CN214874657U - 车辆及其车身域控制器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车辆及其车身域控制器，包括处理器以及车身控制模块，车身控制模块包括单片机和驱动芯片；单片机与处理器连接，单片机还用于与车辆的组合开关的信号线通信连接，驱动芯片与处理器连接，驱动芯片还与车辆的车身电气部件的执行器通信连接。上述车身域控制器，通过处理器、单片机和驱动芯片即可实现对整车的车身电气部件进行控制，使得电气功能控制更加集中，功能交互逻辑减少、功能稳定性更强，简化了汽车的外围控制电路，减少控制器数量和降低了车辆的成本。

Description

车辆及其车身域控制器

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆及其车身域控制器。

背景技术

目前汽车电气功能越来越多，车身域控制器将得到更加广泛的运用。但是目前汽车上的多个电气部件，设计上还采用独立控制器进行对应控制，从而造成多个控制器的冗余。例如空调，设计上使用单独的空调控制器控制。例如带防夹功能的车窗，设计上使用防夹控制器控制。汽车上多个控制器之间网络通信使用独立的网关控制器转发报文和路由，多个控制器单独控制使得整车线束回路增多，控制器之间交互通信占用过多的整车CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线通信负载。因此，多个电气部件采用多控制器控制不利于整车成本把控并且产品一致性差，整车功能交互逻辑复杂，不利于整车功能开发。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种车辆及其车身域控制器。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种车身域控制器，车身域控制器包括处理器以及车身控制模块，车身控制模块包括单片机和驱动芯片，单片机与处理器连接，单片机还用于与车辆的组合开关的信号线通信连接，驱动芯片与处理器连接，驱动芯片还与车辆的车身电气部件的执行器通信连接。

在其中一个实施例中，车身域控制器还包括第一控制模块，第一控制模块包括高频天线、胎压传感器和第一高频信号接收芯片，胎压传感器与高频天线通信连接，高频天线与第一高频信号接收芯片通信连接。

在其中一个实施例中，车身域控制器还包括第二控制模块，第二控制模块包括低频驱动芯片、第二高频信号接收芯片和低频天线，低频驱动芯片与低频天线通信连接，低频天线与第二高频信号接收芯片通信连接，第二高频信号接收芯片与处理器连接。

在其中一个实施例中，第二控制模块还包括电源管理单元，电源管理单元分别与车辆的发动机以及车辆的电源连接。

在其中一个实施例中，车身域控制器还包括车窗防夹模块，车窗防夹模块包括车窗驱动芯片，车窗驱动芯片与单片机连接。

在其中一个实施例中，车身域控制器还包括空调控制模块，空调控制模块包括信号采集单元以及局域互联网络的通信总线，信号采集单元与处理器连接，信号采集单元还通过局域互联网络的通信总线与车辆的空调面板进行通信连接。

在其中一个实施例中，车身域控制器还包括座椅控制模块，座椅控制模块与处理器连接，座椅控制模块还通过车辆的硬线与座椅进行通信连接。

在其中一个实施例中，车身域控制器还包括后视镜控制模块，后视镜控制模块与处理器连接，后视镜控制模块还通过车辆的控制器局域网的通信总线与车辆的后视镜进行通信连接。

在其中一个实施例中，车身域控制器还包括集成网关模块，集成网关模块包括网络扩展单元，网络扩展单元用于可变速率的控制器局域网的网络扩展。

一种车辆，车辆包括上述任一实施例所述的车身域控制器。

本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：

本申请的方案的车辆以及车身域控制器均包括处理器以及车身控制模块。其中，车身控制模块包括单片机和驱动芯片。本申请的方案，由于在车身域控制器中增设了单片机，且该单片机既连接车辆的组合开关，又连接车身域控制器自身的处理器，这样能够通过该单片机采集车身电气部件的请求信息(即车辆的组合开关输入的请求信息)后传输给处理器，不需要额外使用车身域控制器外部的各控制器分别采集车身电气部件的请求信息。此外，由于在车身域控制器中增设了驱动芯片，且由于该驱动芯片既连接车身域控制器内部的处理器，又连接车身域控制器外部的车身电器部件，如此，可以直接通过该驱动芯片基于处理器的驱动指令驱动车身电气部件的执行器进行对应操作，也不需要使用额外使用控制器控制车身电气部件的执行器进行独立的操作。因此，通过搭建处理器、单片机和驱动芯片的整体电路连接，即可实现对整车的车身电气部件进行控制，使得电气功能控制更加集中，功能交互逻辑减少、功能稳定性更强，简化了汽车的外围控制电路，减少控制器数量和降低了车辆的成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种车身域控制器的电路框图。

