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CN111007832B - 一种车辆数据通讯交互系统及其构建方法 - Google Patents

一种车辆数据通讯交互系统及其构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车辆数据通讯交互系统及其构建方法，其中，系统包括放置在环境感知测试平台的第一测试车辆和放置在转毂测试平台的第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i‑ECU、VCU和车辆底层电子控制单元，第一测试车辆上还安装有传感器，第一测试车辆与第二测试车辆相互通讯连接，具体是通过传感器连接VCU或网间连接器，以实现两台测试车辆之间的通讯连接。与现有技术相比，本发明利用车辆底层电子控制单元组成车辆控制器局域网总线，以简化与VCU之间的连接复杂性，可直接利用传感器或安装网间连接器，以实现两测试车辆之间数据的实时高效交互，使测试车辆具有完备的整车性能以及实时的操作响应。

Description

一种车辆数据通讯交互系统及其构建方法
技术领域
本发明涉及车辆电子数据交互技术领域，尤其是涉及一种车辆数据通讯交互系统及其构建方法。
背景技术
智能汽车整车在环试验系统(intelligent-Vehicle-in-the-Loop，i-VIL)是介于虚拟测试与实车道路测试之间的一种车辆测试系统，具有高可控、高效率和高可重复性的特点，能够满足高危险场景测试、容错性测试等复杂工况的测试需求。i-VIL是通过转鼓使车辆较高的绝对速度转化为车辆间较低的相对速度，从而安全高效地实现车辆的高速测试。其工作原理是将两辆测试车辆分别放置在转毂测试平台以及环境感知测试平台，转毂测试平台上的测试车辆负责车辆的驱动以及制动操作，环境感知平台测试平台上的测试车辆负责车辆的转向操作以及对道路环境的探测，通过组合两辆测试车辆操作实现完备实时的车辆操作控制。
与传统的硬件在环(Hardware-in-the-Loop，HIL)测试相比，i-VIL由于用真实车辆替代了车辆模型，从而很大程度上提高了被测控制器性能测试结果的精确度，然而为了保证测试结果的准确性，通常需要准确高效地进行测试车辆之间的数据通讯交互，尤其对于智能驾驶车辆，由于其复杂的集成电子系统，往往无法保证数据通讯交互的实时性，导致测试车辆的整车完备性能和实时操作响应性能不佳。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车辆数据通讯交互系统及其构建方法，以实现智能汽车整车在环试验系统中数据交互的实时性与高效性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种车辆数据通讯交互系统，包括放置在环境感知测试平台的第一测试车辆和放置在转毂测试平台的第二测试车辆，所述第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU(intelligent-ElectronicControl Unit，智能电子控制单元)、VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)和车辆底层电子控制单元，所述第一测试车辆上安装有传感器，所述第一测试车辆与第二测试车辆相互通讯连接。
进一步地，所述车辆底层电子控制单元包括ECM(Engine Control Module，发动机控制模块)、TCU(Transmission Control Unit，变速箱控制单元)、EPS(Electric PowerSteering，电动助力转向系统)和SCS(Stabilization Control System，稳定性控制系统)，所述ECM与TCU连接至第一通讯总线，所述EPS与SCS连接至第二通讯总线，所述第一通讯总线与第二通讯总线之间通过VCU相互通讯连接，所述VCU与i-ECU相互通讯连接。
进一步地，所述传感器分别与第一测试车辆和第二测试车辆上的i-ECU相互通讯连接，所述第一测试车辆的第二通讯总线与第二测试车辆的第二通讯总线相连接。
