CN217623431U - 一种低功耗车身控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低功耗车身控制器，包括：电源转换模块、控制模块、唤醒信号模块以及唤醒模块；电源转换模块分别与控制模块、唤醒信号模块以及唤醒模块电连接；控制模块还分别与唤醒信号模块以及唤醒模块电连接；唤醒信号模块还与唤醒模块电连接；电源转换模块用于将电源电压转换为预设电压为其他模块供电；唤醒信号模块用于与唤醒源交互产生唤醒信号，将唤醒信号发送给唤醒模块；唤醒模块用于当唤醒信号有效时，唤醒车身控制器；当唤醒信号无效时，切断静态电流。本实用新型提供的一种低功耗车身控制器，当唤醒信号无效时，唤醒电路模块截止，无法形成有效回路，降低了功耗。

Description

一种低功耗车身控制器

技术领域

本实用新型涉及车身唤醒技术领域，尤其涉及一种低功耗车身控制器。

背景技术

车身控制器（BCM）是用于控制汽车室内外灯光系统、门锁系统、车窗系统、刮水洗涤系统及外后视镜等车身电气附件设备，它是汽车车身电子系统中用户操作使用最频繁的控制模块之一。在停车下电状态下，基于法规要求及用户体验需求，很多车身电器设备都需要能随时响应用户操作以进入工作状态。在停车下电状态时，降低整车静态电流、延长整车待机时间，避免蓄电池馈电而影响蓄电池寿命一直是行业内关注的重点之一。

当前行业内，从整车层面考虑主要是通过OSEK/AUTOSAR网络管理机制使得各网络节点单元进入休眠；从控制单元部件层面考虑，一般控制单元做法是保留CAN模块工作能力而关闭其它功能以实现降低功耗目的。

而针对BCM，由于其停车状态下应用场景较多，则需要同时从软件、硬件设计方面综合考虑以达到最大限度降低静态电流目的。现有技术中，当唤醒源较多时，BCM设计的成本高，且无法消除静态电流，仍然会有一定的功耗。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种低功耗车身控制器，用以解决现有技术中的当唤醒源较多时，BCM设计的成本高，且无法消除静态电流的问题。

为达到上述技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种低功耗车身控制器，包括：电源转换模块、控制模块、唤醒信号模块以及唤醒模块；电源转换模块分别与控制模块、唤醒信号模块以及唤醒模块电连接；控制模块还分别与唤醒信号模块以及唤醒模块电连接；唤醒信号模块还与唤醒模块电连接；

电源转换模块用于将电源电压转换为预设电压为其他模块供电；唤醒信号模块用于与唤醒源交互产生唤醒信号，将唤醒信号发送给唤醒模块；唤醒模块用于当唤醒信号有效时，唤醒车身控制器；当唤醒信号无效时，切断静态电流。

优选的，唤醒信号模块包括数字信号唤醒模块和模拟信号唤醒模块；数字信号唤醒模块和模拟信号唤醒模块分别与唤醒模块电连接；

数字信号唤醒模块用于产生数字唤醒信号，并将数字唤醒信号发送给唤醒模块；模拟信号唤醒模块用于产生模拟唤醒信号，并将模拟唤醒信号发送给唤醒模块。

优选的，唤醒模块包括数字信号唤醒电路和模拟信号唤醒电路；数字信号唤醒电路与模拟信号唤醒电路电连接；数字信号唤醒电路和模拟信号唤醒电路都与控制模块电连接；

数字信号唤醒电路用于接收数字型的唤醒信号，当数字型的唤醒信号有效时，输出有效信号给控制模块实现唤醒车身控制器；模拟信号唤醒电路用于接收模拟型的唤醒信号，当模拟型的唤醒信号有效时，输出有效信号给控制模块实现唤醒车身控制器。

优选的，模拟信号唤醒电路包括：三极管Q1，电阻R1、R2、R3、R4、R5，二极管D1；

三极管Q1的基极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与二极管D1的正极电连接，二极管D1的负极与数字信号唤醒电路电连接；电阻R1并接在三极管Q1基极和发射极两端；三极管Q1的集电极与电阻R3的一端连接电连接，电阻R3的另一端与电阻R4、电阻R5电连接，电阻R4的另一端接地，电阻R5的另一端与控制模块电连接。

