一种整车CAN总线网络系统的制作方法

本实用新型涉及一种整车CAN总线网络系统。

背景技术：

近几年，汽车电子技术获得巨大发展，随着人们对汽车安全性、舒适性、智能性等方面需求日益提升，汽车电子化、信息化、网络化、智能化已经成为汽车技术的主流方向，客车领域目前已经装备了一套CAN网络系统，随着多功能方向盘、胎压监测、润滑系统等电子系统的不断增加，特别是新能源客车整车控制、电池控制、电机控制、转向控制等电子系统的大量增加，大量电子设备都连接在同一CAN网络，数据信息均从该CAN网络中传输。如果其中一个节点出现问题，有可能导致整个CAN网络损坏，进而导致整车的瘫痪，所以，可靠性较低。同时不同电子设备通信对通信能力、速率等要求不同，对汽车CAN网络系统的安全性、可扩展性、通信负载等是极大的挑战。

为了解决上述问题，公开号为CN203186257U的中国专利申请文件中公开了一种整车CAN总线网络系统，包括动力CAN总线和车身CAN总线，这两个总线之间通过网关连接。这种方式将整车CAN总线网络分为两部分，虽然能够在一定程度上解决上述问题，可靠性有了一定的提升，但是，每个CAN总线上还是连接有太多的负载，可靠性依旧不是很高，不利于控制和管理。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种整车CAN总线网络系统，用以解决传统的CAN网络总线可靠性不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种整车CAN总线网络系统，包括动力CAN总线和车身CAN总线，两者通过第一网关连接，还包括高压CAN总线和信息CAN总线，所述高压CAN总线与所述动力CAN总线通过第二网关连接，所述车身CAN总线与所述信息CAN总线通过第三网关连接。

所述第一网关设置在车身主控制模块上，所述第二网关设置在整车控制器上，所述第三网关设置在仪表模块上。

所述整车控制器上设置有高压CAN诊断端口和动力CAN诊断端口，高压CAN总线通过高压CAN诊断端口连接整车控制器，动力CAN总线通过动力CAN诊断端口连接整车控制器；仪表模块上设置有车身CAN诊断端口和信息CAN诊断端口，车身CAN总线通过车身CAN诊断端口连接仪表模块，信息CAN总线通过信息CAN诊断端口连接仪表模块。

所述高压CAN总线上连接的控制子系统至少有电池管理系统和主电机控制器。

所述动力CAN总线上连接的控制子系统至少有档位面板。

所述车身CAN总线上连接的控制子系统至少有前部电源模块。

所述信息CAN总线上连接的控制子系统至少有胎压报警系统。

本实用新型提供的整车CAN总线网络系统中包括四个分总线网络系统，分别是高压CAN总线、动力CAN总线、车身CAN总线和信息CAN总线，相邻两个总线系统之间通过相应的网关连接，也就是说，本实用新型将整车CAN总线网络系统分为了四部分，并且是根据车辆中的控制子系统的属性进行划分的，不同属性的子系统与相对应的总线连接，实现数据的传输。所以，该整车CAN总线网络系统中的每个总线上连接的子系统的个数得到了很大程度的降低，便于控制和管理，可靠性得到了提升。而且，根据子系统属性的不同划分不同的CAN总线，相同属性的子系统连接到同一个CAN总线上，不仅方便控制、管理，而且降低了各个总线网络之间的负载率，增强了通信能力及效率，同时一个出现问题不会影响其他网络的独立运行，可靠性进一步提升。

车辆中的高压控制子系统连接高压CAN总线，通过网关实现与外部低压器件的控制对接，可以大大方便高压系统的单独管理，防止外界不确定因素的干扰，大大提高整车的安全性能；动力控制子系统连接动力CAN总线，不仅有效的提升车辆行驶系统的控制效率，同时可以实现对车辆行驶系统的监控；车身控制子系统连接车身CAN总线，大大降低了车身网络的负载，提高了车身网络的稳定性；信息控制子系统连接信息CAN总线，可以有效降低外部系统对其影响，便于问题查找及分析。

附图说明

图1是插电式客车CAN总线网络系统结构示意图；

图2是纯电动客车CAN总线网络系统结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的整车CAN总线网络系统应用广泛，可以应用在新能源客车上，也可以用在传统动力的客车上，或者其他类型的车辆上。

以下结合附图，以插电式客车和纯电动客车为例，分别对本实用新型做进一步详细的说明。

插电式客车CAN总线网络系统实施例

如图1所示，插电式客车CAN总线网络系统包括高压系统CAN总线、动力系统CAN总线、车身系统CAN总线和信息系统CAN总线，高压系统CAN总线与动力系统CAN总线之间、动力系统CAN总线与车身系统CAN总线之间和车身系统CAN总线与信息系统CAN总线之间均通过网关连接。在本实施例中，这三个网关分别设置在整车控制器、车身主控制模块和仪表模块上，也可以说，高压系统CAN总线与动力系统CAN总线之间通过整车控制器连接，动力系统CAN总线与车身系统CAN总线之间通过车身主控制模块连接，车身系统CAN总线与信息系统CAN总线之间通过仪表模块连接。由于整车控制器、车身主控制模块和仪表模块均为客车本身的设备，均属于常规设备，所以，不再对各自的具体结构进行描述。

