基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于摩托車電氣領(lǐng)域,涉及CAN (Control Ier Area Network)總線在摩托車中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶需求的不斷提高，摩托車上配備了越來越多的電子設(shè)備。特別是高檔、大排量摩托車，從點火及燃油噴射控制系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、ABS到車載計算機(jī)，這些電子設(shè)備的使用可以充分滿足車輛的動力、排放、安全以及故障診斷等各方面要求，使整車的性能及駕駛的安全性和舒適度都得到了大幅度的改善。但是，電子設(shè)備的廣泛使用也使車輛的設(shè)計和制造面臨新的挑戰(zhàn)一如果仍采用常規(guī)的點到點的布線方式，勢必造成導(dǎo)線數(shù)量不斷增加。這樣不僅提高了車輛的制造成本，也給電氣系統(tǒng)的診斷和維修帶來了許多困難。
[0003]為解決這一問題，需要大幅度減少導(dǎo)線的數(shù)量，最有效的方法就是引入串行通訊總線，通過總線實現(xiàn)各電控單元及被控元件之間的數(shù)據(jù)及控制信號傳輸?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(Controller Area Network,或CAN)是目前國際上最流行的車載控制總線，能夠?qū)⑺袧M足其通信協(xié)議的ECU、傳感器、執(zhí)行器都連接到串行總線上，并通過提供點對點、一點對多點及廣播式三種通信方式，很好地解決車內(nèi)眾多測控儀器及單元之間的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)傳遞問題。
[0004]CAN總線是德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多電氣控制與測量裝置之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種數(shù)據(jù)通訊總線，已在各種中、高檔汽車中得到廣泛應(yīng)用。如果將該技術(shù)應(yīng)用在配有眾多電子設(shè)備的摩托車中，不僅能夠減少車輛中的線束，降低造價，又提高了系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性及抗干擾能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對高檔、大排量摩托車存在的導(dǎo)線過多、制造成本高、維修困難的問題，提供一種基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊和控制系統(tǒng)，同時提出一種適用該系統(tǒng)的摩托車通訊和控制方法。
[0006]為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
[0007]一種基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)，包括CAN總線和至少兩個通訊控制節(jié)點，各通訊控制節(jié)點分別與本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元相連，各訊控制節(jié)點之間通過CAN總線連接。
[0008]在上述的技術(shù)方案中，通訊控制節(jié)點包括電源模塊、微處理器及其外圍電路、輸入輸出接口和CAN總線接口，微處理器通過CAN總線接口與CAN總線連接，并通過輸入輸出接口與本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元相連。
[0009]本發(fā)明的摩托車通訊及控制系統(tǒng)還可以包括通過總線連接器與CAN總線相連的診斷工具。
[0010]本發(fā)明同時提供一種上述系統(tǒng)采用的通訊及控制系統(tǒng)方法，在該方法中，各通訊控制節(jié)點用于執(zhí)行下列的通訊及控制功能:
[0011](I)讀取本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元的狀態(tài)或數(shù)據(jù)；
[0012](2)接收來自其他節(jié)點的CAN報文；
[0013](3)更新本節(jié)點狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的控制算法；
[0014](4)向本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元發(fā)送新的控制指令或數(shù)據(jù)；
[0015](5)向其他節(jié)點發(fā)送CAN報文。
[0016]本發(fā)明在摩托車電氣系統(tǒng)中引入了 CAN總線，通過串行總線將摩托車電氣系統(tǒng)中的各種電子器件(傳感器、執(zhí)行器)及電子控制單元(ECU)連接在一起，每個節(jié)點與其附近的電子器件和ECU連接，并用來讀取數(shù)據(jù)(如傳感器信號)或?qū)嵤┛刂?，?jié)點之間的通信通過一根貫穿整車的屏蔽雙絞線(CAN網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì))實現(xiàn)。本發(fā)明適用于配備大量車載電子設(shè)備的高檔、大排量摩托車，因為這種基于總線的通信結(jié)構(gòu)能夠有效減少車輛的線束，降低車載電子系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的可靠性，有利于設(shè)備的診斷和維修。
【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明的總線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2本發(fā)明的通訊控制節(jié)點結(jié)構(gòu)方框圖；
[0019]圖3本發(fā)明的通訊和控制流程圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明在摩托車電氣系統(tǒng)中引入了 CAN總線，通過串行總線將摩托車電氣系統(tǒng)中的各種傳感器、執(zhí)行器及電子控制單元(ECT)連接在一起。所使用的串行通訊總線采用屏蔽雙絞線，由兩條數(shù)據(jù)傳輸線及一條屏蔽線構(gòu)成，所使用的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議在數(shù)據(jù)鏈路層與CAN2.0協(xié)議兼容，在應(yīng)用層與SAE J1939協(xié)議兼容。
[0021]本發(fā)明所提出的基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)中還包括總線連接器，通過總線連接器可以掛接診斷工具，用來讀取各種實時數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，從而監(jiān)測總線的運行狀況，或?qū)Τ霈F(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和診斷。
