一种车载网络系统，包括：上层装置；第一中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过第一通信系统而与所述上层装置进行通信；第二中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过第二通信系统而与所述上层装置进行通信；第一下层装置，其配置为，与所述第一中间装置直接地连接，通过所述第一通信系统而与所述第一中间装置进行通信，并且与所述第二中间装置直接地连接，通过所述第二通信系统而与所述第二中间装置进行通信。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112448997 A (43)申请公布日 2021.03.05 (21)申请号 4.1 (22)申请日 2020.08.26 (30)优先权数据 2019.08.30 JP (71)申请人 丰田自动车株式会社 地址 日本爱知县 申请人 马自达汽车株式会社 (72)发明人 平野高弘山下哲弘黑川芳正 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 王程 (51)Int.Cl. H04L 29/08 (2006.01) H04L 12/44 (2006.01) 权利要求书3页 说明书5页 附图2页 (54)发明名称 车载网络系统 (57)摘要 一种车载网络系统，包括：上层装置；第一中 间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经 由一个以上的装置而连接，通过第一通信系统而 与所述上层装置进行通信；第二中间装置，其配 置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的 装置而连接，通过第二通信系统而与所述上层装 置进行通信；第一下层装置，其配置为，与所述第 一中间装置直接地连接，通过所述第一通信系统 而与所述第一中间装置进行通信，并且与所述第 二中间装置直接地连接，通过所述第二通信系统 而与所述第二中间装置进行通信。 A 7 9 9 8 4 4 2 1 1 N C CN 112448997 A 权利要求书 1/3页 1.一种车载网络系统，其特征在于，包括： 上层装置； 第一中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过 第一通信系统而与所述上层装置进行通信； 第二中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过 第二通信系统而与所述上层装置进行通信； 第一下层装置，其配置为，与所述第一中间装置直接地连接，通过所述第一通信系统而 与所述第一中间装置进行通信，并且与所述第二中间装置直接地连接，通过所述第二通信 系统而与所述第二中间装置进行通信。 2.一种车载网络系统，其特征在于，包括： 上层装置； 第三中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过 第一通信系统而与所述上层装置进行通信； 第四中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过 第二通信系统而与所述上层装置进行通信； 第二下层装置，其配置为，与所述第三中间装置直接地连接，通过所述第一通信系统而 与所述第三中间装置进行通信； 第三下层装置，其配置为，与所述第四中间装置直接地连接，通过所述第二通信系统而 与所述第四中间装置进行通信，具有与所述第二下层装置等同的功能。 3.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于， 所述车载网络系统包括多个所述第一中间装置和多个所述第二中间装置， 一个所述第一中间装置设置在以设置所述上层装置的位置为中心而划分为右前、左 前、右后、左后的车辆的四个区划中的任一区划， 其它的所述第一中间装置设置在所述任一区划的对角侧的区划， 分别设置于所述任一区划与所述任一区划的对角侧的区划的所述第一中间装置配置 为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过所述第一通信系统而与所 述上层装置进行通信， 一个所述第二中间装置设置于在所述任一区划的前后方向上相邻的区划， 其它的所述第二中间装置设置于在所述任一区划的左右方向上相邻的区划， 设置于在所述任一区划的前后方向和左右方向上相邻的各区划的各所述第二中间装 置配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过所述第二通信系统 而进行通信。 