[發明專利]一種基于多目標設計的車載網絡區域架構方法和車輛

有效

• 申請號: 202211564255.1
• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN115576309B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 曹萬科;劉超;于雷;王文偉;張峰;周濤;石龍天
• 申請（專利權）人: 北京理工大學深圳汽車研究院（電動車輛國家工程實驗室深圳研究院）
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.一種基于多目標設計的車載網絡區域架構方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)設置與車載網絡區域架構相關的物理設備：包括中央計算單元、左前區域控制器、右前區域控制器和后區域控制器，通過車載以太網通信連接，且車載網絡信息進行扁平交換；

所述步驟(1)中，中央計算單元包括中央交換機、網橋和高性能處理器，中央交換機與各區域控制器相連，僅負責轉發；網橋與傳感器節點、執行器節點及ECU相連，進行流量整形；高性能處理器包括車聯網模塊、智能車控模塊、智能駕駛模塊和智能座艙模塊；所述車聯網模塊用于實現車輛與云端互聯通信，智能車控模塊用于實現電機控制、轉向控制和充電電池管理；智能駕駛模塊用于實現車道保持、自適應巡航控制和自動緊急制動智能駕駛功能；智能座艙模塊用于實現儀表大屏顯示、行車記錄和人機交互功能；

所述步驟(1)中，車載網絡信息進行扁平交換，傳感器節點、執行器節點和ECU根據物理空間上就近原則直接連接到區域控制器或者中央計算單元的網橋上，連接到左前區域控制器、右前區域控制器和后區域控制器內網橋的整形后發送至交換機，然后發送至中央計算單元，連接到中央計算單元內網橋的整形后發送至高性能處理器，從而實現車載網絡信息通過多路徑交換；

(2)根據設計判據初步確定網橋整形周期T的取值范圍；

所述步驟(2)中，網橋包括多條數據流、隊列緩沖區、門控列表和輸出端口；網橋整形周期具體為：數據流進入隊列緩沖區，每一條發送隊列對應一個門控，門控有“Open”和“Close”兩種狀態，僅當數據所在發送隊列的門控狀態為“Open”的情況下，該隊列緩沖區中的數據才傳輸，繼而實現了在每個周期內只傳輸特定的數據流；

所述步驟(2)中網橋整形周期T設計同時滿足的判據，具體為：

網橋的整形周期T需要滿足的判據一為：

式中，n為數據流的個數，∑()表示求和運算，B_n為該數據流中的數據包長度，P_n為該數據流的個數，R為鏈路的傳輸速率；

網橋的整形周期T需要滿足的判據二為：

式中，T為整形周期，m為幀的個數，max{}表示取最大值運算，Len_m為單個幀的長度，v為總線的傳輸速率；

網橋的整形周期T需要滿足的判據三為：

τ_loop＝SUP(τ_s+τ_sc+τ_c+τ_ca+τ_a)τ_max

式中，τ_loop為系統回路延時，SUP為上界算子，τ_s為傳感器的延時，τ_sc為傳感器到控制器的延時，τ_c為控制器的延時，τ_ca為控制器到執行器的延時，τ_a為執行器的延時,τ_max為系統設計時所能容忍的最大延時；

(3)設置通信內存占用、系統回路延時、網絡吞吐量和鏈路負載率為架構性能評價目標；

(4)根據設計需求確定架構性能評價目標最優解，確定網橋的整形周期T。

2.根據權利要求1所述的一種基于多目標設計的車載網絡區域架構方法，其特征在于：所述步驟(1)中，車載以太網采用100BASE-T1技術。

3.一種車輛，其特征在于：包括應用權利要求1或2所述的基于多目標設計的車載網絡區域架構方法。