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专利号: 2018103154546
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于监测和控制车辆内的多个车载子系统的车载网关系统,所述多个车载子系统至少包括第一车载子系统、第二车载子系统和第三车载子系统,其特征在于,所述车载网关系统包括:中央控制器和交换结构;

所述中央控制器被配置为:

使所述第三车载子系统能够使用所述第一车载子系统的资源;

以及,使所述第三车载子系统能够使用来自所述第二车载子系统的数据;

所述交换结构被配置为:

将所述中央控制器与所述多个车载子系统互连,并且至少将统一控制命令传送至所述多个车载子系统中的至少一个车载子系统。

2.根据权利要求1所述的车载网关系统,其特征在于,还包括多个可选外部连接器,其中:所述外部连接器用于支持新的车载子系统和相关联的设备的添加;

所述多个车载子系统中的一个车载子系统包括一组相关联的车载设备以及所述中央控制器与一组相关联的车载设备之间的接口,并且,所述第三车载子系统是新添加的车载子系统。

3.根据权利要求1所述的车载网关系统,其特征在于,所述中央控制器被配置为:生成并且发出统一控制命令以监测或控制所述多个车载子系统中的至少一个车载子系统,所述统一控制命令包括所述多个车载子系统共有的控制命令结构;

以及,对来自所述多个车载子系统的多种类型的预处理数据或后处理数据进行过滤、融合和组合,所述预处理数据或后处理数据包括来自多个传感器的数据。

4.根据权利要求1所述的车载网关系统,其特征在于,所述多个车载子系统包括联网子系统、信息娱乐子系统、高级驾驶员辅助和导航子系统、物联网子系统、传感器网关子系统、通信和安全子系统、信息技术外围设备子系统和存储子系统,其中:所述多个车载设备包括车对车LTE、直接短程通信设备以及传感器;

所述传感器至少包括雷达、激光雷达、摄像机、超声波传感器和红外传感器。

5.根据权利要求1所述的车载网关系统,其特征在于,所述多个车载子系统中的每一个车载在系统被配置为:将所述车载子系统的本地数据格式转换成共有数据格式以使数据被发送至所述中央控制器,或所述多个车载子中的其他车载子系统;

以及,将所述共有数据格式或所述统一控制命令转换成所述本地数据格式或本地控制命令格式以使所述数据或所述统一控制命令被发送至一个或更多个车载设备。

6.根据权利要求1所述的车载网关系统,其特征在于,还包括:传动系控制器,其包括以太网-1T接口、以太网接口和本地接口中的至少一个,并且被配置成经由来自所述中央控制器或来自授权的移动设备的控制命令来控制汽油车辆、电动车辆和混合动力车辆中的一个;

其中,所述中央控制器还包括:

触摸屏,其用于驾驶员输入控制命令并且显示来自所述多个车载子系统的信息;

基于策略的判定模块,其被配置成基于预定义策略和来自一个或更多个传感器的多个输入数据来生成所述统一控制命令。

7.根据权利要求1所述的车载网关系统,其特征在于,所述交换结构包括CAN数据总线、CAN-FD数据总线、LIN数据总线、以太网、AVB数据总线、低延迟以太网、和一对以太网中的一个或多个。

8.根据权利要求7所述的车载网关系统,其特征在于,处于一对一主动和备用冗余配置的所述交换结构被配置为监测所述交换结构和相关联的通信链路的链路状态,并且一旦所述交换结构识别到所述交换结构的主动交换单元或所述相关联的通信链路中的一个通信链路中的故障状况,则发起切换。

9.根据权利要求1所述的车载网关系统,其特征在于,还包括虚拟化模块,其中:所述虚拟化模块被配置为将车载设备表示为虚拟实体并且向所述中央控制器和所述多个车载子系统提供一组服务;

所述一组服务包括数据服务、配置服务、管理服务、诊断服务、安全服务和云服务。

10.根据权利要求9所述的车载网关系统,其特征在于,所述数据服务包括:存储和转发由至少一个或多个车载设备收集的遥测数据;

将所述遥测数据发布至远程服务器;

以及将所述遥测数据解析和封装成以太网分组以被传送至所述中央控制器与所述多个车载子系统中的一个车载子系统。

11.根据权利要求9所述的车载网关系统,其特征在于,

所述配置服务包括管理配置文件;

所述云服务包括与远程云服务器通信,以及发布或订阅来自远程资源管理实体的请求或者对远程资源管理实体的响应;

所述管理服务包括至少部分地基于所述云服务和所述配置服务来部署、升级和配置所述多个车载子系统的软件组件;

所述诊断服务包括验证所述车载网关系统的硬件连接和软件特征,所述软件特征包括数据库操作验证和云服务器事件验证;

