CN104724007A - 汽车网络系统及汽车 - Google Patents

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贾宇飞
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Abstract

本发明提供了一种汽车网络系统及汽车，包括多个通信模组，位于车身不同区域；每个通信模组包括多个ECU模块，之间通过线路电连接；每个通信模块还包括至少一个具有收发器的特定ECU模块，多个通信模块之间通过特定ECU模块无线通讯连接。通过分析车身上ECU模块的分布区域，划分出多个通信模组；之后，每个通信模组中的各ECU模块之间有线连接，实现同一区域的ECU模块之间的信号传输；同时，多个通信模组之间通过特定ECU模块进行无线连接，从而实现不同区域的ECU模块之间的信号传输，以完成汽车网络信号的传输。因此，本发明通过有线和无线的结合，减少了通信模组之间的线束使用，降低了线束的成本。

Description

汽车网络系统及汽车
技术领域
本发明涉及汽车网络通信技术领域，特别涉及一种汽车网络系统及汽车。
背景技术
随着科技的发展和进步，汽车向着多功能化方向发展，相应的汽车中的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)也相应增多，以便于实现汽车驾驶的高安全性、高舒适性及易驾驶性等。
目前为止，汽车车身上布置的ECU从几个到上百个，布置位置从车头经车厢到车尾，从天窗到轮胎，从左门到右门。具体地，参考图1可知，在汽车车身10上设置有多个不同位置的ECU模块12。其中，位于不同位置的ECU模块12其作用不同，例如位于汽车前部机舱中的ECM(Engine Control Module，引擎控制模块)和位于车顶的RLS(Rain Light Sensor，雨量光照传感器)，该两个ECU模块12设于不同位置，作用不同，对应实现汽车的不同功能。现有技术中，汽车车身中不同位置的ECU模块12通过导线进行电连接(有线连接)，以完成不同ECU模块12之间的通信连接，实现汽车不同功能的控制；同时，不同ECU模块12与其各自对应的执行器和开关之间也采用导线进行电连接。
然而，汽车中ECU模块较多，导致进行ECU模块连接的总线和支线较多，增大了线束成本。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车网络系统及汽车，解决了现有技术中进行ECU连接的总线和支线较多，增大了线束成本的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种汽车网络系统，包括多个通信模组，多个所述通信模组位于汽车车身的不同区域；每个所述通信模组包括多个临近设置的ECU模块，多个所述ECU模块之间通过线路电连接；每个所述通信模组还包括至少一个具有收发器的特定ECU模块，多个所述通信模组之间通过所述特定ECU模块无线通讯连接。
进一步的，所述通信模组设有六个，包括：位于汽车驾驶区域的第一模组，位于汽车前舱区域的第二模组，位于汽车副驾驶区域的第三模组；还包括：位于汽车车顶区域的第四模组，位于汽车车尾左侧的第五模组，以及位于汽车车尾右侧的第六模组。
进一步的，所述第一模组的特定ECU模块为网关控制器，所述第二模组的特定ECU模块为电池管理装置，所述第三模组的特定ECU模块为动力转向控制装置；所述第四模组的特定ECU模块为天窗模块，所述第五模组的特定ECU模块为电动门控制器，所述第六模组的特定ECU模块为电子巡航装置。
进一步的，每个所述通信模组的多个ECU模块之间通过CAN总线连接。
进一步的，每个所述通信模组的多个ECU模块之间通过LIN总线连接。
进一步的，每个所述特定ECU模块的收发器为蓝牙收发器、USB无线收发器或为采用Zigbee技术的无线收发器；所述特定ECU模块的收发器与所述特定ECU模块的CPU电连接。
进一步的，多个所述特定ECU模块的收发器之间为密钥匹配的方式。
进一步的，多个所述特定ECU模块之间的通信数据，以及每个所述通信模组中各ECU模块之间的通信数据均采用CRC校验或总和检验码的方式进行安全传输。
