專利名稱：一種車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冗余設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
車輛網(wǎng)關(guān)是不同總線網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，是總線信息系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的一個重要保證，在車輛中扮演了相當(dāng)重要的角色。如何設(shè)計(jì)一個可靠且適用的網(wǎng)關(guān)，是車輛網(wǎng)關(guān)技術(shù)研究的重點(diǎn)。目前車輛總線網(wǎng)絡(luò)一般以CAN總線為主，劃分為動力網(wǎng)與車身網(wǎng)兩個總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，中間采用單網(wǎng)關(guān)進(jìn)行兩個網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)關(guān)的功能一般由其顯示終端或者是組合儀表來完成，從而實(shí)現(xiàn)了整車的數(shù)據(jù)傳輸與交互。然而，當(dāng)車輛網(wǎng)關(guān)一旦發(fā)生故障，動力網(wǎng)與車身網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換鏈路便斷了，車輛便無法安全運(yùn)行，這對于車輛來說是非常致命的。根據(jù)現(xiàn)代車輛設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，本實(shí)用新型開發(fā)出一種車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，其對車輛的總線網(wǎng)絡(luò)交互系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，使之既能滿足車輛總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，又能滿足總線數(shù)據(jù)傳輸、交換的可靠性需求，來確?？偩€數(shù)據(jù)在雙CAN網(wǎng)間傳輸與交互時的安全性及可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提出一種可確?？偩€數(shù)據(jù)在傳輸與交互時的安全、可靠性，從而使車輛能夠更安全可靠運(yùn)行的車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)。為此，本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，該冗余結(jié)構(gòu)包括并聯(lián)于兩個CAN網(wǎng)上的主控制器和備用控制器。其中，所述主控制器包括CPUI、CAN收發(fā)器I、CAN數(shù)據(jù)存儲器I和主網(wǎng)關(guān)，所述 CPUI分別與CAN收發(fā)器I、CAN數(shù)據(jù)存儲器I和主網(wǎng)關(guān)相連接，所述主網(wǎng)關(guān)和CAN收發(fā)器I 均與兩個CAN網(wǎng)相連接。其中，所述CPU I采用型號為XC164CS的CPU。其中，所述備用控制器包括CPU II、CAN收發(fā)器II、CAN數(shù)據(jù)存儲器II、時鐘計(jì)數(shù)器和備用網(wǎng)關(guān)，所述CPU II分別與CAN收發(fā)器II、CAN數(shù)據(jù)存儲器II、時鐘計(jì)數(shù)器和備用網(wǎng)關(guān)相連接，所述備用網(wǎng)關(guān)和CAN收發(fā)器II均與兩個CAN網(wǎng)相連接。其中，所述備用控制器的CPU II對主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，如所述時鐘計(jì)數(shù)器在連續(xù)^內(nèi)始終未收到主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)，則備用控制器中的CPU II控制備用網(wǎng)關(guān)啟動；如備用網(wǎng)關(guān)啟動過程中，備用控制器中的CPU II監(jiān)測到主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)，則CPU II控制備用網(wǎng)關(guān)關(guān)閉。其中，所述CPU II采用型號為XC164CS的CPU。本實(shí)用新型的有益效果是[0014]該車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)能夠滿足車輛數(shù)字化的發(fā)展趨勢及其對數(shù)字化可靠性的要求，確?？偩€數(shù)據(jù)在傳輸與交互時的安全性及可靠性，從而提高車輛總線數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性，使車輛能夠更安全可靠的運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型冗余結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用實(shí)例示意圖；圖2是本實(shí)用新型冗余結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是輔網(wǎng)關(guān)起動及關(guān)閉邏輯的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，圖中ABS(防抱死制動系統(tǒng))、ECM(電子干擾)、TCU(自動變速箱控制單元)均屬于動力網(wǎng)中連接到CANA網(wǎng)和CANB網(wǎng)的各節(jié)點(diǎn)，BCMl BCM6 (BCM 車身控制模塊)屬于車身網(wǎng)中連接到CANA網(wǎng)和CANB網(wǎng)的各節(jié)點(diǎn)，動力網(wǎng)和車身網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互通過本實(shí)用新型的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)來完成，主控制器和備用控制器均并聯(lián)于CANA 網(wǎng)和CANB網(wǎng)上，并且主控制器和備用控制器均與動力網(wǎng)及車身網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)相連接。如圖2所示，所示的冗余結(jié)構(gòu)包括主控制器和備用控制器，兩者均并聯(lián)于兩個CAN 網(wǎng)(CANA 和 CANB)上。主控制器包括CPU I、CAN收發(fā)器I、CAN數(shù)據(jù)存儲器I和主網(wǎng)關(guān)，CPU I分別對CAN 收發(fā)器I、CAN數(shù)據(jù)存儲器I和主網(wǎng)關(guān)進(jìn)行控制，CPU I可以采用型號為)(C164CS的CPU ；CAN 收發(fā)器I用于對兩個CAN網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；CAN數(shù)據(jù)存儲器I用于對CAN收發(fā)器I收發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；主網(wǎng)關(guān)用于連接兩個CAN網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)兩個CAN網(wǎng)之間的信息轉(zhuǎn)發(fā)； 主網(wǎng)關(guān)和CAN收發(fā)器I均與兩個CAN網(wǎng)進(jìn)行連接。