| 专利名称： | 车载控制器CAN总线故障监控及显示系统 | ||
| 专利名称(英文)： | Vehicle-mounted controller CAN bus fault monitoring and display system | ||
| 专利号： | CN201510739557.1 | 申请时间： | 20151104 |
| 公开号： | CN105398407A | 公开时间： | 20160316 |
| 申请人： | 华晨汽车集团控股有限公司 | ||
| 申请地址： | 110044 辽宁省沈阳市大东区东望街39号 | ||
| 发明人： | 王志鹏; 赵德华; 张超; 詹德凯 | ||
| 分类号： | B60R16/023 | 主分类号： | B60R16/023 |
| 代理机构： | 沈阳科威专利代理有限责任公司 21101 | 代理人： | 杨滨 |
| 摘要： | 一种车载控制器CAN网络监控及显示系统，它包括带有发动机控制器、变速箱控制器、电子转向锁控制器和转向助力控制器的动力CAN网络和带有车身控制器、气囊控制器、空调控制器和多媒体控制器的车身CAN网络，技术要点是：所述的动力CAN网络和车身CAN网络的输出端与网关控制器相连接，网关控制器的输出端与带有监控控制器网络状态及记录故障信息的CAN网络监控单元的输入端相连接；所述的车身CAN网络的输出端通过仪表控制器与能接收并显示总线故障信息的CAN网络故障显示单元的输入端相连接。本发明将仪表控制器作为CAN网络故障显示单元，让驾驶员及时了解汽车控制器网络故障状态，以采取相应措施，避免车辆和人身安全问题。 | ||
| 摘要(英文)： | A vehicle-mounted controller CAN network monitoring and display system, which comprises a engine controller, the transmission controller, electronic steering lock controller and power-assisted steering controller power CAN network and is provided with a vehicle body controller, the airbag controller, air-conditioning controller and multimedia controller CAN network of the vehicle body, characterized in that : the power of the network CAN CAN network and the output terminal of the controller is connected with the gateway, the gateway output terminal of the controller and with monitoring controller network state and record the fault information network CAN is connected to the input end of the monitoring unit; of the car body through the instrument network CAN the output terminal of the controller and can receive and display bus fault information of the network fault CAN is connected with the input terminal of the display unit. In the invention, the instrument controller network fault display unit as CAN, let the driver know network fault state of vehicle control, to take corresponding measures, vehicles and personal safety problem is avoided. | ||
1.一种车载控制器CAN网络监控及显示系统，它包括带有发动机控制器、变速箱控制器、电子转向锁控制器和转向助力控制器的动力CAN网络和带有车身控制器、气囊控制器、空调控制器和多媒体控制器的车身CAN网络，其特征在于：所述的动力CAN网络和车身CAN网络的输出端与网关控制器相连接，网关控制器的输出端与带有监控控制器网络状态及记录故障信息的CAN网络监控单元的输入端相连接；所述的车身CAN网络的输出端通过仪表控制器与能接收并显示总线故障信息的CAN网络故障显示单元的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的车载控制器CAN网络监控及显示系统，其特征在于：所述的动力CAN网络还包括有启动机控制器，稳定系统控制器或/和无钥匙启动控制器。