图2是根据一具体实施方式示出的一种车身控制模块的电路图。

图3是根据另一示例性实施例示出的一种车身域控制器的电路框图。

图4是根据一示例性实施例示出的第二控制模块的电路图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种车身域控制器的电路框图。如图1所示，车身域控制器102包括处理器1022以及车身控制模块1024。车身控制模块1024包括单片机10242和驱动芯片10244。单片机10242与处理器1022连接，单片机10242还与车辆的组合开关104的信号线通信连接，驱动芯片10244与处理器1022连接，驱动芯片10244还用于车辆的车身电气部件106的执行器通信连接。因此，通过搭建处理器1022、单片机10242和驱动芯片10244的整体电路连接，即可实现对整车的车身电气部件进行控制，使得电气功能控制更加集中，功能交互逻辑减少、功能稳定性更强，简化了汽车的外围控制电路，减少控制器数量和降低了车辆的成本。

本实施例提供的车身域控制器，在具体的应用场景中可以在单片机10242中植入多个现有的软件程序，以实现从车辆的组合开关104的信号线中采集车辆的车身电气部件106的一个或多个请求信息。例如，将现有的采集车辆的电气部件的控制器中的软件程序植入到单片机10242中。另外，可以在处理器1022中植入多个现有的软件程序，以实现获取车身状态信息并根据车身状态信息以及请求信息向驱动芯片10244发送驱动指令。例如：现有技术中采用多个控制器分别控制多个电气部件，如控制器A用于控制空调、控制器B用于控制车窗。多个控制器中分别设置有对应的软件程序，此时可将现有的这些软件程序应用于处理器1022以使得处理器1022具备获取车身状态信息并根据车身状态信息以及请求信息向驱动芯片10244发送驱动指令的功能。驱动芯片10244在接收到驱动指令时驱动车身电气部件106的执行器进行对应操作。具体地，车身电气部件106包括车辆上的各个电气功能的组件，例如灯光、雨刮、门锁、带防夹功能的车窗、空调以及座椅等。

在一应用场景中，车辆的组合开关104用于接收车身电气部件106的请求信息，如请求启动车身电气部件106的信息、请求关闭车身电气部件106的信息等。车辆的组合开关104对应的信号线为硬线或LIN总线。单片机10242通过信号线可采集到车辆的车身电气部件106的请求信息并将请求信息发送给处理器1022。因此，通过设置单片机10242与组合开关104的信号线的连接，可实现采集车辆的车身电气部件106的请求信息。通过设置单片机10242与处理器1022的通信连接，可将单片机10242采集到的请求信息发送到处理器1022。进而，处理器1022采集车辆的车身状态信息，车身状态信息包括但不限于车辆四门的状态信息、车身防盗状态信息、整车电源状态信息、以及钥匙有效状态信息等。处理器1022根据车身状态信息以及请求信息向驱动芯片10244发送驱动指令，以通过驱动芯片10244驱动车身电气部件106的执行器进行对应操作。

为了说明本申请的车身域控制器对整车的车身电气部件的控制逻辑，以下进行举例说明：如图2所示，车身控制模块通过采集组合开关的硬线信号或LIN总线信号，将灯光请求、雨刮请求和/或门锁请求传输给处理器做逻辑处理。处理器根据车身状态及所接收到的请求发出驱动指令给驱动芯片，以驱动灯光电机、雨刮电机和/或门锁电机等执行器。如，用户打开组合开关的近光灯档，近光灯打开请求通过组合开关发送到处理器，处理器监测到当前的车身状态满足条件，如整车电源为ON档，处理器发送近光灯打开指令给高边驱动芯片，高边驱动芯片输出12V高电平驱动近光灯电机打开。因此，通过单片机和处理器以及驱动芯片的整理连接结构即可实现对车身电气部件的操作进行控制，无需使用更多的控制器，减少了车辆中控制器的数量。

上述实施例的车身域控制器，通过搭建处理器1022、单片机10242和驱动芯片10244的整体电路连接，即可实现对整车的车身电气部件进行控制。在具体的应用中，在单片机10242和处理器1022中植入对应现有的多个软件程序后即可采用本申请的车身域控制器实现对整车的车身电气部件的控制。与当前的车辆对比，目前车辆上的多个电气部件设计上还采用独立控制器进行对应控制，也即是分别采用独立控制器与独立的电气部件电信连接以对独立的电气部件进行请求信息的采集以及信息控制。而本申请的车身域控制器则是使用单片机10242与车辆的组合开关的信号线通信连接即可实现对车辆的多个电气部件进行请求信息的采集，以及通过单片机10242与处理器1022的连接即可实现将单片机10242中的请求信息传输到处理器1022，以由处理器1022进行对应信息处理。

