[发明专利]在车载和外部数据网络间桥接数据的无线网关装置和方法

说明书

技术领域

在此进行的公开总体上涉及机动车车载控制器和传感器网络，更具体地，涉及用于在至少一个车载网络和至少一个外部网络之间互连并桥接数据的无线网关装置。

背景技术

机动车普遍配备有车载数据网络，用于车辆电子传感器和车辆控制模块之间的连接和协作数据交换。上述模块联网到车载发动机管理系统和其他这样的车辆操作系统。一些类型的车载网络是通用的；一个非限制性实例是控制器局域网(CAN)。控制器局域网(CAN)是组播共享串行总线标准，最初由罗博特·博世技术公司(Robert Bosch GmbH)于20世纪80年代开发。CAN特别设计为在电磁噪音的环境下很稳健，可以使用差分均衡有线网络串行线，例如RS-485。车载网络的另一非限制性示例是基于FlexRay^TM协议的网络。FlexRay^TM是由FlexRay协会推动并开发的通信协议，为最新的机动车中例如线控转向、线控制动和稳定控制系统的开发提供高数据流量。其他的车载网络物理层和协议对于所属技术领域的技术人员是公知的，可用于此处公开的车载网络网关。此处的公开不限于所使用的车载网络硬件和协议，而是以与任意车载网络工作作为目标。

提供非车载(off board)车辆诊断装置已经是公知的，其通过与位于车架或车厢结构上的插孔互连的有线车载网络访问车载网络。而后例如维护或修理厂中的非车载诊断装置可以导入对感应器和命令信号、车辆管理计算机记录的错误代码的诊断分析，并为诊断目的操纵多个控制模块。由于从车载网络上可以轻易获得对导入车辆故障诊断而言必要的信息，所以对可能的车辆故障的诊断变得更容易。

从非车载装置访问车载网络的传统方法的局限性在于，该装置典型地共享一个进入车载网络的通用有线访问接入点(access point)。连接到车载网络的每个非车载装置将附加的电负载和可能的外部噪声引入车载网络。外部非车载装置对车载网络的负载加载的累加作用可以最终导致车载网络产生故障或死机，导致车辆传感器和控制模块错过与发动机和车辆管理系统的协作通信，带来非预期的、可能很严重的后果。

从非车载装置访问车载网络的传统方法的另一局限性在于其有一必要条件，即非车载装置需要以物理连线的方式物理连接到车载网络。

通过车辆通用有线访问接入点诊断车辆毛病的传统方法的另一局限性在于，可以在非车载诊断装置上提供的车辆传感器和讯息数据摘要、统计和记录功能仅在车辆连接到例如在修理或维护设备中的非车载诊断装置时可用，而车辆在厂外的路上出现问题时不可用。可以理解的是，采集和记录故障发生之前、之时和之后的数据有利于诊断和修理车辆问题。将非车载诊断装置接口连接到车载网络的传统方法使其不容易完成。

因此，提供车载网络与多个非车载诊断和以计算机为基础的装置的数据通路、使非车载诊断和以计算机为基础的装置与车载网络电绝缘、并且在消除不想要的电负载和噪音的有害影响的同时提供车载网络的安全性的车载网络网关是很有好处的。采集网络通讯信号中的信号摘要和统计数据、提供数据记录功能、并且在车载网络和外部网络之间桥接数据、提供车载诊断数据和车辆修理与服务中心的诊断装置的无线通路的车载网络网关装置、系统和方法是很有用、有益且很新颖的。

发明内容

本发明在此公开的实施例包含在车载网络和外部局域和广域网之间桥接数据的无线网关装置、系统和方法的多个实施例，其中外部网络可以是有线与无线的任意组合。

此处公开的本发明第一实施例中，车载网络网关包含以计算机处理器为基础的可编程逻辑系统，以及存储数据和能使网关工作的计算机可执行编码的存储器。上述存储器可以包含非易失性存储器，例如闪存，或者可以包含例如存储器类型的组合，包括例如静态存储器、动态存储器、多种形式的只读存储器、磁介质存储器例如磁盘驱动器。网关装置包括计算机可执行代码，其能够实现的功能包括在一个或多个车载网络与一个或多个外部网络之间双向桥接车载讯息数据，监测车载网络讯息流量，其中桥接包含在车载网络协议和至少一个外部网络协议之间转换讯息。在车载数据网络上，讯息的一部分含有在至少一个车辆管理计算机中电子信息容纳模块之间交换的传感器信号数据和控制数据。车辆控制计算机典型地包括车辆中某些故障情况，例如发动机传感器和控制模块的诊断方法或探测。车载网络网关使外部网络的装置访问可用于车载网络的信号和控制数据，同时通过允许外部联网的装置经由网关访问上述数据而隔离和保护车载网络，消除直接连线连接到车载网络的需要。