3.根据权利要求1所述的车载控制器CAN网络监控及显示系统，其特征在于：所述的车身CAN网络还包括有倒车雷达控制器，盲区监测控制器，座椅控制器，车联网控制器或/和胎压控制器。
1.一种车载控制器CAN网络监控及显示系统，它包括带有发动机控制器、变速箱控制器、电子转向锁控制器和转向助力控制器的动力CAN网络和带有车身控制器、气囊控制器、空调控制器和多媒体控制器的车身CAN网络，其特征在于：所述的动力CAN网络和车身CAN网络的输出端与网关控制器相连接，网关控制器的输出端与带有监控控制器网络状态及记录故障信息的CAN网络监控单元的输入端相连接；所述的车身CAN网络的输出端通过仪表控制器与能接收并显示总线故障信息的CAN网络故障显示单元的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的车载控制器CAN网络监控及显示系统，其特征在于：所述的动力CAN网络还包括有启动机控制器，稳定系统控制器或/和无钥匙启动控制器。
3.根据权利要求1所述的车载控制器CAN网络监控及显示系统，其特征在于：所述的车身CAN网络还包括有倒车雷达控制器，盲区监测控制器，座椅控制器，车联网控制器或/和胎压控制器。
翻译：技术领域
本发明主要应用于汽车电子故障检测领域，具体地说是一种用于监控及显示车载控制器CAN总线网络状态的车载控制器CAN网络监控及显示系统。
背景技术
随着现代汽车越来越智能化，功能越来越复杂化，CAN总线上车载控制器之间的信息交互也越来越多，许多功能需要几个控制器共同协作完成，这时当一个控制器CAN总线出现故障，就会造成其它控制器的功能问题，很多时候甚至会威胁到车辆和驾驶员的安全。因此如何设计出一个车载控制器CAN总线故障监控及显示系统，在车载控制器CAN总线出现故障时，及时检测出故障，并提醒驾驶员一直是一个很重要的课题。
发明内容
本发明的目的是提供用于监控及显示车载控制器CAN总线网络状态的车载控制器CAN网络监控及显示系统。以解决汽车CAN总线安全性的问题，实现对汽车车载控制器CAN总线的实时监控。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种车载控制器CAN网络监控及显示系统，它包括带有发动机控制器、变速箱控制器、电子转向锁控制器和转向助力控制器的动力CAN网络和带有车身控制器、气囊控制器、空调控制器和多媒体控制器的车身CAN网络，其特征在于：所述的动力CAN网络和车身CAN网络的输出端与网关控制器相连接，网关控制器的输出端与带有监控控制器网络状态及记录故障信息的CAN网络监控单元的输入端相连接；所述的车身CAN网络的输出端通过仪表控制器与能接收并显示总线故障信息的CAN网络故障显示单元的输入端相连接。
对于高配置机动车来说，本发明的动力CAN网络还包括有启动机控制器，稳定系统控制器或/和无钥匙启动控制器。本发明的车身CAN网络还包括有倒车雷达控制器，盲区监测控制器，座椅控制器，车联网控制器或/和胎压控制器。
CAN总线上车载控制器之间的信息交互是通过周期性的发送报文来实现的，本发明的主要思路就是监控各个控制器发送的周期性报文来判断控制器的总线状态。当10个周期内没有监测某个控制器发送的报文，则认为该控制器CAN总线故障。
整个系统分为两个部分：CAN网络监控单元和CAN网络故障显示单元。
CAN网络监控单元负责监控CAN总线上所有控制器的网络状态并记录故障信息。它将监控所有控制器周期发送的报文，如在10个周期内仍没有监测到某个控制器发送的报文，则认为该控制器故障，同时记录故障信息，并将该信息通过CAN总线传递给CAN网络故障显示单元。
在钥匙为OFF档时，整车CAN网络处于休眠状态，这时CAN总线上没有任何的信息交互。当钥匙为ON档时，整车CAN网络才会正常进行信息的交互，所有车载控制器此时会正常的发送报文，所以CAN网络监控单元只有在钥匙为ON状态时才会进行CAN总线监测。
同时，车辆上的车载控制器的正常工作电压一般为9-16V，只有在这个工作电压范围内，车载控制器才能保证正常的周期发送报文。所以，当车辆上的电池电压小于9V或者大于16V时，CAN网络监控单元也不会启动CAN总线监控功能。
因此，对于CAN网络监控单元启动CAN总线监控功能的条件，有如下定义：
钥匙为ON档；
