用于實(shí)現(xiàn)菊花式can總線的在線故障注入的分接電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于實(shí)現(xiàn)菊花式CAN總線的在線故障注入的分接電路，屬于車輛電子控制模塊的故障注入領(lǐng)域。該分接電路設(shè)置在連接至待測的非終端電控模塊的CAN總線上，CAN總線包括對(duì)應(yīng)非終端電控模塊的輸入信號(hào)線和輸出信號(hào)線；該分接電路包括：設(shè)置在CAN總線上的與所述故障注入設(shè)備并聯(lián)地設(shè)置的可控開關(guān)和至少用于控制可控開關(guān)的控制器；其中，在所述可控開關(guān)斷開時(shí)，斷開的CAN總線的輸入信號(hào)線與輸出信號(hào)線對(duì)應(yīng)連接在一起。該分接電路適于菊花鏈?zhǔn)紺AN總線，可以實(shí)現(xiàn)待測電控模塊的在線故障注入。
【專利說明】用于實(shí)現(xiàn)菊花式CAN總線的在線故障注入的分接電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于車輛電子控制模塊的故障注入領(lǐng)域，尤其涉及一種用于實(shí)現(xiàn)菊花式CAN(ControIIer Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線的在線故障注入的分接電路。
【背景技術(shù)】
[0002]CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡稱，并已經(jīng)形成相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，其中CAN總線是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，CAN總線協(xié)議也已經(jīng)成為汽車、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)的控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線。
[0003]目前，隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，車輛上的電子裝置及其相應(yīng)的電控模塊越來越多，車輛的電控模塊之間的通信傳輸通過CAN總線實(shí)現(xiàn)已經(jīng)常態(tài)化。CAN信號(hào)的正常傳輸與否直接關(guān)系到各個(gè)電控模塊的工作狀態(tài)，進(jìn)而影響到行車的安全性等性能；并且，功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)IS026262也要求對(duì)輸入的CAN信號(hào)的故障監(jiān)控、故障探測和容錯(cuò)能力等進(jìn)行測試。
[0004]其中，故障注入設(shè)備可以第一端口從整車線束上接收CAN總線信號(hào)，并對(duì)某些需要注入故障的信號(hào)進(jìn)行編譯后通過第二端口發(fā)送給待測電控模塊，該第二端口同時(shí)也接收待測電控模塊發(fā)出的信號(hào)，并通過第一端口發(fā)往整車線束，因此待測電控模塊必須通過分接電路與整車線束隔尚開來。
[0005]菊花鏈?zhǔn)紺AN總線是CAN總線的其中一種連接方式，其采用串行傳輸方式來傳輸信號(hào)至各個(gè)電控模塊。因此，通常的電控模塊根據(jù)在菊花式CAN總線中所處的連接位置，分為終端電控模塊和非終端電控模塊。菊花鏈?zhǔn)紺AN總線連接的電控模塊中，任何一個(gè)非終端電控模塊與CAN總線脫離時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)CAN總線的斷路，其他電控模塊不能正常工作。
[0006]因此，目前對(duì)車輛的非終端電控模塊進(jìn)行CAN總線故障注入時(shí)多采用離線方式，這與電控模塊的正常工作環(huán)境相差很遠(yuǎn)，影響故障注入的檢測診斷的準(zhǔn)確性，并終止整車CAN總線的正常工作。
[0007]有鑒于此，有必要提出一種新型的菊花式CAN總線的故障注入的分接電路。實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于，提出一種適于菊花式CAN總線的可實(shí)現(xiàn)在線故障注入的分接電路。
[0009]為實(shí)現(xiàn)以上目的或者其他目的，本實(shí)用新型提供一種用于實(shí)現(xiàn)菊花式CAN總線的在線故障注入的分接電路(13)，所述分接電路(13)設(shè)置在連接至非終端電控模塊(14)的CAN總線上，所述CAN總線包括對(duì)應(yīng)非終端電控模塊(14)的輸入信號(hào)線(111a，112a)和輸出信號(hào)線(111b，112b)，所述分接電路(13)包括:
