CN210212282U

CN210212282U - 用于汽车的布线系统

Info

Publication number: CN210212282U
Application number: CN201920190161.XU
Authority: CN
Inventors: Esmail Adnan; A·埃斯迈尔; Jae-In Chung; 郑仁在; Jain Lakshya; L·贾因; Tripathi Brijesh; B·特里帕蒂
Original assignee: Tesla Inc
Current assignee: Tesla Inc
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2029-02-11
Also published as: US11479189B2; US11932184B2; US20230042642A1; US20190248310A1

Abstract

一种用于汽车的布线系统，其使用一个或多个主干区段连接处理器和多个设备。处理器和设备彼此连接以形成第一环路和第二环路，使得数据可以沿着第一环路传输，并且数据可以沿着第二环路传输。

Description

用于汽车的布线系统

技术领域

本公开涉及一种布线系统架构。更具体地，本公开涉及一种用于以高速率并且在冗余的情况下传输数据的布线系统架构。

背景技术

传统布线系统通常使用电缆将设备连接到诸如处理器的中心点，以将每个设备连接到处理器。处理器与每个设备单独通信。通常，电缆将数据从设备传输到处理器或从处理器传输到设备。也就是说，每根电缆只能在操作期间以单一方向传输数据。如果电缆中的一根电缆发生故障，则去往设备和来自设备的通信将失败。也就是说，没有冗余。这种通信损失会对系统的整体功能产生负面影响。当传输的数据涉及驾驶员辅助和自动驾驶功能时，系统功能的这种减少可能导致完全的系统故障和受损的情况。

为了防止来自单个电缆故障的通信损失，可以将电缆配对以产生冗余。这种重复可能是繁琐的并且还需要两个附接点，其需要在附接点处的更大的物理空间。当处理器连接到多个设备时，处理器(或保持处理器的印刷电路板)必须具有足够连接点，其可能需要大的物理空间，并且需要增加的成本以制造这种大的板。因此，需要一种克服上述缺点的布线系统。

实用新型内容

为了避免电缆故障导致的通信中断，并且避免由于创建冗余而增大物理空间需求和成本要求，本公开的实施例提供了一种用于汽车的布线系统，其包括：处理器；多个设备；一个或多个主干区段；其中处理器和设备彼此连接以形成第一环路和第二环路，使得数据能够沿着第一环路传输，并且数据可以沿着第二环路传输。

在本公开的某些实施例中，第一环路在第一方向上传输数据，并且第二环路在第二方向上传输数据，其中第二方向与第一方向相反。

在本公开的某些实施例中，设备中的一个设备包括集线器，该集线器连接到雷达传感器。

在本公开的某些实施例中，设备中的一个设备包括集线器，该集线器连接到相机传感器。

在本公开的某些实施例中，集线器包括控制器，该控制器用于控制所连接的传感器。

在本公开的某些实施例中，该布线系统还包括：多个分支，其中来自多个分支的每个分支与主干和设备中的一个设备连接。

在本公开的某些实施例中，分支的阻抗大于或等于主干的阻抗。

在本公开的某些实施例中，分支的阻抗至少是主干的阻抗的两倍。

在本公开的某些实施例中，分支的阻抗在75欧姆与125欧姆之间。

本公开的布线系统架构能够用于以高速率并且在冗余的情况下传输数据。

附图说明

图1是根据已知布线系统的用于汽车的布线系统的示意图，其示出了以星形配置连接的多个设备。

图2A是根据本公开的某些实施例的用于汽车的布线系统架构的示意图，其示出了通过主干以环路连接的多个设备。

图2B是根据本公开的某些实施例的用于汽车的布线系统架构的示意图，其示出了通过主干以环路连接的多个设备。

图2C是根据本公开的某些实施例的用于汽车的布线系统架构的示意图，其示出了通过主干以环路连接的多个设备。

图3示出了根据本公开的某些实施例的主干的横截面视图。

图4示出了根据本公开的某些实施例的可以用于以“并联”配置连接设备的布线系统架构。

通过参考下面的具体实施方式，可以最佳地理解本公开的实施例及其优点。应当理解，相同的附图标记用于标识一个或多个附图中示出的相同元件，其中，在一个或多个附图中示出是为了说明本公开的实施例而不是为了限制本公开的实施例。

具体实施方式

本公开涉及一种布线系统架构。更具体地，本公开涉及一种用于以高速率并且在冗余的情况下传输数据的布线系统架构。主干具有两个或更多个通信路径。进一步地，通信路径可以形成环路(即，在诸如处理器的相同设备或位置处开始和结束)以创建冗余通信路径。也就是说，如果一个通信路径失效，则可以经由另一路径传输数据。一个通信路径的损失不会导致通信损失。相反，数据仍然可以沿着另一通信路径传输。在实施例中，路径在相反方向上传输数据。

现在将详细参考具体方面或特征，其示例在附图中图示。尽可能地，在整个附图中将使用对应或类似的附图标记来指代相同或对应的部件。

图1是根据已知布线系统配置的用于汽车的布线系统100的示意图，其示出了以星形配置连接到处理器104的多个设备102。如图1 所示，设备102中的每个设备沿着专用电缆与处理器104通信。然而，设备102中的任一设备与中央处理器104之间的连接的故障可能导致系统100的整体性能的损失。

