專利名稱：Can總線系統(tǒng)及其故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò)，Controller Area Network)總線以及故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CAN總線系統(tǒng)及其故障診斷方法。
背景技術(shù)：
以前的汽車電器系統(tǒng)中僅有開關(guān)和執(zhí)行器這樣的簡單設(shè)備，各設(shè)備之間通過點到點的連線實現(xiàn)車載通信。為改善汽車的性能引進(jìn)了大量的電子系統(tǒng)，導(dǎo)致線束飛速增加，而大量增加的線束又阻礙了汽車性能的進(jìn)一步提高。汽車控制器數(shù)量多，而信息資源無法共享。線束的整體布置空間縮小，靈活性差，制造和難度增加。不符合汽車輕量化的要求。、、存在冗余的傳感器和大量的連接器，導(dǎo)致可靠性降低。面對挑戰(zhàn)，產(chǎn)生一種全新理念重新設(shè)計和組織電控單元。將電控單元功能更加集成化，以減少電控單元、傳感器數(shù)量。如EMS(發(fā)動機管理系統(tǒng),Engine Management System)單元具有噴油、點火、排放、冷卻管理等功能，ESP(車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)，Electronic Stability Program)包括ABS(防抱死制動系統(tǒng),Anti-lock Brake System)和 ASR(驅(qū)動防滑系統(tǒng),Automated Speech Recognition)等眾多功能；應(yīng)用成熟的多路傳輸技術(shù)將眾多電控單元連成車載網(wǎng)絡(luò)，減少線束，達(dá)到資源共享目的。如 CAN 網(wǎng)絡(luò)、LIN(局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，Local Interconnect Network)網(wǎng)絡(luò)、FlexRay網(wǎng)絡(luò)、VAN網(wǎng)絡(luò)等。其中，比較常用的汽車總線CAN網(wǎng)絡(luò)，它最早是由德國BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車中E⑶(電子控制單元,Electronic Control Unit)之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議，按照ISO (國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，International Organization for Standards)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，CAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線式，故而也稱為CAN總線。各控制器之間的通訊問題解決之后，隨之產(chǎn)生的故障診斷檢測成了面臨的最大問題，現(xiàn)有維修及診斷檢測方法需要在專門的地點為CAN總線系統(tǒng)外接檢測設(shè)備才能完成故障診斷，浪費了駕駛員大量的時間。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對上述缺陷，如何提供一種CAN總線系統(tǒng)及其故障診斷方法，能夠?qū)M(jìn)行方便快捷的故障診斷。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線系統(tǒng)，包括連接到CAN總線上的至少一個功能控制系統(tǒng)和儀表6，所述至少一個功能控制系統(tǒng)，進(jìn)一步用于在發(fā)生故障時，主動將當(dāng)前發(fā)生的故障DMl報文發(fā)送到所述CAN總線上；所述儀表6，進(jìn)一步用于從所述CAN總線中接收DMl報文，解析所述DMl報文并將
故障相關(guān)信息顯示出來。優(yōu)選地，所述DMl報文包括診斷故障代碼DTC ;所述至少一個功能控制系統(tǒng)，進(jìn)一步用于在將DMl報文發(fā)送到所述CAN總線上之后，每I秒發(fā)送一次DMl報文；如果在I秒內(nèi)發(fā)生新的DTC，則立即發(fā)送新DMl報文，所述新DMl報文包含當(dāng)前所有的DTC ;如果DTC在I秒期間內(nèi)出現(xiàn)多次激活到不激活的狀態(tài)改變，則在下一個I秒時刻，發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時所述DMl報文攜帶O個DTC ;如果DCT存在的時間超過I秒，然后變?yōu)椴患せ?，則在DTC狀態(tài)改變后立即發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時所述DMl報文攜帶O 個 DTC0優(yōu)選地，所述儀表6進(jìn)一步用于定時從所述CAN總線中接收DMl報文，解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。優(yōu)選地，如果所述DMl攜帶O個DTC，則所述儀表6進(jìn)一步用于清除儀表6上顯示
