用于车辆的电气架构系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及到一种用于车辆的电气架构系统及车辆。


背景技术：

2.当前电子电气架构设计是一种传统分布式架构设计，其功能设计相对固化，一般基于各控制器间的交互信号进行控制，功能软件之间存在较为复杂的交互逻辑且未进行解耦设计，导致每个功能都需要通过其它功能软件绑定控制。这种电子电气架构平台不利于平台化，模块化的功能设计，更不利于日益增长的车辆个性化，智能化以及面向用户的服务化设计。
3.特别针对于车辆的控制系统的电气架构设计，其功能开发无法满足日益增长的用户体验需求，在进行功能开发过程中或者在新的设计变更过程中，需要一系列相关控制器的逻辑或can信号变更，由于其软件的耦合关系和绑定的功能逻辑，增加了新功能的开发难度和开发周期，且增加了变更成本，其不仅不能支持功能的敏捷开发，而且对于后续功能重构及扩展，实现千人千面的用户体验也非常困难的。
4.参阅图1，图1是一种现有技术下的传统电气架构，在需要更改软件控制器(ecu1～ecun)时，此时由于软件控制器的耦接，在更新一个全新功能时需要对每个软件控制器都进行更新，开发周期长且成本费用极高。
5.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种用于车辆的电气架构系统及车辆，以解决上述的现有技术下基于各控制器间的交互信号进行控制，电子电气架构平台不利于平台化，模块化的功能设计等技术问题。
7.在本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的电气架构系统，架构系统包括：基础平台层，包括服务软件层、中间件及硬件层，中间件设置在服务软件层和硬件层之间
，
用于软件与硬件的解耦；应用软件层，包括应用软件，应用软件用于根据业务功能和用户需求进行业务功能逻辑设计；其中，应用软件层通过服务通信接口调用服务软件层的服务软件。将现有技术中的原功能软件架构拆分为应用软件层和基础平台层两层软件，将车辆基础功能转变为服务软件层中的服务软件，并针对服务软件完成服务接口设计，而应用软件层中的应用软件，通过调用服务软件，完成功能逻辑灵活编排设计；基础平台层完成对执行器的控制或传感器数据采集，实现分层独立设计，层层解耦。
8.在本发明可选的方案中，基础平台层包括选自如下的一种或多种：原子服务，集成服务，交互服务，共同实现服务软件库，用于供应用软件层调用。
9.在本发明可选的方案中，硬件层，包括mcu微控制器和mpu微处理器，其中mcu用于控制逻辑的处理，mpu用于需要高算力的软件运行。从而在不同需求下使用不同的控制器，使得控制器和功能的匹配度更高，响应更快且兼顾空间、能耗上的考量。
10.在本发明可选的方案中，架构系统还包括：标准控制层，包括多个固化硬件，固化硬件包括选自如下的一种或多种：传感器、执行器、驱动、区域控制，其中标准控制层连接在硬件层。
11.在本发明可选的方案中，基础平台层还包括虚拟化及操作系统，虚拟化采用hypervisor虚拟机技术，操作系统包括linux、qnx的至少一者。
12.在本发明可选的方案中，中间件包括classic autosar和adaptive autosar软件。
13.在本发明可选的方案中，应用软件层通过服务通信接口调用服务软件层的服务软件，采用some/ip通信接口完成对服务软件的动态调用。
14.在本发明可选的方案中，应用软件层和基础平台层部署在功能域控制器中。
15.在本发明可选的方案中，应用软件层的应用软件与应用软件之间通过服务软件完成软、软解耦；应用软件层的应用软件与硬件层之间通过中间件完成应用软件和硬件的解耦；服务软件层的服务软件与服务软件之间通过中间件完成服务解耦。
16.在本发明的第二方面，还提供一种车辆，包括上述的用于车辆的电气架构系统。
17.综上，本发明实施例提供了一种用于车辆的电气架构系统，将现有技术中的原功能软件架构拆分为应用软件层和基础平台层两层软件，将车辆基础功能转变为软件服务层中的服务软件，并针对服务软件完成服务接口设计，而应用软件层中的应用软件，通过调用服务软件，完成功能逻辑灵活编排设计；基础平台层完成对执行器的控制或传感器数据采集，实现分层独立设计，层层解耦，使得解决了功能软件(功能软件定义为应用软件和服务软件)之间的解耦，使功能软件不再依赖其他功能软件，不再使用其相互间的固定的can信号通信进行逻辑绑定，而是应用以太网动态连接技术，设计服务软件接口，被功能软件调用，整体的架构系统具备更高的迁移性，可实现功能软件重构，重新编排服务，完成软件敏捷开发。本发明在日益增加的用户功能需求下，快速、方便的完成功能开发的要求，并可按用户需求进行无限功能重构。
18.本发明实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例所提供的现有技术下的架构系统的连接拓扑图；