相对于现有技术，本发明所述的汽车网络系统具有以下优势：
本发明实施例提供的汽车网络系统中，在汽车车身不同区域对应设有包括多个临近设置的ECU模块的通信模组，其中每个通信模组中的ECU模块之间采用有线连接的方式，多个通信模组之间采用无线通讯的模式。由此分析可知，首先通过分析汽车车身上ECU模块的分布区域，将多个密集、临近设置的ECU模块归为一个区域，从而能够划分出多个位于车身不同区域的通信模组；之后，每个通信模组中的各ECU模块之间采用有线连接的方式，从而实现同一区域的ECU模块之间的信号传输；同时，多个通信模组之间通过特定ECU模块进行无线连接，从而实现不同区域的ECU模块之间的信号传输，以完成整个汽车网络信号的传输。因此，本发明通过有线和无线的结合，在实现汽车网络通信的同时，减少了通信模组之间的线束使用，降低了线束的成本；而且，现有技术中，为了避免ECU模块之间的信号传输失真，会优先考虑各ECU模块之间的布置位置，导致ECU模块与其对应的执行器等距离增加，加大线束的长度，而本发明中，通过设置无线连接的方式，能够保证ECU模块布置位置合理，线束整体布局合理，降低电器等故障排查难度。
本发明的另一目的在于提出一种汽车，设置有上述的汽车网络系统。
所述汽车与上述汽车网络系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中汽车车身ECU模块的分布结构示意图；
图2为本发明实施例所述的汽车网络系统的通信模组分布示意图；
图3为本发明实施例所述的汽车网络系统的拓扑结构示意图。
附图标记说明：
11-车身，12-ECU模块，21-第一模组，22-第二模组，23-第三模组，24-第四模组，25-第五模组，26-第六模组。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供一种汽车网络系统，包括多个通信模组，多个通信模组位于汽车车身的不同区域；每个通信模组包括多个临近设置的ECU模块，多个ECU模块之间通过线路电连接；每个通信模组还包括至少一个具有收发器的特定ECU模块，多个通信模组之间通过特定ECU模块无线通讯连接。
本发明实施例提供的汽车网络系统中，在汽车车身不同区域对应设有包括多个临近设置的ECU模块的通信模组，其中每个通信模组中的ECU模块之间采用有线连接的方式，多个通信模组之间采用无线通讯的模式。由此分析可知，首先通过分析汽车车身上ECU模块的分布区域，将多个密集、临近设置的ECU模块归为一个区域，从而能够划分出多个位于车身不同区域的通信模组；之后，每个通信模组中的各ECU模块之间采用有线连接的方式，从而实现同一区域的ECU模块之间的信号传输；同时，多个通信模组之间通过特定ECU模块进行无线连接，从而实现不同区域的ECU模块之间的信号传输，以完成整个汽车网络信号的传输。因此，本发明通过有线和无线的结合，在实现汽车网络通信的同时，减少了通信模组之间的线束使用，降低了线束的成本；而且，现有技术中，为了避免ECU模块之间的信号传输失真，会优先考虑各ECU模块之间的布置位置，导致ECU模块与其对应的执行器等距离增加，加大线束的长度，而本发明中，通过设置无线连接的方式，能够保证ECU模块布置位置合理，线束整体布局合理，降低电器等故障排查难度。
其中，汽车车身上的ECU模块之间通常采用优质铜进行连接，本发明减少了线束的使用，即减少了优质铜的使用量，在降低线束成本的同时，还能够减轻汽车的车身重量。
具体地，参考图1和图2所示，图1中为现有的汽车车身中ECU模块的分布图，根据ECU模块12的分布，可以将其划分为六个区域，即图2所示的区域图。在图2中，通信模组包括有位于汽车驾驶区域的第一模组21，位于汽车前舱区域的第二模组22，位于汽车副驾驶区域的第三模组23。
其中，通信模组还包括位于汽车车顶区域的第四模组24，位于汽车车尾左侧的第五模组25以及位于汽车成为右侧的第六模组26。上述通信模组的划分主要根据ECU模块12的布置位置，即将相互临近的ECU模块12划分在同一个区域。当然，区域个数以及划分也可以根据ECU模块12的位置，ECU模块12数量上的增加或减少而设定和调整，本实施例中以划分为6个区域为例。
