用于控制器局域网络中的短路故障检测的方法和装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请主张2014年5月27日提交的申请号为NO. 62/003,314的美国临时申请的 权益，其通过参考并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于控制器局域网络中的通信的故障隔离。
【背景技术】
[0004] 在本部分中的叙述仅提供与本发明相关的背景信息。因而，这样的叙述不是意在 构成承认是现有技术。
[0005] 车辆系统包括多个子系统，举例说明包括发动机、变速器、车座/操纵部、制动器、 HVAC以及乘员保护。可以使用多个控制器来监测和控制子系统的操作。控制器可以构造为 经由控制器局域网络络（CAN)进行通信，以响应于操作者指令、车辆操作状态以及外部条 件协调车辆的操作。在其中一个控制器中可能发生故障，故障经由CAN总线影响通信。
[0006] 网络例如CAN的拓扑是指网络元件之间的连接布置，并且优选地包括具有互连或 分散的电源、接地或通信链路的多个节点。物理拓扑描述的是包括链路和节点的物理元件 的布置或布局，其中节点包括控制器和其他连接设备，并且链路包括适当的电缆、线路、印 制线路板（PWB)、印制电路板（PCB)、柔性带等形式的电源、接地或者通信链路。逻辑拓扑描 述的是采用电源、接地或通信链路的节点之间的网络内的数据消息流、电源或接地。已知的 CAN系统采用总线拓扑，用于所有控制器之间的通信连接，其可以包括线性拓扑、星型拓扑、 或者星型拓扑和线性拓扑的组合。已知的高速CAN系统采用线性和星型拓扑，而已知的低 速CAN系统采用星型拓扑和线性拓扑的组合。已知的CAN系统对所有控制器采用电源线和 地线的分离的电源和接地拓扑。已知的控制器通过在不同周期在CAN总线上发送的消息互 相通?目。
[0007] 已知的系统在消息接收控制器处检测故障，其中在控制器的交互作用层处使用信 号监督和信号暂停监测来完成对消息的故障检测。故障可以报告为通信丢失，例如通信数 据消息的丢失。这种检测系统一般不能识别和定位导致故障的根源，而且也不能区分瞬时 故障和间歇故障。
【发明内容】
[0008] -种控制器局域网络（CAN)包括CAN总线，该CAN总线具有CAN-H线路、CAN-L线 路及位于CAN总线的相对端部的一对CAN总线端子。上述CAN还包括多个节点，该节点包 括控制器，其中至少一个控制器是监测控制器。该监测控制器包括用于检测CAN总线中的 线路短路故障及其位置的CAN监测程序。
[0009] 1、一种控制器局域网络（CAN)，包括：
[0010] CAN总线，包括CAN-H线路和CAN-L线路；
[0011] -对CAN总线端子，位于所述CAN总线的相对端部，每个端子具有对应的已知端子 电阻值；
[0012] 多个节点，包括控制器，其中所述控制器中的至少一个包括监测控制器；并且
[0013] 所述监测控制器包括CAN监测程序，
[0014] 包括下列步骤：
[0015] 检测所述CAN总线中的线路短路故障；和
[0016] 确定所述CAN总线中的所述线路短路故障的位置。
[0017] 2、如方案1中所述的控制器局域网络（CAN)，其中检测所述CAN总线中的线路短路 故障的步骤包括以下步骤：
[0018] 测量CAN总线电流所通过的已知电阻上的第一电压；
[0019] 测量所述CAN-H线路和所述CAN-L线路之间的第二电压；以及
[0020] 基于所述第一电压和第二电压检测所述CAN总线中的线路短路故障。
[0021] 3、如方案1中所述的控制器局域网络（CAN)，其中确定所述CAN总线中的所述线路 短路故障的位置的步骤包括以下步骤：
[0022] 测量CAN总线电流所通过的已知电阻上的第一电压；
[0023] 测量所述CAN-H线路和所述CAN-L线路之间的第二电压；
[0024] 将CAN总线电阻确定为所述第一电压、所述第二电压及所述已知电阻的函数；以 及
[0025] 参考将CAN总线位置与所述CAN总线电阻相关联的预定表格。
[0026] 4、如方案2中所述的控制器局域网络（CAN)，其中确定所述CAN总线中的所述线路 短路故障的位置的步骤包括以下步骤：
[0027] 将CAN总线电阻确定为所述第一电压、所述第二电压及所述已知电阻的函数；以 及
[0028] 参考将CAN总线位置与所述CAN总线电阻相关联的预定表格。
[0029] 5、如方案2中所述的控制器局域网络（CAN)，其中测量所述第一电压和第二电压 的步骤包括过滤电压。