的故障信息。優(yōu)選地，所述至少一個功能控制系統(tǒng)包括動力控制系統(tǒng)I、底盤與輔助駕駛系統(tǒng)2、安全系統(tǒng)3、車身控制系統(tǒng)4和信息娛樂系統(tǒng)5中的至少一個。本發(fā)明還提供了一種使用上述CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的方法，所述方法包括步驟SI :至少一個功能控制系統(tǒng)在發(fā)生故障時，主動將當(dāng)前發(fā)生的故障DMl報文發(fā)送到CAN總線上；S2:儀表6從所述CAN總線中接收當(dāng)前發(fā)生的故障報文，解析所述當(dāng)前發(fā)生的故障報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。優(yōu)選地，所述DMl報文包括診斷故障代碼DTC，步驟SI之后還包括所述至少一個功能控制系統(tǒng)每I秒發(fā)送一次DMl報文；如果在I秒內(nèi)發(fā)生新的DTC,則立即發(fā)送新DMl報文；所述新DMl包括當(dāng)前所有的DTC ;如果DTC在I秒期間內(nèi)發(fā)生多次激活到不激活的狀態(tài)改變，則在下一個I秒時刻，發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時所述DMl報文攜帶O個DTC ;如果DCT存在時間超過I秒，然后變?yōu)椴患せ?，則在DTC狀態(tài)改變后立即發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時DMl攜帶O個DTC。優(yōu)選地,步驟S2具體包括儀表6定時從所述CAN總線中接收DMl報文，解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯不出來。優(yōu)選地，所述DTC包括三個域故障發(fā)生的部件SPN、標(biāo)識故障類型FMI以及SPN轉(zhuǎn)換方式CM和故障發(fā)生次數(shù)OC ;如果是設(shè)定的故障發(fā)生時，所述DTC的CM域置0，步驟S2中所述解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來具體包括在將所述DTC中SPN域轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的故障內(nèi)容信息后，顯示所述DTC中FMI域的內(nèi)容和所述轉(zhuǎn)換成的故障內(nèi)容信息；如果不是設(shè)定的故障發(fā)生時，所述DTC的CM域置1，步驟S2中所述解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來具體包括在將所述DTC中SPN域轉(zhuǎn)換為設(shè)定的文字內(nèi)容后，只顯示所述設(shè)定的文字內(nèi)容。優(yōu)選地，所述至少一個功能控制系統(tǒng)包括動力控制系統(tǒng)I、底盤與輔助駕駛系統(tǒng)2、安全系統(tǒng)3、車身控制系統(tǒng)4和信息娛樂系統(tǒng)5中的至少一個；所述設(shè)定的故障信息是駕駛員能夠解決的故障或嚴(yán)重影響行車安全的故障；所述設(shè)定的文字內(nèi)容為“系統(tǒng)故障，請到維修站維修”。(三)有益效果、
本發(fā)明公開了一種CAN總線系統(tǒng)及其故障診斷方法，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)有部件發(fā)生故障時，相關(guān)部件就會按照SAE-J1939-73的協(xié)議規(guī)則向CAN總線上以I秒為周期發(fā)送故障報文，而不需要對控制器以請求的方式獲取診斷故障代碼，節(jié)省了獲取診斷故障代碼的時間。利用儀表定時從所述CAN總線中接收故障報文，解析所述故障報文并將故障相關(guān)信息顯示出來，在點亮故障燈的同時將故障發(fā)生的部件和失效模式解析并顯示在儀表上供駕駛員或維修人員查看，能夠及時解決故障問題，實現(xiàn)了方便快捷的故障診斷。


圖I為本發(fā)明實施例的CAN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的使用CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的方法流程圖。其中，1 :動力控制系統(tǒng)；2 :底盤與輔助駕駛系統(tǒng)；3 :安全系統(tǒng)；4 :車身控制系統(tǒng)；5 :信息娛樂系統(tǒng)；6 :儀表。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖I為本發(fā)明實施例的CAN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖I所述，所述CAN總線系統(tǒng)包括連接到CAN總線上的至少一個功能控制系統(tǒng)和儀表6 ；所述至少一個功能控制系統(tǒng)，進(jìn)一步用于在發(fā)生故障時，主動將當(dāng)前發(fā)生的故障報文，即DMl報文發(fā)送到所述CAN總線上；所述儀表6，進(jìn)一步用于從所述CAN總線中接收當(dāng)前發(fā)生的故障報文，解析所述當(dāng)前發(fā)生的故障報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。所述至少一個功能控制系統(tǒng)，進(jìn)一步用于在將DMl報文發(fā)送到所述CAN總線上之后，每I秒發(fā)送一次DMl報文；如果在I秒內(nèi)發(fā)生新的DTC，則立即發(fā)送新DMl報文，所述新DMl報文包含當(dāng)前所有的DTC ;如果DTC在I秒期間內(nèi)出現(xiàn)多次激活，即故障發(fā)生到不激活，即故障不激活的狀態(tài)改變，則在下一個I秒時刻，發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時DMl攜帶O個DTC ;如果DCT存在的時間超過I秒，然后變?yōu)椴患せ睿瑒t在DTC狀態(tài)改變后立即發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時DMl攜帶O個DTC。如果所述DMl攜帶O個DTC，則所述儀表6進(jìn)一步用于清除儀表6上顯示的故障信
