN總線；本領域技術人員可以了解，掛接在第一總線220上的ECU210會以同樣的通信速率進行傳輸，一般高速CAN總線的信號傳輸速率在250kbit/s~500kbit/s的范圍內(nèi)。在圖2所示實施例中，還包括掛接通信速率要求低于預設第一閾值的車載ECU210的第二總線230;這部分ECU230主要由通信速率要求不太高的儀表、音響、空調(diào)等部分構(gòu)成；作為一較佳實施例，該第二總線230可以選擇符合IS011519-2標準的低速CAN總線；同樣的，掛接在第二總線230上的ECU210會以同樣的通信速率進行傳輸，一般低速CAN總線的信號傳輸速率會控制在125kbit/s以下。在圖2所示實施例中，還包括分別連接第一總線220和第二總線230，對第一總線220和/或第二總線230上指定車載ECU所發(fā)送的信號進行轉(zhuǎn)換傳輸?shù)目偩€網(wǎng)關240;該總線網(wǎng)關240可以設置在車身控制器中?？梢钥闯?，現(xiàn)有技術的單一總線只能提供單一速率，而且為了保證速率要求較高的ECU的需要，該單一總線只能采用較高的速率，而用這么高的速率來傳輸速率要求較低的ECU的信號，無疑是對總線資源的一種浪費；圖2所示實施例提供的車載ECU通信控制系統(tǒng)200能夠有效克服這一問題通過汽車總線的分級，將速率要求較高的ECU和速率要求較低的ECU分別掛載在不同的總線上進行信號傳輸，可以使速率要求較低的ECU掛載在低速總線上，從而節(jié)約總線資源，降低成本。此外，總線的分級制帶來了總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡化，將需要掛載的節(jié)點分散到不同的總線上，因此能夠降低網(wǎng)絡沖突和系統(tǒng)不穩(wěn)定情況的發(fā)生，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和實時性；相應的，多條總線能夠掛載相對較多的節(jié)點，從而實現(xiàn)對更高通信數(shù)據(jù)量的支持；同時，總線的網(wǎng)絡化可以方便的添加一些ECU用于功能擴展，從而避免現(xiàn)有車載ECU通信控制系統(tǒng)可擴展性低的缺陷。進一步的，為了有效避免網(wǎng)絡沖突和系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況，較佳的技術方案為第一總線220和/或第二總線230為多條，分別連接到該總線網(wǎng)關240，保證每條總線掛載車載ECU210的數(shù)目不大于20。再進一步的，可以對圖2所示實施例中第二總線230掛接的車載ECU210進行進一步的區(qū)分，將通信速率要求低于預設第二閾值的車載ECU210單獨由第三總線進行掛載，這部分車載ECU210主要是一些與行車安全或者乘客感受關聯(lián)不大的ECU，比如防盜喇叭、雨量傳感器等等，這類車載ECU往往不需要與總線上的ECU進行信號交換，因此可以獨立設置，進行局部的信號傳輸。為了進一步降低成本，作為一較佳實施例，該第三總線可以采用低成本LIN(LocalInterconnectNetwork,局部互連網(wǎng)絡)總線，且根據(jù)LIN總線的要求，設有主節(jié)點進行LIN總線傳輸信號的調(diào)度。較佳的，該主節(jié)點可以設置在總線網(wǎng)關240中，以及，該第三總線為可以為兩條或多條。下面，通過一個具體實施例對本發(fā)明提供的汽車ECU的通信控制系統(tǒng)進行示例性說明，請參考圖3。在該實施例中，把目前比較成熟的兩種網(wǎng)絡總線CAN總線與LIN總線引入同一個拓樸結(jié)構(gòu)里面，同時采用網(wǎng)關的技術把不同要求的總線連接起來，以實現(xiàn)資源的優(yōu)化和共享，提高系統(tǒng)的實時性。具體的，該實施例中汽車ECU的通信控制系統(tǒng)的拓樸結(jié)構(gòu)由三種總線(高速CAN、低速CAN禾BLIN)組成的四條網(wǎng)絡構(gòu)成，由18個車載ECU參與總線通訊，具體掛載情況如下高速CAN總線掛載7個車載ECU構(gòu)成高速CAN網(wǎng)絡，分別是引擎控制模塊(EngineControlModule,簡稱ECM)，制動系統(tǒng)模塊(BrakingSystemModule,簡稱BSM)，變速箱控制模塊(TransmissionControlModule,簡稱TCM)，轉(zhuǎn)向角模塊(SteeringAngleModule,簡稱SAM)，助力轉(zhuǎn)向模塊(ElectronicSteeringModule,簡稱ESM)，安全氣囊模塊(AirBagModule,簡稱ABM)和扭矩模塊(TorqueManagementModule,簡稱TMM，也稱四驅(qū)系統(tǒng))；低速CAN總線掛載4個車載ECU構(gòu)成低速CAN網(wǎng)絡，分別是后車身控制模塊(RearBodyControlModule,簡稱RBCM)，儀表控制模塊(InstrumentClusterModule,簡稱ICM)，音響控制模塊(RadioReceiverModule,簡稱RRM)和空調(diào)(CLMClimateModule);LIN總線為兩條，一條掛載2個車載ECU，分別是防盜喇叭和雨量傳感器，一條掛載4個車載ECU，分別是四門(司機側(cè)、副司機側(cè)、右后門和左后門)玻璃防夾模塊；此外，高速CAN網(wǎng)絡和低速CAN網(wǎng)絡通過網(wǎng)關實現(xiàn)信號交換，LIN網(wǎng)絡通過主節(jié)點進行信號的調(diào)度，該高低速CAN網(wǎng)絡的網(wǎng)關和LIN網(wǎng)絡的主節(jié)點均集成在一個車載ECU—車身控制器(BodyControlModule,簡稱BCM)中，特別是，該LIN網(wǎng)絡的主節(jié)點功能可以由該網(wǎng)關完成，即該網(wǎng)關同時集成了LIN網(wǎng)絡主節(jié)點，這樣，如果LIN網(wǎng)絡存在需要與CAN網(wǎng)絡進行信號交換的ECU，網(wǎng)關可以一并實現(xiàn)支持。其中，本實施例中的高速CAN總線速率為500kbit/s，低速CAN總線速率為50kbit/s，LIN總線速率為9.6kbit/s;本領域技術人員可以了解，上述總線速率可以設定為國際標準之內(nèi)的任意值，上述取值僅為實際應用中一示例性取值。作為實現(xiàn)各總線信號共享和信號調(diào)度功能的網(wǎng)關，是圖3所示實施例的關鍵部分，因此下面將結(jié)合具體的信號對其加以描述首先，網(wǎng)關是高速CAN網(wǎng)絡和低速CAN網(wǎng)絡的信號轉(zhuǎn)換的接口，把高速CAN網(wǎng)絡和低速CAN網(wǎng)絡需要互相通信的信號，根據(jù)信號發(fā)送節(jié)點的地址識別出來，并轉(zhuǎn)發(fā)到其他的CAN網(wǎng)絡；其他節(jié)點根據(jù)轉(zhuǎn)換后的信號地址，提取需要的信號。具體的，該高速CAN網(wǎng)絡和低速CAN網(wǎng)絡的信號轉(zhuǎn)換分為兩個方向(1)從高速CAN網(wǎng)絡到低速CAN網(wǎng)絡的信號轉(zhuǎn)換列表(表l):<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表1艮p，引擎控制模塊、制動系統(tǒng)模塊、變速箱控制模塊、轉(zhuǎn)向角模塊、助力轉(zhuǎn)向模塊、安全氣囊模塊和扭矩模塊的信息會通過網(wǎng)管發(fā)送到低速CAN網(wǎng)絡中，低速CAN網(wǎng)絡中需要這些信息的節(jié)點將會根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)地址識別相應的信息并接收；(2)從低速CAN網(wǎng)絡到高速CAN網(wǎng)絡的信號轉(zhuǎn)換列表(表2):<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2艮口，后車身控制模塊、儀表控制模塊、音響和空調(diào)的信息，通過網(wǎng)關發(fā)送到高速CAN網(wǎng)絡中，高速CAN網(wǎng)絡中需要這些信息的節(jié)點將會根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)地址識別相應的信息并接收。其次，網(wǎng)關連接雨量傳感器和防盜喇叭作為一條LIN網(wǎng)絡，連接四門玻璃防夾模塊構(gòu)成另一條LIN網(wǎng)絡；分開兩條LIN網(wǎng)絡有助于通信實時性的提高以及降低網(wǎng)絡的沖突。可以看出，圖3所示車載ECU通信控制系統(tǒng)的實施例有效綜合了CAN總線與LIN總線的效率和成本的優(yōu)勢，把速率要求較高的車載ECU與要求低的車載ECU分別掛載于不同的三種總線上，再采用網(wǎng)關的形式實現(xiàn)不同速率總線的信息共享，這種方案的優(yōu)勢就是總線上可傳輸?shù)男畔⒘看?