CN209765306U

CN209765306U - 整车控制器和车辆

Info

Publication number: CN209765306U
Application number: CN201920684109.XU
Authority: CN
Inventors: 朱认平
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2019-12-10
Anticipated expiration: 2029-05-10

Abstract

本公开涉及一种整车控制器和车辆，该整车控制器包括控制器局域网络CAN收发器，分别与该CAN收发器连接的处理器和逻辑电路，以及与该逻辑电路连接的开关，该开关一端连接位于整车控制器外部的电源，另一端连接电压转换电路，该电源与该CAN收发器连接，该电压转换电路分别与该CAN收发器和该处理器连接；该CAN收发器用于通过该逻辑电路控制该开关闭合或者断开，这样，在该整车控制器进入休眠状态时，可以通过该逻辑电路控制该开关断开，从而可以切断该开关输出端的所有负载电源，使得该电压转换电路以及与该电压转换电路连接的处理器均不产生功耗，从而可以实现微弱功耗，使得该整车控制器可以长时间待机，以实现电源长时间的续航需求。

Description

整车控制器和车辆

技术领域

本公开涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种整车控制器和车辆。

背景技术

整车控制器(vehicle control unit，VCU)是纯电动、混合动力汽车的核心部件，负责采集驾驶员的驾驶动作、监控车辆状态，协调电机控制器、电池管理系统、仪表等系统，进行功率扭矩以及整车能量的分配，并进行故障诊断和电附件管理，具有重要的作用。

通常情况下，车辆下电后也需要通过整车控制器对车辆的当前位置、充电状态、电池组温度、单体电压等车辆状态进行监控，但实际应用场景中，车辆下电后整车控制器立刻掉电，而整车控制器断电后就无法获取或监控整车状态，此时，需要唤醒该整车控制器，但是，相关技术中可以实现休眠和唤醒功能的整车控制器，在休眠状态下的功耗较大，不能满足车载电源长时间的续航需求。

实用新型内容

本公开提供一种整车控制器和车辆。

第一方面，提供一种整车控制器，应用于车辆，包括：控制器局域网络CAN收发器，分别与所述CAN收发器连接的处理器和逻辑电路，以及与所述逻辑电路连接的开关，所述开关一端连接位于整车控制器外部的电源，另一端连接电压转换电路，所述电源与所述CAN收发器连接，所述电压转换电路分别与所述CAN收发器和所述处理器连接；所述CAN收发器用于通过所述逻辑电路控制所述开关闭合或者断开。

可选地，所述CAN收发器在进入休眠状态后，通过所述逻辑电路控制所述开关断开。

可选地，所述CAN收发器在进入所述休眠状态后，向所述逻辑电路发送第一电信号，所述第一电信号用于指示所述逻辑电路控制所述开关断开；所述逻辑电路在接收到所述第一电信号后，触发所述开关断开。

可选地，所述逻辑电路包括第一端口和第二端口，所述逻辑电路通过所述第一端口接收所述CAN收发器发送的信号，所述逻辑电路通过所述第二端口接收外部设备发送的硬线信号，所述硬线信号用于指示所述逻辑电路控制所述开关闭合。

可选地，所述CAN收发器还用于在接收到唤醒信号时，向所述逻辑电路发送第二电信号；所述第二电信号用于指示所述逻辑电路控制所述开关闭合；所述逻辑电路通过所述第一端口接收所述第二电信号，并在接收到所述第二电信号后，触发所述开关闭合。

