[发明专利]基于车载以太网的电动汽车分域式网状通信网络架构的通信方法

说明书

本发明公开了一种基于车载以太网的通信方法，车载电控单元分域为按照电控单元功能类型划分的多个集合域，包括车身控制系统各电控单元等所组成的车身控制域，传动系统和动力总成控制系统各电控单元等所组成的动力控制域，被动安全系统和主动安全系统各电控单元所组成安全控制域，辅助控制系统和传感器系统各电控单元等所组成的辅助感知域，娱乐、导航通讯系统各电控单元所组成的多媒体控制域；各个分域与互联网接口均连入网状网络的节点，分域内部采用总线型网络拓扑结构，将分域所包含的各个电控单元ECU以CAN协议相互连接。本发明采用网状网络拓扑结构，克服了以太网络通信的不可靠性，最大限度地提升了以太网络通信实时性。

技术领域

本发明涉及电动汽车通信领域，具体涉及基于车载以太网的电动汽车分域式网状通信网络架构的通信方法。

背景技术

近年来，汽车产业蓬勃发展，原有的传统燃油汽车已经无法满足当今社会对驾驶舒适性，环境保护性等的要求，电动汽车逐步占据市场主导地位。电动汽车中的大部分结构都是选用电控结构代替了原有的机械结构，车内各种电控单元之间的协调控制需要可靠性强，稳定性高的车内通信网络来支持。

目前各大汽车生产厂商都选用CAN总线作为车内通信网络，它具有传输稳定性高，实时性强，结构简单等优点，可以满足当前的使用要求。然而随着智能网联汽车的快速发展，汽车需要连入车辆自组网、车辆云端网络，车内数据流量也会大大增加，此时CAN总线通信距离短、通讯速率低、无法连入互联网、无法实现远程共享的弊端就会暴露无遗，因此未来单一的车载CAN总线通信定会被淘汰，汽车领域需要功能更为强大和更为可靠的车内通信网络来支持电动汽车的发展。

以太网是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。它拥有系统兼容性强、互操作性好、资源共享能力强、数据传输距离长、信息传输速度快、易与因特网服务器连接的众多优点，是功能非常强大的通信网络架构。但是由于以太网采用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD)，无法保证数据传输的实时性要求，这对于车内的通信网络来说是致命的。

宝马汽车公司曾将工业以太网应用于车内通信网络，采用传输速率极高的光纤作为通信缆线，将每个车载电控单元连接起来，实现了汽车通过以太网进行车内通信。但是存在光纤价格昂贵，车载电控单元数量繁多等缺陷，因此车载以太网的普及需要一个革新性的网络架构和相应的通信方法支撑。

发明内容

为解决以上问题，本发明依据车内通信网络实时性和制造成本要求，提供一种结构简单，易于实施，实时性强，价格低廉，稳定可靠的基于车载以太网的电动汽车分域式网状通信网络架构的通信方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

车载电控单元按照电控单元功能类型划分为多个集合域，包括由车身控制系统各电控单元所组成的车身控制域，由传动系统和动力总成控制系统各电控单元所组成的动力控制域，由被动安全系统和主动安全系统各电控单元所组成安全控制域，由辅助控制系统和传感器系统各电控单元所组成的辅助感知域，由娱乐、导航通讯系统各电控单元所组成的多媒体控制域；上述的各个分域与互联网接口均连入网状网络的节点，分域内部采用总线型网络拓扑结构，将分域所包含的各个电控单元通过CAN总线协议相互连接。

在上述技术方案中，所述车载电控单元分域在分域内总线设置上级网状网络的接入节点，上级网状网络的接入节点包括集线装置和以太网CAN数据转换装置。

在上述技术方案中，电动汽车分域式网状通信的数据传输包括同分域车内ECU间数据传输，跨分域车内ECU间数据传输以及车内ECU与互联网间数据传输。

基于车载以太网的电动汽车分域式网状通信网络架构的通信方法，所述同分域车内ECU间数据传输方法包括以下几个步骤：

步骤1：发送ECU向所在分域的CAN总线发送数据；