[发明专利]一种汽车网络控制系统

说明书

本申请提供了一种汽车网络控制系统，包括前端控制器、后端控制器、行驶控制器以及若干个网络化传感器；所述前端控制器和后端控制器均包括计算单元和通信单元；所述前端控制器通过其通信单元与布设于第一区域范围内的所述网络化传感器连接；所述后端控制器通过其通信单元与布设于第二区域范围内的所述网络化传感器连接；所述前端控制器和后端控制器通过通信单元进行通信连接；所述计算单元根据其所属控制器的通信单元接收的信息进行车辆控制；所述前端控制器和后端控制器通过其通信单元连接所述行驶控制器。本申请通过设置区域化的控制器可节省整车布线的长度，同时将控制器中的通信单元和计算单元分离设置，提高了系统的稳定性。

技术领域

本申请涉及电子电气架构领域，特别涉及一种汽车网络控制系统。

背景技术

电子电气架构(Electrical/Electronic Architecture，EEA)就是把汽车里的各类传感器、中央处理器、线束拓扑、电子电气分配系统等软硬件整合在一起，实现整车的配置与功能，以及运算和动力、能量的分配。传统的分布式电子电气架构难以承载汽车的复杂功能，极大地影响了用户体验。以传统的汽车供应链为例，整车企业高度依赖一级零部件供应商提供的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元，也可以叫“行车电脑”)，但不同的ECU来自不同的供应商，有着不同的嵌入式软件和底层代码。并且，分布式电子电气架构在整车层面造成了相当大的冗余，并且整车企业也没有权限去维护和更新ECU。

作为电子电气领域的全球重要供应商，德尔福率先在汽车行业引入了“功能域”的概念，来统一整车电子电气架构的搭建。顾名思义，功能域就是按照功能来进行划分，即所谓的车身与便利系统、娱乐系统、底盘与安全系统、动力系统以及辅助驾驶系统。而德尔福“功能域”最大的问题即在于同一个域内的零部件可能分布在整车四周，需要通过不断往返整车之间的线束来进行通信。这样就大大增加了线束设计的难度和成本，同时也会增加整车重量，更为关键的是不同域之间的控制器的运算能力仍然没有办法得到最大程度的共享。

为了解决德尔福方案的不足，特斯拉汽车推出了“区域zone”的概念，例如中域、左域与右域来取代传统的德尔福所定义的“车身与便利系统、娱乐系统、底盘与安全系统、动力系统以及辅助驾驶系统”这几大功能域。如图1所示，以Model 3为例，中域、左域与右域分别实现为中央计算模块(CCM)、左车身控制器(BCM LH)与右车身控制器(BCM RH)，其中，中央计算模块将高级辅助驾驶系统(Advanced Driving Assistant System，ADAS)、信息娱乐系统(In-Vehicle Infotainment，IVI)和车内外通信三部分整合为一体，该中央计算模块上运行着X86 Linux系统，而左车身控制器与右车身控制器则分别整合了余下的车身与便利系统、底盘与安全系统、动力系统的三大功能。Model3的电子电气架构的设计基本可以避免一根线束需要横跨整个车身的情况出现，但对运算能力具有一定要求，需要通过提升单个“区域zone”的控制器的运算能力，来解决整车对于运算能力的高要求。

然而，无论是代表传统车厂的德尔福“功能域”电子电气架构，还是代表新势力的特斯拉“区域zone”电子电气架构，均未实现整车架构的网络化部署，其电子电气架构中，仅有一小部分架构是采用了以太网的方式进行通信，并且采用的以太网存在端口少、规模小的缺点，导致缺少通信质量保证，存在一定的局限性。基于此，上述两种电子电气架构均存在下述不足：

车载摄像头终端没有实现网络化，摄像头提供的视频数据，占据车载通信网络的80％以上带宽，视频数据的处理，占据车载计算能力的85％以上。而现有电子电气架构中，摄像头终端普遍使用同轴电缆，基于厂家私有协议芯片实现数据通信。这种同轴电缆方案，存在的问题有：通信方式为私有标准，各厂家不能互通；摄像头只能与域控制器进行点对点连接，导致车身周边的摄像头都需要连接到中心的控制器上，造成线缆长度较大；摄像头的视频数据，只能提供给一个域控制器，而不能分享给控制器，导致了成本的上升。