21.图2是本发明实施例所提供的用于车辆的电气架构系统的连接拓扑图；
22.图3是本发明实施例所提供的用于车辆的电气架构系统的模块示意图；及
23.图4是本发明实施例示例性的一个具体的架构系统的模块示意图。
24.以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：
25.【总发明构思】
26.100、用于车辆的电气架构系统；
[0027][0028]
101、基础平台层；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101a、服务软件层；
[0029]
101b、操作系统；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101c、硬件层；
[0030]
102、应用软件层；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
103、标准控制层；
[0031]
b1、中间件；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
b2、虚拟化；
[0032]
【实施例一】
[0033]
a、服务软件层；
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b、应用软件层；
[0034]
c、车窗控制器；
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d、驾驶员状态检测器；
[0035]
e、空调控制器；
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f、音箱；
[0036]
g、中控屏幕；
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h、车身域控制器bu；
[0037]
i、娱乐座舱域控制器；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
j、gw网关。
具体实施方式
[0038]
为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
[0039]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0040]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
[0041]
现有技术下的车辆系统架构，大多都是基于各控制器间的交互信号进行控制，其功能开发无法满足日益增长的用户体验需求，在进行功能开发过程中或者在新的设计变更过程中，需要一系列相关控制器的逻辑或can信号变更，增加了新功能的开发难度和开发周期，不利于功能的迭代，本发明方案即旨在解决这一问题。
[0042]
【总发明构思】
[0043]
请参阅图2及图3，图2是本发明实施例所提供的用于车辆的电气架构系统的连接拓扑图；图3是本发明实施例所提供的用于车辆的电气架构系统的模块示意图。在本发明实施例的一个总发明构思中首先提供一种用于车辆的电气架构系统100，该架构系统100包括：
[0044]
基础平台层101，包括服务软件层101a、操作系统101b及硬件层101c；
[0045]
应用软件层102，应用软件层102通过服务通信接口调用服务软件层101a的服务软件；
[0046]
标准控制层103，包括多个固化硬件，固化硬件可以包括传感器，执行器，驱动器等标准接口的固化软硬件部件，例如阳光传感器，雨量传感器，灯光驱动器，电喇叭，车窗升降器等，固化硬件可完成目标车辆的本地驱动，按照指令进行执行或上传数据，其内部仅有驱动或采集数据的软件程序并无功能逻辑软件，由此可以完成平台进一步的软硬解耦工作，使功能软件的开发与固有硬件分离开来，即功能软件无需关心项目中使用了何品牌或者类型的传感器和执行器，其仅需要得到数据或下发控制命令即可。这样有利于平台用于各个车型项目，降低对硬件的绑定和依赖。
[0047]
可以理解，上述所提到的术语“应用软件层102”为车载电气架构系统100中的业务软件，是按照业务功能和用户需求，进行的业务功能逻辑设计，平台会内置部分功能软件，以满足车辆基本功能使用要求，按照业务可分为车身功能、动力系统功能、底盘系统功能、娱乐座舱系统功能等。
[0048]
服务软件层101a定义为车辆原始控制功能，包括原子服务(原子服务：汽车每个单一的服务功能)，集成服务(将多个单一服务组合得到的功能)，交互服务，共同实现服务软件库，供应用层使用等。示例性的如：车窗上升、雨量信息、空调温度调节、巡航功能等。服务软件定位为每一个目标车辆上原始配置具备功能，为具体的服务软件和服务接口。
[0049]
进一步，上述的操作系统101b主要用于用户进行交互操作以执行软件的运行，在本发明实施例中，可以使用linux、qnx、android、tizen等车载操作系统。
