CN206932240U - 车载以太网通信系统和智能汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种车载以太网通信系统和智能汽车，包括中央网关、域控制器组和车载系统，所述域控制器组包括多个能够同时支持以太网和CAN FD网络双向通信的域控制器，多个所述域控制器串联，且多个该域控制器与所述中央网关和所述车载系统分别连接以实现所述中央网关与所述车载系统之间的双向通信。本实用新型采用以太网双通信主干网络，能够有效简化网络设计，具有较强的可扩展性。同时，本实用新型能够有效保证通信质量，提高通信过程的安全性。

Description

车载以太网通信系统和智能汽车

技术领域

本实用新型涉及智能汽车通信技术领域，具体而言，涉及一种车载以太网通信系统和智能汽车。

背景技术

随着汽车电子化、智能化的发展，现有的汽车通信网络主要采用控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)、本地互联网络(Local Interconnect Networks，LIN)和FlexRay网络，其中，CAN网络为短帧结构，有校验及检错，实时性和可靠性比较强，但其通讯速率较低，最高仅达1Mbps；LIN网络能够多点同步、成本低，但总线的通讯速率仅有19.2Kbps；FlexRay网络是通过时间触发的时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)总线式星形系统，通讯速率最高为10Mbps，且其电气特性导致网络长度受到限制，因此，现有的三种车载网络均具有一定的局限性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种车载以太网通信系统和智能汽车，采用以太网双通信主干网络，能够有效简化网络设计，可扩展性强。同时，本实用新型能够保证有效的通信质量，且安全性高。多总线交互能力、数据传输的低延时均能得到有效的提高。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种车载以太网通信系统，包括中央网关、域控制器组和车载系统，所述域控制器组包括多个能够同时支持以太网和CAN FD网络双向通信的域控制器；

多个所述域控制器串联，且多个该域控制器与所述中央网关和所述车载系统分别连接以实现所述中央网关与所述车载系统之间的双向以太网通信。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述车载以太网通信系统还包括CAN FD总线，所述域控制器通过所述CAN FD总线与所述车载系统连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述车载系统包括动力控制子系统、底盘及安全子系统、信息娱乐子系统、车身电子子系统和高级辅助驾驶子系统；

多个所述域控制器分别通过所述CAN FD总线与所述动力控制子系统、底盘及安全子系统、信息娱乐子系统、车身电子子系统和高级辅助驾驶子系统连接，且各子系统与所述域控制器的数量一一对应。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述车载以太网通信系统包括高级辅助驾驶子系统，所述高级辅助驾驶子系统与所述域控制器和所述中央网关分别连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述车身电子子系统包括LIN总线、车身控制模块、雨量光线传感器、天窗模块和防夹模块；

所述车身控制模块的一端通过所述CAN FD总线与所述域控制器连接，另一端通过所述LIN总线与雨量光线传感器、天窗模块和防夹模块分别连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述车载以太网通信系统还包括车载自动诊断系统，所述车载自动诊断系统与所述中央网关连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述车载自动诊断系统为Ⅱ型车载自动诊断系统。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述车载以太网通信系统还包括电子控制单元，所述电子控制单元与多个所述域控制器连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述电子控制单元为多个，多个所述电子控制单元分别与多个域控制连接，且一一对应。

一种智能汽车，包括控制终端和上述的车载以太网通信系统，所述控制终端与所述车载以太网通信系统通信连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的车载以太网通信系统和智能汽车，通过对该车载以太网通信系统的巧妙设计，得到基于车载以太网的双通信网络作为该车载以太网通信系统的主干网络，能够有效简化网络设计，可扩展性强。同时，本实用新型能够保证有效的通信质量，且安全性高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的车载以太网通信系统的方框结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的车载以太网通信系统的另一方框结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的车载以太网通信系统的又一方框结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的智能汽车的方框结构示意图。

图标：10-智能汽车；20-车载以太网通信系统；200-中央网关；210-域控制器组；220-车载系统；221-动力控制子系统；222-底盘及安全子系统；223-信息娱乐子系统；224-车身电子子系统；225-高级辅助驾驶子系统；230-CAN FD总线；240-LIN总线；250-车载自动诊断系统；30-控制终端。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，术语“第一、第二、第三、第四等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种车载以太网通信系统20，包括中央网关200、域控制器组210和车载系统220，所述域控制器组210包括多个能够同时支持以太网和CAN FD网络双向通信的域控制器。其中，多个所述域控制器串联，且多个该域控制器与所述中央网关200和所述车载系统220分别连接以实现所述中央网关200与所述车载系统220之间的双向以太网通信。