其中，通过CAN网络通信将管理或控制汽车高压器件工作的各个子系统与高压系统CAN总线连接在一起而构成高压系统CAN网络系统。

通过CAN网络通信将监控或控制汽车行驶工作的各个子系统与动力系统CAN总线连接在一起而构成动力系统CAN网络系统。

通过CAN网络通信将管理或控制汽车传统电器工作的各个子系统与车身系统CAN总线连接在一起而构成车身系统CAN网络系统。

通过CAN网络通信将车辆各个信息系统与信息系统CAN总线连接在一起而构成信息系统CAN网络系统。

高压系统CAN总线、动力系统CAN总线、车身系统CAN总线和信息系统CAN总线通过整车控制器、车身主控制模块和仪表模块三个网关将整个CAN网络连接在一起，实现不同总线之间的信息交互。

另外，为了使该CAN总线网络系统具备诊断功能，该网络系统还包括四个诊断端口：高压CAN诊断端口、动力CAN诊断端口、车身CAN诊断端口和信息CAN诊断端口。整车控制器上有两个端口，为高压CAN诊断端口和动力CAN诊断端口，高压系统CAN总线通过高压CAN诊断端口连接整车控制器，动力系统CAN总线通过动力CAN诊断端口连接整车控制器。仪表模块上有两个端口，为车身CAN诊断端口和信息CAN诊断端口，车身系统CAN总线通过车身CAN诊断端口连接仪表模块，信息系统CAN总线通过信息CAN诊断端口连接仪表模块。整车控制器通过高压CAN诊断端口可以诊断高压系统CAN总线上的各个节点信息；整车控制器通过动力CAN诊断端口可以诊断动力系统CAN总线上的各个节点信息；仪表模块通过车身CAN诊断端口可以诊断车身系统CAN总线上的各个节点信息；仪表模块通过信息CAN诊断端口可以诊断信息系统CAN总线上的各个节点信息。从而实现在整车控制器及仪表模块中实现对整车信息现场监控。将高压CAN诊断端口和动力CAN诊断端口设置在整车控制器上，将车身CAN诊断端口和信息CAN诊断端口设置在仪表模块上，端口集中在整车控制器及仪表模块处监测有利于检修方便及设计优化。

由于本实施例中的CAN总线网络系统是应用在插电式客车中的，所以，基于插电式客车的结构，高压系统CAN总线连接的子系统有电池管理系统和主电机控制器，这些子系统通过对应的节点连接高压系统CAN总线，并且，高压系统CAN总线上连接的子系统还可以有充电控制系统、转向控制系统、ISG电机控制器等。高压系统CAN总线上的各个节点通过高压系统CAN总线实现信息互换。

动力系统CAN总线连接的子系统有档位面板，通过对应的节点连接动力系统CAN总线，并且，动力系统CAN总线上连接的子系统还可以有发动机ECU、缓速器、冷却控制系统、ABS+ASR+ESC/ESB、自适应巡航ACC、行车记录仪、车辆监控系统等。动力系统CAN总线上的各个节点通过动力系统CAN总线实现信息互换。

同时通过整车控制器作为网关，不但能够实现高压系统CAN总线上的各个节点功能正常运行，而且实现高压系统CAN总线的有关信息与动力系统CAN总线的相关信息之间的传输。

车身系统CAN总线连接的子系统有前电源模块，通过对应的节点连接车身系统CAN总线，并且，车身系统CAN总线上连接的子系统还可以有顶部控制模块、后部控制模块等。车身系统CAN总线上的各个节点通过车身系统CAN总线实现信息互换。通过车身主控制模块作为网关能够实现车身系统CAN总线的有关信息与动力CAN总线的信息之间的传输，从而实现车身系统CAN总线的各个节点功能正常运行。

根据配置车辆的不同，信息系统CAN总线上连接的车辆信息子系统不同，比如包括胎压报警系统、多功能方向盘、集中润滑系统、智能公交系统等。信息系统CAN总线上的各个节点通过信息系统CAN总线实现信息互换。同时通过仪表模块作为网关实现车身系统CAN总线的有关信息与信息系统CAN总线的信息之间的传输，从而实现信息系统CAN总线的各个节点功能正常运行。

纯电动客车CAN总线网络系统实施例

本实施例中，纯电动客车上的CAN总线网络系统与插电式客车上的CAN总线网络系统整体结构相同。如图2所示，纯电动客车CAN总线网络系统包括高压系统CAN总线、动力系统CAN总线、车身系统CAN总线和信息系统CAN总线，高压系统CAN总线与动力系统CAN总线之间、动力系统CAN总线与车身系统CAN总线之间和车身系统CAN总线与信息系统CAN总线之间均通过网关连接。在本实施例中，这三个网关分别设置在整车控制器、车身主控制模块和仪表模块上，也可以说，高压系统CAN总线与动力系统CAN总线之间通过整车控制器连接，动力系统CAN总线与车身系统CAN总线之间通过车身主控制模块连接，车身系统CAN总线与信息系统CAN总线之间通过仪表模块连接。由于整车控制器、车身主控制模块和仪表模块均为客车本身的设备，均属于常规设备，所以，不再对各自的具体结构进行描述。