所述安全服务包括提供针对黑客攻击、盗窃、DDoS和伪造的防护、用于安全连接的消息加密和认证以及用于隐私保护的对假名堆栈的支持。

12.一种车载子系统的监控方法,应用于如权利要求1~11任一项所述的车载网关系统,其特征在于,所述车载子系统监控方法包括步骤:使所述多个车载子系统中的第三车载子系统能够使用所述多个车载子系统中的第一车载子系统的资源;

使所述多个车载子系统中的所述第三车载子系统能够使用由所述多个车载子系统中的第二车载子系统产生的数据,其中,所述多个车载子系统中的所述第三车载子系统是新添加的车载子系统;

由中央控制器响应于来自所述车辆的驾驶员的输入或来自所述多个车载子系统中的一个车载子系统的事件来生成统一控制命令,以基于预定义策略和来自所述多个车载子系统中的一个或更多个车载子系统的多个输入数据来监测或控制所述多个车载子系统中的至少一个;

以及,使用交换结构在相关联的通信链路中的一个通信链路上传送所述统一控制命令。

13.根据权利要求12所述的监控方法,其特征在于,还包括步骤将所述多个车载子系统的本地数据格式转换成共有数据格式以使数据被发送至所述中央控制器或所述多个车载子系统中的其他车载子系统;

以及,将所述共有数据格式转换成所述本地数据格式或者将所述统一控制命令转换成本地控制命令格式以被发送至一个或更多个车载设备。

14.根据权利要求12所述的监控方法,其特征在于,由所述中央控制器生成所述统一控制命令还包括:生成所述多个车载子系统共有的控制命令结构,以将所述统一控制命令封装在公共通信总线上。

15.根据权利要求12所述的监控方法,其特征在于,还包括步骤:监测所述交换结构和相关联的通信链路的链路状态;

以及,当所述中央控制器识别到所述主动交换单元或所述相关联的通信链路中的一个通信链路中的故障状况时,发起从所述交换结构的主动交换单元至备用交换单元的切换,其中,所述交换结构包括CAN数据总线、LIN数据总线、CAN-FD数据总线、以太网、低延迟以太网、AVB数据总线和一对以太网中的一个或更多个。

16.根据权利要求12所述的监控方法,其特征在于,还包括步骤:由表示多个车载设备的软件虚拟化模块部分地执行多个服务中的一个服务以执行所述统一控制命令,所述多个服务包括数据服务、配置服务、管理服务、诊断服务、安全服务和云服务;

所述数据服务包括存储和转发由所述多个车载子系统中的至少一个收集的遥测数据、将所述遥测数据发布至远程服务器,以及将所述遥测数据或收集的传感器数据解析和封装成以太网分组以被传送至所述中央控制器与所述多个车载子系统中的一个车载子系统中的至少一者;

所述配置服务包括管理配置文件;所述云服务包括与远程云服务器通信,以及发布/订阅对远程资源管理实体的请求/响应;

所述管理服务包括至少使用所述云服务和所述配置服务来部署、升级和配置所述多个车载子系统的软件组件;

所述诊断服务包括验证所述车载网关系统的硬件连接和软件特征,所述软件特征包括数据库操作验证和云服务器事件验证;

并且,所述安全服务包括提供针对黑客攻击、盗窃和伪造的防护、用于安全连接的消息加密和认证以及用于隐私保护的对假名堆栈的支持。

17.根据权利要求12所述的监控方法,其特征在于,还包括步骤:在不改变所述多个车载子系统的情况下使用多个可选连接器中的一个可选连接器来采用车载子系统。

18.根据权利要求12所述的监控方法,其特征在于,还包括步骤:经由触摸屏和/或麦克风从所述车辆的所述驾驶员接收所述统一控制命令;

以及,在所述触摸屏和/或语音扬声器上显示和/或播放来自所述多个车载子系统中的一个车载子系统的通知和响应。

19.一种车载子系统的监控装置,应用于如权利要求1~11任一项所述的车载网关系统,其特征在于,所述监控装置包括:存储器;

以及,至少一个处理器,其耦接至所述存储器并且被配置为:使所述多个车载子系统中的第三车载子系统能够使用所述多个车载子系统中的第一车载子系统的资源;

使所述多个车载子系统中的所述第三车载子系统能够使用来自所述多个车载子系统中的第二车载子系统的数据,其中,所述多个车载子系统中的所述第三车载子系统是新添加的车载子系统;以及由中央控制器响应于来自所述车辆的驾驶员的输入或来自所述多个车载子系统中的一个车载子系统的事件来生成统一控制命令,以监测或控制所述多个车载子系统中的至少一个,其中,所述统一控制命令使用交换结构在相关联的通信链路中的一个通信链路上被传送。

20.根据权利要求19所述的监控装置,其特征在于,所述至少一个处理器还被配置为:将所述多个车载子系统中的一个车载子系统的本地数据格式转换成共有数据格式以使数据被发送至所述中央控制器或所述多个车载子系统中的其他车载子系统;

以及,将所述共有数据格式转换成所述本地数据格式或者将所述统一控制命令转换成本地控制命令格式以被发送至车载子系统。