实际实施时，所述域控制器之间采用串联通信的模式，既可以用于实现双向通信，又可以用于监测、校验所述中央网关200或车载系统220传输的消息的真伪性，为该车载以太网通信系统20提供必要的安全、防护认证。可选地，所述域控制器的数量、型号可根据所述车载系统220的实际情况进行灵活选择，本实施例对此不做限制。

应注意，本实施例中采用的中央网关200和域控制器组210均采用基于以太网通信的设备，从而构建基于以太网双通信主干网络的车载以太网通信系统20，利用该网络架构的灵活性，提高所述车载以太网通信系统20的可扩展性，同时，本实施例给出的车载以太网通信系统20能够减少布线，降低线束成本，简化网络设计。

进一步地，请结合参阅图2，由于现有的CAN总线、LIN总线240等在实际网络构建中传输速率受限，因此，在本实施例中，所述域控制器与所述车载系统220之间采用CAN FD总线230连接。在此，应理解，所述域控制器能够实现以太网与该CAN FD网络中的通信协议的转换，从而保证所述车载以太网通信系统20的通信顺畅。除此之外，本实施例给出的车载以太网通信系统20中的所述中央网关200与所述域控制器之间的通信速率可达到100M bps。

根据实际需求，如图3所示，所述车载系统220包括动力控制子系统221、底盘及安全子系统222、信息娱乐子系统223，车身电子子系统224和高级辅助驾驶子系统225。其中，多个所述域控制器分别通过所述CAN FD总线230与所述动力控制子系统221、底盘及安全子系统222、信息娱乐子系统223、车身电子子系统224和高级辅助驾驶子系统225连接，且所述域控制器与各子系统一一对应。可选地，本实施例中，所述车载系统220中的各子系统的数量与所述域控制器的数量一一对应，从而实现各子系统、中央网关200之间的信息共享。

其中，在所述中央网关200、域控制器和对应的子系统正常通信的情况下，其余通信通道中的域控制器可用于实现信息校验、安全防护。此外，当与某个子系统连接的通信通道故障时，所述域控制器可通过双向通信网络将相应的信息发送给中央网关200或该车载子系统，以实现该通信通道的正常通信，进而提高该车载以太网通信系统20的安全性和实用性。

作为一种实施方式，在所述车载以太网通信系统20中，对于传输速率要求不高的子网络，也可采用LIN网络，例如，所述底盘及安全子系统222包括车身控制模块(bodycontrol module，BCM)，所述BCM与雨量光线传感器(Rain light sensor，RLS)、天窗模块(Sunroof control module，SRM)和防夹模块(Anti-pinch module，APM)之间可采用LIN总线240连接，其中，传输速率可达到19.2K bps。应理解，所述BCM能够支持CAN FD通信协议与LIN通信协议之间的转换。

可选地，所述车载以太网通信系统20的子网中也可采用CAN网络、LIN网络和CANFD网络中的一种或多种进行网络布局，以降低网络布线成本，提高网络布线的灵活性。

除此之外，本实施例中，所述高级辅助驾驶子系统225也可直接与所述中央网关200以及所述域控制分别连接。其中，该高级辅助驾驶子系统225包括摄像头CAMERA、雷达Radar等，本实施例对此不做具体限制。

进一步地，所述车载以太网通信系统20还包括车载自动诊断系统250(On Boarddiagnostics，OBD)，该车载自动诊断系统250与所述中央网关200相连。实际实施时，所述车载自动诊断系统250可通过以太网与所述中央网关200连接并用于ECU调教，即该车载自动诊断系统250通过所述中央网关200实现软件程序的刷入、更新等。如，将制动踏板深度及制动能量回收的强度等程序在原有数据基础上进行精细调整。其中，本实施例中通过设置所述车载自动诊断系统250能够获得高效的刷写速率，例如，地图的数据包容量较大，采用车载以太网通信系统20的刷写速率较现有技术可提高20倍。

此外，所述车载自动诊断系统250与所述中央网关200连接还可作为车载诊断接口，以实现对该车载以太网通信系统20的故障诊断。

可选地，本实施例中，所述车载自动诊断系统250可以是，但不限于Ⅱ型车载自动诊断系统。

根据实际需求，所述车载以太网通信系统20还包括电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)，所述电子控制单元与多个所述域控制器连接。所述电子控制单元可通过中央网关200或域控制器连接定时向其余的电子控制单元广播时钟信号等。其中，所述ECU又称电子控制单元等。

可选地，所述电子控制单元可以为多个，且多个所述电子控制单元与多个所述域控制器分别连接，且一一对应。

进一步地，下面将结合图3对本实施例中给出的车载以太网通信系统20的工作原理进行简单介绍。其中，与动力控制子系统221连接的CAN FD总线230用于动力控制子系统221的高速总线传输；与底盘及安全子系统222连接的CAN FD总线230用于底盘及安全子系统222的高速总线传输；与信息娱乐子系统223连接的CAN FD总线230用于信息娱乐子系统223的高速总线传输；与车身电子子系统224连接的CAN FD总线230用于车身电子子系统224的高速总线传输；与高级辅助驾驶子系统225连接的CAN FD总线230用于智能驾驶的高速总线传输，每条高速CAN FD总线230上连接相应的域控制器。

