专利名称：一种车辆控制局域网can网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆控制局域网(CAN)领域。
背景技术：
随着车辆电子化和自动化程度的提高，车辆上的电子控制单元(ECU)日益增多。 控制局域网(CAN)网络及基于CAN的车辆网络通信协议实现了在不同E⑶之间的信息共 享，提高了信号的利用率，CAN网络技术对于汽车技术的发展具有重要意义。随着CAN网络的广泛应用和推广，对其通信格式的标准化提出了要求。ISO 11898 协议是ISO在1993年颁布的道路交通运输工具_数据信息交换-高速通信局域网国际标 准。SAE J1939协议是美国汽车工程师协会(SAE)在CAN2. OB协议基础上制定的重型货车 和客车网络通信协议，是目前汽车电子网络中应用最广泛的应用层协议之一。SAE J1939 协议使用多路复用技术为车辆各传感器、执行器和控制器提供建立标准化高速网络连接， 在不同的ECU间实现高速数据共享，以有效减少线束数量并提高车辆电子控制系统的灵活 性、可靠性、可维修性。目前诸多柴油车车辆的发动机管理系统(ECM)通常只支持SAE J1939协议，而许 多乘用车主机厂在开发乘用车时通常使用的是支持ISO 11898协议的CAN网络，例如车辆 防抱死系统(ABS)、车身控制模块(BCM)等通常连接在支持ISO 11898协议的CAN网络中。 这样使用支持SAE J1939协议的ECM的柴油车辆在与支持ISO 11898协议的车上其他系统 互联上存在问题。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种车辆控制局域网CAN网络，该车辆控制局域网 CAN网络能够实现基于ISO 11898协议的CAN网络与基于SAEJ1939协议的CAN网络的互 联，实现信息共享与交换。本发明提供的车辆控制局域网CAN网络包括基于ISO 11898协议的第一 CAN网 络；基于SAE J1939协议的第二 CAN网络；以及连接在第一 CAN网络和第二 CAN网络之间的 网关，该网关将接收自第一 CAN网络的报文转换成符合SAE J1939协议的报文并发送到第 二 CAN网络，并且将接收自第二 CAN网络的报文转换成符合ISO 11898协议的报文并发送 到第一 CAN网络。本发明提供的车辆控制局域网CAN网络，由于提供了连接在基于IS011898协议的 第一 CAN网络和基于SAE J1939协议的第二 CAN网络之间的网关，能够实现第一 CAN网络 和第二 CAN网络之间的互联，实现不同网络之间的信息共享与交换，提高信号利用率。
图1是本发明提供的车辆控制局域网CAN网络的示意图；图2是本发明提供的车辆控制局域网CAN网络的拓扑结构图。
具体实施例方式本发明提供的车辆控制局域网CAN网络包括基于ISO 11898协议的第一 CAN网 络；基于SAE J1939协议的第二 CAN网络；以及连接在第一 CAN网络和第二 CAN网络之间的 网关，该网关将接收自第一 CAN网络的报文转换成符合SAE J1939协议的报文并发送到第 二 CAN网络，并且将接收自第二 CAN网络的报文转换成符合ISO 11898协议的报文并发送 到第一 CAN网络。ISO 11898是通信速度为125kbps至IMbps的CAN高速通信标准。本发明提供的 车辆CAN网络中的第一 CAN网络可以是支持ISO 11898协议的500kbps网络。ISO 11898 协议的数据报文单元的具体格式如表1所示。通常许多乘用车生产商生产的诸多ECU可以 支持ISO 11898协议，并可以连接在该第一网络中。例如，车辆防抱死系统(ABS)、全轮驱 动系统(AWD)、车身控制模块(BCM)、电子稳定装置(ESP)、仪表单元(I⑶)、发动机防盗锁止 系统(IMMO)、诊断系统(0BD II)、转角传感器(SAS)、辅助防护系统(SRS)、变速控制单元 (TCU)、胎压管理系统(TPMS)中的至少一者可以连接在第一 CAN网络中。第二 CAN网络可 以是支持SAE J1939协议的250kbps网络。SAE J1939协议的数据报文单元的具体格式如 表2所示。车辆发动机管理系统(EMS)可以连接在第二 CAN网络中。表1