优选的，数字信号唤醒电路包括：二极管D2，电容C3、C4，电阻R6、R7、R8；

二极管D2的阴极与模拟信号唤醒电路以及电容 C3的一端电连接，电容C3的另一端接地，二极管D2的阳极与电阻R6和电阻R7的一端电连接，电阻R7的另一端分别与电阻R8、电容C4的一端电连接，电阻R8、电容C4的另一端接地。

优选的，车身控制器还包括总线，总线分别与电源转换模块、控制模块、唤醒信号模块以及唤醒模块电连接；总线用于各模块之间进行信息交换。

优选的，车身控制器还包括受控功能模块；受控功能模块与电源转换模块电连接；受控功能模块用于在车身控制器唤醒后，为车辆增加多种功能。

优选的，车身控制器还包括CAN收发模块；CAN收发模块与电源转换模块、总线、控制模块电连接；CAN收发模块用于将CAN控制器的TTL信号转换成CAN总线的差分信号，实现CAN通讯。

优选的，车身控制器还包括射频模块；射频模块与电源转换模块、总线电连接；射频模块用于接收车辆遥控钥匙发出的射频信号。

优选的，电源转换模块将整车24V电压转换为5V电压。

采用上述实施例的有益效果是：本实用新型提供的一种低功耗车身控制器，唤醒信号模块与唤醒源交互，生成对应的唤醒信号，并将唤醒信号发送给唤醒模块，当唤醒模块接收到的任一唤醒信号有效时导通，使得控制模块发生中断，从而唤醒BCM，车辆电路恢复运行状态；而当唤醒模块接收到的唤醒信号无效时截止，唤醒模块内部无法形成有效回路，从而消除静态电流损耗，且当唤醒源增多时，不需要增加唤醒模块，降低了系统的设计成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的低功耗车身控制器的一实施例的结构原理图；

图2为本实用新型提供的模拟信号唤醒电路的一实施例的电路结构图；

图3为本实用新型提供的数字信号唤醒电路的一实施例的电路结构图；

图4为本实用新型提供的车辆控制器工作状态转换的一实施例的状态转换图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

在对本实用新型的实施例进行阐述之前，对相关词语进行说明：

BCM：车身控制器，主要作用是通过电信号协调车身各功能用件的工作，车身控制器可以控制包括门窗、安全气囊、转向灯和雨刮器等电子元器件。

MCU：微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是指将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1为本实用新型提供的低功耗车身控制器的一实施例的结构原理图，本实用新型的一个具体实施例，公开了一种低功耗车身控制器，包括：电源转换模块10、控制模块20、唤醒信号模块30以及唤醒模块40；电源转换模块10分别与控制模块20、唤醒信号模块30以及唤醒模块40电连接；控制模块20还分别与唤醒信号模块30以及唤醒模块40电连接；唤醒信号模块30还与唤醒模块40电连接；

电源转换模块10用于将电源电压转换为预设电压为其他模块供电；唤醒信号模块30用于与唤醒源交互产生唤醒信号，将唤醒信号发送给唤醒模块40；唤醒模块40用于当唤醒信号有效时，唤醒车身控制器；当唤醒信号无效时，切断静态电流。

在上述实施例中，电源转换模块10能提供两种电压输出方式，一种输出电压为常电电压，常电电压在车身控制器停车下电状态，也即休眠状态时，维持车辆的基本功能，如危险报警功能、迎宾功能、RKE（汽车遥控钥匙进入）通信、CAN通信等的供电需求，另一种是可控电电压，可控电电压在车身控制器停车下电状态时，停止供电，降低电能的损耗。

控制模块20为MCU，协调控制车身控制器的各个功能模块实现各自的功能，具有中断接口，唤醒模块40判断唤醒信号有效时，产生高电平输入到中断接口，实现中断，唤醒车身控制器，车辆由低功耗休眠状态转变为正常工作状态。整车停车下电后MCU进入深度休眠模式，用于看门狗喂狗以及监听唤醒信号。