可选地，所述逻辑电路通过所述第二端口接收所述硬线信号，并在接收到所述硬线信号后，触发所述开关闭合。

可选地，所述处理器用于接收所述硬线信号，并在停止接收所述硬线信号时，向所述CAN收发器发送休眠指令；所述CAN收发器在接收到所述休眠指令后，进入休眠状态。

可选地，所述整车控制器还包括连接在所述开关和所述电压转换电路之间的高边输出芯片。

可选地，所述逻辑电路包括第一二极管，与所述第一二极管并联的第二二极管，第一电阻，稳压管，与所述稳压管并联的第二电阻，绝缘栅场效应管；其中，所述第一电阻的一端存在第一节点，所述第一电阻的另一端存在第二节点；所述第一二极管的一端和所述第二二极管的一端分别与所述逻辑电路的输入端相连；所述第一二极管的另一端通过所述第一节点与所述第一电阻连接，所述第二二极管的另一端通过所述第一节点与所述第一电阻连接，所述稳压管和所述第二电阻并联后一端通过所述第二节点与所述第一电阻串联，另一端接地，所述绝缘栅场效应管的栅极通过所述第二节点分别与所述第一电阻、所述稳压管和所述第二电阻连接，所述绝缘栅场效应管的源极接地，所述绝缘栅场效应管的漏极与所述逻辑电路的输出端相连。

第二方面，提供一种车辆，包括本公开第一方面所述的整车控制器。

通过上述技术方案，本公开提供的该整车控制器包括控制器局域网络CAN收发器，分别与所述CAN收发器连接的处理器和逻辑电路，以及与所述逻辑电路连接的开关，所述开关一端连接位于整车控制器外部的电源，另一端连接电压转换电路，所述电源与所述CAN收发器连接，所述电压转换电路分别与所述CAN收发器和所述处理器连接；所述CAN收发器用于通过所述逻辑电路控制所述开关闭合或者断开，这样，在该整车控制器进入休眠状态时，可以通过该逻辑电路控制该开关断开，并且在控制该开关断开后，即切断该开关输出端的所有负载电源，该电压转换电路以及与该电压转换电路连接的处理器均不产生功耗，此时，仅需统计由电源供常电的CAN收发器和开关的功耗，不依赖其他芯片的功耗情况，因此，在该整车控制器处于休眠状态时，可以更大程度上实现微弱功耗，使得该整车控制器可以长时间待机，以实现电源长时间的续航需求。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一种现有的整车控制器的结构框图；

图2是根据一示例性实施例示出的第一种整车控制器的结构框图；

图3是根据一示例性实施例示出的第二种整车控制器的结构框图；

图4是根据一示例性实施例示出的第三种整车控制器的结构框图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种逻辑电路的电路结构图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种车辆的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开提供一种具有休眠和唤醒功能的整车控制器(VCU)，相关技术中带休眠和唤醒功能的整车控制器电源部分结构框图如图1所示，当VCU进入待机状态下，车载电源(如蓄电池)提供的电压(Vin)需要同时为图1所示的CAN收发器、电压转换芯片、高边输出芯片等供常电，但是，由于当前主流的电压转换芯片或高边输出芯片，在系统正常工作的情况下，设计上很难都做到10uA左右的待机功耗，一般都在100-500uA之间，故存在休眠情况下功耗较大的问题。

为解决相关技术中存在的问题，本公开提供一种整车控制器和车辆，该整车控制器包括CAN收发器、开关、逻辑电路、处理器以及电压转换电路，该开关一端连接位于整车控制器外部的电源，另一端连接电压转换电路，该CAN收发器用于通过该逻辑电路控制该开关闭合或者断开，这样，在该整车控制器进入休眠状态时，可以通过该逻辑电路控制该开关断开，并且在控制该开关断开后，即切断该开关输出端的所有负载电源，该电压转换电路以及与该电压转换电路连接的处理器均不产生功耗，此时，仅需统计由电源供常电的CAN收发器和开关的功耗，不依赖其他芯片的功耗情况，因此，在该整车控制器处于休眠状态时，可以更大程度上实现微弱功耗，使得该整车控制器可以长时间待机，以实现电源长时间的续航需求。