4.根据权利要求2所述的车载网络系统，其特征在于， 所述车载网络系统包括多个所述第三中间装置和多个所述第四中间装置， 一个所述第三中间装置设置在以设置所述上层装置的位置为中心而划分为右前、左 前、右后、左后的车辆的四个区划中的任一区划， 其它的所述第三中间装置设置在所述任一区划的对角侧的区划， 分别设置在所述任一区划与所述任一区划的对角侧的区划的所述第三中间装置配置 为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过所述第一通信系统而与所 2 2 CN 112448997 A 权利要求书 2/3页 述上层装置进行通信， 一个所述第四中间装置设置于在所述任一区划的前后方向上相邻的区划， 其它的所述第四中间装置设置于在所述任一区划的左右方向上相邻的区划， 设置于在所述任一区划的前后方向和左右方向上相邻的各区划的各所述第四中间装 置配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过所述第二通信系统 而进行通信。 5.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于， 还包括： 第三中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过 第一通信系统而与所述上层装置进行通信； 第四中间装置，其配置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过 第二通信系统而与所述上层装置进行通信； 第二下层装置，其配置为，与所述第三中间装置直接地连接，通过所述第一通信系统而 与所述第三中间装置进行通信； 第三下层装置，其配置为，与所述第四中间装置直接地连接，通过所述第二通信系统而 与所述第四中间装置进行通信，具有与所述第二下层装置等同的功能， 所述第一中间装置与所述第三中间装置分别为第一装置， 所述第二中间装置与所述第四中间装置分别为第二装置， 一个所述第一装置设置在以设置所述上层装置的位置为中心而划分的右前、左前、右 后、左后的车辆的四个区划中的任一区划， 其它的所述第一装置设置在所述任一区划的对角侧的区划， 分别设置在所述任一区划和所述任一区划的对角侧的区划的所述第一装置配置为，与 所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过所述第一通信系统而与所述上层 装置进行通信， 一个所述第二装置设置于在所述任一区划的前后方向上相邻的区划， 其它的所述第二装置设置于在所述任一区划的左右方向上相邻的区划， 设置于在所述任一区划的前后方向和左右方向上相邻的各区划的各所述第二装置配 置为，与所述上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过所述第二通信系统而进 行通信。 6.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于， 所述上层装置配置为，生成用于对车辆进行控制的控制数据，并且经由所述第一中间 装置以及所述第二中间装置中的至少一者而向所述第一下层装置发送所述控制数据。 7.根据权利要求6所述的车载网络系统，其特征在于， 所述第一下层装置具有致动器，所述致动器配置为控制所述车辆的活动。 8.根据权利要求2所述的车载网络系统，其特征在于， 所述上层装置配置为，从所述第二下层装置以及所述第三下层装置中的至少一者，获 取车辆的信息以及车辆周边的信息中的至少一者，基于所述车辆的信息以及所述车辆周边 的信息中的至少一者，生成用于对所述车辆进行控制的控制数据。 9.根据权利要求8所述的车载网络系统，其特征在于， 3 3 CN 112448997 A 权利要求书 3/3页 所述第二下层装置具有第一传感器，所述第一传感器配置为获取所述车辆的信息以及 所述车辆周边的信息中的至少一者， 所述第三下层装置具有第二传感器，所述第二传感器配置为，使用与所述第一传感器 使用的方法不同的方法而获取与所述第二下层装置获取的信息相同的信息。 4 4 CN 112448997 A 说明书 1/5页 车载网络系统 技术领域 [0001] 本发明涉及一种车载网络系统。 背景技术 [0002] 在车辆搭载有被称为ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)的电子设 备、电子部件等多个装置。这些装置分担执行车辆的各种功能。 [0003] 在日本特开2014-78800号公报中，公开了一种具有树型连接拓扑的网络系统。即， 在网络系统中，作为上层节点的一个ECU具有多个通信线，并且每个通信线与作为下层节点 的多个ECU连接。 [0004] 在日本特开2014-78800号公报记载的那样的网络系统中，可考虑以集中了用于车 辆控制的功能的高性能的装置作为上层节点，以由上层节点控制的简易化的装置作为多个 下层节点。此外，可考虑在上层节点与下层节点之间进一步设置具有网关的功能的中层节 点。但是，在这种构成中，一旦在通信线、中层节点等发生故障，则有可能不能够进行来自上 层节点的控制从而不能够发挥其功能。这样一来，在网络系统中将功能集中在上层节点的 情况下，存在考虑改进健壮性的空间。 发明内容 [0005] 本发明提供一种健壮性高的车载网络系统。 [0006] 本发明的第一方式涉及的车载网络系统，包括：上层装置；第一中间装置，其配置 为，与上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过第一通信系统而与所述上层装 置进行通信；第二中间装置，其配置为，与上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接， 通过第二通信系统而与所述上层装置进行通信；第一下层装置，其配置为，与第一中间装置 直接地连接，通过所述第一通信系统而与所述第一中间装置进行通信，并且与第二中间装 置直接地连接，通过所述第二通信系统而与所述第二中间装置进行通信。 [0007] 本发明的第二方式涉及的车载网络系统，包括：上层装置；第三中间装置，其配置 为，与上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接，通过第一通信系统而与所述上层装 置进行通信；第四中间装置，其配置为，与上层装置直接地或经由一个以上的装置而连接， 通过第二通信系统而与所述上层装置进行通信；第二下层装置，其配置为，与第三中间装置 直接地连接，通过第一通信系统而与所述第三中间装置进行通信；第三下层装置，其配置 为，与第四中间装置直接地连接，通过第二通信系统而与所述第四中间装置进行通信，具有 与第二下层装置等同的功能。 [0008] 根据本发明，由于能够使通信系统、装置的构成冗余化，所以能够提供一种健壮性 高的车载网络系统。 附图说明 [0009] 下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业上的意 5 5 CN 112448997 A 说明书 2/5页 义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。 图1为表示本发明的一个实施方式涉及的网络系统的构成的图。 图2为表示本发明的一个实施方式涉及的网络系统的故障发生位置的示例的图。 具体实施方式 [0010] 在本发明的一个实施方式中，在上层装置与下层装置之间能够通过两个通信系统 来通信。或者，具有等同的功能的两个下层装置能够通过不同的通信系统而与上层装置通 信。由此，能够合适地对网络系统赋予冗余性，能够提高针对各部分的故障的健壮性。 [0011] 以下参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。 结构 [0012] 图1示意性地表示本实施方式涉及的网络系统1的构成与在车辆100中的设置。 [0013] 在本实施方式中，网络系统1具有上层节点、中层节点、下层节点。作为一个示例， 上层节点为，对用于各种的车辆控制功能的运算集中地执行的比较高性能的电子控制单元 (ECU)。作为一个示例，下层节点为，传感器或致动器、具有对这些单独进行控制的比较特定 的功能的ECU。作为一个示例，中层节点为，作为对上层节点与下层节点之间的通信进行中 转的网关而发挥作用的ECU。 [0014] 网络系统1具有的上层装置10作为上层节点。此外，在上层装置10的下级以星型或 星型及菊花链型的连接拓扑连接一个以上的作为中层节点的中间装置。即，在图1所示的例 中，第一中间装置21、第二中间装置22、第五中间装置25、第六中间装置26分别不经由其它 装置地直接与上层装置10连接(星型)。此外，第三中间装置23、第四中间装置24经由以星型 连接的第五中间装置25、第六中间装置26而分别与上层装置10间接连接(菊花链型)。 [0015] 在各中间装置能够分别连接一个以上的作为下层节点的下层装置。图1例示了第 一下层装置31、第二下层装置32、第三下层装置33，其它下层装置省略图示。第一下层装置 31与第一中间装置21以及第二中间装置22连接。此外，第二下层装置32与第三中间装置23 连接。此外，第三下层装置33与第四中间装置24连接。 [0016] 在该例中，上层装置10从对传感器进行控制的下层装置经由作为网关的各中间装 置而对车辆100、车辆100的周围的信息进行收集。