需要说明，图2中的区域框图为大部分ECU模块12所密集的区域，并非严格区分，即存在个别ECU模块12未处于图2中的区域框图中。
具体地，在实际应用时，可以在每个通信模组中设定一个用于无线连接的特定ECU模块，也可以根据需要设置多个，本实施例以一个为例。如图3所示，在第一模组21中，主要分布着围绕驾驶员的多个ECU模块12，具体位于仪表台区、中控区、主驾驶座椅区及主驾驶侧门窗区等。图3中，第一模组21中以网关控制器(Gate-Way，GW)作为特定ECU模块，即GW内设置有无线收发器。其中，第一模组21中还包括由SIP(Slave Instrument Panel，仪表盘)、ABM(Airbag Module，安全气囊模块)等ECU模块，也可以作为特定ECU模块使用。
图3中，第二模组22中以电池管理装置(Battery Management System，BMS)作为特定ECU模块，即BMS内设置有无线收发器。当然，也可以将第二模组22中的ECM(Engine Control Module，引擎控制模块)作为特定ECU模块使用。
第三模组23中将动力转向控制装置(Power Steering Control Module，PSCM)作为特定ECU模块，即PSCM中设置有无线收发器。由图3可知，也可以将第三模组23中的PDCM(Passenger Door Control Module，侧门门窗控制模块)作为特定ECU模块使用。
第四模组24中将天窗模块(SunRoof)作为特定ECU模块，即SunRoof中设有无线收发器。第五模组25中将电动门控制器(Power Lift Gate，PLG)作为特定ECU模块，即PLG中设有无线收发器，第六模组26中则将电子巡航装置(CAN Message Switchover Module，CMS)作为特定ECU模块，即CMS中设有无线收发器。
上述不同通信模组中的特定ECU模块的选择为一种实施例，可以根据需要进行适应性调整。
由图3可知，各个通信模组之间的ECU模块12，均是通过有线连接的方式进行电连接，各个通信模组中的特定ECU模块之间均是通过无线的方式进行连接，如图3中的无线信号标示。具体地，为了保证信号输出，特定ECU模块中的收发器需要与其内部的CPU连接。其中，进行无线连接的无线收发器可以为蓝牙收发器、USB无线信号收发器，也可以采用Zigbee技术。
另外，各个通信模组中的ECU模块12之间的连接可以为CAN总线，或LIN总线连接，连接方便，便于控制。当然，各个ECU模块12与其对应的执行器、开关之间的连接也可以采用CAN总线或LIN总线连接。
各个特定ECU模块接收到的无线信号通过特定ECU模块中的CPU等处理器转换为CAN、LIN总线等形式的网络信号，再发送至各个对应的ECU模块12中。同样，ECU模块12发送至特定ECU模块中的CAN、LIN总线网络信号也需要通过特定ECU模块转换为无线信号，并通过特定ECU模块发送出去。
其中，ECU模块12与其对应的执行器之间的信号传输也是通过相应的特定ECU模块进行有线网络信号和无线信号的通讯，具体地，一个通信模组下的ECU模块12与执行器之间、ECU模块12之间均为有线网络信号，通过该通信模组下的特定ECU模块进行有线-无线的转换，发送至其他通信模组的特定ECU模块中，再经过无线-有线的转换，最后传输到其他通信模组的ECU模块12和相应执行器中。
为了保证汽车网络的正常运行，多个特定ECU模块的收发器之间可以采用密钥匹配的方式进行通讯连接。即不同通信模组的特定ECU模块之间传递信号需要通过加密和解密的操作，以避免信号的干扰。其中，对于密钥的设定，一台汽车可以对应一组密码，避免多辆汽车之间的信号干扰。同时，对于密码的设置，可以在下线学习中进行匹配。
进一步地，特定ECU模块接收到信号之后，需要通过特定ECU模块中的CPU进行计算等，此时为了提高数据传送的安全性，可以采用信号安全策略。具体可以为，在报文中设置CRC校验，从而提高信号数据传输的可靠性和安全性，即当信号数据与校验码匹配时，ECU模块12接收的信息可靠；当在一定周期内连续数帧均不匹配时，则ECU模块12不接收信号数据，同时记录故障码，以便于售后技术人员进行问题的排查操作。