肩、O所述儀表6進(jìn)一步用于定時，例如每隔I秒，從所述CAN總線中接收一次當(dāng)前發(fā)生的故障報文，接收到當(dāng)前發(fā)生的故障報文后，根據(jù)所述當(dāng)前發(fā)生的故障報文的SPN和FMI將故障相關(guān)信息顯示出來。定時接收一方面避免實時接收占用CAN總線的過多帶寬，另一方面避免故障發(fā)生后不能及時得到處理。所述至少一個功能控制系統(tǒng)包括動力控制系統(tǒng)I、底盤與輔助駕駛系統(tǒng)2、安全系統(tǒng)3、車身控制系統(tǒng)4和信息娛樂系統(tǒng)5中的至少一個。本發(fā)明所述的CAN總線系統(tǒng)適用于商用車等車型，采用SAE (美國機動車工程師學(xué)會，Society of Automotive Engineers)標(biāo)準(zhǔn) SAE-J1939 系列通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。圖2為本發(fā)明實施例的使用CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的方法流程圖；如圖2所、述，所述方法包括步驟SI :至少ー個功能控制系統(tǒng)在發(fā)生故障吋，主動將當(dāng)前發(fā)生的故障報文，即DMl報文發(fā)送到CAN總線上；本步驟中，所述至少一個功能控制系統(tǒng)在發(fā)生故障時按照SAE-J1939-73協(xié)議向所述CAN總線上發(fā)送攜帶DTC(診斷故障代碼,Diagnostic Trouble Codes)的當(dāng)前發(fā)生的故障報文，即DMl報文，而不需要對相關(guān)部件以請求的方式獲取DTC，節(jié)省了獲取DTC的時間；步驟SI之后，還包括所述至少ー個功能控制系統(tǒng)每I秒向所述CAN總線上發(fā)送一次DMl報文；如果在I秒內(nèi)發(fā)生新的DTC，則立即發(fā)送新DMl且發(fā)送先于原DM1，以反應(yīng)新的DTC ;所述新DMl應(yīng)包含當(dāng)前所有的DTC ;如果DTC在I秒期間發(fā)生多次激活，即故障發(fā)生到不激活，即故障不發(fā)生的狀態(tài)改變，則應(yīng)在下ー個I秒時刻，發(fā)送DMl以確認(rèn)DTC為不激活，此時DMl攜帶O個DTC ;如果DCT存在時間超過I秒，然后變?yōu)椴患せ?，則DMl應(yīng)在狀態(tài)改變后立即發(fā)送以確認(rèn)DTC為不激活，此時DMl攜帶O個DTC。所述DMl報文的數(shù)據(jù)長度為4n+2字節(jié)(η為當(dāng)前激活的DTC的個數(shù))，所述DMl報文的數(shù)據(jù)長度超過8個字節(jié)要使用傳輸協(xié)議SAEJ1939-21來發(fā)送，所述DMl報文的數(shù)據(jù)信息包括指示燈狀態(tài)、診斷故障代碼以及當(dāng)前激活狀態(tài)的診斷故障代碼的發(fā)生次數(shù)。這也包括排放相關(guān)的診斷故障代碼。如果η = 1，則DMl =指示燈狀態(tài)(2字節(jié))+診斷故障代碼(4字節(jié))。所述指示燈狀態(tài)的第一個字節(jié)中，第8-7位為故障指示燈狀態(tài)，表示排放相關(guān)的故障；第6-5位為紅色停止燈狀態(tài)，表示嚴(yán)重故障需要停車；第4-3位為琥珀色警告燈狀態(tài)，表示車輛故障不必停車；第2-1位為保護燈狀態(tài)，表示車輛系統(tǒng)出現(xiàn)問題且極有可能與相關(guān)電路子系統(tǒng)相關(guān)，其中，00表示指示燈熄滅，01表示指示燈點亮。所述指示燈狀態(tài)的第ニ個字節(jié)保留，由SAE分配的4個指示燈狀態(tài)，以O(shè)xFF填充。每個DTC包括三個域故障發(fā)生的部件(SPN)、標(biāo)識故障類型(FMI)以及SPN轉(zhuǎn)換方式(CM)和故障發(fā)生次數(shù)(OC)。令a =指示燈狀態(tài)，b = SPN, c = FMI，d = CM和0C，則當(dāng)有多個DTC存在時，所述DMl的報文格式如下表
權(quán)利要求
1.一種控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線系統(tǒng)，包括連接到CAN總線上的至少ー個功能控制系統(tǒng)和儀表(6)，其特征在于， 所述至少ー個功能控制系統(tǒng)，進(jìn)一歩用于在發(fā)生故障時，主動將當(dāng)前發(fā)生的故障DMl報文發(fā)送到所述CAN總線上； 所述儀表(6)，進(jìn)ー步用于從所述CAN總線中接收DMl報文，解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CAN總線系統(tǒng)，其特征在于，所述DMl報文包括診斷故障代碼DTC;所述至少ー個功能控制系統(tǒng)，進(jìn)一歩用于在將DMl報文發(fā)送到所述CAN總線上之后，每I秒發(fā)送一次DMl報文；如果在I秒內(nèi)發(fā)生新的DTC，則立即發(fā)送新DMl報文，所述新DMl報文包含當(dāng)前所有的DTC ;如果DTC在I秒期間內(nèi)出現(xiàn)多次激活到不激活的狀態(tài)改變，則在下ー個I秒時刻，發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時所述DMl報文攜帶O個DTC ;如果DCT存在的時間超過I秒，然后變?yōu)椴患せ?