[0050]
在本发明实施例中，硬件层101c包括控制器，用于根据预设的逻辑控制软件运行。
[0051]
进一步地在本发明实施例中，控制器包括mcu微控制器和mpu微处理器，mcu用于控制逻辑的处理，mpu用于需要高算力的软件运行，通常情况下指复杂算法或函数类的程序，例如导航计算、路径规划、智能驾驶的传感器数据感知、融合算法等需要系统依托大数据量进行运算。从而在不同需求下使用不同的控制器，使得控制器和功能的匹配度更高，响应更快且兼顾空间、能耗上的考量。
[0052]
进一步地，服务软件层101a和操作系统101b之间为中间件b1，中间件b1用于作为软件与硬件解耦的一种关键基础，在软件与硬件之间使用标准软件接口，使软件功能的开发、以及软件的变更不依赖于硬件芯片。
[0053]
在本发明实施例中，中间件b1可选地使用的中间件技术采classic autosar和adaptive autosar软件。
[0054]
更进一步地，操作系统101b和硬件层101c之间为虚拟化b2，通过对硬件虚拟化，将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机，可以看作是平台硬件和操作系统的抽象化，操作系统和硬件层之间捕捉和处理对虚拟化敏感的特权指令，使操作系统无需修改就能运行。用于兼容各操作系统异构设计，可允许多个操作系统和应用共享硬件。
[0055]
可选地，虚拟化b2使用hypervisor虚拟机技术。
[0056]
在本发明实施例中，应用软件层102通过服务通信接口调用服务软件层101a的服务软件。
[0057]
可以理解，通过将车辆基础功能转变为服务软件层101a中的服务软件，并针对服务软件完成服务接口设计，而应用软件层102中的应用软件，通过调用服务软件，以完成功能逻辑灵活编排设计。
[0058]
具体地，应用软件与应用软件之间通过服务软件完成软、软解耦；应用软件层102与硬件层101c之间通过中间件b1完成应用软件和硬件的解耦；服务软件与服务软件之间通过中间件b1完成服务解耦。应用软件层102和基础平台层10可以任意部署在功能域控制器中，从而依赖于硬件层101c的能力，如芯片处理，驱动，内存等。可选地，采用cp autosar以及ap autosar中间件进行服务软件部署，应用软件层102与服务软件层101a间，即上述提到的服务软件与服务软件间使用some/ip通信接口完成对服务的动态调用。
[0059]
可以理解，平台开发的主要重点集中在基础平台层101，建立soa服务系统包括服务软件库和中件间技术应用，应用层开发不是平台开发的重点，是服务系统开发的应用，后
发送can总线命令控制车窗控制器(c)执行，通过gw网关(j)与娱乐座舱域控制器hu(i)进行以太网通信，调用娱乐座舱域控制器hu(i)中的“导航服务”控制中控屏幕(g)显示导航界面，调用“语音服务”控制音响(f)播放音乐及提示音。
[0075]
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括上述的架构系统100。
[0076]
进一步，本领域技术人员应当理解，如果将本发明实施例所提供的用于车辆的架构平台系统、将涉及到的全部或部分子模块通过稠合、简单变化、互相变换等方式进行组合、替换，如各组件摆放移动位置；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的设备/装置/系统，用这样的设备/装置/系统代替本发明相应组件同样落在本发明的保护范围内。
[0077]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0078]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0079]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0080]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0081]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0082]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0083]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备
或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0084]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0085]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。