下面结合附图，对本公开的具体实施方式进行说明。

图2是根据一示例性实施例示出的一种整车控制器的结构框图，应用于车辆，如图2所示，该整车控制器200包括控制器局域网络CAN收发器201，分别与该CAN收发器201连接的处理器202和逻辑电路203，以及与该逻辑电路203连接的开关204，该开关204一端连接位于整车控制器外部的电源，另一端连接电压转换电路205，该电源与该CAN收发器201连接，该电压转换电路205分别与该CAN收发器201和该处理器202连接；其中，该CAN收发器201用于通过该逻辑电路203控制该开关204闭合或者断开。

其中，该处理器202可以为微控制单元(Micro-controller Unit，MCU)，该开关204可以为高边开关，该电源可以为车载电源，如蓄电池；该电压转换电路205可以用于将通过开关204输出的第一电压(如图2中的Vin2电压，可以为12V或24V)进行降压后转换成第二电压(如图2中的Vcc电压，可以为5V或3.3V)，为处理器202、CAN收发器201以及逻辑电路203等供电。

可选地，该CAN收发器201在进入休眠状态后，可以通过该逻辑电路203控制该开关204断开。

需要说明的是，在控制该开关204断开后，即切断该开关204输出端的所有负载(如图2中的电压转换电路205和处理器202)的电源，使得该电压转换电路205以及与该电压转换电路205连接的处理器202均不产生功耗。

另外，该CAN收发器201还与位于整车控制器外部的电源连接，该CAN收发器201上设置有VCC(Volt Current Condenser，电源)端口，该CAN收发器201通过该VCC端口与该电压转换电路205连接，也就是说，该电压转换电路205通过该CAN收发器201上设置的该VCC端口为该CAN收发器201供电，在控制该开关204断开后，该CAN收发器201通过该电压转换电路205供电的VCC端口也被断电，此时，该CAN收发器201切换为通过该电源供常电，而当该CAN收发器201进入休眠状态时，该整车控制器也进入休眠状态，也就是说，当该整车控制器处于休眠状态时，只有供常电的CAN收发器201和开关204会产生功耗，又因为当该整车控制器处于休眠状态时，该开关204断开，即相当于MOS管的截止状态，因此，开关204的静态功耗非常小(约10uA)，因此，本公开提供的该整车控制器在休眠状态下，可以实现微功耗，从而使得该整车控制器可以长时间待机，以实现电源长时间的续航需求。

还需说明的是，在本公开中，处理器202可以检测车辆是否满足休眠条件，并在确定满足休眠条件时，向该CAN收发器201发送休眠指令，该CAN收发器201在接收到处理器202发送的该休眠指令后，控制该CAN收发器201进入该休眠状态。

本公开提供的该整车控制器中，该CAN收发器201上设置有STB_N引脚和EN引脚，其中，该STB_N引脚表示待机控制输入引脚，该EN引脚表示输入使能控制引脚，在一种可能的实现方式中，该CAN收发器在接收到该休眠指令后，可以通过将STB_N引脚置位为0，将EN引脚置位为1，控制该CAN收发器进入休眠状态。

另外，在本公开中，处理器202在检测到整车下电或者在检测到停止接收外部唤醒源(如外部电压设备)输入的硬线信号(可参考下文中的相关描述)时，确定整车控制器满足休眠条件，此时，可以向该CAN收发器201发送该休眠指令，其中，该硬线信号为电平信号。

在一种可能的实现方式中，可以根据车辆当前所处的挡位状态确定整车是否下电，例如，当确定车辆钥匙回转至ACC挡位或者OFF挡位时，确定该车辆处于整车下电状态。

可选地，该CAN收发器201在进入该休眠状态后，向该逻辑电路203发送第一电信号，该第一电信号用于指示该逻辑电路203控制该开关204断开；该逻辑电路203在接收到该第一电信号后，可以触发该开关204断开，在一种可能的实现方式中，该逻辑电路203在接收到该第一电信号后，可以向该开关204发送断开信号，该开关204在接收到该断开信号后断开。

