一种车辆及其车用集线器
阅读：165发布：2021-06-23
专利汇可以提供一种车辆及其车用集线器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开属于 电子 技术领域，提供了一种车辆及其车用集线器。在本公开中，通过在车辆上设置包括多类型 接口 模 块 和处理模块的车用集线器，使得多类型接口模块的数据端与处理模块的数据端连接，并且多类型接口模块与多种接口类型的外部设备连接，进而使得处理模块通过多类型接口模块获取多种接口类型的外部设备采集的数据，从而实现多种不同接口类型的外部设备的接入。，下面是一种车辆及其车用集线器专利的具体信息内容。
1.一种车用集线器，其特征在于，所述车用集线器包括多类型接口模块以及处理模块；
所述多类型接口模块的数据端与所述处理模块的数据端连接，并且所述多类型接口模块与多种接口类型的外部设备连接，所述处理模块通过所述多类型接口模块获取所述多种接口类型的外部设备采集的数据，并对所述数据进行处理。
2.如权利要求1所述的车用集线器，其特征在于，所述多类型接口模块包括安全数码卡卡槽、通用串行总线接口、Type-C接口、网口、DB9接口、高清多媒体接口。
3.如权利要求2所述的车用集线器，其特征在于，所述车用集线器还包括电压转换模块，所述电压转换模块的电压端与所述多类型接口模块的电压端以及所述处理模块的电压端连接，所述电压转换模块接收直流电，并采用所述直流电向所述多类型接口模块和所述处理模块供电。
4.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至3任一项所述的车用集线器，所述车用集线器的多类型接口模块与所述车辆的安全网关连接，所述安全网关与所述车辆中的各个系统连接，所述车用集线器中的处理模块通过所述车用集线器中的多类型接口模块和所述车辆中的安全网关获取所述车辆的状态数据，并对所述状态数据和外部设备采集的数据进行处理。
5.如权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括智能驾驶控制模块，所述智能驾驶控制模块与所述车用集线器中的多类型接口模块连接；其中，所述智能驾驶控制模块具有开放的应用程序编程接口，所述开放的应用程序编程接口为所述车辆中各个系统的数据接口，并且所述开放的应用程序编程接口用于第三方开发者进行二次开发；
在所述第三方开发者通过所述开放的应用程序编程接口对所述车辆进行二次开发后，所述车用集线器的处理模块获取所述车辆的状态数据，并将所述车辆的状态数据和获取的外部设备采集的数据通过所述多类型接口模块反馈至所述智能驾驶控制模块，所述智能驾驶控制模块根据所述车辆的状态数据和外部设备采集的数据智能控制所述车辆。
6.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述车辆上还设置有开放性电源接口，所述开放性电源接口包括220V供电接口、24V供电接口以及12V供电接口，所述220V供电接口、
24V供电接口以及12V供电接口均与所述车辆上的动力电池连接。
7.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述车用集线器设置在所述车辆的前舱位置、或者设置在所述车辆的驾驶舱，或者设置在所述车辆的行李箱。
8.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述外部设备包括多个图像采集器，多个所述图像采集器分别设置在所述车辆的前挡风玻璃上、左后视镜上、右后视镜上、车顶部、后备箱盖上、乘客舱内壁上以及前栅格上。
9.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述外部设备设备包括多个第一雷达设备，多个所述第一雷达设备设置在所述车辆的前栅格、前防撞梁以及后防撞梁上。
10.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述智能驾驶控制模块还通过所述多类型接口模块以及所述车辆的安全网关与所述车辆上的多媒体、扬声器以及仪表连接。
一种车辆及其车用集线器
技术领域
[0001] 本公开属于电子技术领域，尤其涉及一种车辆及其车用集线器。
