CN210626925U - 网关控制器、整车控制器、整车管理系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种网关控制器、整车控制器、整车管理系统和车辆，该网关控制器包括WIFI通信单元、移动网络通信单元和调制解调单元；WIFI通信单元和移动网络通信单元用于将来自车辆零部件的车身网络数据信号发送至整车控制器，并接收整车控制器反馈的控制信号。该整车控制器包括：总线通信单元、主控芯片和加速度传感器单元，加速度传感器单元与主控芯片进行通信，用于向主控芯片传输采集到的车身加速度数据信号。本实用新型能够将TBOX内部各功能模块分解后集成到网关控制器和整车控制器上，使车辆单一零部件的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

Description

网关控制器、整车控制器、整车管理系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种网关控制器、整车控制器、整车管理系统和车辆。

背景技术

目前的新能源汽车普遍采用的是整车控制器+网关+TBOX+零部件控制器+各零部件的数据传输方式。其中，网关控制器通过各条总线来共享网络管理数据、故障诊断数据给整车控制器，整车控制器通过TBOX上传数据到后台服务器报障，实现车联网的底层硬件功能。

具体的，网关控制器是车辆内部通信局域网的核心，用于实现各条总线上信息的共享以及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。目前，网关控制器的内部硬件模块主要包括：电源管理电路、主芯片电路、EEPROM(Electrically Erasable Programmable readonly memory，带电可擦可编程只读存储器)、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信电路、LIN(Local Interconnect Network，局域互联网络)通信电路、输入采样电路、PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)输入电路。

TBOX主要通过CAN总线与整车控制器通信，用于采集车辆数据、进行车辆远程诊断、车辆远程控制和碰撞检测触发报警。目前，TBOX的内部硬件模块主要包括：电源管理电路、主芯片电路、加速度传感器电路、LED驱动电路、WIFI模块电路、SIM卡电路、MODEM模块电路、后备电池接口电路、安全气囊接口电路、CAN通信电路等多种功能模块电路。

整车控制器负责整个汽车的核心控制，用于采集加速踏板信号、制动踏板信号与其它部件信号，做出相应判断直接或间接通过网关控制下层各部件控制器的动作。目前，整车控制器的内部硬件模块主要包括：电源管理电路、主芯片电路、输入极性保护电路、高低边驱动电路、CAN通信电路、LED驱动电路、LIN通信电路、模拟输入电路、PWM输入电路、数字信号输入电路等。

如前所述，可以看出，目前，整车控制器、网关控制器和TBOX内部均包括多个硬件功能模块，零部件的功能集成度不高，占用整车空间大，同时使得整车硬件成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种网关控制器，该网关控制器集成有TBOX的部分功能模块，使的网关控制器的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

为此，本实用新型的第二个目的在于提出一种整车控制器。

为此，本实用新型的第三个目的在于提出一种整车管理系统。

为此，本实用新型的第四个目的在于提出一种车辆。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提出了一种网关控制器，包括：WIFI通信单元、移动网络通信单元和对用于对所述WIFI通信单元、移动网络通信单元进行信号调制解调的调制解调单元；所述WIFI通信单元和移动网络通信单元用于将来自车辆零部件的车身网络数据信号发送至整车控制器，并接收所述整车控制器反馈的控制信号。

根据本实用新型的网关控制器，集成设置有TBOX的部分功能模块，如WIFI通信单元、移动网络通信单元和调制解调单元，使的网关控制器的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

另外，根据本实用新型上述的网关控制器还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，还包括：GPS天线单元，所述GPS天线单元设置在乘客舱内的仪表盘的后方，且临近整车控制器设置。

在一些示例中，还包括：语音交互单元，所述语音交互单元设置在乘客舱内的仪表盘的后方。

在一些示例中，所述语音交互单元包括麦克风和扬声器。

为了实现上述目的，本实用新型第二方面提出了一种整车控制器，包括：总线通信单元，与网关控制器相连，用于接收所述网关控制器发送的车身网络数据信号，并向所述网关控制器反馈控制信号；主控芯片，与所述总线通信单元相连，用于根据所述网络数据信号生成所述控制信号；加速度传感器单元，与所述主控芯片进行通信，用于向所述主控芯片传输采集到的车身加速度数据信号。

根据本实用新型的整车控制器，集成设置有TBOX的部分功能模块，如加速度传感器单元，使的整车控制器的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

另外，根据本实用新型上述的整车控制器还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述加速度传感器单元与所述主控芯片之间通过I2C总线进行通信。

在一些示例中，还包括：电源管理电路；LED驱动电路，所述LED驱动电路集成在所述电源管理电路中，并与所述主控芯片相连。

在一些示例中，还包括：安全气囊控制接口，所述主控芯片通过所述安全气囊接口与安全气囊相连，以对所述安全气囊进行控制。

为了实现上述目的，本实用新型第三方面提出了一种整车管理系统，包括：多个车辆零部件、本实用新型上述的网关控制器和整车控制器。

根据本实用新型的整车管理系统，能够将TBOX内部各功能模块分解后集成到网关控制器和整车控制器上，使车辆单一零部件的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