其中，该CAN收发器201上设置有INH管脚，其中，该INH管脚表示在该CAN收发器201上设置的输出管脚，该CAN收发器201可以通过该INH管脚与该逻辑电路203进行通信，通常情况下，在该CAN收发器201正常工作时，该INH管脚输出高电平信号，在该CAN收发器201处于休眠状态时，该INH管脚输出低电平信号，因此，该第一电信号可以为该CAN收发器201通过该INH管脚输出的该低电平信号。

另外，该开关204上设置有IN管脚，该IN管脚表示该开关204上用于接收输入信号的管脚，该开关204可以通过该IN管脚与该逻辑电路203进行通信，例如，该开关204可以通过该IN管脚接收该断开信号。

可选地，如图3所示，该逻辑电路203包括第一端口2031和第二端口2032，该逻辑电路203通过该第一端口2031接收该CAN收发器201发送的信号，该逻辑电路203通过该第二端口2032接收外部设备发送的硬线信号。

其中，该硬线信号用于指示该逻辑电路203控制该开关204闭合，例如，该硬线信号可以为图3中的Wakeup-In信号，该外部设备可以为外部唤醒源，如外部电压设备。

例如，在该整车控制器进入休眠状态时，该逻辑电路203可以通过该第一端口2031接收该CAN收发器201发送的该第一电信号，在需要唤醒该整车控制器时，该逻辑电路203可以通过该第一端口2031接收该CAN收发器201发送的第二电信号(见下文中的相关描述)；另外，本公开提供的该整车控制器也可以通过外部唤醒源唤醒(例如，该逻辑电路203可以接收外部电压设备发送的硬线信号)，此时，该逻辑电路203可以通过该第二端口2032接收该外部唤醒源发送的该硬线信号。

当需要对车辆的当前位置、充电状态、电池组温度、单体电压等车辆状态进行监控时，需要通过整车控制器来实现，而当该整车控制器处于休眠状态时，无法对车辆状态进行监控，此时，需要唤醒处于休眠状态的整车控制器，本公开提供的该整车控制器可以支持两种唤醒机制，一种唤醒机制是CAN信号唤醒，另一种唤醒机制是硬线信号唤醒，下面对这两种唤醒机制进行介绍。

CAN信号唤醒：该CAN收发器201还用于在接收到唤醒信号时，向该逻辑电路203发送第二电信号；该第二电信号用于指示该逻辑电路203控制该开关204闭合；该逻辑电路203通过该第一端口2031接收该第二电信号，并在接收到该第二电信号后，触发该开关204闭合，例如，该逻辑电路203在接收到该第二电信号后，可以向该开关204发送闭合信号，该开关204在接收到该闭合信号后闭合。

其中，在该第一电信号为该低电平信号时，该第二电信号即为高电平信号，该开关204也可以通过该IN管脚接收该闭合信号。

在一种可能的实现方式中，在对车辆的状态进行监控时，车身控制器(bodycontrol module，BCM)可以通过CAN总线向该CAN收发器201发送该唤醒信号，该唤醒信号可以为CAN唤醒信号，该CAN收发器201可以通过RXD管脚(该RXD管脚表示该CAN收发器201上用于接收总线上的输出信号的管脚)接收该CAN唤醒信号，此时，该CAN收发器201被唤醒后进入正常工作状态，该CAN收发器201上的INH管脚输出该第二电信号(例如高电平信号)至该逻辑电路203，该逻辑电路203在接收到该第二电信号后即控制该开关204闭合，从而使得与该开关204连接的电压转换电路205恢复对负载供电，这样，CAN收发器201的VCC端口输入高电平信号，CAN收发器和整车控制器都进入正常工作状态，从而可以通过被唤醒的该整车控制器对车辆状态进行监控。

硬线信号唤醒：该逻辑电路203可以通过该第二端口2032接收该硬线信号，并在接收到该硬线信号后，触发该开关204闭合，例如，该逻辑电路203在接收到该硬线信号后，可以向该开关204发送闭合信号，该开关204在接收到该闭合信号后闭合。

