用于控制器局域網絡中的短路故障檢測的方法和裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請主張2014年5月27日提交的申請號為NO. 62/003,314的美國臨時申請的 權益，其通過參考并入本文中。
技術領域
[0003] 本發明涉及用于控制器局域網絡中的通信的故障隔離。
【背景技術】
[0004] 在本部分中的敘述僅提供與本發明相關的背景信息。因而，這樣的敘述不是意在 構成承認是現有技術。
[0005] 車輛系統包括多個子系統，舉例說明包括發動機、變速器、車座/操縱部、制動器、 HVAC以及乘員保護。可以使用多個控制器來監測和控制子系統的操作。控制器可以構造為 經由控制器局域網絡絡（CAN)進行通信，以響應于操作者指令、車輛操作狀態以及外部條 件協調車輛的操作。在其中一個控制器中可能發生故障，故障經由CAN總線影響通信。
[0006] 網絡例如CAN的拓撲是指網絡元件之間的連接布置，并且優選地包括具有互連或 分散的電源、接地或通信鏈路的多個節點。物理拓撲描述的是包括鏈路和節點的物理元件 的布置或布局，其中節點包括控制器和其他連接設備，并且鏈路包括適當的電纜、線路、印 制線路板（PWB)、印制電路板（PCB)、柔性帶等形式的電源、接地或者通信鏈路。邏輯拓撲描 述的是采用電源、接地或通信鏈路的節點之間的網絡內的數據消息流、電源或接地。已知的 CAN系統采用總線拓撲，用于所有控制器之間的通信連接，其可以包括線性拓撲、星型拓撲、 或者星型拓撲和線性拓撲的組合。已知的高速CAN系統采用線性和星型拓撲，而已知的低 速CAN系統采用星型拓撲和線性拓撲的組合。已知的CAN系統對所有控制器采用電源線和 地線的分離的電源和接地拓撲。已知的控制器通過在不同周期在CAN總線上發送的消息互 相通?目。
[0007] 已知的系統在消息接收控制器處檢測故障，其中在控制器的交互作用層處使用信 號監督和信號暫停監測來完成對消息的故障檢測。故障可以報告為通信丟失，例如通信數 據消息的丟失。這種檢測系統一般不能識別和定位導致故障的根源，而且也不能區分瞬時 故障和間歇故障。
【發明內容】
[0008] -種控制器局域網絡（CAN)包括CAN總線，該CAN總線具有CAN-H線路、CAN-L線 路及位于CAN總線的相對端部的一對CAN總線端子。上述CAN還包括多個節點，該節點包 括控制器，其中至少一個控制器是監測控制器。該監測控制器包括用于檢測CAN總線中的 線路短路故障及其位置的CAN監測程序。
[0009] 1、一種控制器局域網絡（CAN)，包括：
[0010] CAN總線，包括CAN-H線路和CAN-L線路；
[0011] -對CAN總線端子，位于所述CAN總線的相對端部，每個端子具有對應的已知端子 電阻值；
[0012] 多個節點，包括控制器，其中所述控制器中的至少一個包括監測控制器；并且
[0013] 所述監測控制器包括CAN監測程序，
[0014] 包括下列步驟：
[0015] 檢測所述CAN總線中的線路短路故障；和
[0016] 確定所述CAN總線中的所述線路短路故障的位置。
[0017] 2、如方案1中所述的控制器局域網絡（CAN)，其中檢測所述CAN總線中的線路短路 故障的步驟包括以下步驟：
[0018] 測量CAN總線電流所通過的已知電阻上的第一電壓；
[0019] 測量所述CAN-H線路和所述CAN-L線路之間的第二電壓；以及
[0020] 基于所述第一電壓和第二電壓檢測所述CAN總線中的線路短路故障。
[0021] 3、如方案1中所述的控制器局域網絡（CAN)，其中確定所述CAN總線中的所述線路 短路故障的位置的步驟包括以下步驟：
[0022] 測量CAN總線電流所通過的已知電阻上的第一電壓；
[0023] 測量所述CAN-H線路和所述CAN-L線路之間的第二電壓；
[0024] 將CAN總線電阻確定為所述第一電壓、所述第二電壓及所述已知電阻的函數；以 及
[0025] 參考將CAN總線位置與所述CAN總線電阻相關聯的預定表格。
[0026] 4、如方案2中所述的控制器局域網絡（CAN)，其中確定所述CAN總線中的所述線路 短路故障的位置的步驟包括以下步驟：
[0027] 將CAN總線電阻確定為所述第一電壓、所述第二電壓及所述已知電阻的函數；以 及
[0028] 參考將CAN總線位置與所述CAN總線電阻相關聯的預定表格。
[0029] 5、如方案2中所述的控制器局域網絡（CAN)，其中測量所述第一電壓和第二電壓 的步驟包括過濾電壓。
