CN111025974A - 一种车载网关控制器、其配置方法及汽车*** - Google Patents

Abstract

一种车载网关控制器、其配置方法及汽车***，网关控制器包括：MCU模块、若干CAN收发器和若干LIN收发器；MCU模块包括若干CAN控制器接口和若干LIN控制器接口，CAN控制器接口与CAN收发器相连接，LIN控制器接口与LIN收发器相连接；其中一CAN收发器或一LIN收发器与OBD接口相连接以对外开放，其余收发器与车内CAN总线或LIN总线相连接作为车内网络，不对外开放；所述MCU模块与上位机配置模块相连接以接收路由配置信息，并将所述路由配置信息写入内存以实现对路由配置表的更新。本发明适应于各类车型的车身网络架构开发设计，不需要进行重复的开发，节省车厂客户的开发进度及成本。

Description

一种车载网关控制器、其配置方法及汽车***

技术领域

本发明涉及车载网关控制器技术领域，特别是一种车载网关控制器、其配置方法及汽车 ***。

背景技术

目前随着整车车身信息的不断增多，单路CAN网络已经无法满足整车需求，故多路CAN 网络开发设计已成潮流。但现有的网络架构下，一旦车厂在开发过程中，涉及网络信息路由 的变更，或者重新开发另一款车型时，又不得不要求供应商进行软件变更，或重新开发一款 网关控制器。进行软件变更或重新开发一款网关控制器，一方面需耗费大笔软件修改费用， 另一方面还需验证新软件的可靠性，影响整车开发进度，浪费人力和财力。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种车载网关控制器、其配置方法及汽车***，一旦交付车 厂客户使用，可由客户自行对网关控制器的路由信息进行配置，不需要再交由网关控制器厂 商进行二次软件变更设计。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明一种车载网关控制器，包括：MCU模块、若干CAN收发器和若干LIN收发器；所述MCU模块包括若干CAN控制器接口和若干LIN控制器接口，所述CAN控制 器接口与CAN收发器相连接，所述LIN控制器接口与LIN收发器相连接；其中一CAN收发 器或一LIN收发器与OBD接口相连接以对外开放，其余收发器与车内CAN总线或LIN总线 相连接作为车内网络，不对外开放；所述MCU模块与上位机配置模块相连接以接收路由配 置信息，并将所述路由配置信息写入内存以实现对路由配置表的更新；所述MCU模块进行 软复位后，更新后的路由配置表信息生效，车内网络根据所述路由配置表信息进行网关报文 转发。

优选的，所述路由配置信息包括网段类型、路由类型、源网段、目标网段、源ID、目标 ID、起始位置、数据长度、发送类型、发送周期、电源类型、诊断监控周期和诊断监控次数； 所述路由类型包括相同总线协议间的整帧路由、相同总线协议间的组帧路由和不同总线协议 间的组帧路由；所述相同总线协议间的整帧路由包括CAN到CAN的整帧路由和LIN到LIN 的整帧路由；所述相同总线协议间的组帧路由包括CAN到CAN的组帧路由和LIN到LIN的组帧路由；所述不同总线协议间的组帧路由包括CAN到LIN的组帧路由和LIN到CAN的组 帧路由。

优选的，所述MCU模块对不同路由类型的路由配置信息分配独立的内存空间，不同路 由类型的路由配置信息存储至各自的内存空间。

优选的，一CAN收发器或一LIN收发器通过所述OBD接口与外部诊断设备相连接，接收所述外部诊断设备对网关报文进行配置，将其他车内网络报文映射至OBD接口上。

优选的，所述MCU模块与上位机配置模块相连接还用于接收对网络ID及网络管理参 数进行配置以满足不同车型对OSEK网络管理的需求。

第二方面，本发明一种用于对所述的车载网关控制器进行配置方法，包括：

所述上位机配置模块接收外部文件导入的路由配置信息，验证所述路由配置信息的合法 性；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关进入扩展模式请求；所述车载网关 控制器接收所述请求后进入扩展模式；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息写入请求；所述车载网关 控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送软复位请求；所述车载网络控制器接收 所述请求后执行软复位，重新加载路由配置表信息。

优选的，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关进入扩展模式请求之前， 还包括：

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车所有网络节点应用通信禁止请求；所述车载 ECU接收所述请求后控制整车所有网络节点应用通信禁止；

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车DTC诊断禁止请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车DTC诊断禁止；

