[发明专利]集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车技术领域，尤其涉及一种集成网关功能的纯电动汽车的VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)。

背景技术

在石油资源枯竭和环境污染严重的双重压力下，纯电动汽车的高节能、低污染的优点，使其成为了当代汽车发展的主要方向，对纯电动汽车关键技术进行开发和研究具有非常重要的意义。

纯电动汽车的整车网络具有种类多、节点多、内容杂的特点，使用一个网关既可以对整车网络进行梳理，又可以在一定程度上改善整车网络的信号质量。而VCU作为纯电动汽车核心控制部件，需要和不同总线网络上的各种控制器进行信息交互。将网关同VCU进行集成，由一个部件变为两个部件，即节省了空间，又降低了成本。

在纯电动汽车中，VCU取代传统汽车中的发动机控制单元，是进行纯电动汽车动力控制及电能管理的载体。一方面，VCU通过自身数据采集模块获取驾驶员需求信息，另一方面VCU与电机控制器、电池管理系统、电动辅助系统等部件组成总线网络，可以实时获取当前整车状态、电机、电池、电动辅助等部件的参数，采用优化算法协调电动辅助部件和电机运行，在满足驾驶员对整车的动力性和舒适性需求的前提下，最大限度的节约电能的消耗。

目前市场上有部分纯电动汽车，根据各网络节点对实时性的要求，设计了高、低速两个速率不同的CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)通信网络。将实时性要求严格的节点组成高速CAN通信网络，将其他实时性要求相对较低的节点组成低速CAN通信网络，并安排整车控制器将这两个速率不同的CAN通信网络连接起来，实现全部节点之间的数据共享。

随着纯电动汽车的不断发展，整车网络节点不断增多，安全性能要求不断提高，总线的类型已经不局限于CAN总线，即使是CAN总线也不仅仅是靠速度来划分，还会涉及到安全与专业网络的划分。这时，就需要一种集成网关功能的VCU，该VCU需要具备更大的网络通讯能力，能够兼容更多的总线类型，具有更多的总线通道。而且为了匹配更大的通讯数据量，需要有足够多的数据存储或缓存模块。现有的纯电动汽车VCU，其工作状态仅限制于点火钥匙开启、车辆充电等2-3个状态，而如果要作为整车网关出现，VCU就不应当仅仅限制在这几个工作状态，其他状态也需要作为网关的VCU启动工作，比如报警激活状态，远程唤醒工作状态，车辆静止预警状态等多个状态。

发明内容

本发明的实施例提供了一种集成网关功能的纯电动汽车的VCU，以实现一种具有网关功能的VCU。

一种集成网关功能的纯电动汽车的整车控制器，包括：单片机、电源芯片、多种总线类型的收发器；

所述的收发器，用于通过收发总线和所述单片机连接，接入所述收发器对应类型的总线；

所述的单片机，用于分别通过多条收发总线和各种总线类型的收发器连接，通过串行外设接口SPI总线和所述电源芯片连接；

所述的电源芯片，用于通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，为所述整车控制器提供供电电压，通过唤醒信号输入接口接收外部输入的多种类型的唤醒信号，所述多种类型的唤醒信号包括每种总线对应的唤醒信号，当所述唤醒信号有效时，所述整车控制器处于唤醒状态；

优选地，所述收发总线包括：CAN总线、LIN总线和FlexRay总线，所述收发器包括：CAN总线收发器、LIN总线收发器和FlexRay总线收发器，所述CAN收发器具有CAN总线唤醒功能，所述LIN收发器具有LIN总线唤醒功能，所述FlexRay收发器具有FlexRay总线唤醒功能。

优选地，所述的整车控制器还包括：

输入信号处理电路，用于通过串行外设接口SPI总线和所述单片机连接，通过唤醒信号采样接口接收外部输入的多种类型的唤醒信号的采样信号，计算出所述采样信号的电压值，通过SPI总线将所述采样信号的电压值传输给所述单片机，以使得所述单片机根据所述采样信号和所述采样信号的电压值判断出所述整车控制器的工作状态。

优选地，所述的输入信号处理电路，还用于通过SPI总线和所述电源芯片连接，当所述采样信号的电压值高于所述单片机的供电电源电平时，通过钳位二极管将所述采样信号中的高于所述单片机的允许输入电平值的部分电压导出到所述电源芯片的输出端口；当所述采样信号的电压值低于所述单片机的GND电平时，通过钳位二极管将所述采样信号中的低于所述单片机的允许最低输入电平值的部分电压导出到GND。

优选地，所述的整车控制器还包括：