CN219564991U - 一种汽车域控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车域控制器，包括主控制模块、与主控制模块连接的电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块、配电诊断模块、总线通信模块和PEPS模块；还包括配电输出模块，所述配电输出模块的输入端分别与电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块和配电诊断模块电连接，所述配电输出模块的输出端与负载连接；所述电源管理模块的输入分别与蓄电池和DCDC电源连接，输出分别为主控制模块、Limp Home模块、配电输出模块供电。通过输入输出电压电流实时监控、UDS故障诊断，可以快速定位整车故障，提升整车检修效率；采用Limp Home模块，在主控模块失效时，可以跛行回家，避免车辆趴窝；同时提高了电流采样精度，延长蓄电池馈电时间。

Description

一种汽车域控制器

技术领域

本实用新型涉及汽车域控制器技术领域。

背景技术

随着汽车的发展，以电子技术实现的车辆功能逐渐增加，电控单元在汽车中的应用也越来越多。现有方案一般使用大量分离模块，实现车窗、门锁、雨刮、灯光、除霜、后视镜、等部件的电动化控制。电动化控制提高了车辆的舒适性，也带来了通信网络的负载率增加、成本增加、故障率上升、布线复杂、安装和检修不方便等问题。

在现有技术中，已经出现了具有一定集中控制能力的车身控制模块（bodycontrol module，BCM），将大量分离模块的功能集中在一个模块上进行实现。车身控制模块具有较强的数据处理能力，和运算能力，采用CAN/LIN等总线与整车进行通讯，正逐步取代采分离模块，成为新的发展趋势。但是车身控制模块的使用也带来了一些弊端，如车辆停放时，静态电流变大，使蓄电池馈电时间变短；BCM故障后，多个设备同时失效，车辆趴窝无法行驶；故障后问题不好排查等问题。

现有车身控制模块具有以下缺点：

1.车辆停放时，自身静态电流较大，使蓄电池馈电时间变短；

2.BCM故障后，多个设备同时失效，车辆趴窝无法行驶；

3.故障后问题不好排查；

实用新型内容

为解决上述问题，提供一种汽车域控制器。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种汽车域控制器，包括主控制模块、与主控制模块连接的电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块、配电诊断模块、总线通信模块和PEPS模块；还包括配电输出模块，所述配电输出模块的输入端分别与电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块和配电诊断模块电连接，所述配电输出模块的输出端与负载连接；所述电源管理模块的输入分别与蓄电池和DCDC电源连接，输出分别为主控制模块、Limp Home模块、配电输出模块供电。

所述电源管理模块包括电源滤波电路、看门狗电路和DCDC电路；所述电源滤波电路的输入分别与DCDC电源和蓄电池连接，电源滤波电路的输出与DCDC电路的输入连接；所述看门狗电路与主控制模块连接；所述电源滤波电路采用π型滤波电路。

所述主控制模块包括MCU及外围电路，所述MCU采用NXP的S32K14x系列单片机。

所述配电输出模块包括MOSFET、eFuse芯片、高边开关驱动HSD、底边开关驱动LSD、Relay继电器；所述高边开关驱动HSD、底边开关驱动LSD和eFuse芯片与主控制模块连接；所述MOSFET和Relay继电器通过配电驱动模块与主控制模块连接。

所述配电驱动模块包括与MOSFET连接的驱动芯片VNF1048F，与Relay继电器连接的驱动芯片TLE75008-ESD。

所述配电诊断模块包括与MCU连接的负载电流检测模块、芯片温度检测模块和输出电压检测模块；所述负载电流检测模块采用shunt电阻检测，shunt电阻上的信号经过运放放大后，发送至MCU进行AD转换；所述芯片温度检测模块采用NTC电阻检测芯片温度；所述输出电压检测模块采用电压采样电阻检测输出电压，所述电压采样电阻通过运算放大器与MCU连接。

所述总线通信模块包括CAN通信和LIN通信。

所述PEPS模块包括高频接收芯片和低频驱动芯片，所述高频接收芯片接收智能钥匙或胎压传感器发送的433MHz高频信号，所述低频驱动芯片驱动低频天线。

本实用新型的有益效果： 通过输入输出电压电流实时监控、UDS故障诊断，可以快速定位整车故障，提升整车检修效率；采用Limp Home模块，在主控模块失效时，可以跛行回家，避免车辆趴窝；同时提高了电流采样精度，延长蓄电池馈电时间。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本 申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。

如图1所示，一种汽车域控制器，包括主控制模块、与主控制模块连接的电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块、配电诊断模块、总线通信模块和PEPS模块；还包括配电输出模块，所述配电输出模块的输入端分别与电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块和配电诊断模块电连接，所述配电输出模块的输出端与负载连接；所述电源管理模块的输入分别与蓄电池和DCDC电源连接，输出分别为主控制模块、LimpHome模块、配电输出模块供电。

所述电源管理模块包括电源滤波电路、看门狗电路和DCDC电路；所述电源滤波电路的输入分别与DCDC电源和蓄电池连接，电源滤波电路的输出与DCDC电路的输入连接；所述看门狗电路与主控制模块连接；所述电源滤波电路采用π型滤波电路，解决整车电源网络引起的EMC问题。

为了降低域控制器的EMC辐射，本申请的DCDC电路上的DCDC 的频率设置引脚Freq上接入展频电路，具体展频电路的结构可采用现有技术，如专利号为202211743438X的一种应用于升降压开关电源的展频电路。