该信息可以包括例如致动器等的工作状 态、车辆100的速度和加速度等的行驶状态、车辆100的周围的道路和物标等的环境状况、乗 员的落座状况、对车辆100的各部分实施的操作内容等。另外，如启动开关那样的一部分的 开关、传感器等也可以与上层装置10直接地连接，上层装置10也可以不经由中间装置地从 这些开关、传感器等获取信息。上层装置10基于这些信息进行运算，生成控制数据。控制数 据为用于自动驾驶功能，自动驻车功能，避免碰撞、车道保持、跟随前车、速度维持等的驾驶 辅助功能，发动机、变速箱、冷却器、空调的工作控制，电池的充放电控制，与亮度对应的车 头灯的亮灯，通过移动设备(电子钥匙)的认证而进行的车门解锁许可，对用户的信息提示 等各种的车辆100的控制的数据。上层装置10向中间装置发送控制数据，使中间装置进行与 控制数据对应的工作。此外，上层装置10经由作为网关的中间装置向控制致动器的下层装 置发送控制数据，使其进行与控制数据对应的工作。在这种网络系统1中，通过在高性能化 的上层装置10集中车辆100的各种控制功能，相应地使中间装置、下层装置的构成比较地简 易化，实现综合成本的降低。 6 6 CN 112448997 A 说明书 3/5页 [0017] 以上的各装置典型地构成为包括如处理器或微型计算机这样的控制部以及存储 器，在下层装置中也可以有包括传感器或致动器但不包括控制部或存储器的装置。 [0018] 作为一个示例，上层装置10被设置在车辆100的中央控制台或其附近。各中间装置 分散设置在车辆100的各位置。下层装置根据其功能设置在合适的位置，典型而言，不经由 其它装置而与最近处的中间装置直接地连接。 [0019] 上层装置10具有第一通信系统以及第二通信系统这两个系统的通信功能，包括进 行第一通信系统的通信的第一系统通信部101以及进行第二通信系统的通信的第二系统通 信部102。 [0020] 此外，第一中间装置21、第三中间装置23、第五中间装置25分别包括进行第一通信 系统的通信的第一系统通信部211、231、251。此外，第二中间装置22、第四中间装置24、第六 中间装置26分别包括进行第二通信系统的通信的第二系统通信部222、242、262。 [0021] 此外，第一下层装置31包括进行第一通信系统的通信的第一系统通信部311以及 进行第二通信系统的通信的第二系统通信部312。作为一个示例，第一下层装置31为EPS(电 动转向系统)。在第一下层装置31内部，通信系统、电源系统、致动器的系统被双重化，是作 为单体具有冗余构成的装置。例如，上层装置10能够通过第一通信系统而与第一下层装置 31进行通信，对第一下层装置31的其中一套的系统进行控制，通过第二通信系统与第一下 层装置31进行通信，对第一下层装置31的另一套的系统进行控制。因此，即使在第一通信系 统以及第二通信系统中的某一个发生故障的情况下，上层装置10也能够对第一下层装置31 的双重化的系统中的某一套进行控制。 [0022] 此外，第二下层装置32包括进行第一通信系统的通信的第一系统通信部321。 [0023] 此外，第三下层装置33包括进行第二通信系统的通信的第二系统通信部332。 [0024] 第二下层装置32以及第三下层装置33具有相互等同的功能。这些装置例如分别是 用于提高车辆100的避免碰撞等的安全性的功能的、Radar(Radio detection and Ranging：无线电探测和测距)方式以及Lidar(Laser Imaging Detection and Ranging：激 光成像探测和测距)方式的传感器。另外，Radar传感器与Lidar传感器的获取信息的方式相 互不同。 以此方式，第二下层装置32以及第三下层装置33具有所谓的进行车辆100的周围的物 体的检测和测距的等同的功能。在此，等同的功能不仅指完全相同的功能，也包括类似的、 替代的功能。其与第一下层装置31不同，这些装置作为单体均不具有冗余构成，是作为具有 等同的功能的两个装置而成为提高安全性功能的冗余构成。例如，在第一通信系统以及第 二通信系统未发生故障的情况下，上层装置10经由各中间装置而进行与第二下层装置32的 基于第一通信系统的通信、以及与第三下层装置33的基于第二通信系统的通信这两者，相 辅相成地使用第二下层装置32、第三下层装置33这两者的功能，如果在其中一者发生故障， 则通过仅与另一者的通信，使用另一者的功能，从而继续执行提高安全性的功能。另外，第 二下层装置32以及第三下层装置33也可以为相同的两个装置。 [0025] 第一通信系统的通信以及第二通信系统的通信分别经由通信线中，以实线，以比通信线粗的实线。