为了实现上述目的，本实用新型第四方面提出了一种车辆，包括：本实用新型上述的整车管理系统。

根据本实用新型的车辆，能够将TBOX内部各功能模块分解后集成到网关控制器和整车控制器上，使车辆单一零部件的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分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

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的网关控制器的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的网关控制器的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的整车控制器的结构示意图；

图4是根据本实用新型另一个实施例的整车控制器的结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的整车管理系统的结构示意图。

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，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。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。

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“安装”、“相连”、“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。

以下结合附图描述根据本实用新型实施例的网关控制器、整车控制器、整车管理系统和车辆。

图1是根据本实用新型一个实施例的网关控制器的结构示意图。

如图1所示，该网关控制器100，包括：WIFI通信单元110、移动网络通信单元120和对用于对WIFI通信单元、移动网络通信单元进行信号调制解调的调制解调单元130。可以理解的，该网关控制器100还可以包括其它硬件模块，如电源管理电路、主芯片电路、EEPROM、CAN通信电路、LIN通信电路、输入采样电路、PWM输入电路等。

具体的，WIFI通信单元110和移动网络通信单元用于将来自车辆零部件的车身网络数据信号发送至整车控制器，并接收整车控制器反馈的控制信号。也即是说，将TBOX内部各功能模块进行分解，将TBOX的部分功能模块，如WIFI通信单元110、移动网络通信单元120和调制解调单元130集成到网关控制器100上，拓展网关控制器100的网络通信功能，使网关控制器100具备WIFI通信、移动网络通信等功能，从而，提高了网关控制器100的功能集成度，同时，可以取消TBOX，节省了整车空间，同时降低硬件成本。

在具体示例中，调制解调单元130包括调制解调器MODEM。WIFI通信单元110基于WIFI网络进行通信。移动网络通信单元120通过移动终端的SIM卡，基于移动通信网络，如3G、4G、5G等进行通信。

换言之，在本实用新型实施例中，网关控制器110被重新定义为作为承接上层网络信号(如整车控制器发送的控制信号)收发，下接车身网络数据(如车辆零部件发送的车身网络数据信号)共享的零部件，合并了TBOX原有的WIFI硬件模块，移动网络通信模块、MODEM模块电路，使车身网络数据从原有的各零部件信号->网关控制器->整车控制器->TBOX的信号流向，优化成为各零部件信号->网关控制器->整车控制器->网关控制器的信号流向，可以有效减少传输过程中的CAN节点，使响应速度更加快捷，即，提高数据信号传输效率。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，该网关控制器100还包括GPS天线单元140。GPS天线单元140设置在乘客舱内的仪表盘的后方，且临近整车控制器设置。也即是说，将TBOX原有的GPS定位模块集成到网关控制器100上，使网关控制器110具有GPS定位功能。

具体的说，GPS天线单元140作为受干扰源，容易受到车身信号干扰以及车身金属支架的屏蔽效应导致定位不准，相对于TBOX的安装位置，网关控制器100位于乘客舱内仪表盘后方，紧挨着整车控制器，由于GPS天线单元140集成在网关控制器100上，因此，GPS天线单元140也位于乘客舱内仪表盘后方，紧挨着整车控制器，从而可以有效降低信号干扰和降低屏蔽效应，提高GPS定位精度，使得GPS定位效果更好。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，该网关控制器100还包括语音交互单元150。语音交互单元150设置在乘客舱内的仪表盘的后方。具体的，语音交互单元150包括麦克风和扬声器。也即是说，将TBOX中的麦克风功能模块和扬声器功能模块集成到网关控制器100上，使得网关控制器100具有语音交互功能。具体的，将麦克风和扬声器位于仪表盘后方，这样更靠近驾驶员，从而方便驾驶员进行语音交互，以及对驾驶员语音提示。

根据本实用新型的网关控制器，集成设置有TBOX的部分功能模块，如WIFI通信单元、移动网络通信单元和调制解调单元，使的网关控制器的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

本实用新型的进一步实施例还提出了一种整车控制器。

图3是根据本实用新型一个实施例的整车控制器的结构示意图。如图3所示，该整车控制器200，包括：总线通信单元210、主控芯片220和加速度传感器单元230。

具体的，总线通信单元210与网关控制器100相连，用于接收网关控制器100发送的车身网络数据信号，并向网关控制器100反馈控制信号。总线通信单元210例如包括CAN通信电路、LIN通信电路等。

主控芯片220，即整车控制器200的CPU，与总线通信单元210相连，用于根据车身网络数据信号生成控制信号。

加速度传感器单元230，与主控芯片220进行通信，用于向主控芯片220传输采集到的车身加速度数据信号。也即是说，将TBOX内部各功能模块进行分解，将TBOX的部分功能模块，如加速度传感器电路集成到整车控制器200上，使整车控制器兼容整合部分与行车功能安全相关功能，从而，提高了整车控制器200的功能集成度，同时，可以取消TBOX，节省了整车空间，同时降低硬件成本。