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]圖1是本發(fā)明的基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，各個通訊控制節(jié)點通過CAN總線相互通訊。實際應(yīng)用中，典型的系統(tǒng)包含4個通訊控制節(jié)點，分別是前節(jié)點，儀表盤節(jié)點，座椅節(jié)點和后節(jié)點，每個節(jié)點控制其附近的電子器件或ECU。節(jié)點1，即前節(jié)點位于摩托車前輪上方，主要用于連接并控制前照燈、轉(zhuǎn)向燈、車速傳感器等；節(jié)點2，即儀表盤處節(jié)點位于儀表盤處，用于實現(xiàn)人機(jī)交互，實施用戶命令和顯示各種狀態(tài)信息?’節(jié)點3位于座椅附近，主要用于連接并管理點火系統(tǒng)、電噴系統(tǒng)以及各種與發(fā)動機(jī)有關(guān)的傳感器；節(jié)點4位于車輛尾部，主要控制尾燈等裝置。
[0024]通訊控制節(jié)點的軟、硬件設(shè)計主要取決于節(jié)點所在的位置，以及它周圍的電子器件和ECU所執(zhí)行的功能。但節(jié)點的基本結(jié)構(gòu)是大致相同的，一個節(jié)點主要由電源模塊、微處理器及外圍電路、CAN總線接口和I/O接口等模塊構(gòu)成，如圖2所示。
[0025]參照附圖3，節(jié)點的在一個通訊和控制循環(huán)內(nèi)主要實現(xiàn)如下功能:
[0026]I)讀入節(jié)點周圍E⑶及電子器件的有關(guān)狀態(tài)或數(shù)據(jù)；
[0027]2)接收來自其他節(jié)點的CAN報文，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；
[0028]3)運行相應(yīng)的控制算法，并更新節(jié)點狀態(tài)；
[0029]4)向本節(jié)點附近的E⑶及電子器件發(fā)送新的指令或數(shù)據(jù)；
[0030]5)向其他節(jié)點發(fā)送CAN報文，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；
[0031]6)等待下一個狀態(tài)周期。
[0032]本發(fā)明中，節(jié)點之間通信的內(nèi)容包括發(fā)送報文節(jié)點附近的電子器件(如傳感器)和電子控制單元(即ECU)的數(shù)據(jù)或狀態(tài)，其他節(jié)點附近的設(shè)備或ECU需要共享這些信息。通過CAN總線可以在各節(jié)點之間發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，從而可以方便地在車輛的電氣控制系統(tǒng)范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。例如節(jié)點I附近的速度傳感器的數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸給節(jié)點2，在儀表盤上顯示，同時提供給節(jié)點3附近的點火ECU和電噴ECU ;節(jié)點2在接收到駕駛員的操作命令后，通過CAN總線對節(jié)點I或節(jié)點4的電子器件起到控制作用。
[0033]本發(fā)明屬于一種組合發(fā)明，是一種在技術(shù)應(yīng)用上具有創(chuàng)新性的發(fā)明，其中所涉及的CAN總線，摩托車的電子器件及電子控制單元、總線連接器、傳感器等，都屬于已有技術(shù)并且已有多種形式和應(yīng)用。在此不對其細(xì)部特征再作敘述。
[0034]此外，這里以本發(fā)明的實施例為中心展開了詳細(xì)的說明，所描述的優(yōu)選方式或某些特性的具體體現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)理解為本說明書僅僅是通過給出實施例的方式來描述本發(fā)明，實際上在組成、構(gòu)造和使用的某些細(xì)節(jié)上會有所變化，包括部件的組合和組配，這些變形和應(yīng)用都應(yīng)該屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)，包括CAN總線和至少兩個通訊控制節(jié)點，各通訊控制節(jié)點分別與本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元相連，各訊控制節(jié)點之間通過CAN總線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊控制節(jié)點包括微處理器及其外圍電路、輸入輸出接口和CAN總線接口，微處理器及其外圍電路通過CAN總線接口與CAN總線連接，并通過輸入輸出接口與本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述摩托車通訊及控制系統(tǒng)還包括通過總線連接器與CAN總線相連的診斷工具。4.一種基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)所采用的方法，用于帶有CAN總線以及至少兩個通訊控制節(jié)點的摩托車通訊及控制系統(tǒng)上，各通訊控制節(jié)點用于執(zhí)行下列的通訊及控制功能: (1)讀取本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元的狀態(tài)或數(shù)據(jù)； (2)接收來自其他節(jié)點的CAN報文； (3)更新本節(jié)點狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的控制算法； (4)向本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元發(fā)送新的控制指令或數(shù)據(jù)； (5)向其他節(jié)點發(fā)送CAN報文。
【專利摘要】本發(fā)明屬于摩托車電氣領(lǐng)域，涉及CAN總線在摩托車中的應(yīng)用。本發(fā)明提出的一種基于總線結(jié)構(gòu)的摩托車通訊及控制系統(tǒng)，包括CAN總線和至少兩個通訊控制節(jié)點，各通訊控制節(jié)點分別與本節(jié)點附近的電子器件及電子控制單元相連，各訊控制節(jié)點之間通過CAN總線連接。本發(fā)明同時提出一種此系統(tǒng)采用的通訊及控制方法。本發(fā)明的基于總線的通信結(jié)構(gòu)能夠有效減少車輛的線束，降低車載電子系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的可靠性，有利于設(shè)備的診斷和維修。
【IPC分類】G05B19/418
【公開號】CN105511411
【申請?zhí)枴緾N201410490579
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】天津智樹電子科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月23日