背景技术
[0003] 目前，汽车上最主要的接口主要由通用串行总线(Universal Serial Bus，SUB)接口集线器实现，通过该USB接口集线器，汽车可以与具有USB接口的任何外部设备进行通信。然而，虽然USB接口集线器使得汽车可以与外部设备进行通信，但是其仅限于USB接口的设备，无法满足多类型接口的接入需求。
[0004] 故，有必要提供一种技术方案，以解决上述技术问题。实用新型内容
[0005] 本公开的目的在于提供一种车辆及其车用集线器，该车用集线器具有多种类型接口，满足多种类型接口的外部设备的需求。
[0006] 本公开是这样实现的，一种车用集线器，所述车用集线器包括多类型接口模块以及处理模块；所述多类型接口模块的数据端与所述处理模块的数据端连接，并且所述多类型接口模块与多种接口类型的外部设备连接，所述处理模块通过所述多类型接口模块获取所述多种接口类型的外部设备采集的数据，并对所述数据进行处理。
[0007] 本公开的另一目的在于提供一种车辆，所述车辆包括上述车用集线器，所述车用集线器的多类型接口模块与所述车辆的安全网关连接，所述安全网关与所述车辆中的各个系统连接，所述车用集线器中的处理模块通过所述车用集线器中的多类型接口模块和所述车辆中的安全网关获取所述车辆的状态数据，并对所述状态数据和外部设备采集的数据进行处理。
[0008] 在本公开中，通过在车辆上设置包括多类型接口模块和处理模块的车用集线器，使得多类型接口模块的数据端与处理模块的数据端连接，并且多类型接口模块与多种接口类型的外部设备连接，进而使得处理模块通过多类型接口模块获取多种接口类型的外部设备采集的数据，从而实现多种不同接口类型的外部设备的接入。附图说明
[0009] 图1是本公开一实施例所提供的车用集线器的模块结构示意图；
[0010] 图2是本公开另一实施例所提供的车用集线器的模块结构示意图；
[0011] 图3是本公开一实施例所提供的车辆的模块结构示意图；
[0012] 图4是本公开另一实施例所提供的车辆的模块结构示意图；
[0013] 图5是本公开又一实施例所提供的车辆的模块结构示意图；
[0014] 图6是本公开一实施例所提供的车辆中的开放性电源接口在车辆上的设置位置示意图；
[0015] 图7是本公开一实施例所提供的车辆中的多个图像采集器在车辆上的设置位置示意图；
[0016] 图8是本公开一实施例所提供的车辆中的多个第一雷达设备在车辆上的设置位置示意图；
[0017] 图9是本公开一实施例所提供的车辆中的多个第二雷达设备在车辆上的设置位置示意图；
[0018] 图10是本公开一实施例所提供的车辆中的多个第三雷达设备在车辆上的设置位置示意图；
[0019] 图11是本公开一实施例所提供的车辆中的多个定位天线在车辆上的设置位置示意图。
具体实施方式
[0020] 为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。
[0021] 以下结合具体附图对本公开的实现进行详细的描述：
[0022] 图1示出了本公开一实施例所提供的车用集线器的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
[0023] 如图1所示，本公开实施例所提供车用集线器1包括多类型接口模块13和处理模块14。
[0024] 其中，多类型接口模块13的数据端和处理模块14的数据端连接，并且该多类型接口模块13与多种接口类型的外部设备(图中未示出)连接，该处理模块14通过该多类型接口模块13获取多种接口类型的外部设备采集的数据，并对该数据进行处理。
[0025] 具体实施时，多类型接口模块13包括但不限于安全数码卡(SD卡)卡槽、通用串行总线接口(USB接口)、Type-C接口、网口、DB9接口以及高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI接口)。
[0026] 在本实施例中，通过提供一种包括多类型接口模块的车用集线器，使得该车用集线器可以与多种不同接口类型的外部设备连接，满足了用户多类型接口的接入需求，解决了现有的车用集线器仅有单一接口导致无法满足用户需求的问题。