进一步地，所述第一测试车辆上安装有网间连接器，所述网间连接器的第一端连接至第一测试车辆的VCU与第一通讯总线之间，所述网间连接器的第二端连接至第一测试车辆的VCU与第二通讯总线之间，所述网间连接器的第三端连接至第二测试车辆的第一通讯总线，所述网间连接器的第四端连接至第二测试车辆的第二通讯总线。
进一步地，所述第二测试车辆上安装有网间连接器，所述网间连接器的第一端连接至第一测试车辆的VCU与第一通讯总线之间，所述网间连接器的第二端连接至第一测试车辆的VCU与第二通讯总线之间，所述网间连接器的第三端连接至第二测试车辆的第一通讯总线，所述网间连接器的第四端连接至第二测试车辆的第二通讯总线。
一种车辆数据通讯交互系统的构建方法，包括以下步骤：
S1、分别在环境感知测试平台和转毂测试平台上安装第一测试车辆和第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，其中，所述ECM、TCU、EPS和SCS共同连接成车辆控制器局域网总线，所述车辆控制器局域网总线与所述VCU相互连接，所述VCU还与所述i-ECU相互连接，第一测试车辆上还安装有与该测试车辆上i-ECU相互连接的传感器；
S2、截断第一测试车辆上传感器与该测试车辆上i-ECU的连接，将第一测试车辆上传感器连接至第二测试车辆上的i-ECU；
S3、截断第一测试车辆上车辆控制器局域网总线与该测试车辆上VCU的连接，将第一测试车辆上的EPS连接至第二测试车辆上的车辆控制器局域网总线；
S4、截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线中EPS的连接，以得到车辆数据通讯交互系统。
进一步地，所述车辆控制器局域网总线包括第一通讯总线和第二通讯总线，所述第一通讯总线分别与ECM、TCU相互连接，所述第二通讯总线分别与EPS、SCS相互连接，所述第一通讯总线和第二通讯总线还分别与VCU相互连接。
进一步地，所述步骤S3中第一测试车辆上的EPS通过有线或无线的方式连接至第二测试车辆上的车辆控制器局域网总线。
一种车辆数据通讯交互系统的构建方法，包括以下步骤：
S1、分别在环境感知测试平台和转毂测试平台上安装第一测试车辆和第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，其中，所述ECM、TCU、EPS和SCS共同连接成车辆控制器局域网总线，所述车辆控制器局域网总线与所述VCU相互连接，所述VCU还与所述i-ECU相互连接，第一测试车辆上还安装有与该测试车辆上i-ECU相互连接的传感器；
S2、截断第一测试车辆上车辆控制器局域网总线中ECM、TCU和SCS的连接，同时截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线与该测试车辆上VCU的连接、截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线中EPS的连接；
S3、在第一测试车辆或第二测试车辆上安装网间连接器，将网间连接器的一端与第一测试车辆的VCU相互连接，将网间连接器的另一端与第二测试车辆上车辆局域网总线相互连接，以得到车辆数据通讯交互系统。
进一步地，所述车辆控制器局域网总线包括第一通讯总线和第二通讯总线，所述第一通讯总线分别与ECM、TCU相互连接，所述第二通讯总线分别与EPS、SCS相互连接，所述第一通讯总线和第二通讯总线还分别与VCU相互连接；
所述步骤S3中网间连接器的一端分别连接至第一测试车辆的VCU与第一通讯总线之间、第一测试车辆的VCU与第二通讯总线之间，所述网间连接器的另一端分别连接至第二测试车辆的第一通讯总线与第二通讯总线。
与现有技术相比，本发明通过构建车辆数据通讯交互系统，采用两种连接方式：一种是通过测试车辆之间传感器与VCU的连接，另一种是采用网间连接器实现测试车辆之间VCU与车辆底层控制单元的连接，此外，利用车辆底层控制单元连接组成车辆控制器局域网总线，简化了VCU与车辆底层控制单元之间连接的复杂性，使得测试车辆之间的信息数据能够实时高效地进行传输交互，保证测试车辆的信息数据能够准确同步，从而有效提高测试时车辆整车完备性能及实时操作响应性能。
附图说明
图1为实施例一的车辆数据通讯交互系统结构示意图；
图2为实施例一的车辆数据通讯交互系统构建方法流程示意图；
图3为实施例二的车辆数据通讯交互系统结构示意图；
图4为实施例二的车辆数据通讯交互系统构建方法流程示意图；