其中，通过CAN网络通信将管理或控制汽车高压器件工作的各个子系统与高压系统CAN总线连接在一起而构成高压系统CAN网络系统。

通过CAN网络通信将监控或控制汽车行驶工作的各个子系统与动力系统CAN总线连接在一起而构成动力系统CAN网络系统。

通过CAN网络通信将管理或控制汽车传统电器工作的各个子系统与车身系统CAN总线连接在一起而构成车身系统CAN网络系统。

通过CAN网络通信将车辆各个信息系统与信息系统CAN总线连接在一起而构成信息系统CAN网络系统。

高压系统CAN总线、动力系统CAN总线、车身系统CAN总线和信息系统CAN总线通过整车控制器、车身主控制模块和仪表模块三个网关将整个CAN网络连接在一起，实现不同总线之间的信息交互。

另外，为了使该CAN总线网络系统具备诊断功能，该网络系统还包括四个诊断端口：高压CAN诊断端口、动力CAN诊断端口、车身CAN诊断端口和信息CAN诊断端口。整车控制器上有两个端口，为高压CAN诊断端口和动力CAN诊断端口，高压系统CAN总线通过高压CAN诊断端口连接整车控制器，动力系统CAN总线通过动力CAN诊断端口连接整车控制器。仪表模块上有两个端口，为车身CAN诊断端口和信息CAN诊断端口，车身系统CAN总线通过车身CAN诊断端口连接仪表模块，信息系统CAN总线通过信息CAN诊断端口连接仪表模块。整车控制器通过高压CAN诊断端口可以诊断高压系统CAN总线上的各个节点信息；整车控制器通过动力CAN诊断端口可以诊断动力系统CAN总线上的各个节点信息；仪表模块通过车身CAN诊断端口可以诊断车身系统CAN总线上的各个节点信息；仪表模块通过信息CAN诊断端口可以诊断信息系统CAN总线上的各个节点信息。从而实现在整车控制器及仪表模块中实现对整车信息现场监控。将高压CAN诊断端口和动力CAN诊断端口设置在整车控制器上，将车身CAN诊断端口和信息CAN诊断端口设置在仪表模块上，端口集中在整车控制器及仪表模块处监测有利于检修方便及设计优化。

与插电式客车CAN总线网络系统不同在于：部分总线上连接的具体子系统有一定的差异，如图2所示，高压系统CAN总线连接的子系统有电池管理系统、主电机控制器、充电控制系统、转向控制系统、冷却控制模块等，这些子系统通过对应的节点连接高压系统CAN总线。高压系统CAN总线上的各个节点通过高压系统CAN总线实现信息互换。

动力系统CAN总线连接的子系统有档位面板、车辆监控系统、缓速器、ABS+ASR+ESC/ESB、自适应巡航ACC、行车记录仪等，通过对应的节点连接动力系统CAN总线。动力系统CAN总线上的各个节点通过动力系统CAN总线实现信息互换。

同时通过整车控制器作为网关，不但能够实现高压系统CAN总线上的各个节点功能正常运行，而且实现高压系统CAN总线的有关信息与动力系统CAN总线的相关信息之间的传输。

车身系统CAN总线连接的子系统有前电源模块、顶部控制模块、后部控制模块等，通过对应的节点连接车身系统CAN总线。车身系统CAN总线上的各个节点通过车身系统CAN总线实现信息互换。通过车身主控制模块作为网关能够实现车身系统CAN总线的有关信息与动力CAN总线的信息之间的传输，从而实现车身系统CAN总线的各个节点功能正常运行。

信息系统CAN总线上连接的子系统有胎压报警系统、多功能方向盘、集中润滑系统、智能公交系统等。信息系统CAN总线上的各个节点通过信息系统CAN总线实现信息互换。同时通过仪表模块作为网关实现车身系统CAN总线的有关信息与信息系统CAN总线的信息之间的传输，从而实现信息系统CAN总线的各个节点功能正常运行。

上述两个实施例中的、与对应CAN总线连接的各个控制子系统均属于现有技术，那么，就不再对各个控制子系统的结构和功能进行详细描述。

通过上述两个实施例可以看出，本实用新型提供的CAN总线系统应用广泛，除了适用于上述两种车辆之外还可以适用于其他类型的车辆，并且，可以看出，根据不同类型的车辆，每个系统CAN总线上连接的子系统可能会有细微的差距，这是与车辆的具体类型有关。所以，在满足本实用新型的基本思路的基础上，不管每个CAN总线上连接的控制子系统有何种变化，对本领域普通技术人员而言，并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。