用于确定机动车辆中的车载以太网网络内的传感器网络部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在至少两个ECU节点(ECU A、ECU B)与至少一个另外的ECU节点(ECU C)之间确定机动车辆中的车载以太网网络内的传感器网络的部件的方法，其中，至少一个ECU节点(ECU A、ECU B)仅在延迟时间后才用有效载荷(P2)对接收到的有效载荷(P1)做出响应，该延迟时间(t

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定机动车辆中的车载以太网网络内的传感器网络部件的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于确定机动车辆中的车载以太网网络内的传感器网络的部件的方法、一种控制设备以及一种车载以太网网络。

技术介绍

[0002]随着10Mbit/s(IEEE802.3ch)的出现，除了100Mbit/s、1000Mbit/s和正在进行的千兆比特标准化之外，另一种以太网标准将可用于汽车应用。
[0003]新标准与其他变体有很大不同，因为其目标是能够使以太网更具成本效益，从而也能寻址更简单的控制设备。这种标准不需要任何交换机(交换机IC)，而是被设计成类似于CAN的总线。这大约将所需的PHY(收发器)数量减半。因此，由于以太网能够大大降低系统成本，它正在成为CAN/CAN
‑
FD和FlexRay的有力替代品。
[0004]图1比较了交换式以太网与“总线以太网”(称为MultiDrop(多点))的基本特征。在此最重要的区别是，资源(总线访问)在交换式以太网中是专用的，这意味着任何以太网节点(ECU)都能够在任何时候进行传输，而在这个过程中不会发生冲突。新的以太网总线实施方式使用共享介质，并且需要等到资源变得可用时才能进行总线访问。
[0005]PIEEE802.3cg标准使用了一种新定义的机制(PLCA、即物理层冲突避免)来避免在总线访问期间的冲突并允许公平访问。在这种情况下，恰好一个时间点都确切地只有一个PHY(收发器)能接收对总线的访问。这使得避免冲突成为可能。访问是基于所谓的轮询(round
‑
robin)方法。总线上的每个ECU(节点)都有机会在定义的周期内进行传输。在这种情况下，所谓的头节点确定周期并且每个周期在总线上发送一个“信标”。因此，节点根据其先前分配的ID(这决定了它们被允许进行传输的顺序)启动定时器，并且在所述定时器到期后，这些节点被允许进行传输。
[0006]DE 19710971 A1描述了一种用于确定电报在总线系统中的两个参与者之间的传播时间的方法，其中，第一参与者向第二参与者发送电报，并且在发送该电报后启动时间测量装置，使得第二参与者在接收到该电报后立即向第一参与者发送响应电报，并且第一参与者在响应电报到达时停止时间测量装置并且由所测量的时间计算电报的传播时间。
[0007]DE 19947657 A1披露了一种用于多个参与者以灵活的时间控制的方式访问数据总线的操作方法，该操作方法具有以下特征：对这些参与者进行同步，总线电报由参与者按层级传输顺序发送并且至少部分地仅在需要时发送，开关元件位于参与者与数据总线之间，并且只要相应的参与者被允许进行传输，就能够仅为该参与者提供总线访问。
[0008]EP 1473864 A1披露了一种用于在至少两个无线电设备(A、B)与至少一个中继器(R)之间传输数据电报的方法，其中，至少一个无线电设备(A、B)仅在延迟时间后才用数据电报(响应电报)对接收到的数据电报(请求电报)做出响应。
[0009]与(如具有100/1000Mbit/s等的)交换式网络相比，使用如所描述的10Mbit/s使得不能立即访问总线，而是需要等待相应的时间点。仅头节点(控制总线的主节点)知道整个
总线和连接的节点(ECU和传感器)。各个节点本身不知道有多少节点连接到总线。换句话说，相应节点(并且这适用于所有节点)不知道最大延迟将持续多久，直到该节点或其他节点被允许(再次)进行传输。该信息是有用的，这是因为该技术目前也正被计划用于如ADAS等关键领域。
[0010]以太网MAC和上面的软件层没有任何关于可能的和未来的传输窗口的信息。这导致在已经非常复杂的车载电气系统通信的ECU设计和规划方面的成本增加。
[0011]在动态使用软件的可能性方面，现代方法还没有被充分优化。通信(例如传感器数据流)的规划对于高精度地执行基于传感器数据的行动是至关重要的。如果未指定传输延迟或总线访问时间，则这就会导致这种系统的规划成本增加——对其他平台的再使用也会受到很大限制，这进而会进一步增加实施成本。
