CN206431451U - 车辆控制集成电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车辆控制集成电路，包括集成IMMO、TPMS及PEPS控制的集成模块；所述集成模块包括IMMO通信单元、中央处理单元、射频收发单元、低频收发单元；通过上述方案，本实用新型可实现在保证原有安全等级不变的情况下，减小控制板的尺寸与重量。

Description

车辆控制集成电路

技术领域

本实用新型涉及车辆控制技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种车辆控制集成电路。

背景技术

汽车是现代化的工具，随着汽车工业的发展，人们对汽车的舒适性要求越来越高，汽车内相应的电控模块应用越来越多，各电子设备间的数据通信变得越来越多，同时分离模块的大量使用及线束增加，使得在提高车辆舒适性的同时也带来了成本增加、故障率上升、布线复杂、控制系统的可靠性下降以及需要更多资源等问题。于是，需要设计功能强大的控制模块，实现这些离散的控制器功能，对众多负载进行控制等。于是，出现了IMMO(发动机防盗系统)、TPMS(Tire Pressure Monitoring System,轮胎压力监测系统)、BCM(BodyControl Model,车身控制器)及PEPS(Passive Entry&Passive Start,无钥匙进入和启动系统)。传统的上述四个控制器为独立的模块，其功能相对简单、可靠性安全性差、使用线束较多且成本高、通信速度也较慢。随之汽车电子技术的发展，各电子设备之间的信息共享越来越多，一个信息可同时供多个部件使用，提高了通信的速度，但这将要求各部件的数据通信功能越来越强，因此运用一体化的模式进行对控制模块的设计已成为一种趋势。

实用新型内容

本实用新型的首要目的旨在提供一种至少解决上述一个问题的车辆控制集成电路；

本实用新型的另一目的旨在提供一种至少解决上述一个问题的车辆控制方法。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种车辆控制集成电路，包括集成IMMO、TPMS及PEPS控制的集成模块；所述集成模块包括IMMO通信单元、中央处理单元、射频收发单元、低频收发单元、胎压传感单元；所述IMMO通信单元与中央处理单元连接，用于接收开锁指令并进行开锁信息认证；所述射频收发单元与中央处理单元连接，用于接收远程接口发送的射频信号并传输至中央处理单元；所述低频收发单元与中央处理单元连接，用于接收远程接口发送的低频信号并传输至中央处理单元；所述胎压传感单元与中央处理单元连接，用于将气压信号转换为电信号传输至中央处理单元；所述中央处理单元用于根据接收到的通信信号、射频信号、低频信号和/或电信号作出相应的处理，并向IMMO通信单元输出认证信号、向射频收发单元输出验证信号和/或胎压感应信号。

进一步地，还包括用于车身控制的独立模块；所述独立模块包括输入信号处理单元、处理器、输出驱动电路单元；所述输入信号处理单元与处理器连接，用于接收车辆上的开关信号以及采集的感应信号并作出处理；所述处理器用于根据接收到的开关信号以及感应信号作出相应的处理并输出控制信号；所述输出驱动电路单元与处理器连接，用于接收处理器输出的控制信号，并根据控制信号输出驱动负载信号以控制车身执行相应的操作。

进一步地，所述集成模块还包括集成BCM控制的部分；所述集成模块还包括输入信号处理单元及输出驱动电路单元；所述输入信号处理单元与中央处理单元连接，用于接收车辆上的开关信号以及采集的感应信号并作出处理；所述中央处理单元还用于根据接收到的开关信号以及感应信号作出相应处理并输出控制信号；所述输出驱动电路单元与中央处理单元连接，用于接收中央处理单元输出的控制信号，并根据控制信号输出驱动负载信号以控制车身执行相应的操作。

其中，还包括用于将负载的状态转换为感应信号的传感单元。

其中，所述传感单元包括门锁传感器、车窗传感器以及雨量传感器的一种或多种。

其中，所述开关信号包括雨刮开关信号、灯具开关信号、车窗开关信号、引擎盖开关信号、后视镜折叠开关信号、行李箱开关信号、中控锁开关信号、一键启动开关信号以及危险警报灯开关信号中的一种或多种。

其中，还包括用于检测电机状态、进行身份识别的电子控制单元。

其中，还包括CAN/LIN接口单元，用于实现中央处理单元和/或处理器与CAN/LIN总线通信。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