[0010]連接所述CAN總線和故障注入設(shè)備(12)的第一端口的第一線路(131a，131b)；
[0011]連接非終端電控模塊(14)和故障注入設(shè)備(12)的第二端口的第二線路(133a，133b)；
[0012]設(shè)置在CAN總線上的與所述故障注入設(shè)備(12)并聯(lián)地設(shè)置的可控開關(guān)(Kl，K2)；以及
[0013]至少用于控制所述可控開關(guān)(K1，K2)的控制器(132)；
[0014]其中，在所述可控開關(guān)(Kl，Κ2)斷開時(shí)，斷開的CAN總線的輸入信號(hào)線(111a，112a)與輸出信號(hào)線(111b，112b)對(duì)應(yīng)連接在一起。
[0015]按照本實(shí)用新型一實(shí)施例的分接電路(13)，其中，所述輸入信號(hào)線(111a，112a)與輸出信號(hào)線(111b，112b)的對(duì)應(yīng)連接通過O歐姆的電阻(Rl，R2)實(shí)現(xiàn)。
[0016]按照本實(shí)用新型又一實(shí)施例的分接電路(13)，其中，所述CAN總線包括高電平CAN總線(CANH)和低電平CAN總線(CANL)，高電平CAN總線(CANH)包括相應(yīng)的第一輸入信號(hào)線(111a，CANH_IN)和第一輸出信號(hào)線(111b，CANH_0UT)，低電平CAN總線(CANL)包括相應(yīng)的第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)和第二輸出信號(hào)線(112b，CANL_0UT)。
[0017]在之前所述任一實(shí)施例中，所述可控開關(guān)(Kl，K2)包括設(shè)置在高電平CAN總線(CANH)上第一可控開關(guān)(Kl)和設(shè)置在低電平CAN總線(CANL)上的第二可控開關(guān)(K2)。
[0018]在之前所述任一實(shí)施例中，所述分接電路(13)還包括:設(shè)置在第一輸入信號(hào)線(111a，CANH_IN)和第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)之間的第三可控開關(guān)(K3);在所述第一可控開關(guān)(Kl)和第二可控開關(guān)(Κ2)斷開時(shí)，所述第三可控開關(guān)(Κ3)閉合以實(shí)現(xiàn)非終端電控模塊(14)與故障注入設(shè)備(12)的第二端口之間的連接。
[0019]在之前所述任一實(shí)施例中，所述控制器(132 )同時(shí)控制所述第三可控開關(guān)(Κ3 )。
[0020]優(yōu)選地，所述第一可控開關(guān)(Κ1)、第二可控開關(guān)(Κ2)和第三可控開關(guān)(Κ3)為繼電器。
[0021]在之前所述任一實(shí)施例中，所述分接電路(13)還包括:設(shè)置在第一輸入信號(hào)線(111a，CANH_IN)和第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)之間的、與所述第三可控開關(guān)(K3)串聯(lián)連接的第三電阻(R3)。
[0022]在之前所述任一實(shí)施例中，所述控制器(132 )通過所述第二線路(133a，133b )與所述故障注入設(shè)備(12)通信連接，所述第二線路(133a，133b)包括并行設(shè)置的連接至第一輸入信號(hào)線(111a，CANH_IN)的線路(133a)以及連接至第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)的線路(133b)。
[0023]在之前所述任一實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第三電阻(R3)的電阻值等于所述控制器(132)的內(nèi)部電阻的電阻值，該內(nèi)部電阻串聯(lián)連接所述連接至第一輸入信號(hào)線(llla，CANH_IN)的線路(133a)和連接至第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)的線路(133b)。
[0024]可選地，所述CAN總線可以為車輛上的整車線束的一部分。