与现有技术相比，本实施例提供的一种低功耗车身控制器，唤醒信号模块30与唤醒源交互，生成对应的唤醒信号，并将唤醒信号发送给唤醒模块40，当唤醒模块40接收到的任一唤醒信号有效时导通，使得控制模块20发生中断，从而唤醒BCM，车辆电路恢复运行状态；而当唤醒模块40接收到的唤醒信号无效时截止，唤醒模块40内部无法形成有效回路，从而消除静态电流损耗，且当唤醒源增多时，不需要增加唤醒模块40，降低了系统的设计成本。

在本实用新型的一些实施例中，唤醒信号模块30包括数字信号唤醒模块和模拟信号唤醒模块；数字信号唤醒模块和模拟信号唤醒模块分别与唤醒模块40电连接；

数字信号唤醒模块用于产生数字唤醒信号，并将数字唤醒信号发送给唤醒模块40；模拟信号唤醒模块用于产生模拟唤醒信号，并将模拟唤醒信号发送给唤醒模块40。

在上述实施例中，唤醒信号主要分为数字唤醒信号和模拟唤醒信号，两种唤醒信号只是形式不同，而他们的唤醒功效没有区别。可以理解的是，本实用新型中的数字信号唤醒模块和模拟信号唤醒模块还可以具有多种具体的唤醒源模块，本实用新型的实施例对唤醒源的数量和其具体形式不做进一步限制，只要求其产生的唤醒信号能够被准确识别即可。

在本实用新型的一些实施例中，唤醒模块40包括数字信号唤醒电路和模拟信号唤醒电路；数字信号唤醒电路与模拟信号唤醒电路电连接；数字信号唤醒电路和模拟信号唤醒电路都与控制模块20电连接；

数字信号唤醒电路用于接收数字型的唤醒信号，当数字型的唤醒信号有效时，输出有效信号给控制模块20实现唤醒车身控制器；模拟信号唤醒电路用于接收模拟型的唤醒信号，当模拟型的唤醒信号有效时，输出有效信号给控制模块20实现唤醒车身控制器。

在上述实施例中，数字信号唤醒电路与模拟信号唤醒电路分别对应检测判断数字唤醒信号和模拟唤醒信号，以实现判断不同类型的唤醒信号是否有效。

请参阅图2，图2为本实用新型提供的模拟信号唤醒电路的一实施例的电路结构图，在本实用新型的一些实施例中，模拟信号唤醒电路包括：三极管Q1，电阻R1、R2、R3、R4、R5，二极管D1；

三极管Q1的基极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与二极管D1的正极电连接，二极管D1的负极与数字信号唤醒电路电连接；电阻R1并接在三极管Q1基极和发射极两端；三极管Q1的集电极与电阻R3的一端连接电连接，电阻R3的另一端与电阻R4、电阻R5电连接，电阻R4的另一端接地，电阻R5的另一端与控制模块20电连接。

在上述实施例中，当模拟唤醒信号有效（低电平）时，R1/R2形成钳位电压，使得三极管Q1导通，R3/R4/R5形成分压电路，VCC通过Q1后经过R3/R4/R5组成的分压电路后转变为MCU可识别的高电平信号，即TP3端电压，TP3与MCU的中段接口连接，用于实现外部中断触发。BCM处于休眠状态下，当MCU检测到模拟唤醒信号有效时（高电平），BCM由休眠状态切换到工作状态。

请参阅图3，图3为本实用新型提供的数字信号唤醒电路的一实施例的电路结构图，在本实用新型的一些实施例中，数字信号唤醒电路包括：二极管D2，电容C3、C4，电阻R6、R7、R8；

二极管D2的阴极与模拟信号唤醒电路以及电容C3的一端电连接，电容C3的另一端接地，二极管D2的阳极与电阻R6和电阻R7的一端电连接，电阻R7的另一端分别与电阻R8、电容C4的一端电连接，电阻R8、电容C4的另一端接地。