其中，在硬线信号唤醒机制下，该开关204也可以通过该IN管脚接收该闭合信号。

在另一种可能的实现方式中，该逻辑电路203可以检测外部唤醒源是否输入硬线信号(如检测Wakeup-In信号是否为高电平信号)，并在检测到该硬线信号时，控制该开关204闭合，同样可以使得与该开关204连接的电压转换电路205恢复对负载供电，这样，CAN收发器201的VCC端口输入高电平信号，CAN收发器和整车控制器都进入正常工作状态，从而可以通过被唤醒的该整车控制器对车辆状态进行监控。

另外，在该电压转换电路205恢复对负载供电后，处理器205也进入正常工作状态，此时，为避免由于外部干扰导致的系统误唤醒，该硬线信号在输入该逻辑电路203的同时，也发送至处理器202，这样，该处理器202可以检测该硬线信号是否一直存在，若是存在即保持唤醒状态，若是由于外部特定的干扰导致系统误唤醒(例如Wakeup-In高电平信号消失)，该处理器202也会给CAN收发器201发送休眠指令，从而控制该整车控制器重新进入休眠状态。

具体地，该处理器202可以用于接收该硬线信号，并在停止接收该硬线信号时，向该CAN收发器201发送休眠指令；该CAN收发器201在接收到该休眠指令后，进入休眠状态。

可选地，如图4所示，该整车控制器还包括连接在该开关204和该电压转换电路205之间的高边输出芯片206。

其中，在该整车控制器处于休眠状态时，控制该开关204断开后，该高边输出芯片206也处于断电状态，这样，该整车控制器处于休眠状态时，该高边输出芯片206也不产生功耗，从而可以进一步降低该整车控制器处于休眠状态时的功耗。

另外，如图4所示，本公开提供的该整车控制器还包括除CAN收发器201、处理器202、逻辑电路203、开关204、电压转换电路205、高边输出芯片206以外的其它电路，如信号采集电路、输入信号处理电路等。

可选地，图5是根据一示例性实施例示出的一种逻辑电路203的电路结构图，如图5所示，该逻辑电路203包括第一二极管D1，与该第一二极管D1并联的第二二极管D2，第一电阻R1，稳压管D3，与该稳压管D3并联的第二电阻R2，绝缘栅场效应管Q1；

其中，该第一电阻R1的一端存在第一节点O1，该第一电阻R1的另一端存在第二节点O2；该第一二极管D1的一端和该第二二极管D2的一端分别与该逻辑电路203的输入端相连；该第一二极管D1的另一端通过该第一节点O1与该第一电阻R1连接，该第二二极管D2的另一端通过该第一节点O1与该第一电阻R1连接，该稳压管D3和该第二电阻R2并联后一端通过该第二节点O2与该第一电阻R1串联，另一端接地，该绝缘栅场效应管Q1的栅极通过该第二节点O2分别与该第一电阻R1、该稳压管D3和该第二电阻R2连接，该绝缘栅场效应管Q1的源极接地，该绝缘栅场效应管Q1的漏极与该逻辑电路203的输出端V_OUT相连。

其中，该绝缘栅场效应管Q1可以为N沟道低压MOS管。

需要说明的是，本公开提供的该逻辑电路中的第一端口和第二端口分别接收不同的输入信号，一个端口接收由CAN收发器201的INH管脚输出的信号，另一个端口接收外部唤醒源输入的硬线信号，如图5中的Wakeup-In信号。

示例地，当Wakeup-In高电平信号输入该逻辑电路203时，该逻辑电路203的输出端V_OUT输出低电平信号；当Wakeup-In低电平信号输入该逻辑电路203时，该逻辑电路203的输出端V_OUT输出高阻态信号；当CAN收发器的INH管脚输出的高电平信号输入该逻辑电路203时，该逻辑电路203的输出端V_OUT输出低电平信号；当CAN收发器的INH管脚输出的低电平信号输入该逻辑电路203时，该逻辑电路203的输出端V_OUT输出高阻态信号，上述示例只是举例说明，本公开对此不作限定。

