CN213715736U - 一种整车控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种整车控制器，通过模拟信号采集模块、数字信号采集模块、第一通讯模块、第二通讯模块、第一驱动模块、第二驱动模块、模拟信号诊断模块、数字信号诊断模块、微控制器和电源，采用两种不同的信号类型监测同一对象，采用两个通讯模块连接同一通讯网络，采用两个驱动模块控制同一执行器，采用两种不同的信号类型诊断驱动器的驱动状态，采用具有多路独立输出的电源为各模块供电，提高了电路的稳定性和可靠性。

Description

一种整车控制器

技术领域

本实用新型涉及整车控制器开发技术领域，具体涉及一种整车控制器。

背景技术

近年来，随着新能源汽车行业的发展，整车控制器(Vehicle control unit， VCU)作为新能源车中央控制单元，是整个控制系统的核心。VCU采集电机及电池状态，采集加速踏板信号、制动踏板信号、执行器及传感器信号，根据驾驶员的意图综合分析做出相应判定后，监控下层的各部件控制器的动作，它负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等，从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。

由上可知，整车控制器性能的好坏，直接决定了新能源汽车整车性能的好坏。在电子系统中，由于存在随机性的失效，VCU不可能不出现故障，由此符合道路车辆功能安全标准的VCU，将大幅提高新能源汽车的整车性能。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种整车控制器，以克服现有技术中由于采用单个采集模块监测整车状态，采用单路通讯模块与整车网络通讯，采用单个驱动模块控制车辆执行器，均采用模拟信号诊断模块，且选用了没有经过功能安全认证的微控制器和电源，由此导致VCU的可靠性差，安全等级低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种整车控制器，所述整车控制器包括：

模拟信号采集模块201，通过线束与被监测的对象、电源202相连接；

数字信号采集模块203，通过线束与所述被监测的对象、所述电源202相连接；

第一通讯模块204，通过通讯线与整车通讯网络、所述电源202相连接；

第二通讯模块205，通过通讯线与所述整车通讯网络、所述电源202相连接；

第一驱动模块206，通过线束与微控制器207、执行器和模拟信号诊断模块208相连接；

第二驱动模块209，通过线束与所述微控制器207、所述执行器和数字信号诊断模块210相连接；

所述模拟信号诊断模块208，通过线束与所述微控制器207和所述第一驱动模块206相连接；

所述数字信号诊断模块210，通过线束与所述微控制器207和所述第二驱动模块209相连接；

所述微控制器(207)，通过线束与所述模拟信号采集模块(201)、所述数字信号采集模块(203)、所述第一通讯模块(204)、所述第二通讯模块(205)、所述第一驱动模块(206)、所述第二驱动模块(209)、所述模拟信号诊断模块 (208)、所述数字信号诊断模块(210)、所述电源(202)相连接；

所述电源202，分别通过线束与所述微控制器207、所述模拟信号采集模块201、所述数字信号采集模块203、所述第一通讯模块204、所述第二通讯模块205相连接。

可选地，所述微控制器207采用SPC5744芯片。

可选地，所述电源202采用集FS6501的安全电源系统基础芯片。

本实用新型提供了一种整车控制器，通过模拟信号采集模块、数字信号采集模块、第一通讯模块、第二通讯模块、第一驱动模块、第二驱动模块、模拟信号诊断模块、数字信号诊断模块、微控制器、和电源，采用两种不同的信号类型监测同一对象，采用两个通讯模块连接同一通讯网络，采用两个驱动模块控制同一执行器，采用两种不同的信号类型诊断驱动器的驱动状态，采用具有多路独立输出的电源为各模块供电，提高了电路的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本实用新型提供的现有技术中的整车控制器结构示意图；

图2为本实用新型提供的整车控制器结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本申请内容。通常在附图中描述和示出的本实用新型的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，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，还需要说明的是，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。