上述方案的车身域控制器均包括处理器以及车身控制模块。其中，车身控制模块包括单片机和驱动芯片。本申请的方案，由于在车身域控制器中增设了单片机，且该单片机既连接车辆的组合开关，又连接车身域控制器自身的处理器，这样能够通过该单片机采集车身电气部件的请求信息(即车辆的组合开关输入的请求信息)后传输给处理器，不需要额外使用车身域控制器外部的各控制器分别采集车身电气部件的请求信息。此外，由于在车身域控制器中增设了驱动芯片，且由于该驱动芯片既连接车身域控制器内部的处理器，又连接车身域控制器外部的车身电器部件，如此，可以直接通过该驱动芯片基于处理器的驱动指令驱动车身电气部件的执行器进行对应操作，也不需要使用额外使用控制器控制车身电气部件的执行器进行独立的操作。因此，通过搭建处理器、单片机和驱动芯片的整体电路连接，即可实现对整车的车身电气部件进行控制，使得电气功能控制更加集中，功能交互逻辑减少、功能稳定性更强，简化了汽车的外围控制电路，减少控制器数量和降低了车辆的成本。

在一个实施例中，如图3所示，车身域控制器102还包括第一控制模块1026。第一控制模块1026包括高频天线、胎压传感器和第一高频信号接收芯片。胎压传感器与高频天线通信连接，高频天线与第一高频信号接收芯片通信连接。胎压传感器用于监测车辆的胎压信息并将监测到的胎压信息发送到高频天线，高频天线用于将胎压信息发送到第一高频信号接收芯片，第一高频信号接收芯片用于将胎压信息发送到控制器局域网。具体地，第一控制模块1026为TPMS(轮胎压力监测系统)高频模块，TPMS高频模块通过内部高频天线将接收到的胎压传感器发送的胎压信息传递给第一高频信号接收芯片，然后通过CAN总线将胎压信息发送到CAN网络上，从而由仪表接收胎压信息并显示在仪表屏上，便于用户知晓当前车辆的四轮胎压状态。因此，通过设置高频天线、胎压传感器和第一高频信号接收芯片即可实现将胎压信息发送到控制器局域网。

在一个实施例中，如图3所示，车身域控制器102还包括第二控制模块1028。第二控制模块1028包括低频驱动芯片、第二高频信号接收芯片和低频天线。低频驱动芯片与低频天线通信连接，低频天线与第二高频信号接收芯片通信连接，第二高频信号接收芯片与处理器连接。低频驱动芯片用于驱动低频天线，以使得低频天线发送低频信号。低频天线用于发送低频信号以使用低频信号触发钥匙，钥匙被触发时向第二高频信号接收芯片发送高频信号。第二高频信号接收芯片用于将高频信号发送到处理器1022。处理器1022用于根据高频信号确定钥匙的位置，以基于钥匙位置进行无钥匙启动车辆。因此，通过设置低频驱动芯片、第二高频信号接收芯片和低频天线即可实现无钥匙启动车辆。

例如，如图4所示。图4为一个具体实现方式中第二控制模块1028的电路示意图。其中，第二控制模块1028为PEPS(Passive EntryPassive Start，无钥匙进入及启动系统)控制模块。PEPS控制模块通过低频驱动芯片驱动低频天线，寻找钥匙并确认其合法性，以触发钥匙发送高频信号给第二高频信号接收芯片，由第二高频信号接收芯片传输给处理器1022。处理器1022通过判断钥匙定位和车身状态发出指令，通过低边驱动芯片和外部继电器控制门锁电机的动作和电源档位切换，实现无钥匙进入和无钥匙启动的功能。

在一实施例中，如图4所示，第二控制模块1028还包括电源管理单元。电源管理单元分别与车辆的发动机以及车辆的电源连接。电源管理单元用于对车辆的发动机和电源的档位进行管理。处理器1022用于根据高频信号确定钥匙的位置，以基于钥匙位置进行无钥匙启动车辆，包括：处理器1022用于根据高频信号确定钥匙的位置，并基于钥匙的位置和车辆的车身状态向电源管理单元发送第一控制指令，电源管理单元接收到第一控制指令时对车辆的发动机和电源的档位进行管理。具体地，电源管理单元用于判断车身状态来管理整车OFF、ACC、ON、STRAT电源档位的状态切换以及发动机的启动。车身状态包括离合踏板状态、刹车状态、变速器档位状态等。

