CN110901568B - 具有冗余备份功能的新型车载网络 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有冗余备份功能的新型车载网络，它包括多个域控制器和多个ECU，各个域控制器的CAN总线接口之间通过CAN总线进行通讯，各个域控制器的CAN总线接口还通过CAN总线接入OBD接口，各个域控制器的CAN‑FD总线接口之间采用CAN‑FD总线进行通讯，每个域控制器均通过CAN接口连接具有CAN通信功能的ECU，每个域控制器均通过LIN接口连接具有LIN通信功能的ECU，每个域控制器均通过Ethernet接口连接具有Ethernet通信功能的ECU。本发明可以保证各域控制器之间信号传输的实时性，以及功能安全冗余。

Description

具有冗余备份功能的新型车载网络
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，具体地指一种具有冗余备份功能的新型车载网络。
背景技术
随着汽车电子技术的发展，汽车上的电气零部件越来越多，不同的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)之间需要相互交换信息，这就需要总线技术；目前汽车上普遍采用的汽车总线有局部互联协议LIN(Local Interconnect Network)和控制器局域网CAN(Controller Area Network)。随着电动汽车，无人驾驶汽车技术的快速发展，以及对汽车高级驾驶辅助***和人机交互的增加，传统的CAN总线在传输速率和带宽等方面越来越显得力不从心。
发明内容
本发明的目的就是要提出一种具有冗余备份功能的新型车载网络，本发明采用CAN总线和CAN-FD总线的双总线拓扑结构，可以保证各域控制器之间信号传输的实时性，以及功能安全冗余。
为实现此目的，本发明所设计的具有冗余备份功能的新型车载网络，它包括多个域控制器和多个ECU，各个域控制器的CAN总线接口之间通过CAN总线进行通讯，各个域控制器的CAN总线接口还通过CAN总线接入OBD(On-Board Diagnostic，车载自动诊断***)接口，各个域控制器的CAN-FD总线接口之间采用CAN-FD总线进行通讯，每个域控制器均通过CAN接口连接具有CAN通信功能的ECU，每个域控制器均通过LIN接口连接具有LIN通信功能的ECU，每个域控制器均通过Ethernet(以太网)接口连接具有Ethernet通信功能的ECU。
相比传统的CAN总线，CAN-FD总线具有两大优势：1、CAN-FD总线采用可变速率，最高速率可达10Mb/s，而传统的CAN总线只有1Mb/s；2、能够支持更高的负载，在单个数据框架内传送率可达64字节，避免了经常发生的数据***状况。本发明采用CAN总线和CAN-FD总线的双总线拓扑结构，可以满足法规对车载控制器的诊断要求，也可以满足各域控制器对功能安全相关总线信号和网络安全相关总线信号的传输要求，以及满足总线信号传输的实时性要求，能实现总线信号传输的实时性、安全性和可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中、1—域控制器、2—ECU、3—OBD接口、4—CAN总线、5—CAN-FD总线、6—CAN接口、7—LIN接口、8—Ethernet接口。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的具有冗余备份功能的新型车载网络，其特征在于：它包括多个域控制器1和多个ECU2，各个域控制器1的CAN总线接口之间通过CAN总线4进行通讯，各个域控制器1的CAN总线接口还通过CAN总线4接入OBD接口3，各个域控制器1的CAN-FD总线接口之间采用CAN-FD总线5进行通讯，每个域控制器1均通过CAN接口6连接具有CAN通信功能的ECU2，每个域控制器1均通过LIN接口7连接具有LIN通信功能的ECU2，每个域控制器1均通过Ethernet接口8连接具有Ethernet通信功能的ECU2(如自动驾驶域控制器下的CAN控制器，包括电子稳定***ESC、电动助力转向EPS和iBooster等；Ethernet控制器包括毫米波雷达和高精度地图等；LIN节点包括PM2.5、天窗电机、雨量光照传感器和氛围灯等)。
上述技术方案中，域控制器从ECU发展而来，将功能的控制策略集中在域控制器中，与域控制器连接的ECU(即基础控制器)，只包含***内部的控制策略，以及相应的驱动。
上述技术方案中，各个域控制器1之间对控制类信号(比如发动机转速请求、发动机转矩请求、空调控制请求)及其它实时性要求比较高的总线信号(网络信号中，实时性要的信号，比如车速、发动机转速、档位等)采用CAN-FD总线5进行信号传输，状态类信号对实时性要求不高，用CAN传输；实时性高的信号用CAN-FD传输速度快。
上述技术方案中，各个域控制器1之间对状态类信号(空调的状态、门状态、安全带的状态、灯的状态)及其它实时性要求不高的总线信号(比如仪表显示的信号，远程监控采集的信号)采用CAN总线4进行信号传输，保证不同网络信号的时延要求的实现。
上述技术方案中，各个域控制器1之间对功能安全ASILC总线信号和ASILD总线信号同时在CAN总线4和CAN-FD总线5上进行信号传输，实现功能安全ASILC总线信号和ASILD总线信号的冗余和备份，保障了数据的安全性。
上述技术方案中，各个域控制器1之间对网络安全相关的总线信号在CAN-FD总线5上进行传输，以实现网络安全相关的总线信号的加密，比如通过手机APP进行遥控关窗和开车门操作时，T-box接收到后台发送的指令，并将其转化成车内的控制命令，在上述过程中，车窗控制命令、车门控制命令，为了避免被干扰和破解，需要进行加密传输，CAN总线4由于带宽限制不能进行加密文件的传输工作，而CAN-FD总线5则可以。
上述技术方案中，所述OBD接口通过CAN总线4与各个域控制器1之间进行连接，实现对域控制器1的诊断功能。
本发明中CAN总线4的通讯速率为500Kbit/s。LIN总线的通讯速率为19.2Kbit/s。CAN-FD总线5的通讯速率为2Mbit/s。Ethernet总线遵循100BASE-T1通讯协议，通讯速率为100Mbit/s。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种具有冗余备份功能的新型车载网络，其特征在于：它包括多个域控制器(1)和多个ECU(2)，各个域控制器(1)的CAN总线接口之间通过CAN总线(4)进行通讯，各个域控制器(1)的CAN总线接口还通过CAN总线(4)接入OBD接口(3)，各个域控制器(1)的CAN-FD总线接口之间采用CAN-FD总线(5)进行通讯，每个域控制器(1)均通过CAN接口(6)连接具有CAN通信功能的ECU(2)，每个域控制器(1)均通过LIN接口(7)连接具有LIN通信功能的ECU(2)，每个域控制器(1)均通过Ethernet接口(8)连接具有Ethernet通信功能的ECU(2)；
各个域控制器(1)之间对功能安全ASILC总线信号和ASILD总线信号同时在CAN总线(4)和CAN-FD总线(5)上进行信号传输，实现功能安全ASILC总线信号和ASILD总线信号的冗余和备份；
各个域控制器(1)之间对网络安全相关的总线信号在CAN-FD总线(5)上进行传输，以实现网络安全相关的总线信号的加密；
各个域控制器(1)之间对控制类信号采用CAN-FD总线(5)进行信号传输；
各个域控制器(1)之间对状态类信号采用CAN总线(4)进行信号传输；
所述OBD接口通过CAN总线(4)与各个域控制器(1)之间进行连接，实现对域控制器(1)的诊断功能。
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