[0030] 6、如方案1中所述的控制器局域网络（CAN)，其中检测所述CAN总线中的线路短路 故障并且确定所述CAN总线中的所述线路短路故障的位置包括以下步骤：
[0031] 测量CAN总线电流所通过的已知电阻上的第一电压；
[0032] 测量所述CAN-H线路和所述CAN-L线路之间的第二电压；
[0033] 基于所述第一电压和第二电压检测所述CAN总线中的线路短路故障；
[0034] 将CAN总线电阻确定为所述第一电压、所述第二电压及所述已知电阻的函数；以 及
[0035] 参考将CAN总线位置与所述CAN总线电阻相关联的预定表格。
[0036] 7、如方案2中所述的控制器局域网络（CAN)，其中基于所述第一电压和第二电压 检测所述CAN总线中的线路短路故障的步骤包括确定所述第一电压和第二电压处于预定 范围之外。
[0037] 8、一种控制器局域网络（CAN)，包括：
[0038] CAN总线，包括CAN-H线路和CAN-L线路；
[0039] 一对CAN总线端子，位于CAN总线的相对端部，每个端子具有对应的已知端子电阻 值；
[0040] 多个节点，包括控制器，其中所述控制器中的至少一个包括监测控制器；并且
[0041] 所述监测控制器包括CAN监测程序，
[0042] 包括下列步骤：
[0043] 测量CAN总线电流所通过的已知电阻上的第一电压；
[0044] 测量所述CAN-H线路和所述CAN-L线路之间的第二电压；
[0045] 当所述第一电压和第二电压处于预定范围之外时，检测所述CAN总线中的线路短 路故障；
[0046] 将CAN总线电阻确定为所述第一电压、所述第二电压及所述已知电阻的函数；以 及
[0047] 通过参考将CAN总线位置与所述CAN总线电阻相关联的预定表格，来定位所述线 路短路故障。
【附图说明】
[0048] 现在将参考附图举例描述一个或多个实施例，其中：
[0049] 图1示出了根据本发明的包括具有CAN总线和多个节点例如控制器的控制器局域 网络络（CAN)的车辆；
[0050] 图2示出了根据本发明的与图1的CAN相似的集成控制器局域网络，包括双线制 CAN总线、多个节点（例如控制器）以及监测控制器；以及
[0051] 图3示出了根据本发明的用于检测和隔离CAN中的故障的示例性CAN监测程序。
【具体实施方式】
[0052] 现在参考附图，其中附图仅是为了示出某些示例性实施例，而不是为了限制本发 明，图1示意地示出了包括控制器局域网络（CAN) 50的车辆8,控制器局域网络（CAN) 50包 括CAN总线15和多个节点，即，控制器10、20、30和40。术语"节点"是指信号地连接到CAN 总线15并且能够通过CAN总线15发送、接收或转发信息的任何有源电子设备。每个控制 器10、20、30和40信号地连接到CAN总线15并且电连接到电力网60和接地网70。每个控 制器10、20、30和40包括电子控制器或者其他车载设备，其构造为监测或控制车辆8的子 系统的操作，并且经由CAN总线15进行通信。在一个实施例中，其中一个控制器例如控制 器40构造为监测CAN 50和CAN总线15,并且在本文中可以称为CAN控制器。CAN 50的图 示实施例是CAN的非限制性示例，其可以以多种系统配置中的任意一种使用。
[0053] CAN总线15包括多个通信链路，包括在控制器10和20之间的第一通信链路51、在 控制器20和30之间的第二通信链路53、以及在控制器30和40之间的第三通信链路55。 电力网60包括电源62,例如电池，其电连接到第一电源总线64和第二电源总线66,以经由 电源链路向控制器1〇、20、30和40提供电力。如图所示，电源62经由以串联配置布置的电 源链路连接到第一电源总线64和第二电源总线66,其中电源链路69将第一电源总线64 和第二电源总线66相连。第一电源总线64经由以星型配置布置的电源链路连接到控制器 10和20,其中电源链路61将第一电源总线64和控制器10相连，并且电源链路63将第一 电源总线64连接到控制器20。第二电源总线66经由以星型配置布置的电源链路连接到控 制器30和40,其中电源链路65将第二电源总线66和控制器30相连，并且电源链路67将 第二电源总线66连接到控制器40。接地网70包括车辆接地线72,其连接到第一接地总线 74和第二接地总线76,以经由接地链路向控制器10、20、30和40提供电接地。车辆接地线 72经由以串联配置布置的接地链路连接到第一接地总线74和第二