在一实施例中，如图3所示，车身域控制器还包括车窗防夹模块10210，车窗防夹模块10210包括车窗驱动芯片。车窗驱动芯片与单片机10242连接。单片机10242用于采集车窗开关信号并将车窗开关信号发送给处理器1022，处理器1022基于车窗开关信号向车窗驱动芯片发送第一驱动信号。车窗驱动芯片接收到第一驱动信号时驱动车窗电机往第一方向运转，并采集车窗电机的电流值和阻力值，向处理器1022反馈车窗电机的电流值和阻力值。处理器1022还用于在检测到车窗电机的电流值和阻力值满足预设条件时向车窗驱动芯片发送第二驱动信号，车窗驱动芯片接收到第二驱动信号时驱动车窗电机往第二方向运转，第二方向为第一方向的反方向。因此，通过车窗驱动芯片，结合单片机10242和处理器1022即可实现车窗的防夹功能。

例如，单片机的I/O接口采集车窗开关信号并传输给处理器。处理器通过控制车窗驱动芯片和内部继电器的吸合以驱动车窗电机工作。车窗驱动芯片采集车窗电机的堵转电流。处理器通过软件逻辑做防夹策略的方式实现车窗防夹功能。与传统防夹方式相比，不使用大电流开关和具有防夹保护的电机，通过使用小电流开关和普通电机实现车辆的车窗防夹功能即可实现车窗的防夹功能，因此本实施例中的车窗防夹模块10210的设计更加合理实用。

在一实施例中，如图3所示，车身域控制器还包括空调控制模块10212。空调控制模块10212包括信号采集单元以及局域互联网络的通信总线。信号采集单元与处理器连接，信号采集单元还通过局域互联网络的通信总线与车辆的空调面板进行通信连接。信号采集单元通过局域互联网络的通信总线采集空调面板上的控制信号并将控制信号发送给处理器。处理器还用于通过局域互联网络的通信总线采集车辆内的环境信息，并根据控制信号和环境信息向车辆的空调部件发送调节指令，以使得空调部件基于调节指令对车辆的空调进行控制。因此，通过设置信号采集单元以及局域互联网络的通信总线，结合处理器即可实现空调的控制。

例如，局域互联网络的通信总线为LIN总线。环境信息包括负离子传感器、PM2.5传感器以及日照传感器、环境温度传感器、室温传感器传递到处理器的信息。信号采集单元通过LIN总线采集空调面板上的风量控制信号、温度调节信号、工作模式信号等输入信号。同时负离子传感器、PM2.5传感器也通过LIN总线将信息传递给处理器。日照传感器、环境温度传感器、室温传感器等由于信号简单可通过硬线采集的方式将信号传递给处理器。处理器将收集到的信息做软件逻辑处理后，根据不同的开关请求，直接控制对应的温度风门、模式风门、内外循环风门等执行器工作。此外，也可通过驱动继电器吸合让外部电源驱动鼓风机等大电流执行器工作。如，处理器接收到鼓风机打开的请求后，发送鼓风机打开指令给低边驱动芯片，低边驱动芯片输出低电平信号以拉低外部继电器，使外部继电器吸合，外部电源接通继电器驱动鼓风机工作，从而达到处理器控制鼓风机工作的目的。

在一实施例中，如图3所示，车身域控制器还包括座椅控制模块10214。座椅控制模块与处理器连接，座椅控制模块还通过车辆的硬线与座椅进行通信连接。座椅控制模块10214通过车辆的硬线采集车辆的座椅控制信号并将座椅控制信号发送给处理器1022。处理器1022基于座椅控制信号向车辆的座椅驱动芯片发送第二控制指令，以使得座椅驱动芯片对车辆的座椅进行控制。因此，通过设置座椅驱动芯片以及座椅控制模块，结合处理器即可实现座椅的自动化控制。

例如，座椅控制模块10214可以为现有的座椅调节控制器、座椅加热控制器及加热控制器整合成的车身域控制器的一个独立模块。通过不同硬开关将座椅控制信号输入到处理器。如，用户操作座椅加热开关，座椅控制模块10214通过硬线采集到加热请求，然后传输到处理器。处理器接收加热请求后发送座椅加热指令给高边驱动芯片，高边驱动芯片输出12V高电平以驱动座椅加热器工作。处理器同时将控制相关信息存储到在处理器的非易失型区域，使得座椅具有记忆功能，满足用户个性化的需求。

在一实施例中，如图3所示，车身域控制器还包括后视镜控制模块10216。后视镜控制模块10216与处理器连接，后视镜控制模块还通过车辆的控制器局域网的通信总线与车辆的后视镜进行通信连接。后视镜控制模块10216通过控制器局域网的通信总线采集后视镜控制信号并将后视镜控制信号发送给处理器，处理器根据后视镜控制信号向车辆的后视镜驱动芯片发送第三控制指令，以使得后视镜驱动芯片对车辆的后视镜进行控制。如，处理器通过后视镜驱动芯片控制后视镜折叠器执行折叠展开的操作。