钥匙为OFF档时，CAN总线处于休眠状态，此时不需要监控控制器的总线状态。当钥匙由OFF档位切换到ON档时，车载控制器会从休眠状态过渡到工作状态。在这个过渡状态中，各个车载控制器会初始化MCU，初始化CAN网络接收器，然后才能正常的在CAN网络上周期发送报文，对于这个过渡过程，本发明也有明确的要求来确保控制器在规定的时间内把CAN报文发到总线上，以明确CAN总线监控功能的开启时间。
①TBUS-SATRT-MAX=100ms
在系统启动后，控制器发送CANmessage到总线上的最大时间，即在这个时间内必须要发送CANmessage到CAN总线上。但系统启动后，控制器需要初始化一些传感器，所以CANmessage里有一些参数不能够及时的从传感器中读取，因此可以使用默认值代替，在这个时间里的CANmessage信号可以是无效的。
②Tsignalvalid=300ms
在系统启动后300ms内，这时控制器对相应的传感器的初始化已经完成，所以要求此时的CANmessage里的信号必须是有效信号。
③TStartMonitoring=1500ms
在系统启动后1500ms，可以启动CAN总线网络管理系统对周期发送的报文进行监控。
整车电压处于正常的电压操作范围,定义如下：
正常操作电压：9V–16V。
本发明将网关控制器作为CAN网络监控单元。网关作为各个网络信号的转发和传输枢纽，同时连入整车的所有CAN网络，因此可以很方便的同时监控各个网络上车载控制器的CAN总线状态。
CAN网络故障显示单元负责接收并解析CAN网络监控单元发送的故障信息，并及时的给驾驶员发送提示信息，使驾驶员及时采取故障应对措施，以避免车辆和人身安全问题。
本发明将仪表控制器作为CAN网络故障显示单元。仪表作为汽车信息的显示窗口，是驾驶员最方便最直接可以观测到的地方。把仪表作为CAN网络故障显示单元可以在第一时间把故障信息显示给驾驶员，让驾驶员及时了解汽车控制器的网络故障状态，以采取相应措施，避免车辆和人身安全问题。
附图说明
图1是本发明的工作原理方框图；
图2是CAN网络监控单元监控网络状态的流程图。
下面将结合附图通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权力保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1
由图1-2所示，本实例是针对于高配车的网络架构来设计的，图1为车载控制器CAN总线故障监控及显示系统的工作原理方框图，它包括带有发动机控制器，变速箱控制器，电子转向锁控制器，转向助力控制器，启动机控制器，稳定系统控制器和无钥匙启动控制器的动力CAN网络，以及带有车身控制器，气囊控制器，空调控制器，多媒体控制器，倒车雷达控制器，盲区监测控制器，座椅控制器，车联网控制器和胎压控制器的车身CAN网络。所述的动力CAN网络和车身CAN网络的输出端与网关控制器相连接，网关控制器的输出端与带有监控控制器网络状态及记录故障信息的CAN网络监控单元的输入端相连接；所述的车身CAN网络的输出端通过仪表控制器与能接收并显示总线故障信息的CAN网络故障显示单元的输入端相连接。
图中分别列出了车身CAN网络和动力CAN网络所包含的车载控制器，网关作为车载控制器CAN总线故障监控及显示系统的CAN网络监控单元，分别连接车身CAN网络和动力CAN网络，同时监控这两个网络所有车载控制器的CAN网络状态，通过判断每个控制器发送报文的周期来确定各个车载控制器是否有CAN网络故障。如果监测到某控制器出现CAN总线故障，则记录下故障信息，并发送故障信息给CAN网络故障显示单元。仪表为本系统的CAN网络故障显示单元，接收到CAN网络监控单元的故障信息后，经过正确的解析，将故障信息显示在仪表上，同时以声音提示驾驶员CAN网络发生故障，需要及时修理。
图2为是CAN网络监控单元监控网络状态的流程图，首先要判断CAN总线监控功能的启动条件，钥匙是否为ON档，然后判断电池电压是否为9-16V,如果上面两个条件都满足，则启动CAN网络监控功能。这时CAN网络监控单元会监测CAN网络上所有控制器发送的周期型报文，如果在10个周期内没有监测到某控制器发送的报文，则认为该控制器网络故障，记录下相应故障信息，并发送给CAN网络显示单元。
实例2
本实例是针对于低配车的网络架构来设计的，在低配车的网络架构中，主要包含如下车载控制器，车身CAN网络：车身控制器，气囊控制器，多媒体控制器以及通过仪表控制器与能接收并显示总线故障信息的CAN网络故障显示单元的输入端相连接。动力CAN网络：发动机控制器，变速箱控制器，转向助力控制器，电子转向锁控制器。网关分别连接车身CAN网络和动力CAN网络，负责信号的路由。
与高配车实例相同，把网关作为车载控制器CAN总线故障监控及显示系统的CAN网络监控单元，监测总线上所有车载控制器的CAN网络故障，如发现故障情况，记录下故障信息，同时将故障信息传递给仪表控制器。仪表作为本系统的CAN网络故障显示单元，会及时的提示驾驶员CAN网络出现故障。