所述车载网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存，还包括：

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车恢复应用请求；所述车载ECU接收所述请求 后控制整车恢复应用通信；

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车恢复DTC诊断请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车DTC诊断恢复。

优选的，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息写入请求之前， 还包括：

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关安全访问请求；所述车载网关控制 器接收所述请求后通过安全访问。

优选的，所述车载网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存之后，还包括：

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息校验请求；所述车载网络 控制器接收所述请求后返回已写入内存的路由配置信息；所述上位机配置模块对内存中的路 由配置信息进行数据检验；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息完整性校验请求；所述车 载网络控制器接收所述请求后返回预设的尾部字段；所述上位机配置模块对所述尾部字段进 行校验以判断路由配置信息是否写入完整。

第三方面，本发明一种汽车***，包括汽车本体，还包括所述的车载网关控制器和上位 机配置模块；所述上位机配置模块通过CANoe设备与所述车载网关控制器进行消息交互。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

基于本发明的车载网关控制器和车载网关控制器的配置方法，客户可以根据各自品牌及 车型的整车需求，对网关的路由信息自行进行配置；本发明适应于各类车型的车身网络架构 开发设计，节省车厂客户的开发进度及成本。

附图说明

图1为本发明实施例的车载控制器的结构示意图；

图2为本发明实施例的汽车***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进 一步的详细描述。

参见图1所示，一方面，本发明一种车载网关控制器10，包括：MCU模块101、若干CAN收发器和若干LIN收发器；所述MCU模块101包括若干CAN控制器接口和若干LIN 控制器接口，所述CAN控制器接口与CAN收发器相连接，所述LIN控制器接口与LIN收发 器相连接；其中一CAN收发器或一LIN收发器与OBD接口相连接以对外开放，其余收发器 与车内CAN总线或LIN总线相连接作为车内网络，不对外开放；所述MCU模块与上位机配 置模块相连接以接收路由配置信息，并将所述路由配置信息写入内存以实现对路由配置表的 更新；所述MCU模块进行软复位后，更新后的路由配置表信息生效，车内网络根据所述路 由配置表信息进行网关报文转发。

本实施例的图1中，所述CAN收发器包括6个，所述LIN收发器包括4个；对应的CAN总线包括6路，LIN总线包括4路。其中CAN收发器0与OBD接口(图中的OBD CAN BUS) 相连接以对外开放，其余收发器与车内CAN总线或LIN总线相连接作为车内网络，不对外 开放。

本实施例中，所述MCU模块采用瑞萨RH850/F1L系列芯片。所述上位机配置模块的执 行主体为终端，所述终端可以为手机、平板电脑、掌上电脑PDA、笔记本或台式机等设备，当然，还可以为其他具有相似功能的设备，本实施方式不加以限制。具体的，所述上位机配置模块为CANoe上位机配置软件。所述CANoe上位机配置软件通过CANoe设备对所述车 载网关控制器进行路由配置信息配置。

所述路由配置信息包括网段类型、路由类型、源网段、目标网段、源ID、目标ID、起始位置、数据长度、发送类型、发送周期、电源类型、诊断监控周期和诊断监控次数；所述 路由类型包括相同总线协议间的整帧路由、相同总线协议间的组帧路由和不同总线协议间的组帧路由；所述相同总线协议间的整帧路由包括CAN到CAN的整帧路由和LIN到LIN的整 帧路由；所述相同总线协议间的组帧路由包括CAN到CAN的组帧路由和LIN到LIN的组帧 路由；所述不同总线协议间的组帧路由包括CAN到LIN的组帧路由和LIN到CAN的组帧路 由。

具体的，所述路由配置信息包括的字段及数据类型及配置示例如下表1所示。

表1

所述MCU模块对不同路由类型的路由配置信息分配独立的内存空间，不同路由类型的 路由配置信息存储至各自的内存空间。

具体的，基于所述路由类型，所述MCU模块会进行内存flash分配，分为CAN报文路由、LIN报文路由以及信号路由三种(CAN到CAN的整帧路由为CAN报文路由，LIN到 LIN的整帧路由为LIN报文路由，其他组帧路由称为信号路由)，路由表分配如下：