[0012]在部分自动化以及高度自动化驾驶中，对车辆的要求越来越多，这需要传输网络和协议提供硬性实时支持(就像目前飞行器或工业自动化中已经出现的情况一样)。时间同步在这方面发挥了重要作用。时间越准确，如传感器融合等相关功能就越好。未来的车载电气系统也将比现在灵活得多。在操作期间，当不需要节点时就停用这些节点(这也称为子网络运行或部分联网)。这进而意味着，车载电气系统在运行时将在很大程度上动态改变。这些功能已经实施并于2020年进入批量生产。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是指定一种用于在机动车辆网络中处理参与通信的可变通信伙伴的解决方案。
[0014]有利地，该目的是通过一种具有权利要求1的特征的用于确定机动车辆中的车载以太网网络内的传感器网络的部件的方法以及根据权利要求4所述的控制设备、根据权利要求5所述的车载以太网网络、根据权利要求6所述的计算机程序产品、根据权利要求7所述的计算机可读介质以及根据权利要求8所述的车辆来实现的。
[0015]用于在至少两个ECU节点(ECU A、ECU B)与至少一个另外的ECU节点(ECU C)之间确定机动车辆中的车载以太网网络内的传感器网络的部件的方法的一个有利实施例的突出之处在于，车载以太网网络的ECU节点(ECU A、ECU B)借助于传输机会定时器(TOT)来计算其中不应发送有效载荷(P1、P2)的未使用周期(Z0)的时间长度，并且在计算通过在时间点t
B
处传输信标时间来确定的纯周期长度(T
L
)之后，通过ECU节点(ECU A、ECU B、ECU C)的传输窗口计算位于车载以太网网络中的节点数量n，在该方法的实施例中，至少一个ECU节点(ECU A、ECU B)仅在延迟时间后才用有效载荷(P2)对接收到的有效载荷(P1)做出响应，该延迟时间(t
总线
)满足条件：t
总线
≥t
B
+(t
P
+t
C
)n，其中，t
B
表示该ECU节点(A、B)的信标时间，其中，t
C
表示该另外的ECU节点(C)的提交时间，其中，t
P
表示具有最大长度的最大有效载荷，并且其中，n表示ECU节点(A、B、C)的数量。
[0016]根据本专利技术的方法的一个有利实施例的突出之处在于，识别新周期(Z0)的开始，搜索周期+1(Z1)的开始时间点，检查在该新周期(Z0)与周期(Z1)之间是否传输了有效载荷(P1、P2)，并且在传输的情况下，该周期(Z1)被设置为周期(Z0)，并且动态地计算该周期长度T
L
。
[0017]该方法的一个特别有利的实施例的突出之处在于，位于该车载以太网网络中的这
些ECU节点(ECU A、ECU B)的节点数量n是通过该周期长度(T
L<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在至少两个ECU节点(ECU A、ECU B)与至少一个另外的ECU节点(ECU C)之间确定机动车辆中的车载以太网网络内的传感器网络的部件的方法，其中，至少一个ECU节点(ECU A、ECU B)仅在延迟时间后才用有效载荷(P2)对接收到的有效载荷(P1)做出响应，该延迟时间(t
总线
)满足条件：t
总线
≥t
B
+(t
P
+t
C
)n，其中，t
B
表示该ECU节点(A、B)的信标时间，其中，t
C
表示该另外的ECU节点(C)的提交时间，其中，t
P
表示具有最大长度的最大有效载荷，其中，n表示ECU节点(A、B、C)的数量，其特征在于，该总线中的除头节点之外的节点(ECU)测量其中未发送有效载荷数据的未使用周期的时间长度，该过程以任意频率来重复和验证，在确定能够通过传输信标来识别的纯周期长度T
L
之后，通过ECU节点(ECU A、ECU B、ECU C)的传输窗口计算该总线上有多少参与者，最后，由此能够动态地确定总线访问的最小延迟和最大延迟，而不需要预先配置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，车载以太网网络的ECU节点(ECU A、ECU B)借助于传输机会定时器(TOT)来计算其中不应发送有效载荷(P1、P2)的未使用周期(Z0)的时间长度，随后计算通过在该时间点t
B
处传输信标时间来确定的纯周期长度(T
L
)，ECU节点(ECU A、ECU B、ECU C)的传输窗口用于计算位于该车载以太网网络中的节点的数量n。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
‑
识别新周期(Z0)的开始，
‑
搜索周期+1(Z1)的开始时间点，
‑
检查在该新周期(Z0)与周期(Z1)之间是否传输了有效载荷(P1、P2)，并且在传输了有效载荷的情况下，周期(Z1)被设置为周期(Z0)，
‑
动态计算该周期长度T
L
。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：大陆汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：