现有技术中的VCU电路如图1所示，控制模块分为两大部分，被虚线框所分隔，虚线框外所描述的模块包含：被监测的对象，整车通讯网络，执行器 1和执行器2。

虚线框内所描述的模块构成VCU电路，包含：采集模块，通过线束与被监测的对象，电源相连接；通讯模块，通过通讯线与整车通讯网络，电源相连接；驱动模块1，通过线束与微控制器，执行器1和模拟信号诊断模块1相连接；驱动模块2，通过线束与微控制器，执行器2和模拟信号诊断模块2相连接；模拟信号诊断模块1，通过线束与微控制器和驱动模块1相连接；模拟信号诊断模块2，通过线束与微控制器和驱动模块2相连接；微控制器，通过线束与采集模块，通讯模块，驱动模块1，驱动模块2，模拟信号诊断模块1，模拟信号诊断模块2，电源相连接；电源，单路输出通过线束与微控制器，采集模块和通讯模块相连接。

但是，在现行的VCU电路方案中，第一方面对被监测的对象的监测一般都是采用1个采集模块，当采集模块失效后，微控制器将不再能获得被监测的对象的状态，使VCU对整车的状态感知下降。

第二方面，与整车网络的通讯一般都是采用单路通讯模块，当通讯模块失效后，采用如图1的方案，微控制器将不再能进行整车通讯，使VCU对整车的监控程度下降。

第三方面，对车身相关执行器的控制一般都是采用1个驱动模块，当此驱动模块失效后，采用如图1的方案，微控制器将不再能控制整车的相关执行器，使VCU对整车的控制能力减弱。

第四方面，对驱动模块的诊断一般都是采用模拟信号，当微控制器内部模拟信号处理功能失效后，采用如图1的方案，微控制器将不再能判别驱动模块的状态，使VCU对整车的控制能力减弱。

第五方面，对微控制器，通讯模块，采集模块的供电一般都是公用一路电源，当此电源失效后，采用如图1的方案，VCU将不再能正常工作，使车辆的失去控制。

第六方面，现有VCU电路中，电源一般都是没有经过功能安全认证的， VCU的系统可靠性较低，使车辆控制的安全等级较低。

第七方面，现有VCU电路中，微控制器一般都是没有经过功能安全认证的，VCU的系统可靠性较低，使车辆控制的安全等级较低。

本实用新型的一个目的是，提供一种基于功能安全的VCU，以克服现有技术中由于采用单个采集模块监测整车状态，采用单路通讯模块与整车网络通讯，采用单个驱动模块控制车辆执行器，均采用模拟信号诊断模块，且选用了没有经过功能安全认证的微控制器和电源，由此导致VCU的可靠性差，安全等级低的各种问题。

图2示出了本实用新型提供的一种整车控制器，虚线框外所描述的模块包含：被监测的对象，整车通讯网络和执行器。

虚线框内所描述的模块构成VCU电路，所述整车控制器VCU包括：

模拟信号采集模块201，通过线束与被监测的对象、电源202相连接。

数字信号采集模块203，通过线束与所述被监测的对象、所述电源202相连接。

对同一被监测对象，采用数字信号和模拟信号两个采集模块监测，当其中一个模块失效时，另一模块仍可保证对被监测对象的状态的获取，避免了采用单个采集模块时，模块失效导致监测对象状态的丢失。

对同一被监测对象，采用数字信号和模拟信号两种类型采集方式监测，避免了采用相同类型采集模块时，由于微控制器内部数字或模拟信号处理模块失效导致监测对象状态的丢失。

对同一被监测对象，采用数字信号和模拟信号两种类型采集方式，避免了采用相同类型采集模块时，由于微控制器内部数字或模拟信号处理模块失效导致监测对象状态的丢失。

第一通讯模块204，通过通讯线与整车通讯网络、所述电源202相连接。

第二通讯模块205，通过通讯线与所述整车通讯网络、所述电源202相连接。

采用两个通讯模块与同一整车通讯网络连接，避免了采用单个通讯模块时，模块失效导致与整体的通讯丢失。

第一驱动模块206，通过线束与微控制器207、执行器和模拟信号诊断模块208相连接。

第二驱动模块209，通过线束与所述微控制器207、所述执行器和数字信号诊断模块210相连接。

对同一执行器，采用两个驱动模块控制，当其中一个模块失效时，另一模块仍可保证对执行器的控制，避免了采用单个驱动模块时，模块失效导致对执行器的失控。

所述模拟信号诊断模块208，通过线束与所述微控制器207和所述第一驱动模块206相连接。

所述数字信号诊断模块210，通过线束与所述微控制器207和所述第二驱动模块209相连接。

驱动器的诊断，采用数字信号和模拟信号两种类型采集方式监测，避免了采用相同类型采集模块时，由于微控制器内部数字或模拟信号处理模块失效导致驱动状态的丢失。

所述微控制器207，通过线束与所述模拟信号采集模块201、所述数字信号采集模块203、所述第一通讯模块204、所述第二通讯模块205、所述第一驱动模块206、所述第二驱动模块209、所述模拟信号诊断模块208、所述数字信号诊断模块210、所述电源202相连接。