[0025]本實(shí)用新型的分接電路適于菊花鏈?zhǔn)紺AN總線，可以實(shí)現(xiàn)待測電控模塊的在線故障注入，同時(shí)還不影響整車的CAN總線上的其余電控模塊的工作狀態(tài)，并能在正常模式和故障注入模式兩種狀態(tài)間切換，可以更好更方便地對(duì)比故障注入測試結(jié)果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會(huì)使本實(shí)用新型的上述和其他目的及優(yōu)點(diǎn)更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號(hào)表示。[0027]圖1所示為按照本實(shí)用新型一實(shí)施例的分接電路的連接關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面介紹的是本實(shí)用新型的多個(gè)可能實(shí)施例中的一些，旨在提供對(duì)本實(shí)用新型的基本了解，并不旨在確認(rèn)本實(shí)用新型的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在不變更本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其他實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下【具體實(shí)施方式】以及附圖僅是對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的全部或者視為對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定或限制。
[0029]圖1所示為按照本實(shí)用新型一實(shí)施例的分接電路的連接關(guān)系示意圖。在該實(shí)施例中，以車輛上的菊花鏈?zhǔn)紺AN總線為示例進(jìn)行說明，菊花鏈?zhǔn)紺AN總線構(gòu)成整車線束11的一部分。菊花鏈?zhǔn)紺AN總線可以串行地傳輸信號(hào)至多個(gè)電控模塊(MCU),在該實(shí)施例中，以其中某一個(gè)需要通過故障注入設(shè)備12檢測的電控模塊14 (即待測電控模塊14)示例說明相應(yīng)的分接電路13，其中，電控模塊14為非終端電控模塊。
[0030]如圖1所示，分接電路13設(shè)置在連接至待測電控模塊14 (即非終端電控模塊)的CAN總線上，在該實(shí)施例中，CAN總線包括待測電控模塊14的輸入信號(hào)線和輸出信號(hào)線，在該實(shí)施例中，CAN總線包括高電平CAN總線(CANH)和低電平CAN總線(CANL)，高電平CAN總線對(duì)應(yīng)包括輸入信號(hào)線Illa (即CANH_IN)和輸出信號(hào)線Illb (即CANH_0UT)，低電平CAN總線對(duì)應(yīng)包括輸入信號(hào)線112a (即CANL_IN)和輸出信號(hào)線112b卿CANL_0UT)，輸入信號(hào)線Illa和112a構(gòu)成了 CAN總線的輸入信號(hào)線，輸出信號(hào)線112a和112b構(gòu)成了 CAN總線的輸出信號(hào)線。
[0031]故障注入設(shè)備12的第一端口通過分接電路13的第一線路131a和131b連接至CAN總線，故障注入設(shè)備12的第二端口通過分接電路13的第二線路133a和133b連接至待測電控模塊14 一端的CAN總線；具體地，線路131a的一端連接CANH_IN、另一端連接故障注入設(shè)備12的第一端口，線路131b的一端連接CANL_IN、另一端連接故障注入設(shè)備12的第一端口，線路133a —端連接CANH_IN從而連接非終端電控模塊14、另一端連接故障注入設(shè)備12的第二端口，線路133b —端連接CANL_IN從而連接非終端電控模塊14、另一端連接故障注入設(shè)備12的第二端口。
[0032]對(duì)應(yīng)CANH和CANL上，分別設(shè)置電控開關(guān)Kl和K2。電控開關(guān)Kl和K2相對(duì)故障注入模塊12來說并聯(lián)設(shè)置，也即，電控開關(guān)Kl和K2設(shè)置在故障注入模塊12的第一端口和第二端口所連接的CAN總線處之間，這樣，在開關(guān)Kl和K2斷開時(shí)，CAN總線不傳輸信號(hào)至待測電控模塊14，而是通過線路131a和131b發(fā)送信號(hào)至故障注入設(shè)備12，同時(shí)故障注入設(shè)備12可以通過線路133a和133b與待測電控模塊14實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。
[0033]繼續(xù)如圖1所示，在該實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)在待測電控模塊14的一端的CANH_IN和CANL_IN之間設(shè)置可控開關(guān)K3和電阻R2，可控開關(guān)K3和電阻R2串聯(lián)設(shè)置，這樣，在可控開關(guān)K3閉合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)待測電控模塊14與故障注入設(shè)備12的第二端口之間的連接。
