CN211018856U

CN211018856U - 车载以太网系统、车辆电子控制系统和包含其的车辆

Info

Publication number: CN211018856U
Application number: CN202020361099.9U
Authority: CN
Inventors: 姜竹胜; 何磊; 顾晓强; 戚岩; 陈婉婧
Original assignee: International Network Technology Shanghai Co Ltd
Current assignee: International Network Technology Shanghai Co Ltd
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2030-03-20

Abstract

本实用新型涉及汽车电子技术，特别涉及车载以太网系统、车辆电子控制系统和包含该车辆电子控制系统的车辆。按照本实用新型一个方面的车载以太网系统包含：第一以太网传输介质；第二以太网传输介质；以及两个或更多个通信装置，每个所述通信装置包含：第一通信电路，其与所述第一以太网传输介质相连，从而组网形成用于传输控制命令的第一以太网；第二通信电路，其与所述第一以太网传输介质相连，从而组网形成用于传输数据的第二以太网。

Description

车载以太网系统、车辆电子控制系统和包含其的车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术，特别涉及车载以太网系统、车辆电子控制系统和包含该车辆电子控制系统的车辆。

背景技术

随着诸如自动驾驶、车辆远程控制之类的新功能被不断引入车辆，车辆电子控制系统的规模和复杂性都在不断增加。相应地，车内通信数据量也越来越大，因此在带宽、安全性和成本等方面对车载网络提出了更高的需求，而传统的CAN总线面对这些新需求时已经显得力不从心。

车载以太网由于具备高通信速率高和与外部以太网的良好兼容性，可实现控制器软件的快速刷新、诸如高精度地图数据和流媒体之类的高带宽需求数据的实时传输，正在成为车载网络的主流技术。

但是传统的车载以太网不具备唤醒功能，需要借助CAN总线或者硬连接线来辅助实施唤醒功能。例如当需要唤醒车载以太网内的网络节点设备时，先经另一个总线(例如CAN总线)唤醒电子控制单元(ECU)，然后再由该ECU激活负责以太网通信的通信装置，从而使得车载以太网进入正常通信的状态。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种车载以太网系统、车辆电子控制系统和包含该车辆电子控制系统的车辆，其具有能够灵活适应多种通信需求和架构简洁等优点。

按照本实用新型一个方面的车载以太网系统包含：

第一以太网传输介质；

第二以太网传输介质；以及

两个或更多个通信装置，每个所述通信装置包含：

第一通信电路，其与所述第一以太网传输介质相连，从而组网形成第一以太网；

第二通信电路，其与所述第一以太网传输介质相连，从而组网形成第二以太网。

可选地，在所述车载以太网系统中，所述第一通信电路和所述第二通信电路为以太网物理接口收发器。

可选地，在所述车载以太网系统中，每个所述通信装置被集成在多个电子控制单元的其中一个内。

可选地，在所述车载以太网系统中，所述第一以太网传输介质为100Base T1总线，所述第二以太网传输介质为1000Base T1总线，所述第一以太网传输介质配置为传送网络唤醒命令和网络睡眠命令，所述第二以太网传输介质配置为传送高带宽需求数据。

按照本实用新型的另一个方面的车辆电子控制系统包含：

第一以太网传输介质；

第二以太网传输介质；

两个或更多个电子控制单元，每个所述电子控制单元包含微控制器；以及

两个或更多个通信装置，每个所述通信装置与其中一个所述电子控制单元内的微控制器耦合并且包含：

可选地，在上述车辆电子控制系统中，每个所述电子控制单元还包含连接在相应的微控制器和通信装置之间的交换电路。

按照本实用新型的还有一个方面的车辆包含车辆电子控制系统，所述车辆电子控制系统具有如上所述的部分或全部特征。

按照本实用新型的一个或多个实施例，车载以太网系统包含第一以太网和第二以太网，并且为多个电子控制单元的每一个提供相应的通信装置，该通信装置同时作为第一以太网和第二以太网的网络节点，由此可通过在第一以太网和第二以太网中传输具有不同特征的信息来适配相应的应用需求。此外，通过使第一通信电路支持唤醒和睡眠功能，可在不借助外部辅助的情况下，在第一以太网和第二以太网内实现自动唤醒和睡眠功能。

附图说明

本实用新型的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：

图1为按照本实用新型的一个实施例的车载以太网系统的结构示意框图。

图2为图1所示车载以太网系统中的通信装置的结构示意框图。

图3为按照本实用新型另一个实施例的车辆电子控制系统的示意框图。

图4为在图3所示的车辆电子控制系统中实施睡眠和唤醒功能的原理示意图。

具体实施方式

下面参照其中图示了本实用新型示意性实施例的附图更为全面地说明本实用新型。但本实用新型可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本实用新型的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本实用新型的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。

诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

按照本实用新型的一个或多个实施例，提供第一以太网传输介质和第二以太网传输介质，并且为多个电子控制单元的每一个提供相应的通信装置，其中每个相应的通信装置包括分别接入第一以太网传输介质和第二以太网传输介质的第一通信电路和第二通信电路，由此，该通信装置可同时作为第一以太网和第二以太网的网络节点。

以下借助附图描述本实用新型的实施例。

如图1所示，本实施例的车载以太网系统10包括第一以太网传输介质110、第二以太网传输介质120和两个或更多个通信装置130。在图1所示的以太网系统中，每个通信装置130同时接入第一以太网传输介质110和第二以太网传输介质120，从而组网形成第一以太网和第二以太网。作为第一以太网和第二以太网的网络节点，每个通信装置130配置为向多个电子控制单元中的其中一个提供以太网通信功能，从而在相应的电子控制单元与第一以太网110和第二以太网120内的其它网络节点之间实现通信。可选地，通信装置130被集成在相应的电子控制单元内。

在本实施例中，第一以太网被用于实现网络唤醒和网络休眠功能，并且可选地，传输低带宽需求的车辆信息或控制命令(例如天窗、音响的远程开启命令等)。通常情况下，网络唤醒命令和网络睡眠命令不同于其它的控制命令，其属于物理层命令，在以太网中并非以报文形式传送。第二以太网被用于传输数据或非控制命令，例如包括但不限于高精度地图数据和流媒体之类的高带宽需求数据。在本实施例中，示例性地，第一以太网传输介质为100Base T1总线，并且第二以太网传输介质为1000Base T1总线。

图2为图1所示车载以太网系统中的通信装置的结构示意框图。出于简洁性的考虑，图2示出的仅是其中一个通信装置的结构。

参见图2，通信装置130包括第一通信电路131和第二通信电路132。如图2所示，第一通信电路131接入第一以太网传输介质110，从而组网形成图1中的第一以太网，第二通信电路132接入第二以太网传输介质120，从而组网形成图1中的第二以太网。此外，第一通信电路131和第二通信电路132还可与相应的电子控制单元内的微控制器耦合。

可选地，第一通信电路131和第二通信电路132为以太网PHY或物理接口收发器，其例如可实现以太网物理层功能。特别是，对于第一通信电路131，其可以采用支持OPENALLIANCE联盟制定的TC10标准的集成电路实现。

图3所示的车辆电子控制系统1包括车载以太网系统10、两个或更多个电子控制单元20和车辆电子装置30。

如图3所示，车载以太网系统10包括第一以太网传输介质110和第二以太网传输介质120。可选地，车载以太网系统10可采用借助图1和2所述的实施例的部分或全部特征。

在图3所示的车辆电子控制系统中，为每个电子控制单元提供相应的通信装置130，该通信装置130同时接入第一以太网传输介质110和第二以太网传输介质120。作为第一以太网和第二以太网的网络节点，每个通信装置130配置为向相应的电子控制单元提供以太网通信功能。在本实施例中，虽然通信装置130被集成在相应的电子控制单元20内，但是这并非必需的设置，例如通信装置130可作为独立于电子控制单元20的部件而存在。此外，通信装置130还可采用借助图1和2所述的实施例的部分或全部特征。

汽车中的装置通常可按照功能被划分为不同的“功能域”或系统，每个“功能域”由独立的电子控制单元管理。所述功能域的例子包括但不限于动力传动系统(其包括发动机、变速箱、轴、车轮以及用于感测流量、压力、速度、扭矩和角度等状态参数的传感器)、底盘系统(其包括包括制动器、转向和悬架等)、车载电器系统(其包括暖气和制冷系统、座椅控制、车窗控制和灯等)、驾驶辅助系统、驾驶员安全系统以及人机界面等。参见图3，示例性地，每个电子控制单元20与相应的功能域相连以控制域内装置的运行。

如图3所示，每个电子控制单元20包括微控制器210和交换电路220。微控制器210被配置为执行对域内装置的控制功能。参见图3，微控制器210经交换电路220与通信装置130连接，从而能够选择性地经第一以太网或第二以太网与不同电子控制单元的微控制器进行通信。

在本实施例中，第一以太网被用于实现网络唤醒和网络休眠功能，并且可选地，传输低带宽需求的车辆信息或控制命令(例如天窗、音响的远程开启命令等)。第二以太网用于大流量数据或非控制命令的传输，例如包括但不限于OTA远程刷新数据、高精度地图数据和多媒体数据的传输。

图4为在图3所示的车辆电子控制系统中实施睡眠和唤醒功能的原理示意图。示例性地，这里所示的第一以太网传输介质110和第二以太网传输介质120分别为100Base T1总线和1000Base T1总线，并且假设利用100Base T1总线来实施唤醒和睡眠机制。虽然下面仅以三个电子控制单元为例来描述睡眠和唤醒功能的实现原理，但是可以理解的是，该原理同样适用于其他数量的电子控制单元的情形。