图2A至图2C是根据本发明某个实施例的布线系统架构200的示例性示意图。在本文中的实施例中，布线系统架构用于汽车。汽车可以是任何车辆，例如，客车、半挂车、运动型多用途车、罐车、乘用卡车或其他车辆。尽管参考可能存在于汽车中的连接设备对布线系统架构200进行了解释，但是用于汽车仅是用于本公开的布线系统架构 200的许多可能区域中的一个区域。布线系统架构200的使用可以扩展到连接形成更大系统的部分的其他类型的电力驱动设备，其包括但不限于连接航海应用内的设备、连接农机具内的设备、以及其他工业和消费者产品应用。

如图2A至图2C所示，汽车的布线系统架构200包括多个设备 202和处理器204。每个设备具有集线器(206-230)。主干264连接设备202并且允许围绕环路在任一方向(顺时针或逆时针)进行双向通信。在实施例中，集线器中的一个或多个集线器(例如，集线器 208-214、220和224)分别与雷达232-242、244和246相关联。在实施例中，集线器中的一个或多个集线器(例如，集线器206、216、218、 222、226和228-230)分别与相机248、250、252、254、256和258-260 相关联。此外，集线器206-230中的每个集线器包括在其中的控制器，以用于分别控制所连接的设备202中的对应设备，例如，相机248、 250、252、254、256和258-260或雷达232-242、244和246。

相机248-260和雷达232-246可以位于汽车内的不同位置处，并且旨在根据不同定向提供数据。在实施例中，相机248-260和雷达 232-246提供冗余数据。相机248-260和雷达232-246可以生成视觉数据、声音数据、热数据或其他数据，然后经由设备的对应集线器将数据传输到处理器204。集线器可以与任何数目的相机或雷达相关联。例如，单个集线器206可以控制单个相机248。或者，单个集线器208 可以控制单个雷达232。在另一实施例中，单个集线器210可以控制一对雷达234和236、或者一对相机260和262。

主干264连接设备202。在实施例中，来自每个设备202的集线器使用主干264串联连接到来自相邻设备202的集线器。在其他实施例中，每个集线器以“并联“配置连接到主干264，使得如果任何集线器发生故障，数据仍然可以通过主干264传达。在串联实施例中，每个设备202内的多个集线器(例如，集线器210和212)使用主干 264彼此串联连接。在并联实施例中，每个设备202内的多个集线器 (例如，集线器)各自连接到主干264，使得如果集线器中的一个或多个集线器发生故障，来自其他集线器和设备的数据仍然可以在两个方向上围绕主干264传输数据。

在实施例中，当使用双向电缆(诸如美国临时申请号62/614,110 中公开的电缆)形成主干时，则布线系统架构可以容忍主干中的一个故障，同时仍然维持所有集线器和设备的通信路径。美国临时专利申请号62/614,110的整体内容通过引用并入本文。例如，如果发生故障 (诸如集线器214和集线器212之间的主干切断)，则集线器216和 214仍然可以通过主干264的未经历故障的部分，特别是将处理器204 连接到集线器216并且然后将集线器216连接到集线器214的主干区段264(即，来自处理器204的顺时针方向的主干部分)，来从处理器 204接收信息。数据可以在相反方向上从对应的集线器和设备发送。类似地，如果发生故障(诸如主干在集线器214和集线器212之间切断)，则集线器212、210、208和206仍然可以通过主干264的未经历故障的部分，特别是将处理器204连接到集线器206、将集线器206连接到集线器208、将集线器208连接到集线器210、以及将集线器 210连接到集线器212的主干区段264(即，来自处理器204的逆时针方向的主干部分)，来从处理器204接收信息。数据可以在相反方向上从对应的集线器和设备发送。

图3示出了主干264的横截面。如图所示，主干264包括至少一对细长导体302、304，它们沿着主干定位，并且彼此间隔开并彼此绝缘。如图3所示，主干264包括两对细长导体，其分别由附图标记308、 310中的对应附图标记指示。尽管示出了两对308、310，但是主干264 可以包括多于两对，以依据应用的特定要求在功率和数据的通信路径中创建冗余。

如图所示，主干264还包括内绝缘基体312，内绝缘基体312位于该对细长导体302、304之间和周围。主干264还包括围绕内绝缘基体312的导电屏蔽构件314以及围绕导电屏蔽构件314设置的外绝缘基体316。内绝缘基体312和外绝缘基体316可以由相似或不同的材料制成，这些材料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，但不限于此。可以使用本领域技术人员公知的各种其他合适的热塑性聚合物代替本文中示例性公开的材料，以形成外绝缘基体312和内绝缘基体316。

当存在多个路径时，主干264可以允许在相反方向上传输数据和功率。如图2A、图2B或图2C所示，当主干264以环路连接时，第一环路和第二环路分别由第一对细长导体308和第二对细长导体310 形成。第一环路可以被配置为在第一方向上向设备202传输功率和/或数据，并且第二环路可以被配置为在第二方向上在设备202之间传输功率和/或数据。第一方向和第二方向可以是相同的方向，或者它们可以是相反的方向。