当然，也可以采用总和校验码(Checksum)的方式进行信号数据的安全传输，具体在报文中Checksum的安全算法可以为：Checksum_Value＝Inverse{(Signal A+Signal B+Signal C+…+Message Counter_Value)mod 2n}。其中，n＝Checksum的长度，一般定义为数据场的长度，例如CAN2.0总线的数据场长度为8，当接收到的报文数据场内的信号数据经过计算，与Checksum值匹配时，则认定该信号数据有效，从而进一步提高安全性。
本发明实施例还提供一种汽车，包括上述实施例的汽车网络系统。
本发明实施例提供的汽车中，包括上述实施例的汽车网络系统，该汽车网络系统中，在汽车车身不同区域对应设有包括多个临近设置的ECU模块的通信模组，其中每个通信模组中的ECU模块之间采用有线连接的方式，多个通信模组之间采用无线通讯的模式。由此分析可知，首先通过分析汽车车身上ECU模块的分布区域，将多个密集、临近设置的ECU模块归为一个区域，从而能够划分出多个位于车身不同区域的通信模组；之后，每个通信模组中的各ECU模块之间采用有线连接的方式，从而实现同一区域的ECU模块之间的信号传输；同时，多个通信模组之间通过特定ECU模块进行无线连接，从而实现不同区域的ECU模块之间的信号传输，以完成整个汽车网络信号的传输。因此，本发明通过有线和无线的结合，在实现汽车网络通信的同时，减少了通信模组之间的线束使用，降低了线束的成本；而且，现有技术中，为了避免ECU模块之间的信号传输失真，会优先考虑各ECU模块之间的布置位置，导致ECU模块与其对应的执行器等距离增加，加大线束的长度，而本发明中，通过设置无线连接的方式，能够保证ECU模块布置位置合理，线束整体布局合理，降低电器等故障排查难度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车网络系统，其特征在于，包括多个通信模组，多个所述通信模组位于汽车车身的不同区域；每个所述通信模组包括多个临近设置的ECU模块(12)，多个所述ECU模块(12)之间通过线路电连接；
每个所述通信模组还包括至少一个具有收发器的特定ECU模块，多个所述通信模组之间通过所述特定ECU模块无线通讯连接。
2.根据权利要求1所述的汽车网络系统，其特征在于，所述通信模组设有六个，包括：位于汽车驾驶区域的第一模组(21)，位于汽车前舱区域的第二模组(22)，位于汽车副驾驶区域的第三模组(23)；
还包括：位于汽车车顶区域的第四模组(24)，位于汽车车尾左侧的第五模组(25)，以及位于汽车车尾右侧的第六模组(26)。
3.根据权利要求2所述的汽车网络系统，其特征在于，所述第一模组(21)的特定ECU模块为网关控制器，所述第二模组(22)的特定ECU模块为电池管理装置，所述第三模组(23)的特定ECU模块为动力转向控制装置；
所述第四模组(24)的特定ECU模块为天窗模块，所述第五模组(25)的特定ECU模块为电动门控制器，所述第六模组(26)的特定ECU模块为电子巡航装置。
4.根据权利要求3所述的汽车网络系统，其特征在于，每个所述通信模组的多个ECU模块(12)之间通过CAN总线连接。
5.根据权利要求3所述的汽车网络系统，其特征在于，每个所述通信模组的多个ECU模块(12)之间通过LIN总线连接。
6.根据权利要求4或5所述的汽车网络系统，其特征在于，每个所述特定ECU模块的收发器为蓝牙收发器、USB无线收发器或为采用Zigbee技术的无线收发器；
所述特定ECU模块的收发器与所述特定ECU模块的CPU电连接。
7.根据权利要求6所述的汽车网络系统，其特征在于，多个所述特定ECU模块的收发器之间为密钥匹配的方式。
8.根据权利要求7所述的汽车网络系统，其特征在于，多个所述特定ECU模块之间的通信数据，以及每个所述通信模组中各ECU模块(12)之间的通信数据均采用CRC校验或总和检验码的方式进行安全传输。
9.一种汽车，其特征在于，设置有权利要求1-8任一项所述的汽车网络系统。
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