图中标记说明：11、传感器，12、第一i-ECU，13、第一VCU，14、第一ECM，15、第一TCU，16、第一EPS，17、第一SCS；
21、第二i-ECU，22、第二VCU，23、第二ECM，24、第二TCU，25、第二EPS，26、第二SCS，3、网间连接器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
如图1所示，一种车辆数据通讯交互系统，包括放置在环境感知测试平台的第一测试车辆和放置在转毂测试平台的第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU和车辆底层电子控制单元，且第一测试车辆与第二测试车辆之间相互通讯连接，其中，车辆底层电子控制单元包括ECM、TCU、EPS和SCS。
具体的，第一测试车辆上安装有传感器11、第一i-ECU12、第一VCU13、第一ECM14、第一TCU15、第一EPS16和第一SCS17，其中，传感器11、第一i-ECU12、和第一VCU13依次相互连接，第一ECM14和第一TCU15连接至同一通讯总线后与第一VCU13相互连接，第一EPS16和第一SCS17连接至同一通讯总线后与第一VCU13相互连接；
第二测试车辆上安装有第二i-ECU21、第二VCU22，第二ECM23、第二TCU24、第二EPS25和第二SCS26，其中，第二i-ECU21与第二VCU22相互连接，第二ECM23和第二TCU24连接至同一通讯总线后与第二VCU22相互连接，第二EPS25和第二SCS26连接至同一通讯总线后与第二VCU22相互连接；
传感器11还与第二i-ECU21相互通讯连接，第一EPS16和第一SCS17连接的通讯总线与第二EPS25和第二SCS26连接的通讯总线相连接。
上述车辆数据通讯交互系统的构建方法流程如图2所示，主要包括以下步骤：
S1、分别在环境感知测试平台和转毂测试平台上安装第一测试车辆和第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，其中，所述ECM、TCU、EPS和SCS共同连接成车辆控制器局域网总线，所述车辆控制器局域网总线与所述VCU相互连接，所述VCU还与所述i-ECU相互连接，第一测试车辆上还安装有与该测试车辆上i-ECU相互连接的传感器；
S2、截断第一测试车辆上传感器与该测试车辆上i-ECU的连接，将第一测试车辆上传感器连接至第二测试车辆上的i-ECU；
S3、截断第一测试车辆上车辆控制器局域网总线与该测试车辆上VCU的连接，将第一测试车辆上的EPS连接至第二测试车辆上的车辆控制器局域网总线；
S4、截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线中EPS的连接，以得到车辆数据通讯交互系统。
本实施例应用上述方法的工作过程具体为：
(1)将测试车辆分别放置在环境感知测试平台和转毂测试平台上，每辆测试车辆上均包括通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，分别为环境感知测试平台测试车辆上的第一i-ECU12、第一VCU13、第一ECM14、第一TCU15、第一EPS16和第一SCS17，以及转毂测试平台测试车辆上的第二i-ECU21、第二VCU22，第二ECM23、第二TCU24、第二EPS25和第二SCS26，环境感知测试平台测试车辆上还设置有传感器11；
(2)将环境感知测试平台测试车辆上的传感器11与第一i-ECU12的通讯截断，并改为连接转毂测试平台测试车辆上的第二i-ECU21；
(3)继续截断第一ECM14、第一TCU15、第一EPS16和第一SCS17组成的车辆控制器局域网总线与第一VCU13的连接，并将第一EPS16改为连接转毂测试平台测试车辆上的第二VCU22；
(4)截断转毂测试平台测试车辆上的第二EPS25和第二VCU22的连接，即完成车辆数据通讯交互系统的构建。
其中，第(3)中第一EPS16与第二VCU22通过有线或无线的方式进行通讯连接。
实施例二
如图3所示，一种车辆数据通讯交互系统，包括放置在环境感知测试平台的第一测试车辆和放置在转毂测试平台的第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU和车辆底层电子控制单元，且第一测试车辆与第二测试车辆之间通过网间连接器3相互通讯连接，其中，网间连接器3安装在第一测试车辆或第二测试车辆上，车辆底层电子控制单元包括ECM、TCU、EPS和SCS。