[0030] 6、如方案1中所述的控制器局域網絡（CAN)，其中檢測所述CAN總線中的線路短路 故障并且確定所述CAN總線中的所述線路短路故障的位置包括以下步驟：
[0031] 測量CAN總線電流所通過的已知電阻上的第一電壓；
[0032] 測量所述CAN-H線路和所述CAN-L線路之間的第二電壓；
[0033] 基于所述第一電壓和第二電壓檢測所述CAN總線中的線路短路故障；
[0034] 將CAN總線電阻確定為所述第一電壓、所述第二電壓及所述已知電阻的函數；以 及
[0035] 參考將CAN總線位置與所述CAN總線電阻相關聯的預定表格。
[0036] 7、如方案2中所述的控制器局域網絡（CAN)，其中基于所述第一電壓和第二電壓 檢測所述CAN總線中的線路短路故障的步驟包括確定所述第一電壓和第二電壓處于預定 范圍之外。
[0037] 8、一種控制器局域網絡（CAN)，包括：
[0038] CAN總線，包括CAN-H線路和CAN-L線路；
[0039] 一對CAN總線端子，位于CAN總線的相對端部，每個端子具有對應的已知端子電阻 值；
[0040] 多個節點，包括控制器，其中所述控制器中的至少一個包括監測控制器；并且
[0041] 所述監測控制器包括CAN監測程序，
[0042] 包括下列步驟：
[0043] 測量CAN總線電流所通過的已知電阻上的第一電壓；
[0044] 測量所述CAN-H線路和所述CAN-L線路之間的第二電壓；
[0045] 當所述第一電壓和第二電壓處于預定范圍之外時，檢測所述CAN總線中的線路短 路故障；
[0046] 將CAN總線電阻確定為所述第一電壓、所述第二電壓及所述已知電阻的函數；以 及
[0047] 通過參考將CAN總線位置與所述CAN總線電阻相關聯的預定表格，來定位所述線 路短路故障。
【附圖說明】
[0048] 現在將參考附圖舉例描述一個或多個實施例，其中：
[0049] 圖1示出了根據本發明的包括具有CAN總線和多個節點例如控制器的控制器局域 網絡絡（CAN)的車輛；
[0050] 圖2示出了根據本發明的與圖1的CAN相似的集成控制器局域網絡，包括雙線制 CAN總線、多個節點（例如控制器）以及監測控制器；以及
[0051] 圖3示出了根據本發明的用于檢測和隔離CAN中的故障的示例性CAN監測程序。
【具體實施方式】
[0052] 現在參考附圖，其中附圖僅是為了示出某些示例性實施例，而不是為了限制本發 明，圖1示意地示出了包括控制器局域網絡（CAN) 50的車輛8,控制器局域網絡（CAN) 50包 括CAN總線15和多個節點，即，控制器10、20、30和40。術語"節點"是指信號地連接到CAN 總線15并且能夠通過CAN總線15發送、接收或轉發信息的任何有源電子設備。每個控制 器10、20、30和40信號地連接到CAN總線15并且電連接到電力網60和接地網70。每個控 制器10、20、30和40包括電子控制器或者其他車載設備，其構造為監測或控制車輛8的子 系統的操作，并且經由CAN總線15進行通信。在一個實施例中，其中一個控制器例如控制 器40構造為監測CAN 50和CAN總線15,并且在本文中可以稱為CAN控制器。CAN 50的圖 示實施例是CAN的非限制性示例，其可以以多種系統配置中的任意一種使用。
[0053] CAN總線15包括多個通信鏈路，包括在控制器10和20之間的第一通信鏈路51、在 控制器20和30之間的第二通信鏈路53、以及在控制器30和40之間的第三通信鏈路55。 電力網60包括電源62,例如電池，其電連接到第一電源總線64和第二電源總線66,以經由 電源鏈路向控制器1〇、20、30和40提供電力。如圖所示，電源62經由以串聯配置布置的電 源鏈路連接到第一電源總線64和第二電源總線66,其中電源鏈路69將第一電源總線64 和第二電源總線66相連。第一電源總線64經由以星型配置布置的電源鏈路連接到控制器 10和20,其中電源鏈路61將第一電源總線64和控制器10相連，并且電源鏈路63將第一 電源總線64連接到控制器20。第二電源總線66經由以星型配置布置的電源鏈路連接到控 制器30和40,其中電源鏈路65將第二電源總線66和控制器30相連，并且電源鏈路67將 第二電源總線66連接到控制器40。接地網70包括車輛接地線72,其連接到第一接地總線 74和第二接地總線76,以經由接地鏈路向控制器10、20、30和40提供電接地。車輛接地線 72經由以串聯配置布置的接地鏈路連接到第一接地總線74和第二