本实用新型提供了一种车辆控制集成电路及其控制方法，采用至少一个MCU将原有的IMMO、PEPS、TPMS等独立的控制模块进行集成控制，并共用其他的模块，如共用射频接收单元，采用跳频技术对其中可能的几种射频信号进行区分；具体地，当射频收发单元接收到射频信号、低频收发单元接收到低频信号和/或输入信号处理单元接收到感应信号后，将根据各个信号的特征信息转发至相应的工作模块，对其所接收到的信号作出相应处理后输出相应的执行信号；其中所述射频信号采用跳频技术进行区分。上述集成电路不仅使集成度提高，其中采用MCU对各种信号集中处理更是提高了通信的速度，且减少了通信线束；更进一步地，保证在原有安全等级不变的情况下，本实用新型一体化的实现使电路的尺寸、重量均减少，节省了汽车空间和整车的重量、降低了生产成本。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一种实施例的用于车辆控制集成电路的框图。

图2为本实用新型另一种实施例的用于车辆控制集成电路的框图。

图3为本实用新型一种实施例的用于车辆控制方法的流程图。

11 独立模块 12 集成模块

111 输入信号处理单元 112 输出驱动电路单元

113 CAN/LIN接口单元 114 射频接收单元

115 处理器 116 电子控制单元

2 集成模块 121 胎压传感单元

122 电子控制单元 123 IMMO通信单元

124 CAN/LIN接口单元 125 射频收发单元

126 低频发送单元 127 中央处理器

21 输入信号处理单元 22 输出驱动电路单元

24 电子控制单元 25 IMMO通信单元

26 CAN/LIN接口单元 27 射频收发单元

28 低频发送单元 29 中央处理单元

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文中所使用的术语“处理器”指的是特定用途集成电路、电子电路执行一种或多种软件或硬件程序的处理器和储存器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适器件。

实施例一

参见图1，一种车辆控制集成电路，包括集成IMMO、TPMS及PEPS控制的集成模块12；所述集成模块包括IMMO通信单元123、中央处理单元127、射频收发单元125、低频收发单元126；

所述IMMO通信单元123与中央处理单元127连接，用于识别智能钥匙的操作指令并完成通信认证；所述IMMO通信单元123主要用于实现发动机防盗，其中，只有智能钥匙中的芯片的ID与发动机ID相匹配时，汽车才能启动。具体地，当车主转动智能钥匙并发动车辆时，智能钥匙将首先发送出自身的ID，基站芯片将对此进行验证并发射低频信号开始认证过程。其中，为了提高安全性，每次发送的信号都是经过加密的数据。

所述射频收发单元125与中央处理单元127连接，用于接收远程接口发送的射频信号并传输至中央处理单元127；所述接收的射频信号至少包括PEPS通信中智能钥匙反馈的验证信号以及TPMS通信中内置传感器通过无线发射装置发射的电信号。其中，所述内置传感器为电桥式电子气压感应装置，其安装于车辆轮胎的胎骰上，将气压信号转换为电信号并通过无线发射装置将信号发射出去。具体地，所述集成模块12中的TPMS功能通过在每一个轮胎上安装高灵敏度的内置传感器，在行车或静止的状态下，实时监视轮胎的压力、温度等数据，并通过无线方式发射到所述射频收发器125，并将其转发在显示器上显示各种数据变化或以蜂鸣等形式，提醒驾车者。并在轮胎漏气和压力变化超过安全门限（该门限值可通过显示器设定）时进行报警，以保障行车安全。其中，几个轮胎的内置传感器的芯片ID均不相同，其中射频收发器125通过识别其芯片的ID判断具体为哪一轮胎的气压发生变化。

所述低频收发单元126与中央处理单元127连接，用于接收远程接口发送的低频信号并传输至中央处理单元127；所述低频信号至少包括IMMO通信中基站天线发送的低频信号。

所述中央处理单元127用于根据接收到的通信信号、射频信号、低频信号作出相应的处理，并向IMMO通信单元123输出认证信号、向射频收发单元125输出验证信号和/或胎压感应信号。

所述中央处理单元127接收到通信信号后通过CAN总线与ECU连接，实现IMMO的终端认证并向IMMO通信单元123反馈认证信号；

所述中央处理单元127接收到多股射频信号后，通过跳频技术进行区分，使其对应于不同功能的射频信号可准确地进行处理，本实施例中，其兼容了频移和幅移两种调制模式，当所述射频信号为PEPS通信中智能钥匙反馈的验证信号，则中央处理单元127将通过其验证，并输出驱动开关结果信号；当所述射频信号为TPMS通信中内置传感器通过无线发射装置发射的电信号，则将其转发至接收器，所述收发器可为显示器或蜂鸣器，亦即为输出胎压传感信号；

所述中央处理单元127接收到低频信号时，具体为IMMO通信中基站天线发送的低频信号，其进行了前端加密通信认证的同时，通过CAN总线与ECU进行终端加密的认证过程。

