基于总线结构的摩托车通讯及控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于摩托车电气领域,涉及CAN (Control Ier Area Network)总线在摩托车中的应用。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的飞速发展和用户需求的不断提高，摩托车上配备了越来越多的电子设备。特别是高档、大排量摩托车，从点火及燃油喷射控制系统、电子导航系统、ABS到车载计算机，这些电子设备的使用可以充分满足车辆的动力、排放、安全以及故障诊断等各方面要求，使整车的性能及驾驶的安全性和舒适度都得到了大幅度的改善。但是，电子设备的广泛使用也使车辆的设计和制造面临新的挑战一如果仍采用常规的点到点的布线方式，势必造成导线数量不断增加。这样不仅提高了车辆的制造成本，也给电气系统的诊断和维修带来了许多困难。
[0003]为解决这一问题，需要大幅度减少导线的数量，最有效的方法就是引入串行通讯总线，通过总线实现各电控单元及被控元件之间的数据及控制信号传输。控制器局域网(Controller Area Network,或CAN)是目前国际上最流行的车载控制总线，能够将所有满足其通信协议的ECU、传感器、执行器都连接到串行总线上，并通过提供点对点、一点对多点及广播式三种通信方式，很好地解决车内众多测控仪器及单元之间的数据共享与数据传递问题。
[0004]CAN总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多电气控制与测量装置之间的数据交换而开发的一种数据通讯总线，已在各种中、高档汽车中得到广泛应用。如果将该技术应用在配有众多电子设备的摩托车中，不仅能够减少车辆中的线束，降低造价，又提高了系统的可靠性、可维护性及抗干扰能力。
【发明内容】
[0005]本发明针对高档、大排量摩托车存在的导线过多、制造成本高、维修困难的问题，提供一种基于总线结构的摩托车通讯和控制系统，同时提出一种适用该系统的摩托车通讯和控制方法。
[0006]为此，本发明采用如下的技术方案。
[0007]一种基于总线结构的摩托车通讯及控制系统，包括CAN总线和至少两个通讯控制节点，各通讯控制节点分别与本节点附近的电子器件及电子控制单元相连，各讯控制节点之间通过CAN总线连接。
[0008]在上述的技术方案中，通讯控制节点包括电源模块、微处理器及其外围电路、输入输出接口和CAN总线接口，微处理器通过CAN总线接口与CAN总线连接，并通过输入输出接口与本节点附近的电子器件及电子控制单元相连。
[0009]本发明的摩托车通讯及控制系统还可以包括通过总线连接器与CAN总线相连的诊断工具。
[0010]本发明同时提供一种上述系统采用的通讯及控制系统方法，在该方法中，各通讯控制节点用于执行下列的通讯及控制功能:
[0011](I)读取本节点附近的电子器件及电子控制单元的状态或数据；
[0012](2)接收来自其他节点的CAN报文；
[0013](3)更新本节点状态，执行相应的控制算法；
[0014](4)向本节点附近的电子器件及电子控制单元发送新的控制指令或数据；
[0015](5)向其他节点发送CAN报文。
[0016]本发明在摩托车电气系统中引入了 CAN总线，通过串行总线将摩托车电气系统中的各种电子器件(传感器、执行器)及电子控制单元(ECU)连接在一起，每个节点与其附近的电子器件和ECU连接，并用来读取数据(如传感器信号)或实施控制，节点之间的通信通过一根贯穿整车的屏蔽双绞线(CAN网络的通信介质)实现。本发明适用于配备大量车载电子设备的高档、大排量摩托车，因为这种基于总线的通信结构能够有效减少车辆的线束，降低车载电子系统的成本，提高系统的可靠性，有利于设备的诊断和维修。
【附图说明】
[0017]图1本发明的总线结构示意图；
[0018]图2本发明的通讯控制节点结构方框图；
[0019]图3本发明的通讯和控制流程图。
【具体实施方式】
[0020]本发明在摩托车电气系统中引入了 CAN总线，通过串行总线将摩托车电气系统中的各种传感器、执行器及电子控制单元(ECT)连接在一起。所使用的串行通讯总线采用屏蔽双绞线，由两条数据传输线及一条屏蔽线构成，所使用的数据通讯协议在数据链路层与CAN2.0协议兼容，在应用层与SAE J1939协议兼容。
[0021]本发明所提出的基于总线结构的摩托车通讯及控制系统中还包括总线连接器，通过总线连接器可以挂接诊断工具，用来读取各种实时数据或状态信息，从而监测总线的运行状况，或对出现故障的设备进行维护和诊断。