具体的，第一测试车辆上安装有传感器11、第一i-ECU12、第一VCU13、第一ECM14、第一TCU15、第一EPS16和第一SCS17，其中，传感器11、第一i-ECU12、和第一VCU13依次相互连接，第一ECM14和第一TCU15连接至同一通讯总线后与第一VCU13相互连接，第一EPS16和第一SCS17连接至同一通讯总线后与第一VCU13相互连接；
第二测试车辆上安装有第二i-ECU21、第二VCU22，第二ECM23、第二TCU24、第二EPS25和第二SCS26，其中，第二i-ECU21与第二VCU22相互连接，第二ECM23和第二TCU24连接至同一通讯总线后与第二VCU22相互连接，第二EPS25和第二SCS26连接至同一通讯总线后与第二VCU22相互连接；
网间连接器3的一端连接至第一VCU13，网间连接器3的另一端连接至第二ECM23、第二TCU24和第二SCS26。
上述车辆数据通讯交互系统的构建方法流程如图4所示，主要包括以下步骤：
S1、分别在环境感知测试平台和转毂测试平台上安装第一测试车辆和第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，其中，所述ECM、TCU、EPS和SCS共同连接成车辆控制器局域网总线，所述车辆控制器局域网总线与所述VCU相互连接，所述VCU还与所述i-ECU相互连接，第一测试车辆上还安装有与该测试车辆上i-ECU相互连接的传感器；
S2、截断第一测试车辆上车辆控制器局域网总线中ECM、TCU和SCS的连接，同时截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线与该测试车辆上VCU的连接、截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线中EPS的连接；
S3、在第一测试车辆或第二测试车辆上安装网间连接器，将网间连接器的一端与第一测试车辆的VCU相互连接，将网间连接器的另一端与第二测试车辆上车辆局域网总线相互连接，以得到车辆数据通讯交互系统。
本实施例应用上述方法的工作过程具体为：
(1)将测试车辆分别放置在环境感知测试平台和转毂测试平台上，每辆测试车辆上均包括通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，分别为环境感知测试平台测试车辆上的第一i-ECU12、第一VCU13、第一ECM14、第一TCU15、第一EPS16和第一SCS17，以及转毂测试平台测试车辆上的第二i-ECU21、第二VCU22，第二ECM23、第二TCU24、第二EPS25和第二SCS26，环境感知测试平台测试车辆上还设置有传感器11；
(2)将环境感知测试平台测试车辆上的第一ECM14、第一TCU15和第一SCS17与第一VCU13的通讯连接截断，同时，截断转毂测试平台测试车辆上第二ECM23、第二TCU24、第二EPS25和第二SCS26与第二VCU22的连接；
(3)在环境感知测试平台测试车辆或转毂测试平台测试车辆上安装网间连接器3，之后将网间连接器3的一端连接环境感知测试平台测试车辆上的第一VCU13，将网间连接器3的另一端连接转毂测试平台测试车辆上的第二ECM23、第二TCU24和第二SCS26，即完成车辆数据通讯交互系统的构建。

Claims (8)

1.一种车辆数据通讯交互系统，其特征在于，包括放置在环境感知测试平台的第一测试车辆和放置在转毂测试平台的第二测试车辆，所述第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU和车辆底层电子控制单元，所述第一测试车辆上还安装有传感器，所述第一测试车辆与第二测试车辆相互通讯连接；
所述车辆底层电子控制单元包括ECM、TCU、EPS和SCS，所述ECM与TCU连接至第一通讯总线，所述EPS与SCS连接至第二通讯总线，所述第一通讯总线与第二通讯总线之间通过VCU相互通讯连接，所述VCU与i-ECU相互通讯连接；
所述传感器分别与第一测试车辆和第二测试车辆上的i-ECU相互通讯连接，所述第一测试车辆的第二通讯总线与第二测试车辆的第二通讯总线相连接。