其中CAN报文路由配置内存大小为4K，可满足200条CAN报文路由配置信息；LIN 报文路由配置内存为2K，可满足100条LIN报文路由配置信息，其他信号路由配置内存为 4K，可满足200条信号路由配置信息。信号路由可以整体分配，也可以按照路由类型单独分 配以实现独立配置。需要说明的是，所述内存分配大小可以根据需要进行划分，上述大小仅作为示例参考。

通过上述的内存分配方法，所述MCU模块接收到上位机配置模块发送的路由配置信息 后，将对应路由类型的数据写入对应的内存，当内存超出限定大小后，会进行错误提示。这 样既可以满足一次配置多种路由类型信息的需要，也能满足配置一种路由类型信息的需要， 相互不受影响，满足平台化的需求。

进一步的，一CAN收发器或一LIN收发器通过所述OBD接口与外部诊断设备相连接，接收所述外部诊断设备对网关报文进行配置，将其他车内网络报文映射至OBD接口上。配置项包括网段名称和报文ID。

将其他车内网络报文映射至OBD接口上的功能可以叫做报文镜像功能，由于整车有很 多路CAN网络，而诊断口上只开放一路诊断网络给用户，其余网络对于整车来说是封闭的， 所以需要通过该功能，将其余未开放的网络上的报文，按配置需求，映射到诊断网络上，供 用户查询。

为保证OBD网络负载稳定性，本发明的网关控制器的最大支持CAN报文映射数量为50条不同ID报文。当然，也可根据实际需要进行配置。

为满足网关转发实时性，整帧报文转发通过MCU硬件快速转发，组帧报文通过软件重 组后再转发到目标网段。

进一步的，由于不同车厂对OSEK网络管理的ID及时间参数要求不一样，所述MCU模块与上位机配置模块相连接还用于接收对网络ID及网络管理参数进行配置以满足不同车型 对OSEK网络管理的需求，进一步满足平台化要求。

参见表2所示，第二方面，本发明一种用于对所述的车载网关控制器进行配置方法，包 括：

S3，所述上位机配置模块接收外部文件导入的路由配置信息，验证所述路由配置信息的 合法性。

具体的，可通过excel、csv格式文件或其他格式文件进行路由信息配置，再导入CANoe 上位机配置软件进行配置信息合法性分析，若验证配置信息正确，则由上位机配置软件通过 CANoe设备向网关控制器发起配置请求，配置请求协议依据ISO14229标准协议执行，后续 步骤的请求也均为依据ISO14229标准协议执行。

如表1所示，验证内容包括信息属性(字节长度、最大值、最小值)错误确认、信息配置字覆盖错误确认、信息存储溢出错误确认等。

S6，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关进入扩展模式请求；所述车载 网关控制器接收所述请求后进入扩展模式。

S8，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息写入请求；所述车载 网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存。

具体的，根据路由类型将路由配置信息写入对应的内存区间。

S12，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送软复位请求；所述车载网络控制 器接收所述请求后执行软复位，重新加载路由配置表信息。

参见表2所示，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关进入扩展模式请求 之前，还包括：

S4，所述上位机配置模块向车载ECU发送整车所有网络节点应用通信禁止请求；所述 车载ECU接收所述请求后控制整车所有网络节点应用通信禁止。

通知所有ECU暂时停发报文，避免通信过程中造成网络负载过重。

S5，所述上位机配置模块向车载ECU发送整车DTC诊断禁止请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车DTC诊断禁止。

通知所有ECU禁止整车DTC诊断，避免配置过程中DTC诊断出错或误诊断。

所述车载网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存，还包括：

S11，所述上位机配置模块向车载ECU发送整车恢复应用请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车恢复应用通信；

S13，所述上位机配置模块向车载ECU发送整车恢复DTC诊断请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车DTC诊断恢复。

表2

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息写入请求之前，还包括：

S7，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关安全访问请求；所述车载网关 控制器接收所述请求后通过安全访问。

所述车载网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存之后，还包括：

S9，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息校验请求；所述车载 网络控制器接收所述请求后返回已写入内存的路由配置信息；所述上位机配置模块对内存中 的路由配置信息进行数据检验。

所述校验包括CRC校验和回读验证。回读验证具体包括上位机配置软件申请对已写入 内存的数据进行读取，并与上位机的文件数据进行比较，若比较一致，则通过；若比较不一 致，则报错。

S10，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息完整性校验请求； 所述车载网络控制器接收所述请求后返回预设的尾部字段；所述上位机配置模块对所述尾部 字段进行校验以判断路由配置信息是否写入完整。