在本实用新型的一个实施例中，加速度传感器单元230与主控芯片220之间通过I2C总线进行通信。换言之，即加速度传感器单元230直接集成在整车控制器200上，与整车控制器200的主控芯片220进行I2C通信，从而可以使车身加速数据更快的导入整车控制器200上获得响应，即提高了数据信号传输效率和整车控制器200的响应速度。

在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，该整车控制器200还包括电源管理电路240和LED驱动电路250。LED驱动电路250集成在电源管理电路240中，并与主控芯片220相连。具体的说，即LED驱动电路250集成在整车控制器200的电源管理电路240中，使整车控制器200具有LED驱动功能，节省了原有TBOX上的LED驱动电路250，直接由整车控制器200的主控芯片220进行控制。

在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，该整车控制器200还包括安全气囊控制接口260。主控芯片220通过安全气囊接口与安全气囊相连，以对安全气囊进行控制。也即是说，将TBOX中的安全气囊接口电路集成到整车控制器200上，通过整车控制器200控制安全气囊。具体的，通过安全气囊控制接口260将安全气囊接入整车控制器200中，由整车控制器200对安全气囊发出指令控制，从而有效减少原有TBOX上的CAN节点。

在具体实施例中，出于整车功能安全考虑，将安全气囊接口、LED驱动电路250等贴近车身控制的功能合并到整车控制器200上，可以加快响应时间，减少数据传输过程中的风险，提高数据传输的效率和准确性。

根据本实用新型的整车控制器，集成设置有TBOX的部分功能模块，如加速度传感器单元，使的整车控制器的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

本实用新型的进一步实施例还提出了一种整车管理系统。

图5是根据本实用新型一个实施例的整车管理系统的结构示意图。如图5所示，该整车管理系统1000，包括：多个车辆零部件300、本实用新型上述任意一个实施例所描述的网关控制器100和本实用新型上述任意一个实施例所描述的整车控制器200，从而，该整车管理系统1000，可以分解TBOX内部各功能模块，使整车控制器200兼容整合部分与行车功能安全相关功能，另一方面，拓展了网关控制器100的网络通信功能，使网关控制器100具备WIFI通信、移动网络通信等功能。使车辆原有的整车控制器+网关+TBOX的数据传输模式优化成为整车控制器+网关组合的数据传输模式，可深化零部件的功能细分，使单一零部件的功能集成度更高，有效节省整车空间，降低硬件成本。

需要说明的是，该整车管理系统1000具体实现方式与上述网关控制器100和整车控制器200的具体实现方式类似，关于该整车管理系统1000具体实现方式的详细描述，请参见上述关于网关控制器100和整车控制器200部分的描述，此处不再赘述。

根据本实用新型的整车管理系统，能够将TBOX内部各功能模块分解后集成到网关控制器和整车控制器上，使车辆单一零部件的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

本实用新型的进一步实施例还提出了一种车辆。该车辆包括本实用新型上述任意一个实施例所描述的整车管理系统。

根据本实用新型的车辆，能够将TBOX内部各功能模块分解后集成到网关控制器和整车控制器上，使车辆单一零部件的功能集成度更高，从而可取消TBOX，节省整车空间，降低硬件成本。

另外，根据本实用新型实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种网关控制器，其特征在于，包括：WIFI通信单元、移动网络通信单元和对用于对所述WIFI通信单元、移动网络通信单元进行信号调制解调的调制解调单元；

所述WIFI通信单元和移动网络通信单元用于将来自车辆零部件的车身网络数据信号发送至整车控制器，并接收所述整车控制器反馈的控制信号。

2.根据权利要求1所述的网关控制器，其特征在于，还包括：

GPS天线单元，所述GPS天线单元设置在乘客舱内的仪表盘的后方，且临近所述整车控制器设置。

3.根据权利要求1所述的网关控制器，其特征在于，还包括：

语音交互单元，所述语音交互单元设置在乘客舱内的仪表盘的后方。

4.根据权利要求3所述的网关控制器，其特征在于，所述语音交互单元包括麦克风和扬声器。

5.一种整车控制器，其特征在于，包括：

总线通信单元，与网关控制器相连，用于接收所述网关控制器发送的车身网络数据信号，并向所述网关控制器反馈控制信号；

主控芯片，与所述总线通信单元相连，用于根据所述车身网络数据信号生成所述控制信号；

加速度传感器单元，与所述主控芯片进行通信，用于向所述主控芯片传输采集到的车身加速度数据信号。

6.根据权利要求5所述的整车控制器，其特征在于，所述加速度传感器单元与所述主控芯片之间通过I2C总线进行通信。

7.根据权利要求5所述的整车控制器，其特征在于，还包括：

电源管理电路；

LED驱动电路，所述LED驱动电路集成在所述电源管理电路中，并与所述主控芯片相连。

8.根据权利要求5所述的整车控制器，其特征在于，还包括：

安全气囊控制接口，所述主控芯片通过所述安全气囊接口与安全气囊相连，以对所述安全气囊进行控制。

9.一种整车管理系统，其特征在于，包括：

多个车辆零部件；

如权利要求1-4任一项所述的网关控制器；以及

如权利要求5-8任一项所述的整车控制器。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的整车管理系统。

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