2.根据权利要求1所述的一种车辆数据通讯交互系统，其特征在于，所述第一测试车辆上安装有网间连接器，所述网间连接器的第一端连接至第一测试车辆的VCU与第一通讯总线之间，所述网间连接器的第二端连接至第一测试车辆的VCU与第二通讯总线之间，所述网间连接器的第三端连接至第二测试车辆的第一通讯总线，所述网间连接器的第四端连接至第二测试车辆的第二通讯总线。
3.根据权利要求1所述的一种车辆数据通讯交互系统，其特征在于，所述第二测试车辆上安装有网间连接器，所述网间连接器的第一端连接至第一测试车辆的VCU与第一通讯总线之间，所述网间连接器的第二端连接至第一测试车辆的VCU与第二通讯总线之间，所述网间连接器的第三端连接至第二测试车辆的第一通讯总线，所述网间连接器的第四端连接至第二测试车辆的第二通讯总线。
4.一种车辆数据通讯交互系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别在环境感知测试平台和转毂测试平台上安装第一测试车辆和第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，其中，所述ECM、TCU、EPS和SCS共同连接成车辆控制器局域网总线，所述车辆控制器局域网总线与所述VCU相互连接，所述VCU还与所述i-ECU相互连接，第一测试车辆上还安装有与该测试车辆上i-ECU相互连接的传感器；
S2、截断第一测试车辆上传感器与该测试车辆上i-ECU的连接，将第一测试车辆上传感器连接至第二测试车辆上的i-ECU；
S3、截断第一测试车辆上车辆控制器局域网总线与该测试车辆上VCU的连接，将第一测试车辆上的EPS连接至第二测试车辆上的车辆控制器局域网总线；
S4、截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线中EPS的连接，以得到车辆数据通讯交互系统。
5.根据权利要求4所述的一种车辆数据通讯交互系统的构建方法，其特征在于，所述车辆控制器局域网总线包括第一通讯总线和第二通讯总线，所述第一通讯总线分别与ECM、TCU相互连接，所述第二通讯总线分别与EPS、SCS相互连接，所述第一通讯总线和第二通讯总线还分别与VCU相互连接。
6.根据权利要求5所述的一种车辆数据通讯交互系统的构建方法，其特征在于，所述步骤S3中第一测试车辆上的EPS通过有线或无线的方式连接至第二测试车辆上的车辆控制器局域网总线。
7.一种车辆数据通讯交互系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别在环境感知测试平台和转毂测试平台上安装第一测试车辆和第二测试车辆，第一测试车辆和第二测试车辆上均安装有相互通讯连接的i-ECU、VCU、ECM、TCU、EPS和SCS，其中，所述ECM、TCU、EPS和SCS共同连接成车辆控制器局域网总线，所述车辆控制器局域网总线与所述VCU相互连接，所述VCU还与所述i-ECU相互连接，第一测试车辆上还安装有与该测试车辆上i-ECU相互连接的传感器；
S2、截断第一测试车辆上车辆控制器局域网总线中ECM、TCU和SCS的连接，同时截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线与该测试车辆上VCU的连接、截断第二测试车辆上车辆控制器局域网总线中EPS的连接；
S3、在第一测试车辆或第二测试车辆上安装网间连接器，将网间连接器的一端与第一测试车辆的VCU相互连接，将网间连接器的另一端与第二测试车辆上车辆局域网总线相互连接，以得到车辆数据通讯交互系统。
8.根据权利要求7所述的一种车辆数据通讯交互系统的构建方法，其特征在于，所述车辆控制器局域网总线包括第一通讯总线和第二通讯总线，所述第一通讯总线分别与ECM、TCU相互连接，所述第二通讯总线分别与EPS、SCS相互连接，所述第一通讯总线和第二通讯总线还分别与VCU相互连接；
所述步骤S3中网间连接器的一端分别连接至第一测试车辆的VCU与第一通讯总线之间、第一测试车辆的VCU与第二通讯总线之间，所述网间连接器的另一端分别连接至第二测试车辆的第一通讯总线与第二通讯总线。
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