備用控制器包括CPU II、CAN收發(fā)器II、CAN數(shù)據(jù)存儲器II、時鐘計(jì)數(shù)器和備用網(wǎng)關(guān)，CPU II分別對CAN收發(fā)器II、CAN數(shù)據(jù)存儲器II、時鐘計(jì)數(shù)器和備用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行控制， CPU II對主控制器進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)主控制器發(fā)生故障時，CPUII控制切換至備用控制器，CPU II可采用型號為)(C164CS的CPU ；CAN收發(fā)器II用于對兩個CAN網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；CAN數(shù)據(jù)存儲器II用于對CAN收發(fā)器II收發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；時鐘計(jì)數(shù)器用于對主網(wǎng)關(guān)發(fā)來數(shù)據(jù)的間隔進(jìn)行計(jì)時；備用網(wǎng)關(guān)用于連接兩個CAN網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)兩個CAN網(wǎng)之間的信息轉(zhuǎn)發(fā)；備用網(wǎng)關(guān)和CAN收發(fā)器II均與兩個CAN網(wǎng)進(jìn)行連接。本實(shí)用新型的工作原理為主控制器中與備用控制器采用相互識別的方法，車輛的備用控制器通過CPU II來時刻監(jiān)視并判斷主網(wǎng)關(guān)的工作狀態(tài)，平時在車輛運(yùn)行過程中，主網(wǎng)關(guān)對兩個CAN網(wǎng)絡(luò)間總線數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；一旦主網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障，無法完成其網(wǎng)關(guān)功能時，其將即刻起動備用網(wǎng)關(guān)功能。備用網(wǎng)關(guān)起動及關(guān)閉邏輯如下圖3所示1)車輛的備用控制器通過CPU II來時刻監(jiān)視并判斷主網(wǎng)關(guān)的工作狀態(tài)，如果時鐘計(jì)數(shù)器在距離上一次收到主控制器中的主網(wǎng)關(guān)發(fā)來數(shù)據(jù)的時間達(dá)到k時，則備用控制器中的CPU II控制備用網(wǎng)關(guān)啟動，則由備用控制器中的各部件來代替主控制器工作；如果時鐘計(jì)數(shù)器在距離上一次收到主控制器中的主網(wǎng)關(guān)發(fā)來數(shù)據(jù)的時間尚未到達(dá)&時，又收
4到主網(wǎng)關(guān)發(fā)來的數(shù)據(jù)，則時鐘計(jì)數(shù)器清零，再次重新記錄主控制器中的主網(wǎng)關(guān)發(fā)來數(shù)據(jù)的間隔時間；2)如備用控制器工作過程中，備用控制器中的CPU II再次監(jiān)測到主控制器中的主網(wǎng)關(guān)發(fā)來的數(shù)據(jù)，則備用控制器中CPU II控制備用網(wǎng)關(guān)關(guān)閉，再恢復(fù)到由主控制器中的主網(wǎng)關(guān)對兩個CAN網(wǎng)絡(luò)間的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的狀態(tài)。主控制器中的主網(wǎng)關(guān)恢復(fù)正常后，備用網(wǎng)關(guān)能夠及時關(guān)閉自身網(wǎng)關(guān)功能，可以保證總線數(shù)據(jù)間的不沖突，確保車輛安全不間斷的運(yùn)行。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，其特征在于該冗余結(jié)構(gòu)包括連接于兩個CAN網(wǎng)上的主控制器和備用控制器。
2.如權(quán)利要求1所述車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，其特征在于所述主控制器包括CPUI、 CAN收發(fā)器I、CAN數(shù)據(jù)存儲器I和主網(wǎng)關(guān)，所述CPU I分別與CAN收發(fā)器I、CAN數(shù)據(jù)存儲器I和主網(wǎng)關(guān)相連接，所述主網(wǎng)關(guān)和CAN收發(fā)器I均與兩個CAN網(wǎng)相連接。
3.如權(quán)利要求2所述車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，其特征在于所述CPUI采用型號為 XC164CS 的 CPU。
4.如權(quán)利要求1或2所述車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，其特征在于所述備用控制器包括 CPU II、CAN收發(fā)器II、CAN數(shù)據(jù)存儲器II、時鐘計(jì)數(shù)器和備用網(wǎng)關(guān)，所述CPU II分別與CAN 收發(fā)器II、CAN數(shù)據(jù)存儲器II、時鐘計(jì)數(shù)器和備用網(wǎng)關(guān)相連接，所述備用網(wǎng)關(guān)和CAN收發(fā)器 II均與兩個CAN網(wǎng)相連接。
5.如權(quán)利要求4所述車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，其特征在于所述備用控制器的CPUII 對主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，如所述時鐘計(jì)數(shù)器在連續(xù)k內(nèi)始終未收到主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)，則備用控制器中的CPU II控制備用網(wǎng)關(guān)啟動；如備用網(wǎng)關(guān)啟動過程中，備用控制器中的CPU II監(jiān)測到主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)，則CPU II控制備用網(wǎng)關(guān)關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求4所述車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)，其特征在于所述CPUII采用型號為 XC164CS 的 CPU。
專利摘要本實(shí)用新型屬于冗余設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)。該冗余結(jié)構(gòu)包括連接于兩個CAN網(wǎng)上的主控制器和備用控制器。該車輛的雙網(wǎng)關(guān)冗余結(jié)構(gòu)能夠滿足車輛數(shù)字化的發(fā)展趨勢及其對數(shù)字化可靠性的要求，確?？偩€數(shù)據(jù)在傳輸與交互時的安全性及可靠性，從而提高車輛總線數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性，使車輛能夠更安全可靠的運(yùn)行。
文檔編號H04L1/22GK202190288SQ20112030828
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者喬楨, 劉新權(quán), 宋克嶺, 張思寧, 戚于飛, 李怡麒, 李申, 李艷明, 鄭潔 申請人:中國北方車輛研究所