[0027] 进一步地，作为本公开一种实施方式，本公开提供的车用集线器1还包括电压转换模块，该电压转换模块的电压端与多类型接口模块的电压端以及处理模块的电压端连接，电压转换模块接收直流电，并采用直流电向多类型接口模块和处理模块供电。
[0028] 进一步地，作为本公开一种实施方式，如图2所示，该电压转换模块包括第一电压转换模块11和第二电压转换模块12。其中，第一电压转换模块11的电压输入端和第二电压转换模块12的电压输入端接收供电设备提供的直流电，第一电压转换模块11的电压输出端与处理模块14的电压端连接，第二电压转换模块12的电压输出端与多类型接口模块13的电压端连接。
[0029] 具体的，第一电压转换模块11根据直流电向处理模块14供电，即第一电压转换模块11在接收到供电设备提供的直流电后，将该直流电转换为处理模块14所需的供电电压后，向处理模块14供电；第二电压转换模块12根据直流电向多类型接口模块13供电，即第二电压转换模块12在接收到供电设备提供的直流电后，将该直流电转换为多类型接口模块13所需的供电电压后，向多类型接口模块13供电。
[0030] 具体实施时，第一电压转换模块11和第二电压转换模块12可采用现有的直流-直流转换电路(DC-DC转换电路)实现；此外，在本实施例中，处理模块14可以采用具有数据编程能力的处理器实现，例如现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、ARM处理器等。
[0031] 图3示出了本公开一实施例所提供的车辆的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
[0032] 如图3所示，本公开实施例提供的车辆2包括车用集线器1，该车用集线器1中的多类型接口模块13与车辆的安全网关21连接，而该安全网关21与车辆中的各个系统连接，例如车辆2中的电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)、电子驻车系统(Electric Parking Brake，EPB)、电子稳定程序系统(Electronic Stability Program，ESP)、车身控制模块(Body Control Module，BCM)、电机控制器、档位控制器、组合开关模块等等；需要说明的是，在本公开实施例中，此处所述的各个系统不仅仅包括上述各个系统，其还可包括车辆中的各个电控单元(Electronic Control Unit，ECU)、传感器、仪表、多媒体、扬声器等。
[0033] 进一步地，车用集线器1中的处理模块14通过车用集线器1中的多类型接口模块13和车辆2中的安全网关21获取车辆2的状态数据，即车辆2的状态数据通过安全网关21被发送至车用集线器1的多类型接口模块13，进而通过该多类型接口模块13发送至处理模块14，当处理模块14获取到该状态数据后，对该状态数据和外部设备采集的数据进行处理；需要说明的是，在本实施例中，处理模块14对状态数据和外部设备采集的数据进行的处理主要为时间轴处理，即对状态数据和外部设备采集的数据进行时间同步处理。
[0034] 在本实施例中，在车辆设置车用集线器1，通过该车用集线器可以与多种不同接口类型的外部设备连接的优点，可实现车辆功能扩展以及外界数据接口开发，并且满足了用户多类型接口的接入需求，解决了现有的车用集线器仅有单一接口导致无法满足用户需求的问题。
[0035] 进一步地，作为本公开一种实施方式，如图4所示，本公开实施例所提供的车辆2还包括智能驾驶控制模块20，该智能驾驶控制模块20与车用集线器1的多类型接口模块13连接；所述智能驾驶控制模块20通过所述多类型接口模块13连接到车辆，所述多类型接口模块13也为所述智能驾驶控制模块20供电，同时，所述多类型接口模块13还作为车辆状态数据、外部设备采集的数据及控车指令的传输的接口，即，一方面所述处理模块14处理的车辆的状态数据、外部设备采集的数据通过所述多类型接口模块13传输到智能驾驶控制模块20，另一方面智能驾驶控制模块20的控车指令通过所述多类型接口模块13传输到安全网关
21。此外，作为本公开其他实施方式，智能驾驶控制模块20通过车用集线器1的多类型接口模块13以及车辆2的安全网关21与车辆中的传感器、仪表、多媒体、扬声器等连接。