[0034]進(jìn)一步，分接電路13還包括控制器132，其被配置為輸出信號(hào)以控制可控開關(guān)K1、K2和K3的閉合或斷開。在該實(shí)施例中，控制器132通過所述第二線路133a和133b與故障注入設(shè)備12通信連接，具體地，控制器132可以選用帶CAN通信接口的單片機(jī)，控制器132的供電電源既可以使用整車電源也可以外接12V電源。
[0035]在一實(shí)施例中，可控開關(guān)Kl和K2為雙刀常閉繼電器，可控開關(guān)K3為單刀常開繼電器。K1、K2和Κ3使用控制器132輸出的同一信號(hào)進(jìn)行控制，以保證它們之間的動(dòng)作的同步性或一致性，不會(huì)因?yàn)槔^電器的開啟或者閉合的不一致而導(dǎo)致CAN總線信號(hào)紊亂。
[0036]重要地，分接電路13中，設(shè)置有電阻Rl和R2，電阻Rl用于在可控開關(guān)Kl斷開時(shí)實(shí)現(xiàn)CANH_IN和CANH_0UT的對(duì)應(yīng)連接，電阻R2用于在可控開關(guān)K2斷開時(shí)實(shí)現(xiàn)CANL_IN和CANL_0UT的對(duì)應(yīng)連接。這樣，即使待測電控模塊14即使在Kl和K2斷開時(shí)脫離CAN總線，不影響CAN總線的其他節(jié)點(diǎn)的電控單元的正常工作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在線故障注入。
[0037]優(yōu)選地，電阻R3的電阻值等于控制器132的一內(nèi)部電阻的電阻值，該內(nèi)部電阻在控制器132內(nèi)部可以串聯(lián)連接線路133a和線路133b，例如，電阻R3可以120歐姆的貼片電阻。電阻Rl和R2可以為O歐姆的貼片電阻。
[0038]以下說明圖1所示實(shí)施例的分接電路的工作原理。
[0039]如圖1所示，在正常工作模式下，Kl和K2閉合(即常閉狀態(tài))，K3斷開(即常開狀態(tài))，故障注入設(shè)備12既不接收CAN總線的信號(hào)也不發(fā)送信號(hào)至待測電控模塊14，RO和Rl分別與待測電控模塊14內(nèi)部的O歐電阻(S卩R4和R5)并聯(lián)，不會(huì)影響CAN總線的菊花鏈結(jié)構(gòu)，這樣待測電控模塊14可以正常地與整車線束的CAN總線上的其余節(jié)點(diǎn)的電控模塊進(jìn)行通信。
[0040]在故障注入模式下，故障注入設(shè)備12通過與控制器132連接的端口發(fā)出CAN總線控制信號(hào)，該控制信號(hào)使Kl和K2斷開、K3同時(shí)閉合，這樣待測電控模塊14就與整車線束11斷開。但是，在本實(shí)用新型中，由于CAN總線的CANH_IN和CANH_0UT通過可以通過O歐姆的電阻Rl短接、CANL_IN和CANL_0UT可以通過O歐姆的電阻R2短接，從而不會(huì)因?yàn)榇郎y電控模塊14的斷開而造成整車CAN總線的斷開。同時(shí)，K3閉合之后，電阻R3串聯(lián)于待測電控模塊14的CANH_IN和CANL_IN之間，在控制器的內(nèi)部也存在有一個(gè)阻值與R2的阻值相同的電阻串聯(lián)于CANH_IN和CANL_IN之間，這樣，故障注入設(shè)備12與待測電控模塊14所形成的CAN網(wǎng)絡(luò)兩端分別具有一個(gè)終端電阻，從而保證了該網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性。因此，故障注入設(shè)備12與整車的CAN總線進(jìn)行通信，對(duì)需要進(jìn)行故障注入的信號(hào)進(jìn)行故障編譯后，通過第二端口和線路133a和133b對(duì)待測電控模塊14進(jìn)行故障注入。
[0041]因此，通過以上分接電路13，可以實(shí)現(xiàn)待測電控模塊的在線故障注入，同時(shí)還不影響整車的CAN總線上的其余電控模塊的工作狀態(tài)，并能在正常模式和故障注入模式兩種狀態(tài)間切換，可以更好更方便地對(duì)比故障注入測試結(jié)果。
[0042]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)據(jù)稱將部件“連接”或“耦接”到另一個(gè)部件時(shí)，它可以直接連接或耦接到另一個(gè)部件或可以存在中間部件。
[0043]以上例子主要說明了本實(shí)用新型的適于菊花式CAN總線的在線故障注入的分接電路。盡管只對(duì)其中一些本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本實(shí)用新型可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本實(shí)用新型精神及范圍的情況下，本實(shí)用新型可能涵蓋各種的修改與替換。
【權(quán)利要求】