网关是将使用不同协议的网络相互连接起来的一种设备。在不同网络进行数据交 流时，网关可以对接收到的报文进行重新打包和格式转换，以满足目标网络使用的不同协 议的需求，从而能够解决汽车中不同网络的ECU之间的报文交换问题。网关可以包括单片 机和CAN收发器，CAN收发器可以从第一 CAN网络和第二 CAN网络中的一个网络(如第一 CAN网络)接收报文，并传送到单片机，单片机将接收到的报文转换为符合第一 CAN网络和 第二 CAN网络中另一个网络(如第二 CAN网络)支持的协议(如SAEJ1939)的报文，并且 将转换后的报文传送到CAN收发器以通过CAN收发器传送到另一个网络(如第二 CAN网 络)。其中单片机可以选用飞思卡尔(Freescale)MC9S12XE系列中具有3路CAN收发功能 的MC9S12XET256，其具有32位性能与16位MCU的所有优点和功效，同时还具有低成本、低 功耗、高效的代码率等优势。CAN收发器可以采用NXP公司的TJA 1040，其支持ISO 11898 协议和SAE J1939协议，传输速率高达IMbaud，其中的差动接收器具有较宽的共模范围，可 抗电磁干扰，且TJA 1040还具有电磁辐射低、可连接的节点多(至少连接110个节点)等 优势。此外，优选地，所述网关可以采用外部电源供电，网关还接收车辆IGN信号(点火开 关点火档信号)，当车辆处于IGN(点火开关点火档)档位时，IGN信号被产生并被发送到网 关。当接收到IGN信号时，外部电源给网关供电，网关可以开始启动。如上所述，CAN收发器可以从第一 CAN网络和第二 CAN网络中的一个网络(即源 网络)接收报文(即源报文)，并传送到单片机，单片机将接收到的报文转换为符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中另一个网络(即目标网络)支持的协议的报文(即目标报文)， 并且将转换后的报文传送到CAN收发器以通过CAN收发器传送到另一个网络(即目标网 络)。具体工作逻辑如下在网关初始化过程中，所述单片机可以用第一默认值填充符合第 一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个网络支持的协议的报文(即目标报文)中的数据 场；在所述网关工作过程中，如果所述CAN收发器从第一 CAN网络和第二 CAN网络中的一 个网络接收到报文(即源报文)并传送到所述单片机，则所述单片机从接收到的报文的数 据场中提取数据，并将所提取的数据填充到符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个 网络支持的协议的报文(即目标报文)中的数据场；如果所述CAN收发器在预定时间阈值 内没有接收到报文并传送到单片机，则所述单片机采用上次接收到的报文中的数据场中的数据填充符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个网络支持的协议的报文(即目标报 文)中的数据场，如果所述CAN收发器超过预定时间阈值仍没有接收到报文并传送到单片 机，则所述单片机用第二默认值填充符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个网络支 持的协议的报文(即目标报文)中的数据场。其中所述预定时间阈值可以为报文周期的两 倍至五倍；所述第一默认值指示网络正在初始化，所述第二默认值指示接收报文失败。所述 单片机将填充后的目标报文传送到CAN收发器，并由CAN收发器传送到目标网络。将来自 第一 CAN网络的报文经转换后传递到第二 CAN网络，或者将来自第二 CAN网络的报文经转 换后传递到第一 CAN网络，均可以采取上述工作逻辑。由此，采用本发明提供的车辆CAN网 络，能够实现第一 CAN网络和第二 CAN网络之间的通信。
使用本发明提供的车辆CAN网络，能够将支持不同协议的CAN网络进行互联，实 现不同CAN网络之间的信息传递与共享。当前，许多汽车厂商开发的ECU系统只支持ISO 11898协议，而诸多柴油车车辆的发动机管理系统(ECM)通常只支持SAE J1939协议，由此， 本发明提供的车辆CAN网络对于发动机管理系统通常只支持SAE J1939协议的柴油车辆的 技术的发展具有重要意义。