所述电源202，分别通过线束与所述微控制器207、所述模拟信号采集模块201、所述数字信号采集模块203、所述第一通讯模块204、所述第二通讯模块205相连接。

对模拟信号采集模块，数字信号采集模块1，数字信号采集模块2，通讯模块1，通讯模块2和微控制器，采用具有多路独立的输出的电源分别供电，当其中一路或几路电源失效时，其他电源仍可正常供电，系统仍正常工作。避免了采用单路电源供电时，电源失效而导致的整个系统失效。

在一种可能的实施方式中，所述微控制器207采用SPC5744芯片。微控制器采用符合功能安全等级ASIL D的MPC5744P，提高了电源的可靠性。

在一种可能的实施方式中，所述电源202采用集FS6501的安全电源系统基础芯片。电源采用符合功能安全等级ASIL D的35FS6500，提高了电源的可靠性。

可以看出，本实用新型提供的采用两种不同的信号类型监测同一对象，采用两个通讯模块连接同一通讯网络，采用两个驱动模块控制同一执行器，采用两种不同的信号类型诊断驱动器的驱动状态，采用具有多路独立输出的电源为各模块供电，采用具有功能安全等级ASIL D的电源35FS6500，采用具有功能安全等级ASIL D的微控制器MPC5744P。

综上所述，本实用新型提供了一种整车控制器，通过模拟信号采集模块、数字信号采集模块、第一通讯模块、第二通讯模块、第一驱动模块、第二驱动模块、模拟信号诊断模块、数字信号诊断模块、微控制器、和电源，采用两种不同的信号类型监测同一对象，采用两个通讯模块连接同一通讯网络，采用两个驱动模块控制同一执行器，采用两种不同的信号类型诊断驱动器的驱动状态，采用具有多路独立输出的电源为各模块供电，提高了电路的稳定性和可靠性。

本实用新型是参照根据本实用新型的方法、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。

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。

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。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种整车控制器，其特征在于，所述整车控制器包括：

模拟信号采集模块(201)，通过线束与被监测的对象、电源(202)相连接；

数字信号采集模块(203)，通过线束与所述被监测的对象、所述电源(202)相连接；

第一通讯模块(204)，通过通讯线与整车通讯网络、所述电源(202)相连接；

第二通讯模块(205)，通过通讯线与所述整车通讯网络、所述电源(202)相连接；

第一驱动模块(206)，通过线束与微控制器(207)、执行器和模拟信号诊断模块(208)相连接；

第二驱动模块(209)，通过线束与所述微控制器(207)、所述执行器和数字信号诊断模块(210)相连接；

所述模拟信号诊断模块(208)，通过线束与所述微控制器(207)和所述第一驱动模块(206)相连接；

所述数字信号诊断模块(210)，通过线束与所述微控制器(207)和所述第二驱动模块(209)相连接；

所述微控制器(207)，通过线束与所述模拟信号采集模块(201)、所述数字信号采集模块(203)、所述第一通讯模块(204)、所述第二通讯模块(205)、所述第一驱动模块(206)、所述第二驱动模块(209)、所述模拟信号诊断模块(208)、所述数字信号诊断模块(210)、所述电源(202)相连接；

所述电源(202)，分别通过线束与所述微控制器(207)、所述模拟信号采集模块(201)、所述数字信号采集模块(203)、所述第一通讯模块(204)、所述第二通讯模块(205)相连接。

2.如权利要求1所述的整车控制器，其特征在于，所述微控制器(207)采用SPC5744芯片。

3.如权利要求1所述的整车控制器，其特征在于，所述电源(202)采用集FS6501的安全电源系统基础芯片。

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