车载网络控制单元及其对车载网络管理、控制方法

摘要

本发明车载网络控制单元及其对车载网络管理、控制方法涉及的是一种汽车车载网络系统的控制单元及其对网络管理和系统配置、诊断的方法。车载网络控制单元包括微处理器CPU、控制器局域网CAN收发器、控制器局域网CAN控制器、CAN总线接口、稳压电源、输入、输出接口电路、开关信号检测电路。车载网络系统由若干个带CAN接口的电子控制单元组成，控制单元和车载网络的所有节点保持通信，协调工作，所以控制单元CPU中存有系统原始配置的节点数据库，控制单元和车载网络的其他节点通过“配置数据请求、应答”，以及“网络管理请求、应答”数字通信进行交互，实现对整个车载网络进行配置、诊断、休眠、唤醒等一系列网络管理。

主权项

1、车载网络的中央控制单元对车载网络管理、控制方法，其特征在于：根据整车设计要求确定若干个带CAN接口的电子控制单元，组成车载网络，每个电子控制单元必须有一个确定的物理地址和诊断地址，这是网络管理和系统诊断报文标识符的目标地址和源地址的依据，中央控制单元和车载网络的其他节点通过“配置数据请求、应答”，以及“网络管理请求、应答”等数字通信进行交互，实现对整个车载网络进行配置、诊断、休眠、唤醒一系列网络管理；中央控制单元必须和车载网络的所有的节点保持通信，将所有节点捆绑在一起，形成系统，协调工作，所以中央控制单元CPU中存有系统原始配置的节点数据库，中央控制单元不断发出网络管理报文，对系统节点进行询问，掌握每个节点的活动情况，形成系统“节点状态的数据库”；针对某一个特定的车型、特定的系统，中央控制单元原始配置数据和配置要求是一定的，对不同的车型和系统，有不同的配置要求和配置数据，原始配置数据要存储在中央控制单元非易失性内存中，如果中央控制单元已经按照特定车型进行正确配置，开机后在规定时间内，它就会发送“配置数据请求”报文到网络，以请求其他ECU发送“配置-数据-代码-响应”报文，同时对其他节点写入配置数据，如果中央控制单元未按照系统要求进行正确配置，报文就不会发出，此时将立刻开始查找错误并发送一条无内容的配置报文到网络；中央控制单元是车载网络的管理者，中央控制单元将按照固定的周期在网络上发送“网络管理”报文，报文长度根据信息量确定，报文中含有网络唤醒、网络休眠、节点激活状态、故障状态信息，分别在规定字节用0和1表示；从属节点收到中央控制单元的“网络管理请求”报文以后，以带有自身物理地址为标识符的“网络管理响应”报文予以回复，响应报文中含有动态链接库状态，故障状态、配置状态和激活状态信息；中央控制单元根据所有节点的响应报文，将各节点当前的活动状态在“节点状态数据库”中进行标志，再和原始配置予以比较，起到网络管理和系统诊断的作用；汽车电子控制单元的在线配置和系统诊断必须通过系统诊断服务实现，诊断服务CAN帧的长度固定8个字节，未使用的字节填上0，目标地址和源地址受传输协议控制，源地址在CAN识别器内被编码，在CAN报文中，报文标识符有级别、种类、节点地址组成；级别：最紧急的应用为000，网络管理和诊断为111，种类：优先级最高为000，优先级最低为111；数据长度信息从“诊断服务识别码”开始，在测试器的请求报文中，目标地址是ECU的物理地址，在ECU的响应报文中，目标地址是测试器的地址F1；“诊断请求报文”由测试仪器发出，请求报文的目标地址总是节点的物理地址，节点的“诊断响应报文”的目标地址总是测试仪器的物理地址F1，通过系统诊断，可以改变系统参数，改变输出、输入关系；系统节点收到测试仪器的“诊断请求”报文以后，要按照固定的格式予以响应，如果接受请求，以“诊断请求正响应”回复，如果不接受，则以“诊断请求负响应”回复，正响应和负响应有不同的代码予以区分；为确保系统安全，系统关键参数的修改必须采用安全访问法则，通过数次交换密码后才能进行；中央控制单元中有固定的区域，采用规划好的格式存储故障信息，由于某些故障在特定的条件下出现，所以在故障存储区要有发生故障时的相关条件参数，在发生故障的瞬间，将条件参数一并存储，以便修理时参考、分析；读取故障代码ECU必须保证发送给测试仪器的数据是申请时最新更新的，ECU必须确保在KEYOFF和断开电源时不丢失任何故障存储的内容；每一个故障存储区分为若干字节的块，以便测试器“发现”故障，每一个块都应当包括在描述一个诊断故障代码时需要的所有数据。