，并且可以方便的添加一些系統(tǒng)用于功能擴展，從而避免了傳統(tǒng)的單總線和單通道網(wǎng)絡的可共享的信息量少，可擴展性低的缺點；具體而言，該實施例存在以下優(yōu)勢(1)通過兩種總線CAN和LIN的結(jié)合，使得兩種總線能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補，更有效和充分的利用資源，節(jié)省了成本；(2)采用了四條相對獨立控制的網(wǎng)絡總線，針對各個不同的車載ECU特點進行總線分配，把總線的負載率控制在了合理的范圍內(nèi)，增強了網(wǎng)絡通信的可靠性和實時性；(3)針對不同的網(wǎng)絡總線，采用了網(wǎng)關的技術，在實現(xiàn)信息共享的同時，對整個網(wǎng)絡進行全局網(wǎng)絡管理，增加了網(wǎng)絡的可靠性；(4)可以更有利于整車網(wǎng)絡拓樸的優(yōu)化，各個車載ECU在網(wǎng)絡中可以有更合理的分布。雖然已參照幾個典型實施例描述了本發(fā)明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應為隨附權(quán)利要求所涵蓋。權(quán)利要求1、一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，包括車載ECU；其特征在于，還包括掛接通信速率要求高于預設第一閾值的車載ECU的第一總線；掛接通信速率要求低于預設第一閾值的車載ECU的第二總線；分別連接所述第一總線和第二總線，對所述第一總線和/或第二總線上指定車載ECU所發(fā)送的信號進行轉(zhuǎn)換傳輸?shù)目偩€網(wǎng)關。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，所述總線網(wǎng)關設置在車身控制器中。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一總線為符合IS011898標準的高速CAN總線。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二總線為符合IS011898-3標準的低速CAN總線。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一總線和/或第二總線為多條，分別連接到所述總線網(wǎng)關；其中，每條總線掛載車載ECU的數(shù)目不大于20。6、根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括掛接通信速率要求低于預設第二閾值的車載ECU的第三總線；其中，所述第二總線掛接通信速率要求低于預設第一閾值但高于預設第二閾值的車載ECU。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第三總線為LIN總線，且設有主節(jié)點進行LIN總線傳輸信號的調(diào)度。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主節(jié)點設置在所述總線網(wǎng)關和/或所述車身控制器中。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第三總線為兩條或多條。全文摘要本發(fā)明公開了一種應用于汽車ECU的通信控制系統(tǒng)，包括車載ECU，還包括掛接通信速率要求高于預設第一閾值的車載ECU的第一總線；掛接通信速率要求低于預設第一閾值的車載ECU的第二總線；分別連接該第一總線和第二總線，對該第一總線和/或第二總線上指定車載ECU所發(fā)送的信號進行轉(zhuǎn)換傳輸?shù)目偩€網(wǎng)關。通過本發(fā)明，能夠更加有效和充分的利用總線資源，降低成本；能夠?qū)崿F(xiàn)對更高通信數(shù)據(jù)量的支持，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和實時性；以及，優(yōu)化的拓撲結(jié)構(gòu)為整車功能的擴展和變更提供了更大的便利。文檔編號B60R16/02GK101456390SQ20081015536公開日2009年6月17日申請日期2008年10月17日優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日發(fā)明者劉慧軍,周定華,勁姚,李武斌,平王,飛王申請人:奇瑞汽車股份有限公司