本公开提供的该整车控制器在进入休眠状态时，可以通过逻辑电路控制开关断开，并且在控制该开关断开后，即切断该开关输出端的所有负载电源，该电压转换电路以及与该电压转换电路连接的处理器均不产生功耗，此时，仅需统计由电源供常电的CAN收发器和开关的功耗，不依赖其他芯片的功耗情况，因此，在该整车控制器处于休眠状态时，可以最大程度上实现微弱功耗，使得该整车控制器可以长时间待机，以实现电源长时间的续航需求。

如图6所示，本公开还提供一种车辆，包括上述所述的整车控制器。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims

1.一种整车控制器，其特征在于，应用于车辆，包括：

控制器局域网络CAN收发器，分别与所述CAN收发器连接的处理器和逻辑电路，以及与所述逻辑电路连接的开关，所述开关一端连接位于整车控制器外部的电源，另一端连接电压转换电路，所述电源与所述CAN收发器连接，所述电压转换电路分别与所述CAN收发器和所述处理器连接；

所述CAN收发器用于通过所述逻辑电路控制所述开关闭合或者断开。

2.根据权利要求1所述的整车控制器，其特征在于，所述CAN收发器在进入休眠状态后，通过所述逻辑电路控制所述开关断开。

3.根据权利要求2所述的整车控制器，其特征在于，所述CAN收发器在进入所述休眠状态后，向所述逻辑电路发送第一电信号，所述第一电信号用于指示所述逻辑电路控制所述开关断开；

所述逻辑电路在接收到所述第一电信号后，触发所述开关断开。

4.根据权利要求1所述的整车控制器，其特征在于，所述逻辑电路包括第一端口和第二端口，所述逻辑电路通过所述第一端口接收所述CAN收发器发送的信号，所述逻辑电路通过所述第二端口接收外部设备发送的硬线信号，所述硬线信号用于指示所述逻辑电路控制所述开关闭合。

5.根据权利要求4所述的整车控制器，其特征在于，所述CAN收发器还用于在接收到唤醒信号时，向所述逻辑电路发送第二电信号；所述第二电信号用于指示所述逻辑电路控制所述开关闭合；

所述逻辑电路通过所述第一端口接收所述第二电信号，并在接收到所述第二电信号后，触发所述开关闭合。

6.根据权利要求4所述的整车控制器，其特征在于，所述逻辑电路通过所述第二端口接收所述硬线信号，并在接收到所述硬线信号后，触发所述开关闭合。

7.根据权利要求6所述的整车控制器，其特征在于，所述处理器用于接收所述硬线信号，并在停止接收所述硬线信号时，向所述CAN收发器发送休眠指令；

所述CAN收发器在接收到所述休眠指令后，进入休眠状态。

8.根据权利要求1所述的整车控制器，其特征在于，所述整车控制器还包括连接在所述开关和所述电压转换电路之间的高边输出芯片。

9.根据权利要求1至8任一项所述的整车控制器，其特征在于，所述逻辑电路包括第一二极管，与所述第一二极管并联的第二二极管，第一电阻，稳压管，与所述稳压管并联的第二电阻，绝缘栅场效应管；

其中，所述第一电阻的一端存在第一节点，所述第一电阻的另一端存在第二节点；所述第一二极管的一端和所述第二二极管的一端分别与所述逻辑电路的输入端相连；所述第一二极管的另一端通过所述第一节点与所述第一电阻连接，所述第二二极管的另一端通过所述第一节点与所述第一电阻连接，所述稳压管和所述第二电阻并联后一端通过所述第二节点与所述第一电阻串联，另一端接地，所述绝缘栅场效应管的栅极通过所述第二节点分别与所述第一电阻、所述稳压管和所述第二电阻连接，所述绝缘栅场效应管的源极接地，所述绝缘栅场效应管的漏极与所述逻辑电路的输出端相连。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的整车控制器。