[發(fā)明專利]一種汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011603830.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112572329A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 閆志偉;馬洪偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京東土科技股份有限公司
• 主分類號: B60R16/023
• 分類號: B60R16/023;B60R16/02;H04L12/40
• 代理公司: 北京華夏正合知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

本申請?zhí)峁┝艘环N汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，包括前端控制器、后端控制器、行駛控制器以及若干個網(wǎng)絡化傳感器；所述前端控制器和后端控制器均包括計算單元和通信單元；所述前端控制器通過其通信單元與布設于第一區(qū)域范圍內(nèi)的所述網(wǎng)絡化傳感器連接；所述后端控制器通過其通信單元與布設于第二區(qū)域范圍內(nèi)的所述網(wǎng)絡化傳感器連接；所述前端控制器和后端控制器通過通信單元進行通信連接；所述計算單元根據(jù)其所屬控制器的通信單元接收的信息進行車輛控制；所述前端控制器和后端控制器通過其通信單元連接所述行駛控制器。本申請通過設置區(qū)域化的控制器可節(jié)省整車布線的長度，同時將控制器中的通信單元和計算單元分離設置，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電子電氣架構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電子電氣架構(gòu)(Electrical/Electronic Architecture，EEA)就是把汽車里的各類傳感器、中央處理器、線束拓撲、電子電氣分配系統(tǒng)等軟硬件整合在一起，實現(xiàn)整車的配置與功能，以及運算和動力、能量的分配。傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)難以承載汽車的復雜功能，極大地影響了用戶體驗。以傳統(tǒng)的汽車供應鏈為例，整車企業(yè)高度依賴一級零部件供應商提供的ECU(Electronic Control Unit，電子控制單元，也可以叫“行車電腦”)，但不同的ECU來自不同的供應商，有著不同的嵌入式軟件和底層代碼。并且，分布式電子電氣架構(gòu)在整車層面造成了相當大的冗余，并且整車企業(yè)也沒有權(quán)限去維護和更新ECU。

作為電子電氣領(lǐng)域的全球重要供應商，德爾福率先在汽車行業(yè)引入了“功能域”的概念，來統(tǒng)一整車電子電氣架構(gòu)的搭建。顧名思義，功能域就是按照功能來進行劃分，即所謂的車身與便利系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)、動力系統(tǒng)以及輔助駕駛系統(tǒng)。而德爾福“功能域”最大的問題即在于同一個域內(nèi)的零部件可能分布在整車四周，需要通過不斷往返整車之間的線束來進行通信。這樣就大大增加了線束設計的難度和成本，同時也會增加整車重量，更為關(guān)鍵的是不同域之間的控制器的運算能力仍然沒有辦法得到最大程度的共享。

為了解決德爾福方案的不足，特斯拉汽車推出了“區(qū)域zone”的概念，例如中域、左域與右域來取代傳統(tǒng)的德爾福所定義的“車身與便利系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)、動力系統(tǒng)以及輔助駕駛系統(tǒng)”這幾大功能域。如圖1所示，以Model 3為例，中域、左域與右域分別實現(xiàn)為中央計算模塊(CCM)、左車身控制器(BCM LH)與右車身控制器(BCM RH)，其中，中央計算模塊將高級輔助駕駛系統(tǒng)(Advanced Driving Assistant System，ADAS)、信息娛樂系統(tǒng)(In-Vehicle Infotainment，IVI)和車內(nèi)外通信三部分整合為一體，該中央計算模塊上運行著X86 Linux系統(tǒng)，而左車身控制器與右車身控制器則分別整合了余下的車身與便利系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)、動力系統(tǒng)的三大功能。Model3的電子電氣架構(gòu)的設計基本可以避免一根線束需要橫跨整個車身的情況出現(xiàn)，但對運算能力具有一定要求，需要通過提升單個“區(qū)域zone”的控制器的運算能力，來解決整車對于運算能力的高要求。

然而，無論是代表傳統(tǒng)車廠的德爾福“功能域”電子電氣架構(gòu)，還是代表新勢力的特斯拉“區(qū)域zone”電子電氣架構(gòu)，均未實現(xiàn)整車架構(gòu)的網(wǎng)絡化部署，其電子電氣架構(gòu)中，僅有一小部分架構(gòu)是采用了以太網(wǎng)的方式進行通信，并且采用的以太網(wǎng)存在端口少、規(guī)模小的缺點，導致缺少通信質(zhì)量保證，存在一定的局限性。基于此，上述兩種電子電氣架構(gòu)均存在下述不足：

車載攝像頭終端沒有實現(xiàn)網(wǎng)絡化，攝像頭提供的視頻數(shù)據(jù)，占據(jù)車載通信網(wǎng)絡的80％以上帶寬，視頻數(shù)據(jù)的處理，占據(jù)車載計算能力的85％以上。而現(xiàn)有電子電氣架構(gòu)中，攝像頭終端普遍使用同軸電纜，基于廠家私有協(xié)議芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。這種同軸電纜方案，存在的問題有：通信方式為私有標準，各廠家不能互通；攝像頭只能與域控制器進行點對點連接，導致車身周邊的攝像頭都需要連接到中心的控制器上，造成線纜長度較大；攝像頭的視頻數(shù)據(jù)，只能提供給一個域控制器，而不能分享給控制器，導致了成本的上升。