21。此外，作为本公开其他实施方式，智能驾驶控制模块20通过车用集线器1的多类型接口模块13以及车辆2的安全网关21与车辆中的传感器、仪表、多媒体、扬声器等连接。
[0036] 进一步的，该智能驾驶控制模块20上设置有开放的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)，该API为车辆中各个系统的数据接口，并且该API可用于第三方开发者对车辆进行二次开发；其中，对车辆的二次开发包括但不限于整车智能化控制、仪表、多媒体等设备的个性化显示方面。
[0037] 具体的，当第三方开发者通过开放的应用程序编程接口对车辆进行二次开发后，车用集线器1的处理模块14获取车辆的状态数据，并将车辆的状态数据和获取的外部设备采集的数据反馈至智能驾驶控制模块20，智能驾驶控制模块20根据车辆的状态数据和外部设备采集的数据智能控制车辆。
[0038] 其中，具体实施时，智能驾驶控制模块20是一个独立的控制装置或者控制器，其可由独立的具有数据编程能力的处理器实现，例如现场可编程门阵列处理器等，并且该智能驾驶控制模块20可以是车辆制造商在出厂时预先设置在车辆上的，也可以是第三方开发者在车辆出厂后加装的，而相应的API协议也将由第三方主机厂提供。
[0039] 此外，本公开车辆2中的该智能驾驶控制模块20可单独设置在车辆的任意位置，而由于后备箱内温度环境好、电磁环境好、空间布置方便，因此本公开实施例中的智能驾驶控制模块20优选设置在车辆后备箱内。
[0040] 另外，智能驾驶控制模块20在根据车辆的状态数据和外部设备采集的数据对整车进行智能控制时，首先根据车辆的状态数据和外部设备采集的数据生成相应的控车指令，进而根据控车指令控制车辆2中的各个模块，以此实现对车辆2的智能控制。
[0041] 需要说明的是，在本公开实施例中，车辆的状态数据是从车辆本身的各个动力系统、传感器等设备上获取的车辆在行驶或者是静止过程中的数据，例如从门锁、发动机、轮胎、安全带检测设备、车灯控制器、变速箱、制动器、各个ECU以及各个系统等上获取的车辆在行驶过程中的数据，而获取的车辆状态数据包括但不限于车身稳定系统ESP反馈的车辆状态信号、电子助力转向系统EPS反馈的车辆状态信号、整车控制器反馈的车辆状态信号、档位反馈信号、灯光雨刮器反馈的信号以及电子驻车制动系统EPB反馈的车辆状态信号。
[0042] 具体的，车身稳定系统ESP反馈的车辆状态信号包括车速、车速状态(用于判定车速值是否有效，即车速值是有效状态，还是无效状态)、轮速及轮速状态、航向角及航向角状态、航向角偏移量、纵向加速度与偏移量及状态、横向向加速度与偏移量状态、牵引力故障状态、车身动态故障状态、轮速脉冲及轮速脉冲有效性、自动刹车可用及使能、制动灯控制命令及请求状态、轮行驶方向及轮行驶方向状态、自动驻车状态、VLC可用及使能状态、VLC错误状态、扭矩请求值及状态、CDD可用与使能及错误状态等状态信号；电子助力转向系统EPS反馈的车辆状态信号包括角度及角度状态、当前驾驶模式反馈等状态信号；整车控制器反馈的车辆状态信号包括油门深度及有效位、刹车深度及有效位、目标档位状态、电机扭矩及状态、整车实际回馈扭矩及状态、电机转速及状态、超越驾驶、驾驶模式反馈等状态信号；档位反馈信号包括档位及状态、驾驶模式反馈；电子驻车制动系统EPB反馈的车辆状态信号包括EPB状态及有效位，驾驶模式反馈等状态信号。
[0043] 进一步的，在本公开实施例中，控车指令包括但不限于横向控制指令、纵向控制指令、灯光、雨刮控制指令。其中，横向控制指令包括角度、角速度、EPS驾驶模式、横向紧急退出智能驾驶模式等；纵向控制指令包括舒适制动目标加速度、加速度上限误差、加速度下限误差、最大允许目标加速度、最小允许目标加速度、起步请求、停车请求、预制动请求、ESP驾驶模式、紧急制动目标加速度、紧急制动状态等；灯光、雨刮控制指令包括控制左转向灯、右转向灯、制动灯、双闪灯、近光灯、远光灯、小灯、前雾灯、雨刮等设备的控制指令。