，則在DTC狀態(tài)改變后立即發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時所述DMl報文攜帶O個DTC。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CAN總線系統(tǒng)，其特征在于，所述儀表(6)進(jìn)ー步用于定時從所述CAN總線中接收DMl報文，解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CAN總線系統(tǒng)，其特征在于，如果所述DMl攜帶O個DTC，則所述儀表(6)進(jìn)ー步用于清除儀表(6)上顯示的故障信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CAN總線系統(tǒng)，其特征在于，所述至少ー個功能控制系統(tǒng)包括動カ控制系統(tǒng)(I)、底盤與輔助駕駛系統(tǒng)(2)、安全系統(tǒng)(3)、車身控制系統(tǒng)(4)和信息娛樂系統(tǒng)(5)中的至少ー個。
6.ー種使用權(quán)利要求1-5中任一項所述CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的方法，其特征在于，所述方法包括步驟 51:至少ー個功能控制系統(tǒng)在發(fā)生故障吋，主動將當(dāng)前發(fā)生的故障DMl報文發(fā)送到CAN總線上； 52:儀表(6)從所述CAN總線中接收當(dāng)前發(fā)生的故障報文，解析所述當(dāng)前發(fā)生的故障報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述DMl報文包括診斷故障代碼DTC，步驟Si之后還包括 所述至少ー個功能控制系統(tǒng)每I秒發(fā)送一次DMl報文；如果在I秒內(nèi)發(fā)生新的DTC，則立即發(fā)送新DMl報文；所述新DMl包括當(dāng)前所有的DTC ;如果DTC在I秒期間內(nèi)發(fā)生多次激活到不激活的狀態(tài)改變，則在下ー個I秒時刻，發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時所述DMl報文攜帯O個DTC ;如果DCT存在時間超過I秒，然后變?yōu)椴患せ?，則在DTC狀態(tài)改變后立即發(fā)送DMl報文以確認(rèn)DTC為不激活，此時DMl攜帶O個DTC。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S2具體包括 儀表(6)定時從所述CAN總線中接收DMl報文，解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，所述DTC包括三個域故障發(fā)生的部件SPN、標(biāo)識故障類型FMI以及SPN轉(zhuǎn)換方式CM和故障發(fā)生次數(shù)OC ;如果是設(shè)定的故障發(fā)生時，所述DTC的CM域置0，步驟S2中所述解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來具體包括在將所述DTC中SPN域轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的故障內(nèi)容信息后，顯示所述DTC中FMI域的內(nèi)容和所述轉(zhuǎn)換成的故障內(nèi)容信息；如果不是設(shè)定的故障發(fā)生時，所述DTC的CM域置1，步驟S2中所述解析所述DMl報文并將故障相關(guān)信息顯示出來具體包括在將所述DTC中SPN域轉(zhuǎn)換為設(shè)定的文字內(nèi)容后，只顯示所述設(shè)定的文字內(nèi)容。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少ー個功能控制系統(tǒng)包括動カ控制系統(tǒng)(I)、底盤與輔助駕駛系統(tǒng)(2)、安全系統(tǒng)(3)、車身控制系統(tǒng)(4)和信息娛樂系統(tǒng)(5)中的至少ー個；所述設(shè)定的故障信息是駕駛員能夠解決的故障或嚴(yán)重影響行車安全的故障；所述設(shè)定的文字內(nèi)容為“系統(tǒng)故障，請到維修站維修”。
全文摘要
本發(fā)明涉及的CAN總線以及故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線系統(tǒng)，包括連接到CAN總線上的至少一個功能控制系統(tǒng)和儀表(6)，所述至少一個功能控制系統(tǒng)，進(jìn)一步用于在發(fā)生故障時，主動將當(dāng)前發(fā)生的故障DM1報文發(fā)送到所述CAN總線上；所述儀表(6)，進(jìn)一步用于從所述CAN總線中接收DM1報文，解析所述DM1報文并將故障相關(guān)信息顯示出來。根據(jù)本發(fā)明，可以節(jié)省獲取診斷故障代碼的時間，并且能夠及時解決故障問題，實現(xiàn)了方便快捷的故障診斷。
文檔編號H04L12/40GK102673495SQ20111006347
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者付金勇, 徐梅, 李陽, 趙澎, 辛春 申請人:北汽福田汽車股份有限公司