在一实施例中，车身域控制器还包括集成网关模块，集成网关模块包括网络扩展单元，网络扩展单元用于可变速率的控制器局域网的网络扩展。

例如，集成网关模块包含5路CAN总线和5路LIN总线，同时设计更兼容CAN FD(可变速率的控制器局域网)扩展需求，使得整车网络通信负载率降低而通信效率大大提升，同时预留1路以太网设计，满足未来车型更多的通信需求。与传统车身控制器相比，集成网关模块将承担整车所有网络报文转发和路由需求。

上述各个实施例所述的车身域控制器，通过设置各个对应的模块、单元和网络线路，以及各个模块、单元和网络线路的连接方式实现采用本申请的车身域控制器即可控制车辆的车身电气部件。传统的方式中，采用多个控制器实现多个车身电气部件中的多个电气组件的控制。与传统方式相比，本申请通过搭建各个对应的模块、单元和网络线路即可实现单个车身域控制器对车辆的车身电气部件的整体控制，减少了车辆中控制器的数量。

本申请还提供一种车辆。一种车辆包括上述任一实施例所述的车身域控制器。此外，该车辆还包括车辆的组合开关以及车身电气部件等相关组件。其中，车身域控制器的相关说明参见上述各个实施例所述，此处不再详述。

与现有技术相比，本申请具有如下的有益效果：

①车身域控制器的电气功能控制更加集中，功能交互逻辑减少、功能稳定性更强，简化了车辆上的外围控制电路，减少了车辆上的控制器的数量和降低了车辆的成本，此外车辆的外围线束成本也因交互回路、交互端子减少而降低；

②车身域控制器集成网络通信，无需做报文转发和路由，减少单个控制器之间的通信交互，由于车身域控制器可集成更多的CAN总线和LIN总线，通信负载率降低，通信效率提高，系统交互更加高效可靠；

③车身域控制器相比传统分散的多个控制器的形式，可实现的电气功能更多更复杂，整车电子电气架构更加趋于成熟，功能实现的方式和逻辑方法更加多变，能满足不同用户更加个性化的需求。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

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申请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。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器包括处理器以及车身控制模块，所述车身控制模块包括单片机和驱动芯片，所述单片机与所述处理器连接，所述单片机还与车辆的组合开关的信号线通信连接，所述驱动芯片与所述处理器连接，所述驱动芯片还与车辆的车身电气部件的执行器通信连接。

2.根据权利要求1所述的车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器还包括第一控制模块，所述第一控制模块包括高频天线、胎压传感器和第一高频信号接收芯片，所述胎压传感器与所述高频天线通信连接，所述高频天线与所述第一高频信号接收芯片通信连接。

3.根据权利要求1所述的车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器还包括第二控制模块，所述第二控制模块包括低频驱动芯片、第二高频信号接收芯片和低频天线，所述低频驱动芯片与所述低频天线通信连接，所述低频天线与所述第二高频信号接收芯片通信连接，所述第二高频信号接收芯片与所述处理器连接。

4.根据权利要求3所述的车身域控制器，其特征在于，所述第二控制模块还包括电源管理单元，所述电源管理单元分别与所述车辆的发动机以及所述车辆的电源连接。

5.根据权利要求1所述的车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器还包括车窗防夹模块，所述车窗防夹模块包括车窗驱动芯片，所述车窗驱动芯片与所述单片机连接。

6.根据权利要求1所述的车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器还包括空调控制模块，所述空调控制模块包括信号采集单元以及局域互联网络的通信总线，所述信号采集单元与所述处理器连接，所述信号采集单元还通过所述局域互联网络的通信总线与所述车辆的空调面板进行通信连接。

7.根据权利要求1所述的车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器还包括座椅控制模块，所述座椅控制模块与所述处理器连接，所述座椅控制模块还通过所述车辆的硬线与所述座椅进行通信连接。

8.根据权利要求1所述的车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器还包括后视镜控制模块，所述后视镜控制模块与所述处理器连接，所述后视镜控制模块还通过所述车辆的控制器局域网的通信总线与所述车辆的后视镜进行通信连接。

9.根据权利要求1所述的车身域控制器，其特征在于，所述车身域控制器还包括集成网关模块，所述集成网关模块包括网络扩展单元，所述网络扩展单元用于可变速率的控制器局域网的网络扩展。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9中任一项所述的车身域控制器。

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