CN105974857A - 便于扩展的汽车整车控制器 - Google Patents

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刘力
曾帆
唐浩
徐铮
黄德铭
蒋聪
许红强
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Chengdu Yun Kexinneng Automotive Engineering Co Ltd
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Chengdu Yun Kexinneng Automotive Engineering Co Ltd
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract

本发明公开了一种便于扩展的汽车整车控制器，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括：至少一个控制模块，其顶部设置有第一机械接口和第一电气接口，其底部设置有第二机械接口和第二电气接口；接口模块，其顶部设有接插件接口，其底部设有第三机械接口和第三电气接口；所述接口模块放置在控制模块顶部，第三机械接口与第一机械接口连接，第三电气接口与第一电气接口连接。本发明采用模块化的硬件和软件架构，有利于实现整车控制功能的解耦、移植和扩展。

Description

便于扩展的汽车整车控制器
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，特别是涉及一种便于扩展的汽车整车控制器。
背景技术
整车控制器（VCU）是新能源汽车动力***的核心组成部分之一，承担着整车动力分配、能量管理、诊断与监控等重要任务。目前，大部分新能源汽车整车控制器的硬件通常都包括控制器壳体、集成电路板、接插件等组成部分，其中，集成电路板和接插件（两者往往采用一体式设计）往往需要根据整车控制功能的具体需求、输入输出信号的类型和数量等进行专门的设计。因此，在设计定型后，这类整车控制器的硬件架构在可移植性和可扩展性方面都有着较大的局限性。相应地，在此基础上搭建的软件架构（包括底层驱动、控制策略等）也具有相当程度的针对性和专有性。这类控器的软/硬件架构在整车动力***方案发生较大变化或是整车控制功能进行升级或扩展时，往往都需要重新设计，从而会导致控制器开发成本的增加和开发周期的延长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便于扩展的汽车整车控制器。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：便于扩展的汽车整车控制器，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括：至少一个控制模块，其顶部设置有第一机械接口和第一电气接口，其底部设置有第二机械接口和第二电气接口；接口模块，其顶部设有接插件接口，其底部设有第三机械接口和第三电气接口；所述接口模块放置在控制模块顶部，第三机械接口与第一机械接口连接，第三电气接口与第一电气接口连接。
当有多个控制模块时，所有控制模块层叠式组合连接，接口模块与最上方的控制模块进行连接。
所述控制模块包括第一壳体，第一壳体的顶部设置有第一机械接口和第一电气接口，第一壳体的底部设置有第二机械接口和第二电气接口，第一壳体内设置有控制模块电路板、第一数据总线和第一电源总线，控制模块电路板分别与第一数据总线和第一电源总线连接，第一数据总线和第一电源总线均与第一电气接口连接，第一数据总线和第一电源总线均与第二电气接口连接。
所述第一壳体内还设置有第一机械固定装置，控制模块电路板通过第一机械固定装置与第一壳体的内部下表面相连接。
所述接口模块包括第二壳体，第二壳体的顶部设有接插件接口，第二壳体的底部设有第三机械接口和第三电气接口，第二壳体内设置有接口模块电路板、第二数据总线和第二电源总线，接口模块电路板分别与接插件接口、第二数据总线和第二电源总线连接，第二数据总线和第二电源总线连接均与第三电气接口连接。
所述第二壳体内还设置有第二机械固定装置，接口模块电路板通过第二机械固定装置与第二壳体的内部下表面相连接。
所述第一壳体与第二壳体的截面相同。
所述控制模块与所述接口模块之间设置有密封垫。
本发明的有益效果是：本发明采用模块化的硬件和软件架构，有利于实现整车控制功能的解耦、移植和扩展。
附图说明
图1为本发明中整车控制器的硬件部分示意图；
图2为本发明中控制模块的示意图；
图3为本发明中接口模块的示意图；