在图4所示的示意图中，ECU1～ECU3表示电子控制单元，MCU1～MCU3表示电子控制单元内的微控制器，PHY1～PHY8表示以太网物理接口收发器，其中，PHY1和PHY5分别对应于电子控制单元ECU1的第一通信电路和第二通信电路，PHY2和PHY3对应于电子控制单元ECU2的第一通信电路，PHY6和PHY7对应于电子控制单元ECU2的第二通信电路，PHY4和PHY8分别对应于电子控制单元ECU3的第一通信电路和第二通信电路。SW1～SW3表示交换电路，其连接在微控制器与以太网物理接口收发器之间，从而使得微控制器能够选择性地连接到相应的以太网物理接口收发器。以交换电路SW1为例，其连接在微控制器MCU1与以太网物理接口收发器PHY1和PHY5之间，由此可以实现微控制器MCU1与以太网物理接口收发器PHY1或PHY5的选择性连接。

可选地，与100Base T1总线相连的以太网物理接口收发器采用支持OPENALLIANCE联盟制定的TC10标准的集成电路。

可选地，交换电路SW1～SW3由集成电路实现。

以下描述实施唤醒功能的过程。

1、响应于本地唤醒请求，ECU1的MCU1向PHY1发送唤醒命令(例如可通过SMI控制)。

2、PHY1在被唤醒的同时，从PORT A端口经100Base T1总线向ECU2的PHY2转发唤醒命令(如TC10标准中定义的命令WUR)。

3、PHY2在被唤醒的同时，向PHY3转发唤醒命令，PHY3在被唤醒的同时，从PORT E端口经100Base T1总线向ECU4的PHY4转发唤醒命令以唤醒PHY4。由此，PHY1、PHY2、PHY3、PHY4均被唤醒，使得ECU1(PORT A)与ECU2(PORT C)之间以及ECU2(PORT E)与ECU3(PORT G)之间可通过100Base T1总线实现以太网通信。

4、当ECU1、ECU2和ECU3经100Base T1总线建立通信之后，即可分别通过MCU1、MCU2和MCU3唤醒PHY5、PHY6、PHY7、PHY8，从而实现经1000Base T1总线的以太网通信。

以下描述实施睡眠功能的过程。

1`、响应于本地睡眠请求，ECU1的MCU1向PHY1发送睡眠命令(例如可通过SMI控制)。

2`、PHY1在进入睡眠状态之前，从PORT A端口经100Base T1总线向ECU2的PHY2转发睡眠命令(TC10标准中定义的LPS命令)。

3`、PHY2在进入睡眠状态之前，向PHY3转发睡眠命令，PHY3在进入睡眠状态之前，从PORT E端口经100Base T1总线向ECU4的PHY4转发睡眠命令以使PHY4进入睡眠状态。由此，PHY1、PHY2、PHY3、PHY4均进入睡眠状态，最终使ECU1、ECU2和ECU3进入100Base T1总线的通信睡眠状态。

4、对于1000Base T1总线，响应于本地睡眠请求，可分别通过MCU1、MCU2和MCU3使PHY5、PHY6、PHY7、PHY8进入睡眠状态，最终使ECU1、ECU2和ECU3进入1000Base T1总线的通信睡眠状态。

提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本实用新型。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本实用新型的各个方面或者将本实用新型局限于所公开的精确形式。

鉴于以上所述，本公开的范围通过以下权利要求书来确定。

Claims

1.一种车载以太网系统，其特征在于，包含：

第一以太网传输介质；

第二以太网传输介质；以及

两个或更多个通信装置，每个所述通信装置包含：

2.如权利要求1所述的车载以太网系统，其中，所述第一通信电路和所述第二通信电路为以太网物理接口收发器。

3.如权利要求1所述的车载以太网系统，其中，每个所述通信装置被集成在多个电子控制单元的其中一个内。

4.如权利要求1所述的车载以太网系统，其中，所述第一以太网传输介质为100Base T1总线，所述第二以太网传输介质为1000Base T1总线，所述第一以太网传输介质配置为传送网络唤醒命令和网络睡眠命令，所述第二以太网传输介质配置为传送高带宽需求数据。

5.一种车辆电子控制系统，其特征在于，包含：

第一以太网传输介质；

第二以太网传输介质；

6.如权利要求5所述的车辆电子控制系统，其中，所述第一通信电路和所述第二通信电路为以太网物理接口收发器。

7.如权利要求5所述的车辆电子控制系统，其中，所述第一以太网传输介质为100BaseT1总线，所述第二以太网传输介质为1000Base T1总线，所述第一以太网传输介质配置为传送网络唤醒命令和网络睡眠命令，所述第二以太网传输介质配置为传送高带宽需求数据。

8.如权利要求5所述的车辆电子控制系统，其中，每个通信装置被集成在相应的电子控制单元内。

9.如权利要求5所述的车辆电子控制系统，其中，每个所述电子控制单元还包含连接在相应的微控制器和通信装置之间的交换电路。

10.一种车辆，其特征在于，包含如权利要求5-9中任意一项所述的车辆电子控制系统。