[0022]以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0023]图1是本发明的基于总线结构的摩托车通讯及控制系统的结构框图，各个通讯控制节点通过CAN总线相互通讯。实际应用中，典型的系统包含4个通讯控制节点，分别是前节点，仪表盘节点，座椅节点和后节点，每个节点控制其附近的电子器件或ECU。节点1，即前节点位于摩托车前轮上方，主要用于连接并控制前照灯、转向灯、车速传感器等；节点2，即仪表盘处节点位于仪表盘处，用于实现人机交互，实施用户命令和显示各种状态信息?’节点3位于座椅附近，主要用于连接并管理点火系统、电喷系统以及各种与发动机有关的传感器；节点4位于车辆尾部，主要控制尾灯等装置。
[0024]通讯控制节点的软、硬件设计主要取决于节点所在的位置，以及它周围的电子器件和ECU所执行的功能。但节点的基本结构是大致相同的，一个节点主要由电源模块、微处理器及外围电路、CAN总线接口和I/O接口等模块构成，如图2所示。
[0025]参照附图3，节点的在一个通讯和控制循环内主要实现如下功能:
[0026]I)读入节点周围E⑶及电子器件的有关状态或数据；
[0027]2)接收来自其他节点的CAN报文，以实现数据共享；
[0028]3)运行相应的控制算法，并更新节点状态；
[0029]4)向本节点附近的E⑶及电子器件发送新的指令或数据；
[0030]5)向其他节点发送CAN报文，以实现数据共享；
[0031]6)等待下一个状态周期。
[0032]本发明中，节点之间通信的内容包括发送报文节点附近的电子器件(如传感器)和电子控制单元(即ECU)的数据或状态，其他节点附近的设备或ECU需要共享这些信息。通过CAN总线可以在各节点之间发送数据或状态信息，从而可以方便地在车辆的电气控制系统范围内实现数据共享。例如节点I附近的速度传感器的数据通过CAN总线传输给节点2，在仪表盘上显示，同时提供给节点3附近的点火ECU和电喷ECU ;节点2在接收到驾驶员的操作命令后，通过CAN总线对节点I或节点4的电子器件起到控制作用。
[0033]本发明属于一种组合发明，是一种在技术应用上具有创新性的发明，其中所涉及的CAN总线，摩托车的电子器件及电子控制单元、总线连接器、传感器等，都属于已有技术并且已有多种形式和应用。在此不对其细部特征再作叙述。
[0034]此外，这里以本发明的实施例为中心展开了详细的说明，所描述的优选方式或某些特性的具体体现，应当理解为本说明书仅仅是通过给出实施例的方式来描述本发明，实际上在组成、构造和使用的某些细节上会有所变化，包括部件的组合和组配，这些变形和应用都应该属于本发明的范围内。
【主权项】
1.一种基于总线结构的摩托车通讯及控制系统，包括CAN总线和至少两个通讯控制节点，各通讯控制节点分别与本节点附近的电子器件及电子控制单元相连，各讯控制节点之间通过CAN总线连接。2.根据权利要求1所述的基于总线结构的摩托车通讯及控制系统，其特征在于，所述通讯控制节点包括微处理器及其外围电路、输入输出接口和CAN总线接口，微处理器及其外围电路通过CAN总线接口与CAN总线连接，并通过输入输出接口与本节点附近的电子器件及电子控制单元相连。3.根据权利要求1所述的基于总线结构的摩托车通讯及控制系统，其特征在于，所述摩托车通讯及控制系统还包括通过总线连接器与CAN总线相连的诊断工具。4.一种基于总线结构的摩托车通讯及控制系统所采用的方法，用于带有CAN总线以及至少两个通讯控制节点的摩托车通讯及控制系统上，各通讯控制节点用于执行下列的通讯及控制功能: (1)读取本节点附近的电子器件及电子控制单元的状态或数据； (2)接收来自其他节点的CAN报文； (3)更新本节点状态，执行相应的控制算法； (4)向本节点附近的电子器件及电子控制单元发送新的控制指令或数据； (5)向其他节点发送CAN报文。
【专利摘要】本发明属于摩托车电气领域，涉及CAN总线在摩托车中的应用。本发明提出的一种基于总线结构的摩托车通讯及控制系统，包括CAN总线和至少两个通讯控制节点，各通讯控制节点分别与本节点附近的电子器件及电子控制单元相连，各讯控制节点之间通过CAN总线连接。本发明同时提出一种此系统采用的通讯及控制方法。本发明的基于总线的通信结构能够有效减少车辆的线束，降低车载电子系统的成本，提高系统的可靠性，有利于设备的诊断和维修。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105511411
【申请号】CN201410490579
【发明人】不公告发明人
【申请人】天津智树电子科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月23日