在此以动力控制子系统221为例，所述动力控制子系统221包括有电池管理系统(Battery Management System，BMS)、电机控制器(Motor controller Unit，MCU)、直流转直流电源模块(Direct Current-Direct Current Converter，DC-DC)、和充电机(On BoardCharger，OBC)等，前述的动力控制子系统221中的各功能部件均通过所述动力CAN FD总线230连接在动力域控制器上，其中，该动力域控制器同时支持以太网和CAN FD通信，假设BMS电池管理系统监测到动力电池的SOC的电荷状态，则可以通过动力域控制器以广播的形式将电池SOC信息发出，动力域控制器可以走第一通信通道1，将信息传向中央网关200，以使中央网关200向各域控制器广播。同时动力域控制器也可以通过第二通信通道直接将信息广播给相邻的底盘和安全域控制器，底盘和安全域控制器也可以将信息广播给相邻的信息域控制器，以此类推，动力域控制器可以通过图中2、4、6和8通信通道将信息广播给需要动力电池SOC的域控制器，这种方式在第一通信通道1正常时，作为监控和校验对应的关键信号。应注意，上述的动力域控制器是指与所述动力控制子系统221连接的域控制器。

除此之外，当第一通信通道1中的子网段出现问题，则动力域控制器走图中2通信通道将信息广播给相邻的底盘及安全域控制器，底盘安全域控制器可以将信息通过图3中的通信通道3广播给中央网关200，中央网关200再广播给各域控制器，也可以广播给其余域控制器，其余域控制器再将信息送给各电子控制单元，ECU根据指令去响应，从而实现正常通信，保证整车通信系统的安全，高效。

基于上述对所述车载以太网通信系统20的描述，如图4所示，本实施例还提供一种智能汽车10，包括控制终端30和上述的车载以太网通信系统20，所述控制终端30与所述车载以太网通信系统20通信连接。

其中，所述控制终端30可以是、但不限于移动设备、服务器等，以实现对该智能汽车10的远程控制，提高其智能性。

综上所述，本实用新型提供一种车载以太网通信系统20和智能汽车10。其中，通过对该车载以太网通信系统20的巧妙设计，以得到基于以太网的双通信网络作为该车载以太网通信系统20的主干网络，能够有效简化网络设计，安全性高，可扩展性强，同时，能够保证有效的通信质量。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载以太网通信系统，其特征在于，包括中央网关、域控制器组和车载系统，所述域控制器组包括多个能够同时支持以太网和CAN FD网络双向通信的域控制器；

多个所述域控制器串联，且多个该域控制器与所述中央网关和所述车载系统分别连接以实现所述中央网关与所述车载系统之间的双向以太网通信。

2.根据权利要求1所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述车载以太网通信系统还包括CAN FD总线，所述域控制器通过所述CAN FD总线与所述车载系统连接。

3.根据权利要求2所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述车载系统包括动力控制子系统、底盘及安全子系统、信息娱乐子系统、车身电子子系统和高级辅助驾驶子系统；

多个所述域控制器分别通过所述CAN FD总线与所述动力控制子系统、底盘及安全子系统、信息娱乐子系统、车身电子子系统和高级辅助驾驶子系统连接，且各子系统与所述域控制器的数量一一对应。

4.根据权利要求1所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述车载以太网通信系统包括高级辅助驾驶子系统，所述高级辅助驾驶子系统与所述域控制器和所述中央网关分别连接。

5.根据权利要求3所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述车身电子子系统包括LIN总线、车身控制模块、雨量光线传感器、天窗模块和防夹模块；

所述车身控制模块的一端通过所述CAN FD总线与所述域控制器连接，另一端通过所述LIN总线与雨量光线传感器、天窗模块和防夹模块分别连接。

6.根据权利要求1所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述车载以太网通信系统还包括车载自动诊断系统，所述车载自动诊断系统与所述中央网关连接。

7.根据权利要求6所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述车载自动诊断系统为Ⅱ型车载自动诊断系统。

8.根据权利要求1所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述车载以太网通信系统还包括电子控制单元，所述电子控制单元与多个所述域控制器连接。

9.根据权利要求8所述的车载以太网通信系统，其特征在于，所述电子控制单元为多个，多个所述电子控制单元分别与多个域控制连接，且一一对应。

10.一种智能汽车，其特征在于，包括控制终端和上述权利要求1-9中任一项所述的车载以太网通信系统，所述控制终端与所述车载以太网通信系统通信连接。