另外，在通 信标准为控制器局域网(Controller Area Network，即CAN)(注册商标)标准的情况下，上 述的各第一系统通信部以及各第二系统通信部例如为通信集成电路(integrated 7 7 CN 112448997 A 说明书 4/5页 circuit，即IC)，在以太网(Ethernet，Ethernet为注册商标)标准的情况下，例如为以太网 交换机(Ethernet switch)。 处理 [0026] 以下对本实施方式涉及的网络系统1发生故障时的处理的各例进行说明。图2示出 各例的故障产生的处所。 例1 [0027] 本例为第一中间装置21的第一系统通信部211故障的情况的示例。在该情况下，上 层装置10不能够通过第一通信系统与第一下层装置31进行通信。上层装置10能够经由第二 中间装置22进行基于第二通信系统的通信，因此能够继续第一下层装置31的控制。 例2 [0028] 本例为在第一中间装置21与上层装置10之间由于断线等而造成通信线故障的 情况的示例。在该情况下，上层装置10不能够通过第一通信系统与第一下层装置31通信。上 层装置10能够经由第二中间装置22进行基于第二通信系统的通信，因此能够继续第一下层 装置31的控制。 例3 [0029] 本例为第一下层装置31的第一系统通信部311故障的情况的示例，在该情况下，上 层装置10不能够通过第一通信系统与第一下层装置31通信。上层装置10能够经由第二中间 装置22进行基于第二通信系统的与第一下层装置31的通信，因此能够继续第一下层装置31 的控制。 例4 [0030] 本例为第二下层装置32故障的情况下的示例。在该情况下，上层装置10不能够使 第二下层装置32发挥功能。上层装置10通过与具有与第二下层装置32等同的功能的第三下 层装置33进行通信并使用其功能，从而能够继续进行控制。 例5 [0031] 本例为在第三下层装置33与第四中间装置24之间由于断线故障 的情况的示例。在该情况下，上层装置10不能够使第三下层装置33发挥功能。上层装置10通 过与具有与第三下层装置33等同的功能的第二下层装置32进行通信并使用其功能，从而能 够继续进行控制。 例6 [0032] 本例为上层装置10的第一系统通信部101故障的情况的示例。在该情况下，上层装 置10不能够通过第一通信系统与第一下层装置31以及第二下层装置32进行通信。上层装置 10能够通过第二通信系统与第一下层装置31进行通信，因此能够继续第一下层装置31的控 制。此外，上层装置10能够通过第二通信系统与具有与第二下层装置32等同的功能的第三 下层装置33进行通信，因此通过与第三下层装置33进行通信并使用其功能，能够继续进行 控制。 效果 [0033] 在本实施方式中，在上层装置与下层装置之间能够通过两个通信系统进行通信。 或者，具有等同的功能的两个下层装置能够通过不同的通信系统与上层装置通信。由此，能 够合适地向网络系统1赋予冗余性，提高针对各部分的故障的健壮性。此外，特别地，在本实 8 8 CN 112448997 A 说明书 5/5页 施方式中，中间装置不需在内部使通信系统等冗余化，因此够抑制成本。另外，在上述的实 施方式中，设置了两个通信系统，但也可以追加其它的通信路径进一步提高冗余性。 [0034] 另外，在以设置上层装置10的位置为中心而将车辆100划分为右前、左前、右后、左 后的四个区划时，可以是，通过第一通信系统进行通信的中间装置在右前以及其对角侧即 左后的各区划至少各配置一个，通过第二通信系统进行通信的中间装置在左前以及其对角 侧即右后的各区划至少各配置一个。例如，也可以如图1所示地设置上层装置10、中间装置。 第一通信系统以及第二通信系统也可以与此相反。若以此方式，则在车辆100的前后方向上 相邻的两个区划以及在左右方向上相邻的两个区划，存在通过不同的通信系统进行通信的 中间装置的组。由此，在车辆100中，作为下层装置的设置位置，能够在上层装置10的前后左 右确保更多位置，在这些位置处，上层装置10容易与进行基于第一通信系统的通信的中间 装置以及进行基于第二通信系统的通信的中间装置这两者连接，容易赋予冗余。 [0035] 本发明不仅是网络系统，也能够被理解为如网络系统包含的装置那样的车载装 置、具有处理器和存储器的车载装置执行的控制方法、控制程序、存储控制程序的计算机可 读PA视讯官方网站的非临时性存储介质、具有网络系统的车辆等。此外，本发明也能够应用于搭载在车辆的 网络系统以外的网络系统。 [0036] 本发明对于搭载在车辆等的网络系统是有益的。 9 9 CN 112448997 A 说明书附图 1/2页 图1 10 10 CN 112448997 A 说明书附图 2/2页 图2 11 11
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