[0044] 在本实施例中，本公开实施例提供的车辆2通过设置智能驾驶控制模块20，使得该智能驾驶控制模块20通过开放性API以及外部的程序增加该车辆控制系统的功能，或者使用该系统的资源，实现对车辆功能的扩展，并且不需要更改系统的源代码，如此便于第三方开发者可基于已经存在的、开放的API对车辆中的对多媒体、仪表、扬声器、ECU等设备进行智能控制，实现车辆的智能控制的同时，向智能开发者提供了开发平台，便于开发者通过开放的API对车辆进行二次开发，其不但减少了开发者在对车辆进行二次开发过程中的成本，且便于实施；此外，在车辆2中设置包括各种接口类型的接口模块，以此实现向各种外部设备预留接口，并且打通了车辆信号接口，使得车辆的各种功能可直接获取和控制。
[0045] 进一步地，在车辆的智能驾驶控制模块20上设置开放的API，使得当用户车辆升级时，即使车辆本身的底层协议发生变化，而API定义是相同的，车辆也依旧兼容；或者当用户更换车辆时，无论车辆的底层协议如何变化，只要第三方开发的程序及应用依旧兼容，则车辆将可实现升级兼容，从而便于第三方开发的程序的功能迁移。
[0046] 进一步的，作为本公开一优选实施方式，如图5所示，本公开实施例提供的车辆2上还设置有开放性电源接口24，该开放性电源接口24包括220V供电接口、24V供电接口以及12V供电接口，220V供电接口、24V供电接口以及12V供电接口均与车辆上的动力电池连接，以便车辆内的供电电路将动力电池提供的电能转换为220V交流电、24V或者12V的直流电后，可通过该220V供电接口、24V供电接口以及12V供电接口供应给车辆上加装的环境感应设备12或者是车辆上原有的相应装置。
[0047] 其中，在本公开实施例中，具体实施时，开放性电源接口14在车辆上的设置位置请参考图6。如图6所示，本公开实施例所示的车辆2上设置的开放性电源接口14优选设置在车辆2的前舱位置、驾驶舱位置以及后备箱位置，而前舱位置、驾驶舱位置以及后备箱位置的信号接口之间相互连接。
[0048] 在本实施例中，通过在本公开实施例提供的车辆2上设置开放性电源接口14，使得本公开所示的车辆上可提供220V、12V以及24V的供电接口，其可为车辆前舱、驾驶舱、后备箱上或者其他位置加装的设备预留供电接口，并且在智能驾驶控制模块与处理模块无线连接时，也可以为智能驾驶控制模块20供电，使得在丰富车辆供电接口的同时，无需加装相关电源逆变设备，降低了成本且安装方便。
[0049] 进一步的，作为本公开一优选实施方式，如图5所示，车用集线器1的第一电压转换模块11和第二电压转换模块12与设置在车辆上的开放性电源接口24连接。
[0050] 在本实施例中，将车用集线器1的第一电压转换模块11与第二电压转换模块12与车辆上的开放性电源接口24连接，可以使得第一电压转换模块11和第二电压转换模块12通过该开放性电源接口24从车辆的动力电池取电，提高了车用集线器的用电便捷性。
[0051] 进一步地，作为本公开一种实施方式，车用集线器1可以设置在车辆的前舱位置、或者可设置在车辆的驾驶舱，或者设置在车辆的行李箱；此外，车用集线器也可以同时设置在车辆的前舱位置、车辆的驾驶舱以及车辆的行李箱，并通过导线连通即可；需要说明的是，在本公开实施例中，对于上述两种设置方式，本公开实施例不做具体限制。
[0052] 进一步地，如图7所示，车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图1)可接入的外部设备包括多个图像采集器120，该多个图像采集器120分别设置在车辆2的前挡风玻璃上、左后视镜上、右后视镜上、车顶部、后备箱盖上、乘客舱内壁(例如乘客舱顶内壁)上以及前栅格上，并且通过有线(例如Can线、Lin线、以太网线、同轴线、MOST总线等)，或者无线(例如wifi、蓝牙等)方式与车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图2)连接。
[0053] 具体实施时，多个图像采集器120可采用13个摄像头实现，并且该摄像头可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上；需要说明的是，在本公开实施例中，当摄像头可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上时，车身上在摄像头的相关安装位置均预留有相应的安装结构。