1.一種用于實(shí)現(xiàn)菊花式CAN總線的在線故障注入的分接電路(13)，其特征在于，所述分接電路(13)設(shè)置在連接至非終端電控模塊(14)的CAN總線上，所述CAN總線包括對(duì)應(yīng)非終端電控模塊(14)的輸入信號(hào)線(111a，112a)和輸出信號(hào)線(111b，112b)，所述分接電路(13)包括: 連接所述CAN總線和故障注入設(shè)備(12)的第一端口的第一線路(131a，131b)； 連接非終端電控模塊(14)和故障注入設(shè)備(12)的第二端口的第二線路(133a，133b)； 設(shè)置在CAN總線上的與所述故障注入設(shè)備(12)并聯(lián)地設(shè)置的可控開關(guān)(K1，K2);以及 至少用于控制所述可控開關(guān)(K1，K2)的控制器(132)； 其中，在所述可控開關(guān)(Κ1，Κ2)斷開時(shí)，斷開的CAN總線的輸入信號(hào)線(111a，112a)與輸出信號(hào)線(111b，112b)對(duì)應(yīng)連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的分接電路(13)，其特征在于，所述輸入信號(hào)線(111a，112a)與輸出信號(hào)線(111b，112b)的對(duì)應(yīng)連接通過O歐姆的電阻(Rl，R2)實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的分接電路(13)，其特征在于，所述CAN總線包括高電平CAN總線(CANH)和低電平CAN總線(CANL)，高電平CAN總線(CANH)包括相應(yīng)的第一輸入信號(hào)線(111a，CANH_IN)和第一輸出信號(hào)線(111b，CANH_OUT)，低電平CAN總線(CANL)包括相應(yīng)的第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)和第二輸出信號(hào)線(112b，CANL_OUT)。
4.如權(quán)利要求3所述的分接電路(13)，其特征在于，所述可控開關(guān)(Kl，K2)包括設(shè)置在高電平CAN總線(CANH)上第一可控開關(guān)(Kl)和設(shè)置在低電平CAN總線(CANL)上的第二可控開關(guān)(K2)。
5.如權(quán)利要求3所述的分接電路(13)，其特征在于，所述分接電路(13)還包括:設(shè)置在第一輸入信號(hào)線(111a，CANH_IN)和第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)之間的第三可控開關(guān)(K3);在所述第一可控開關(guān)(Kl)和第二可控開關(guān)(K2)斷開時(shí)，所述第三可控開關(guān)(K3)閉合以實(shí)現(xiàn)非終端電控模塊(14)與故障注入設(shè)備(12)的第二端口之間的連接。
6.如權(quán)利要求5所述的分接電路(13)，其特征在于，所述控制器(132)同時(shí)控制所述第三可控開關(guān)(K3)。
7.如權(quán)利要求5所述的分接電路(13)，其特征在于，所述第一可控開關(guān)(K1)、第二可控開關(guān)(K2)和第三可控開關(guān)(K3)為繼電器。
8.如權(quán)利要求5所述的分接電路(13)，其特征在于，所述分接電路(13)還包括:設(shè)置在第一輸入信號(hào)線(111a，0八見1_1幻和第二輸入信號(hào)線(112&，CANL_IN)之間的、與所述第三可控開關(guān)(K3)串聯(lián)連接的第三電阻(R3)。
9.如權(quán)利要求8所述的分接電路(13)，其特征在于，所述控制器(132)通過所述第二線路(133a，133b)與所述故障注入設(shè)備(12)通信連接，所述第二線路(133a，133b)包括并行設(shè)置的連接至第一輸入信號(hào)線(llla，CANH_IN)的線路(133a)以及連接至第二輸入信號(hào)線(112a, CANL_IN)的線路(133b)。
10.如權(quán)利要求9所述的分接電路(13)，其特征在于，所述第三電阻(R3)的電阻值等于所述控制器(132)的內(nèi)部電阻的電阻值，該內(nèi)部電阻串聯(lián)連接所述連接至第一輸入信號(hào)線(111a，CANH_IN)的線路(133a)和連接至第二輸入信號(hào)線(112a，CANL_IN)的線路(133b)。
11.如權(quán)利要求1所述的分接電路(13)，其特征在于，所述CAN總線為車輛上的整車線束的一部分。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK203720646SQ201420003856
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】王雷雷, 張斌, 祝興良, 馬凱, 樂美祺, 李壯運(yùn) 申請(qǐng)人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司