图4图示了用于连接多个设备202的布线系统架构200的示例性“并联”配置。如图所示，布线系统架构200包括多个分支402。每个分支402与主干264和来自多个设备202的对应设备202连接。在其他实施例中，设备202可以包含集线器，其中集线器连接到一个或多个传感器，更类似于“串联”配置。

进一步地，在实施例中，与分支402相关联的阻抗Z_b的量大于或等于与主干264相关联的阻抗Z_b.b，即，Z_b≥Z_b.b。例如，与分支402 相关联的阻抗Z_b的量可以是主干264的阻抗的量的两倍，即， Z_b＝2*Z_b.b。在实施例中，与分支402相关联的阻抗Z_b的量在75欧姆至125欧姆的范围内。进一步地，在该实施例中，可以选择主干264 的长度，使得主干264的阻抗Z_b.b在40欧姆至60欧姆的范围内。

前述公开内容并非旨在将本公开限制于所公开的精确形式或特定使用领域。如此，应当设想，根据本公开，本公开的各种备选实施例和/或修改(无论是明确描述的还是暗示的)都是可能的。已经对本公开的实施例进行了如此描述，本领域普通技术人员应当认识到，在不背离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。例如，虽然参考了“导体”或“多个导体”，但是本领域普通技术人员应当理解，在某些实施例中，可以替代一个或多个导线(例如，具有绝缘、外护套以及散布在绝缘和外护套之间的导电屏蔽的金属)。因此，本公开仅受权利要求的限制。

在前述说明书中，已经参考特定实施例对本公开进行了描述。然而，如本领域技术人员应当理解的，在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以以各种其他方式修改或以其他方式实现本文中所公开的各种实施例。因而，该描述被认为是说明性的，并且为了教导本领域技术人员制造和使用所公开的布线系统的各种实施例的方式。应当理解，本文中所示出和所描述的公开内容的形式将被视为代表性实施例。等效元件或材料可以代替本文中代表性地所说明和描述的那些元件或材料。此外，本公开的某些特征可以独立于其他特征的使用而被利用，所有这些特征在受益于本公开的该描述之后对于本领域技术人员而言是显而易见的。用于描述和要求保护本公开的诸如“包含”、“包括”、“结合”、“由......组成”、“具有”、“是”之类的表达旨在以非排他的方式解释，即，也允许存在未明确描述的项目、部件或要素。对单数的引用也应当被解释为涉及复数。

进一步地，本文中所公开的各种实施例要以说明性和解释性的意义来理解，并且决不应被解释为对本公开的限制。所有联接关系引用 (例如，耦合、连接等)仅用于帮助读者理解本公开，并且不会产生限制，特别是不应作为关于本文中所公开的元件的位置、定向或使用的限制。因此，如果有的话，则联接关系引用将被广义地解释。此外，这种联接关系引用可能不一定推断出两个元件彼此直接连接。

附加地，所有数字术语(诸如但不限于“第一”、“第二”、“第三”、“主要”、“次要”或任何其他普通术语和/或数字术语)也应当仅视为标识符，以帮助读者理解本公开的各种元件、实施例、变型和/或修改，并且不会产生任何限制，特别是不应作为任何元件、实施例、变型和 /或修改相对于另一元件、实施例、变型和/或修改或在另一元件、实施例、变型和/或修改之上的顺序或偏好的限制。

还应当理解，附图/图中描绘的元件中的一个或多个元件还可以以更加分离或集成的方式实现，或者甚至在某些情况下被移除或呈现为不可操作，视具体情况而定。

Claims

1.一种用于汽车的布线系统，其特征在于，包括：

处理器；

多个设备；

一个或多个主干区段；

其中所述处理器和所述设备彼此连接以形成第一环路和第二环路，使得数据能够沿着所述第一环路传输，并且数据可以沿着所述第二环路传输。

2.根据权利要求1所述的布线系统，其中所述第一环路在第一方向上传输数据，并且所述第二环路在第二方向上传输数据，其中所述第二方向与所述第一方向相反。

3.根据权利要求2所述的布线系统，其中所述设备中的一个设备包括集线器，所述集线器连接到雷达传感器。

4.根据权利要求2所述的布线系统，其中所述设备中的一个设备包括集线器，所述集线器连接到相机传感器。

5.根据权利要求3或4所述的布线系统，其中所述集线器包括控制器，所述控制器用于控制所连接的传感器。

6.根据权利要求2所述的布线系统，其特征在于，还包括：

多个分支，其中来自所述多个分支的每个分支与所述主干和所述设备中的一个设备连接。

7.根据权利要求6所述的布线系统，其中所述分支的阻抗大于或等于所述主干的阻抗。

8.根据权利要求6所述的布线系统，其中所述分支的阻抗至少是所述主干的阻抗的两倍。

9.根据权利要求8所述的布线系统，其中所述分支的所述阻抗在75欧姆与125欧姆之间。