进一步地，还包括用于车身控制的独立模块11；所述独立模块11包括输入信号处理单元111、处理器115、输出驱动电路单元112；

所述输入信号处理单元111与处理器115连接，用于接收车辆上的开关信号以及采集的感应信号并作出处理；所述感应信号由传感单元将负载的状态转换而成，其中，传感单元包括门锁传感器、车窗传感器以及雨量传感器的一种或多种；所述开关信号包括雨刮开关信号、灯具开关信号、车窗开关信号、引擎盖开关信号、后视镜折叠开关信号、行李箱开关信号、中控锁开关信号、一键启动开关信号以及危险警报灯开关信号中的一种或多种。

所述处理器115用于根据接收到的开关信号以及感应信号作出相应的处理并输出控制信号；所述控制信号包括雨刮电机控制信号、门锁电机控制信号、后视镜电机控制信号、灯具电机控制信号、车窗电机控制信号、行李箱电机控制信号、喇叭驱动控制信号、快充口盖电机控制信号以及危险警报灯控制信号中的一种或多种。

所述输出驱动电路单元112与处理器115连接，用于接收处理器115输出的控制信号，并根据控制信号输出驱动负载信号控制车身负载工作。

在本实施例中，还包括用于检测电机状态、进行身份识别的电子控制单元122、116以及用于实现中央处理单元127和/或处理器115与CAN/LIN总线通信的CAN/LIN接口单元124、113。

本实施例中，采用两个MCU进行车辆控制，资源多，实现功能齐全，通信速度快，采样精度高；其中集成模块12将IMMO、TPMS、PEPS功能集成在一起，减少了线束，降低了成本；与汽车ECU进行通信，即可广泛应用于各种汽车，使用灵活；采用CAN/LIN接口124、113，实现各区域、各模块之间的交互；其中，采用集中式管理，在保证原有的安全等级下，减少了电路的尺寸、重量。

实施例二

参见图2，与上述实施例一的区别在于，本实施例中，将实施例一中用于车身控制的独立模块11同时集成于集成模块2中。采用一个中央处理单元MCU 29进行控制，共用其他模块。

具体地，本实施例提供一种车辆控制集成电路，包括集成IMMO、TPMS及PEPS控制器的集成模块2；所述集成模块2包括IMMO通信单元25、中央处理单元29、射频收发单元27、低频发送单元28、CAN/LIN接口26、输入信号处理单元21、输出驱动电路单元22、电子控制单元24。

实施例三

请参阅图3，本实施例提供一种车辆控制方法，包括步骤：

S31接收远程接口发送的射频信号、低频信号和/或传感单元的感应信号；所述射频信号至少包括用于PEPS通信的第一射频信号以及用于BCM通信的第二射频信号；所述低频信号具体为用于IMMO通信认证过程的信号；所述感应信号至少包括由车身传感器检测所得的第一感应信号以及胎压传感器检测所得的第二感应信号。其中，所述胎压传感器与实施例一所述的内置传感器为同一用于胎压监测的传感器，其具体为电桥式电子气压感应装置，安装于车辆轮胎的胎骰上，将气压信号转换为电信号并通过无线发射装置将信号发射出去。

S32采用跳频技术区分对应于不同功能的所述射频信号，并将所述射频信号、低频信号和/或感应信号转发至工作模块中；所述工作模块包括用于车身控制的独立模块以及集成IMMO、TPMS及PEPS控制的集成模块。具体的，所述用于车身控制的独立模块具有单独的MCU进行相应的车身控制，而所述集成模块则仅采用一个MCU对其多个功能模块进行控制处理。

S33根据接收到的所述射频信号、低频信号和/或感应信号，工作模块作出相应的处理并根据处理结果输出相应的执行信号；所述执行信号至少包括：

由所述集成模块接收到第一射频信号作出处理后输出的验证信号；

由所述独立模块接收到第二射频信号作出处理后输出的识别信号；

由所述集成模块接收到低频信号作出处理后输出的认证信号；

由所述独立模块接收到第一感应信号作出处理后输出的负载驱动信号；

由所述集成模块接收到第二感应信号作出处理后输出的胎压信号。

具体地，所述验证信号为MCU接收到智能钥匙（也可为其他具体的接口）发送的第一射频信号作出处理后，输出验证信号，实行自动解锁功能；所述识别信号为用于车身控制的单独的MCU处理BCM与智能钥匙（可为其他具体的接口）之间的识别；所述认证信号为当用于将智能钥匙插进转发器并转动时，将发出低频信号，MCU接收到低频信号后进行通信认证，最终发出认证信号决定该智能钥匙是否与车辆控制器匹配，达到防盗的目的。