[0054] 进一步的，如图8所示，车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图1)可接入的外部设备包括多个第一雷达设备121，该多个第一雷达设备121设置在车辆2的前栅格、前防撞梁以及后防撞梁上，并且通过有线(例如Can线、Lin线、以太网线、同轴线、MOST总线等)，或者无线(例如wifi、蓝牙等)方式与车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图2)连接。
[0055] 具体实施时，多个第一雷达设备121采用6个毫米波雷达实现，并且该毫米波雷达可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上；需要说明的是，在本公开实施例中，当毫米波雷达可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上时，车身上在毫米波雷达的相关安装位置均预留有相应的安装结构。
[0056] 进一步的，如图9所示，车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图1)可接入的外部设备包括多个第二雷达设备122，多个第二雷达设备122设置在车辆2的前栅格上和顶部，并且通过有线(例如Can线、Lin线、以太网线、同轴线、MOST总线等)，或者无线(例如wifi、蓝牙等)方式与车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图2)连接。
[0057] 具体实施时，多个第二雷达设备122采用2个激光雷达实现，并且该激光雷达可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上；需要说明的是，在本公开实施例中，当激光雷达可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上时，车身上在激光雷达的相关安装位置均预留有相应的安装结构。
[0058] 进一步的，如图10所示，车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图1)可接入的外部设备包括多个第三雷达设备123，多个第三雷达设备123设置在车辆2的前防撞梁、后防撞梁以及车身侧围上，并且通过有线(例如Can线、Lin线、以太网线、同轴线、MOST总线等)，或者无线(例如wifi、蓝牙等)方式与车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图2)连接。
[0059] 具体实施时，多个第三雷达设备123采用12个超声波雷达实现，并且该超声波雷达可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上；需要说明的是，在本公开实施例中，当超声波雷达可通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上时，车身上在超声波雷达的相关安装位置均预留有相应的安装结构。
[0060] 进一步的，如11所示，车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图1)可接入的外部设备包括多个定位天线124，多个定位天线124设置在车辆2的顶部，并且通过有线(例如Can线、Lin线、以太网线、同轴线、MOST总线等)，或者无线(例如wifi、蓝牙等)方式与车用集线器1的多类型接口模块13(图中未示出，请参考图2)连接。
[0061] 具体实施时，多个定位天线124通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上；需要说明的是，在本公开实施例中，当定位天线124通过安装孔、螺栓等方式设置在车身上时，车身上在定位天线124的相关安装位置均预留有相应的安装结构。
[0062] 在本公开中，通过在车辆上设置包括多类型接口模块和处理模块的车用集线器，使得多类型接口模块的数据端与处理模块的数据端连接，并且多类型接口模块与多种接口类型的外部设备连接，进而使得处理模块通过多类型接口模块获取多种接口类型的外部设备采集的数据，从而实现多种不同接口类型的外部设备的接入。
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