在上述实施例中，R5/R6/R7/R8组成的分压电路用于将可控电VCC_SW转变为MCU可识别的数字量信号，BCM唤醒后，当数字唤醒信号有效（低电平）时，VCC_SW经过分压电路后转变为高电平信号（TP2），TP2与MCU的中段接口连接，用于实现外部中断触发；当数字唤醒信号无效（悬空）时，TP2端为低电平信号。

在本实用新型的一些实施例中，车身控制器还包括总线50，总线50分别与电源转换模块10、控制模块20、唤醒信号模块30以及唤醒模块40电连接；总线50用于各模块之间进行信息交换。

在上述实施例中，总线50是车身控制器系统的各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，总线50与电源转换模块10、控制模块20、唤醒信号模块30以及唤醒模块40电连接，传输各个模块的信息，各个模块根据自身的通信逻辑，获取各自需要的信息。

在本实用新型的一些实施例中，车身控制器还包括受控功能模块；受控功能模块与电源转换模块10电连接；受控功能模块用于在车身控制器唤醒后，为车辆增加多种功能。

在上述实施例中，受控功能模块通过电源转换模块10提供受控点电压实现供电，受控功能模块在车身控制器系统休眠时，断电不工作，可以降低车身控制器系统休眠时的损耗。受控功能模块可以具有多个模块，如普通开关检测模块、AD量检测模块、IO扩展模块、低驱功率模块等，本实用新型的实施例在此对受控功能模块不做进一步限制。

在本实用新型的一些实施例中，车身控制器还包括CAN收发模块60；CAN收发模块60与电源转换模块10、总线50、控制模块20电连接；CAN收发模块60用于将CAN控制器的TTL信号转换成CAN总线50的差分信号，实现CAN通讯。

在上述实施例中，CAN收发模块60为CAN收发器，就是一块类似232或485的转换芯片，它的主要功能是将CAN控制器提供的数据转换成电信号，然后通过数据总线50发送出去。同时，它也接收总线50数据，并将数据发送给CAN控制器。CAN收发模块60由电源转换模块10提供常电电压实现供电。

在本实用新型的一些实施例中，车身控制器还包括射频模块70；射频模块70与电源转换模块10、总线50电连接；射频模块70用于接收车辆遥控钥匙发出的射频信号。

在上述实施例中，射频模块70为RF射频接收器，车辆的遥控钥匙可以发出特定的电磁信号，也即RF射频信号，RF射频接收器可以识别车辆对应的电磁信号，并产生对应的信号，实现对应的功能，也即唤醒车辆或者休眠车辆。

在本实用新型的一些实施例中，电源转换模块10将整车24V电压转换为5V电压。

在上述实施例中，电源转换模块10的输入电压为整车24V常电电源，将24V常电电源转换成稳定的5V电源，并根据各功能模块的使用场景，将稳定的5V电源分为常电5V功能模块和可控电5V功能模块，常电5V功能模块可以在车身控制器系统休眠状态下持续供电，与常电5V功能模块连接的模块可以保持工作，以维持车辆的基本功能，而可控电5V功能模块则是在车身控制器系统休眠状态下断电，与可控电5V功能模块连接的模块停止工作，降低功耗。

请参阅图4，图4为本实用新型提供的车辆控制器工作状态转换的一实施例的状态转换图。在本实用新型的实施例中，满足休眠条件时，MCU控制5V可控电VCC_SW断开，此时5V可控电的所有负载模块断电停止工作，MCU进入低功耗模式，关闭5V可控电功能模块时钟，软件端停止扫描检测所有的外部硬线输入信号，此时软件端执行的任务包括：RF接收信号检测、CAN网络管理报文检测、看门狗喂狗；当BCM被唤醒后，具体唤醒方式包括：外部中断唤醒、CAN网络唤醒、RF信号唤醒等，BCM立即由低功耗模式切换到工作模式，控制5V可控电VCC_SW接通，可控电负载模块开始上电工作，MCU开启所有外设时钟，同时对外部输入信号进行扫描检测。