下面以一具体的实施过程为例，对上述实施例作详细解释：

当用户向转发器中插入智能钥匙并转动，企图发动车辆时，将开始上电初始化，IGN从OFF切换到ON状态，智能钥匙将首先向基站芯片发送出自身的ID，并且转发器将接收到基站芯片反馈的低频信号，并开始验证过程；钥匙匹配，MCU中管理IMMO的部分将比较钥匙认证合法性，若钥匙认证成功，IMMO将对认证信息加密并转发给EMS，EMS比较认证结果，将认证状态反馈给IMMO，IMMO接收认证状态信息并返回确认信息给EMS。如果智能钥匙认证成功，则将成功启动汽车；否则，用户将需要再次转动智能钥匙，并重新开始验证过程。

当用户使用无钥启动功能时，当用户携带着智能钥匙（可能是放在口袋）接近车辆，车辆的电控单元将通过天线发出低频信号检验周围是否有智能钥匙，此时智能钥匙接收到电控单元发出的低频信号后，将通过向电控单元发射射频信号（即上述第一射频信号）反馈验证信息，若验证成功，车辆将自动解锁；其中，所述电控单元收发信号由MCU控制处理。

实施例四

与实施例三的区别在于，本实施例中将用于车身控制的独立模块集成于所述集成模块中，这样的设计下，在通信过程中，全交由同一MCU进行控制处理，其信号的收发均通过同一信号收发部件。具体地为所述集成模块中集成了包括IMMO、TPMS、BCM及PEPS四个控制部分，而相应的执行信号也由相应的控制部分作出处理，如下：

由PEPS控制部分接收到第一射频信号作出处理后输出的验证信号；

由BCM控制部分接收到第二射频信号作出处理后输出的识别信号；

由IMMO控制部分接收到低频信号作出处理后输出的认证信号；

由BCM控制部分接收到第一感应信号作出处理后输出的负载驱动信号；

由TPMS控制部分接收到第二感应信号作出处理后输出的胎压信号。

本实施例中，以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种车辆控制集成电路，其特征在于，包括集成IMMO、TPMS及PEPS控制的集成模块；所述集成模块包括IMMO通信单元、中央处理单元、射频收发单元、低频收发单元；

所述IMMO通信单元与中央处理单元连接，用于接收开锁指令并进行开锁信息认证；

所述射频收发单元与中央处理单元连接，用于接收远程接口发送的射频信号并传输至中央处理单元；

所述低频收发单元与中央处理单元连接，用于接收远程接口发送的低频信号并传输至中央处理单元；

所述中央处理单元用于根据接收到的通信信号、射频信号、低频信号作出相应的处理，并向IMMO通信单元输出认证信号、向射频收发单元输出验证信号和/或胎压感应信号。

2.根据权利要求1所述的车辆控制集成电路，其特征在于，还包括用于车身控制的独立模块；所述独立模块包括输入信号处理单元、处理器、输出驱动电路单元；

所述输入信号处理单元与处理器连接，用于接收车辆上的开关信号以及采集的感应信号并作出处理；

所述处理器用于根据接收到的开关信号以及感应信号作出相应的处理并输出控制信号；

所述输出驱动电路单元与处理器连接，用于接收处理器输出的控制信号，并根据控制信号输出驱动负载信号以控制车身执行相应的操作。

3.根据权利要求1所述的车辆控制集成电路，其特征在于，所述集成模块还包括集成BCM控制的部分；所述集成模块还包括输入信号处理单元及输出驱动电路单元；

所述输入信号处理单元与中央处理单元连接，用于接收车辆上的开关信号以及采集的感应信号并作出处理；

所述中央处理单元还用于根据接收到的开关信号以及感应信号作出相应处理并输出控制信号；

所述输出驱动电路单元与中央处理单元连接，用于接收中央处理单元输出的控制信号，并根据控制信号输出驱动负载信号以控制车身执行相应的操作。

4.根据权利要求2或3所述的车辆控制集成电路，其特征在于，还包括用于将负载的状态转换为感应信号的传感单元。

5.根据权利要求4所述的车辆控制集成电路，其特征在于，所述传感单元包括门锁传感器、车窗传感器以及雨量传感器的一种或多种。

6.根据权利要求2或3所述的车辆控制集成电路，其特征在于，所述开关信号包括雨刮开关信号、灯具开关信号、车窗开关信号、引擎盖开关信号、后视镜折叠开关信号、行李箱开关信号、中控锁开关信号、一键启动开关信号以及危险警报灯开关信号中的一种或多种。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的车辆控制集成电路，其特征在于，还包括用于检测电机状态、进行身份识别的电子控制单元。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的车辆控制集成电路，其特征在于，还包括CAN/LIN接口单元，用于实现中央处理单元和/或处理器与CAN/LIN总线通信。