权利要求
一种车辆控制局域网CAN网络，该CAN网络包括基于ISO 11898协议的第一CAN网络；基于SAE J1939协议的第二CAN网络；以及连接在第一CAN网络和第二CAN网络之间的网关，该网关将接收自第一CAN网络的报文转换成符合SAE J1939协议的报文并发送到第二CAN网络，并且将接收自第二CAN网络的报文转换成符合ISO 11898协议的报文并发送到第一CAN网络。
2.根据权利要求1所述的CAN网络，其中，车辆防抱死系统、全轮驱动系统、车身控制模 块、电子稳定装置、仪表单元、发动机防盗锁止系统、诊断系统、转角传感器、辅助防护系统、 变速控制单元、胎压管理系统中的至少一者连接在第一 CAN网络中。
3.根据权利要求1所述的CAN网络，其中，车辆发动机管理系统连接在第二CAN网络中。
4.根据权利要求1所述的CAN网络，其中，所述网关包括单片机和CAN收发器，所述CAN 收发器从第一 CAN网络和第二 CAN网络中的一个网络接收报文，并传送到单片机，所述单片 机将接收到的报文转换为符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个网络支持的协议的 报文，并且将转换后的报文通过CAN收发器传送到第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一 个网络。
5.根据权利要求4所述的CAN网络，其中，在所述网关初始化过程中，所述单片机用第 一默认值填充符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个网络支持的协议的报文中的数 据场；在所述网关工作过程中，如果所述CAN收发器从第一 CAN网络和第二 CAN网络中的一 个网络接收到报文并传送到所述单片机，则所述单片机从接收到的报文的数据场中提取数 据，并将所提取的数据填充到符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个网络支持的协 议的报文中的数据场；如果所述CAN收发器在预定时间阈值内没有接收到报文并传送到单 片机，则所述单片机采用上次接收到的报文中的数据场中的数据填充符合第一 CAN网络和 第二 CAN网络中的另一个网络支持的协议的报文中的数据场，如果所述CAN收发器超过预 定时间阈值仍没有接收到报文并传送到单片机，则所述单片机用第二默认值填充符合第一 CAN网络和第二 CAN网络中的另一个网络支持的协议的报文中的数据场。
6.根据权利要求5所述的CAN网络，其中，所述预定时间阈值为报文周期的两倍至五倍。
7.根据权利要求5所述的CAN网络，其中，所述第一默认值指示网络正在初始化，所述 第二默认值指示接收报文失败。
8.根据权利要求1所述的CAN网络，其中，所述第一CAN网络是通信速率为500kbps的 网络，所述第二 CAN网络是通信速率为250kbps的网络。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的CAN网络，其中，所述网关接收点火开关点 火档信号，并且当接收到点火开关点火档信号时，所述网关开始启动。
全文摘要
本发明提供了一种车辆控制局域网CAN网络，包括基于ISO 11898协议的第一CAN网络；基于SAE J1939协议的第二CAN网络；以及连接在第一CAN网络和第二CAN网络之间的网关，该网关将接收自第一CAN网络的报文转换成符合SAE J1939协议的报文并发送到第二CAN网络，并且将接收自第二CAN网络的报文转换成符合ISO 11898协议的报文并发送到第一CAN网络。本发明提供的车辆CAN网络，能够实现不同CAN网络之间的互联，实现不同CAN网络之间的信息共享与交换，提高信号利用率。
文档编号H04L12/46GK101841452SQ20101016784
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者冀俊明, 史攀, 赵华, 赵澎, 陈晓俊 申请人:北汽福田汽车股份有限公司