本实用新型提供的实施例对停车下电场景下BCM的各功能用电模块进行划分，对电源架构进行全新设计、对外部唤醒类型开关信号检测电路创新性设计，实测BCM的静态电流约2.4mA，相比市场上同类产品（静态电流约3.2mA）降低约0.8mA，静态电流降低了25%，类比将此实用新型方案应用与整车其它控制器产品中，将会有效降低整车静态电流，减小整车静态损耗，延长电池续航时间。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低功耗车身控制器，其特征在于，包括：电源转换模块、控制模块、唤醒信号模块以及唤醒模块；所述电源转换模块分别与所述控制模块、所述唤醒信号模块以及所述唤醒模块电连接；所述控制模块还分别与所述唤醒信号模块以及所述唤醒模块电连接；所述唤醒信号模块还与所述唤醒模块电连接；

所述电源转换模块用于将电源电压转换为预设电压为其他模块供电；所述唤醒信号模块用于与唤醒源交互产生唤醒信号，将所述唤醒信号发送给所述唤醒模块；所述唤醒模块用于当所述唤醒信号有效时，唤醒所述车身控制器；当所述唤醒信号无效时，切断静态电流。

2.根据权利要求1所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述唤醒信号模块包括数字信号唤醒模块和模拟信号唤醒模块；所述数字信号唤醒模块和所述模拟信号唤醒模块分别与所述唤醒模块电连接；

所述数字信号唤醒模块用于产生数字唤醒信号，并将所述数字唤醒信号发送给所述唤醒模块；所述模拟信号唤醒模块用于产生模拟唤醒信号，并将所述模拟唤醒信号发送给所述唤醒模块。

3.根据权利要求2所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述唤醒模块包括数字信号唤醒电路和模拟信号唤醒电路；所述数字信号唤醒电路与所述模拟信号唤醒电路电连接；所述数字信号唤醒电路和所述模拟信号唤醒电路都与所述控制模块电连接；

所述数字信号唤醒电路用于接收数字型的唤醒信号，当所述数字型的唤醒信号有效时，输出有效信号给所述控制模块实现唤醒所述车身控制器；所述模拟信号唤醒电路用于接收模拟型的唤醒信号，当所述模拟型的唤醒信号有效时，输出有效信号给所述控制模块实现唤醒所述车身控制器。

4.根据权利要求3所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述模拟信号唤醒电路包括：三极管Q1，电阻R1、R2、R3、R4、R5，二极管D1；

所述三极管Q1的基极与所述电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D1的正极电连接，所述二极管D1的负极与所述数字信号唤醒电路电连接；所述电阻R1并接在所述三极管Q1基极和发射极两端；所述三极管Q1的集电极与所述电阻R3的一端连接电连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R4、所述电阻R5电连接，所述电阻R4的另一端接地，所述电阻R5的另一端与所述控制模块电连接。

5.根据权利要求3所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述数字信号唤醒电路包括：二极管D2，电容C3、C4，电阻R6、R7、R8；

所述二极管D2的阴极与所述模拟信号唤醒电路以及所述电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端接地，所述二极管D2的阳极与所述电阻R6和电阻R7的一端电连接，所述电阻R7的另一端分别与所述电阻R8、所述电容C4的一端电连接，所述电阻R8、所述电容C4的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述车身控制器还包括总线，所述总线分别与所述电源转换模块、所述控制模块、所述唤醒信号模块以及所述唤醒模块电连接；所述总线用于各模块之间进行信息交换。

7.根据权利要求6所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述车身控制器还包括受控功能模块；所述受控功能模块与所述电源转换模块电连接；所述受控功能模块用于在车身控制器唤醒后，为车辆增加多种功能。

8.根据权利要求6所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述车身控制器还包括CAN收发模块；所述CAN收发模块与所述电源转换模块、所述总线、所述控制模块电连接；所述CAN收发模块用于将CAN控制器的TTL信号转换成CAN总线的差分信号，实现CAN通讯。

9.根据权利要求6所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述车身控制器还包括射频模块；所述射频模块与所述电源转换模块、所述总线电连接；所述射频模块用于接收车辆遥控钥匙发出的射频信号。

10.根据权利要求1所述的低功耗车身控制器，其特征在于，所述电源转换模块将整车24V电压转换为5V电压。

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