所述主控制模块包括MCU及外围电路，所述MCU采用NXP的S32K14x系列单片机，对于有安全性能有预定要求的功能，可实现安全等级ASILB或C或D。

所述配电输出模块包括MOSFET、eFuse芯片、高边开关驱动HSD、底边开关驱动LSD、Relay继电器，采用了多种芯片相结合的配电方案，在满足功能的情况下，使成本达到最优。配电输出模块是输出控制的核心，通过控制配电输出模块的打开和关闭，实现对负载的控制。所述高边开关驱动HSD、底边开关驱动LSD和eFuse芯片与主控制模块连接，由主控制模块直接驱动；高边开关驱动HSD、底边开关驱动LSD、eFuse芯片本身就具有输出电流检测、过流保护、过温保护、短路保护功能。所述MOSFET和Relay继电器通过配电驱动模块与主控制模块连接。

所述配电驱动模块包括与MOSFET连接的驱动芯片VNF1048F，与Relay继电器连接的驱动芯片TLE75008-ESD。

所述MOSFET和Relay需要增加外部电路才能实现电流检测、过流保护、过温保护、短路保护功能。配电诊断模块主要是针对MOSFET和Relay设计的诊断电路，通过检测输出电流、输出电压、芯片温度，实现过流保护、短路保护、过温保护功能。所述配电诊断模块包括与MCU连接的负载电流检测模块、芯片温度检测模块和输出电压检测模块；所述负载电流检测模块采用shunt电阻检测，shunt电阻上的信号经过运放放大后，发送至MCU进行AD转换。

所述芯片温度检测模块采用NTC电阻检测芯片温度；所述输出电压检测模块采用电压采样电阻检测输出电压,所述电压采样电阻通过运算放大器与MCU连接。

Limp Home模块是与主控制模块独立的控制模块，其作用是在主控制模块出现故障时，通过Limp Home芯片仍然可以控制一部分配电输出模块保持输出，维持车辆运行至维修站或服务中心进行检修。

所述总线通信模块是与整车其它电器部件进行通信，以及进行信息交互和控制交互，包括CAN通信和LIN通信。

所述PEPS模块包括高频接收芯片和低频驱动芯片，所述高频接收芯片接收智能钥匙或胎压传感器发送的433MHz高频信号，所述低频驱动芯片驱动低频天线，采用超低功耗设计，睡眠模式下的电流仅为400Na，LF轮询电流仅4uA。

由于HSD芯片其自身的睡眠电流很高，大约为1.2mA，大量HSD芯片的使用，导致控制器睡眠电流增加。本实用新型中的HSD芯片两端并联低功耗配电电路，使HSD输出电路的睡眠电流降低到了20uA以下。具体的低功耗配电电路采用现有技术，如专利《一种降低汽车静态功耗的系统》，申请号2022228854544中公开的电路。

本实用新型采用MOSFET、eFuse、HSD、LSD、Relay等综合配电方案，集成了整车车窗升降、门锁解闭锁、雨刮控制、灯光控制、后视镜调节、无钥匙进入、无钥匙启动、Limp Home等功能。采用CAN总线和LIN总线与整车其它部件进行通信，支持USD诊断、OTA升级，方便产品维护；采用Limp Home模块，在主控模块失效时，可以跛行回家，避免车辆趴窝；通过输入输出电压电流实时监控，极大的方便了整车故障的定位和整车检修。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车域控制器，其特征在于：包括主控制模块、与主控制模块连接的电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块、配电诊断模块、总线通信模块和PEPS模块；还包括配电输出模块，所述配电输出模块的输入端分别与电源管理模块、配电驱动模块、Limp Home模块和配电诊断模块电连接，所述配电输出模块的输出端与负载连接；所述电源管理模块的输入分别与蓄电池和DCDC电源连接，输出分别为主控制模块、Limp Home模块、配电输出模块供电。

2.根据权利要求1所述的汽车域控制器，其特征在于：所述电源管理模块包括电源滤波电路、看门狗电路和DCDC电路；所述电源滤波电路的输入分别与DCDC电源和蓄电池连接，电源滤波电路的输出与DCDC电路的输入连接；所述看门狗电路与主控制模块连接；所述电源滤波电路采用π型滤波电路。

3.根据权利要求1所述的汽车域控制器，其特征在于：所述主控制模块包括MCU及外围电路，所述MCU采用NXP的S32K14x系列单片机。

4.根据权利要求1所述的汽车域控制器，其特征在于：所述配电输出模块包括MOSFET、eFuse芯片、高边开关驱动HSD、底边开关驱动LSD、Relay继电器；所述高边开关驱动HSD、底边开关驱动LSD和eFuse芯片与主控制模块连接；所述MOSFET和Relay继电器通过配电驱动模块与主控制模块连接。

5.根据权利要求1所述的汽车域控制器，其特征在于：所述配电驱动模块包括与MOSFET连接的驱动芯片VNF1048F，与Relay继电器连接的驱动芯片TLE75008-ESD。

6.根据权利要求3所述的汽车域控制器，其特征在于：所述配电诊断模块包括与MCU连接的负载电流检测模块、芯片温度检测模块和输出电压检测模块；所述负载电流检测模块采用shunt电阻检测，shunt电阻上的信号经过运放放大后，发送至MCU进行AD转换；所述芯片温度检测模块采用NTC电阻检测芯片温度；所述输出电压检测模块采用电压采样电阻检测输出电压，所述电压采样电阻通过运算放大器与MCU连接。

7.根据权利要求1所述的汽车域控制器，其特征在于：所述总线通信模块包括CAN通信和LIN通信。

8.根据权利要求1所述的汽车域控制器，其特征在于：所述PEPS模块包括高频接收芯片和低频驱动芯片，所述高频接收芯片接收智能钥匙或胎压传感器发送的433MHz高频信号，所述低频驱动芯片驱动低频天线。