具体的，可以查验最后几个数据是否为指定写入的数据尾包，若是，则说明已经写完整； 若不是，则说明写入不完整。

参见图2所示，第三方面，本发明一种汽车***，包括汽车本体，还包括所述的车载网 关控制器10和上位机配置模块(PC 20)；所述上位机配置模块通过CANoe设备30与所述车 载网关控制器进行消息交互。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个 实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除 在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念， 则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例 以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范 围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则 本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种车载网关控制器，其特征在于，包括：MCU模块、若干CAN收发器和若干LIN收发器；所述MCU模块包括若干CAN控制器接口和若干LIN控制器接口，所述CAN控制器接口与CAN收发器相连接，所述LIN控制器接口与LIN收发器相连接；其中一CAN收发器或一LIN收发器与OBD接口相连接以对外开放，其余收发器与车内CAN总线或LIN总线相连接作为车内网络，不对外开放；所述MCU模块与上位机配置模块相连接以接收路由配置信息，并将所述路由配置信息写入内存以实现对路由配置表的更新；所述MCU模块进行软复位后，更新后的路由配置表信息生效，车内网络根据所述路由配置表信息进行网关报文转发。

2.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，所述路由配置信息包括网段类型、路由类型、源网段、目标网段、源ID、目标ID、起始位置、数据长度、发送类型、发送周期、电源类型、诊断监控周期和诊断监控次数；所述路由类型包括相同总线协议间的整帧路由、相同总线协议间的组帧路由和不同总线协议间的组帧路由；所述相同总线协议间的整帧路由包括CAN到CAN的整帧路由和LIN到LIN的整帧路由；所述相同总线协议间的组帧路由包括CAN到CAN的组帧路由和LIN到LIN的组帧路由；所述不同总线协议间的组帧路由包括CAN到LIN的组帧路由和LIN到CAN的组帧路由。

3.根据权利要求2所述的车载网关控制器，其特征在于，所述MCU模块对不同路由类型的路由配置信息分配独立的内存空间，不同路由类型的路由配置信息存储至各自的内存空间。

4.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，一CAN收发器或一LIN收发器通过所述OBD接口与外部诊断设备相连接，接收所述外部诊断设备对网关报文进行配置，将其他车内网络报文映射至OBD接口上。

5.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，其特征在于，所述MCU模块与上位机配置模块相连接还用于接收对网络ID及网络管理参数进行配置以满足不同车型对OSEK网络管理的需求。

6.一种用于对如权利要求1至5中任意一项所述的车载网关控制器进行配置方法，其特征在于，包括：

所述上位机配置模块接收外部文件导入的路由配置信息，验证所述路由配置信息的合法性；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关进入扩展模式请求；所述车载网关控制器接收所述请求后进入扩展模式；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息写入请求；所述车载网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送软复位请求；所述车载网络控制器接收所述请求后执行软复位，重新加载路由配置表信息。

7.根据权利要求6所述的车载网关控制器配置方法，其特征在于，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关进入扩展模式请求之前，还包括：

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车所有网络节点应用通信禁止请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车所有网络节点应用通信禁止；

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车DTC诊断禁止请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车DTC诊断禁止；

所述车载网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存，还包括：

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车恢复应用请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车恢复应用通信；

所述上位机配置模块向车载ECU发送整车恢复DTC诊断请求；所述车载ECU接收所述请求后控制整车DTC诊断恢复。

8.根据权利要求6所述的车载网关控制器配置方法，其特征在于，所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息写入请求之前，还包括：

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送网关安全访问请求；所述车载网关控制器接收所述请求后通过安全访问。

9.根据权利要求6所述的车载网关控制器配置方法，其特征在于，所述车载网关控制器接收所述请求后将路由配置信息写入内存之后，还包括：

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息校验请求；所述车载网络控制器接收所述请求后返回已写入内存的路由配置信息；所述上位机配置模块对内存中的路由配置信息进行数据检验；

所述上位机配置模块向所述车载网关控制器发送路由配置信息完整性校验请求；所述车载网络控制器接收所述请求后返回预设的尾部字段；所述上位机配置模块对所述尾部字段进行校验以判断路由配置信息是否写入完整。

10.一种汽车***，包括汽车本体，其特征在于：还包括如权利要求6所述的车载网关控制器和上位机配置模块；所述上位机配置模块通过CANoe设备与所述车载网关控制器进行消息交互。

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