用于控制器局域網(wǎng)絡(luò)中的短路故障隔離的方法和裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請主張2014年5月27日提交的申請?zhí)枮镹O. 62/003,352的美國臨時申請的 權(quán)益，其通過參考并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及用于控制器局域網(wǎng)絡(luò)中的通信的故障隔離。
【背景技術(shù)】
[0004] 在本部分中的敘述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息。因而，這樣的敘述不是意在 構(gòu)成承認是現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 車輛系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)，舉例說明包括發(fā)動機、變速器、車座/操縱部、制動器、 HVAC以及乘員保護?？梢允褂枚鄠€控制器來監(jiān)測和控制子系統(tǒng)的操作?？刂破骺梢詷?gòu)造為 經(jīng)由控制器局域網(wǎng)絡(luò)絡(luò)（CAN)進行通信，以響應(yīng)于操作者指令、車輛操作狀態(tài)以及外部條 件協(xié)調(diào)車輛的操作。在其中一個控制器中可能發(fā)生故障，故障經(jīng)由CAN總線影響通信。
[0006] 網(wǎng)絡(luò)例如CAN的拓撲是指網(wǎng)絡(luò)元件之間的連接布置，并且優(yōu)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(jié)點。物理拓撲描述的是包括鏈路和節(jié)點的物理元件 的布置或布局，其中節(jié)點包括控制器和其他連接設(shè)備，并且鏈路包括適當?shù)碾娎|、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(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)消息流、電源或接地。已知的 CAN系統(tǒng)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CAN系統(tǒng)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(fā)送的消息互相通信。
[0007] 已知的系統(tǒng)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(jiān)督和信號暫停監(jiān)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(shù) 據(jù)消息的丟失。這種檢測系統(tǒng)一般不能識別導(dǎo)致故障的根源，而且也不能區(qū)分瞬時故障和 間歇故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] -種控制器局域網(wǎng)絡(luò)（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(jié)點，該節(jié)點包 括控制器，其中至少一個控制器是監(jiān)測控制器。該監(jiān)測控制器包括用于隔離CAN總線上的 故障的檢測控制程序，該檢測控制程序包括測量CAN-H線路電壓、測量CAN-L線路電壓、以 及基于該CAN-H線路電壓和該CAN-L線路電壓隔離短路故障。
[0009] 1、一種控制器局域網(wǎng)絡(luò)（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(yīng)的已知端子 電阻值；
[0012] 多個節(jié)點，包括控制器，其中至少一個所述控制器包括監(jiān)測控制器；并且
[0013] 所述監(jiān)測控制器包括用于識別所述CAN總線上的故障類型的檢測控制程序，該檢 測控制程序包括下列步驟：
[0014] 確定一組CAN總線參數(shù)；以及
[0015] 基于所述CAN總線參數(shù)識別故障類型。
[0016]2、如方案1所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中所述一組CAN總線參數(shù)包括CAN-H 線路電壓和CAN-L線路電壓，并且所述故障類型包括CAN總線短路故障。
[0017]3、如方案1所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中所述一組CAN總線參數(shù)還包括CAN 總線電阻，并且所述故障類型還包括CAN總線斷路故障。
[0018]4、如方案2所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中基于所述CAN總線參數(shù)識別故障類 型的步驟包括下列步驟：
[0019] 將所述CAN-H線路電壓、所述CAN-L線路電壓以及所述CAN-H線路電壓和所述 CAN-L線路電壓之間的壓差與限定對應(yīng)于各故障類型的多個故障特征的預(yù)定標準組進行比 較；
[0020] 當所述比較匹配所述故障特征中的一個時，識別故障類型。
[0021] 5、如方案2所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中確定一組CAN總線參數(shù)的步驟包 括：
[0022] 抽取預(yù)定數(shù)量的所述CAN-H線路電壓和所述CAN-L線路電壓的測量值；并且
[0023] 其中基于所述CAN總線參數(shù)識別故障類型的步驟包括：
[0024] 將CAN-H線路電壓和CAN-L線路電壓的每個測量值提供給預(yù)定的故障特征矩陣， 該故障特征矩陣包括一組預(yù)定測試及包括相應(yīng)的CAN總線故障特征的所述測試的預(yù)定組 合；
[0025] 對于每個測試，計數(shù)通過測試的相應(yīng)數(shù)量；
[0026] 對于每個CAN總線故障特征，相對于相應(yīng)的預(yù)定計數(shù)對應(yīng)性閾值來評估每個測試 的測試通過數(shù)量；以及
[0027] 從所述矩陣輸出與任意評估對應(yīng)的故障類型的識別，其中對于每個相關(guān)測試獲得 每個計數(shù)對應(yīng)性閾值。
[0028] 6、如方案2所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中確定一組CAN總線參數(shù)的步驟包括 下列步驟：
[0029] 采樣預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)點，該數(shù)據(jù)點包括相應(yīng)的CAN-H線路電壓和相應(yīng)的CAN-L線 路電壓。
[0030] 7、如方案6所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中基于所述CAN總線參數(shù)識別故障類 型的步驟包括下列步驟：
[0031] 對所述數(shù)據(jù)點進行一組通過/失敗測試；
[0032] 對于每個測試，產(chǎn)生通過計數(shù)；
[0033] 對于每個故障類型，相對于各自的計數(shù)要求評估所述通過計數(shù)；以及
[0034] 當滿足與故障類型對應(yīng)的所有各自的計數(shù)要求時，識別該故障類型。
[0035] 8、如方案6所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中所述數(shù)據(jù)點的預(yù)定數(shù)量與CAN總線 負荷成反比。
[0036]9、如方案7所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中所述數(shù)據(jù)點的預(yù)定數(shù)量與CAN總線 負荷成反比。
[0037]10、一種控制器局域網(wǎng)絡(luò)（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，位于所述CAN總線的相對端部，每個端子具有對應(yīng)的已知端子 電阻值；
[0040] 包括控制器的多個節(jié)點，其中所述控制器中的至少一個包括監(jiān)測控制器；并且
[0041] 所述監(jiān)測控制器包括用于識別所述CAN總線上的多個故障類型的控制程序，該控 制程序包括下列步驟：
[0042] 采樣預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)點，該數(shù)據(jù)點包括相應(yīng)的CAN-H線路電壓和相應(yīng)的CAN-L線 路電壓；
[0043] 對所述數(shù)據(jù)點進行一組通過/失敗測試；
[0044] 對于每個測試，產(chǎn)生通過計數(shù)；
[0045] 對于每個故障類型，相對于各自的計數(shù)要求評估所述通過計數(shù)；以及
[0046] 當滿足與故障類型對應(yīng)的所有各自的計數(shù)要求時，識別該故障類型。
[0047] 11、如方案10所述的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，其中所述數(shù)據(jù)點的預(yù)定數(shù)量與CAN總 線負荷成反比。
[0048] 12、一種控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)，包括：
[0049] CAN總線，包括CAN-H線路和CAN-L線路；
[0050] 一對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(yīng)的已知端子 電阻值；
[0051] 包括控制器的多個節(jié)點，其中所述控制器中的至少一個包括監(jiān)測控制器；并且
[0052] 所述監(jiān)測控制器包括用于識別所述CAN總線上的多個故障類型的控制程序，該控 制程序包括下列步驟：
[0053] 采樣預(yù)定數(shù)量的