图4为本发明中整车控制器的软件部分示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种整车控制器，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括：至少一个控制模块，其顶部设置有第一机械接口和第一电气接口，其底部设置有第二机械接口和第二电气接口；接口模块，其顶部设有接插件接口，其底部设有第三机械接口和第三电气接口；所述接口模块放置在控制模块顶部，第三机械接口与第一机械接口连接，第三电气接口与第一电气接口连接。
所述第一机械接口、第二机械接口和第三机械接口可以为螺栓孔。
当有多个控制模块时，所有控制模块层叠式组合连接，接口模块与最上方的控制模块进行连接。
如图2所示，所述控制模块包括第一壳体，第一壳体的顶部设置有第一机械接口和第一电气接口，第一壳体的底部设置有第二机械接口和第二电气接口，第一壳体内设置有控制模块电路板、第一数据总线和第一电源总线，控制模块电路板分别与第一数据总线和第一电源总线连接，第一数据总线和第一电源总线均与第一电气接口连接，第一数据总线和第一电源总线均与第二电气接口连接。控制模块电路板通过第一电源总线、第一电气接口、第二电气接口从外界获取运行所需要的电能，控制模块电路板通过第一数据总线、第一电气接口、第二电气接口实现同其他模块的数据交换。其中第一电源总线可以由多条通道构成，例如，支持不同的电压平台，24V/12V/5V等，第一数据总线也可以由多条通道构成，例如，支持不同传输机制和传输速率的总线，SPI/CAN/LAN等。
所述控制模块电路板包括：主控模块，用于实现整车常规控制功能；功能扩展模块，用于扩展整车常规控制以外的功能，如：电池管理功能、电机转矩控制功能、智能驾驶辅助功能、数据采集及通讯功能、人机交互控制功能等。
所述第一壳体内还设置有第一机械固定装置和第一散热装置，控制模块电路板通过第一机械固定装置与第一壳体的内部下表面相连接，控制模块电路板通过第一散热装置与第一壳体的内部上表面相连接。
如图3所示，所述接口模块包括第二壳体，第二壳体的顶部设有接插件接口，第二壳体的底部设有第三机械接口和第三电气接口，第二壳体内设置有接口模块电路板、第二数据总线和第二电源总线，接口模块电路板分别与接插件接口、第二数据总线和第二电源总线连接，第二数据总线和第二电源总线连接均与第三电气接口连接。所述接口模块中的第二电源总线与控制模块中的第一电源总线相同，所述接口模块中的第二数据总线与控制模块中的第一数据总线相同。
所述接口模块是根据具体应用场景进行定制的，可以叠加在所有的控制模块之上，是所有控制模块同外界进行能量和信息交换的门户，可以根据具体应用场景中所需要的输入输出信号进行定制化设计。接口模块通过接插件接口连接有接插件，接插件通过接口模块电路板实现接插件与第二电源总线的能量交换、以及接插件与第二数据总线的信息交换。
所述第二壳体内还设置有第二机械固定装置和第二散热装置，接口模块电路板通过第二机械固定装置与第二壳体的内部下表面相连接，接口模块电路板通过第二散热装置与第二壳体的内部上表面相连接。
所述第一壳体与第二壳体的截面相同。
所述控制模块与所述接口模块之间设置有密封垫，提高了控制模块和接口模块之间的连接接口的防水性能。
如图4所示，所述软件部分包括实时操作***、通讯层配置库、底层驱动库和应用层控制库。
所示实时操作***，位于控制模块中的主控模块的软件框架中，用于实现各模块间的任务调度、资源分配和通讯管理；实时操作***可以自动识别新增加的模块（如接口模块控制模块中的功能扩展模块），并且支持模块的热插拔。
通讯层配置库，采用模块化结构、可扩展，根据所述控制模块和所述接口模块从通讯层配置库中选择相应的通讯组件，将所述通讯组件分别添加到控制模块和接口模块的软件框架中，以实现接口模块和控制模块之间的信息交换。
底层驱动库，采用模块化结构、可扩展，根据接口模块的硬件构成（例如，输入输出芯片、电源管理芯片的型号等）从底层驱动库中选择相应的驱动组件，并将所述驱动组件添加到接口模块的软件框架中。
应用层控制库，采用模块化结构、可扩展，根据控制模块（例如，主控模块、电池管理模块、智能驾驶辅助模块等）以及与整车控制器连接的外部设备（例如，传感器、执行器等）选择相应的控制组件，并将所述控制组件添加到控制模块的软件框架中。
所述软件部分还包括交互层组件库，采用模块化结构、可扩展，用于实现各控制模块同外部设备（如下载器、标定仪、诊断仪、远程监控平台、数据存储设备等）的信息交互。例如，在包含程序烧写、标定、诊断等常规组件的基础上，还可以扩展交通部JT808组件、高速数据读写组件等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.便于扩展的汽车整车控制器，包括硬件部分和软件部分，其特征在于：所述硬件部分包括：
至少一个控制模块，其顶部设置有第一机械接口和第一电气接口，其底部设置有第二机械接口和第二电气接口；
接口模块，其顶部设有接插件接口，其底部设有第三机械接口和第三电气接口；
所述接口模块放置在控制模块顶部，第三机械接口与第一机械接口连接，第三电气接口与第一电气接口连接。
2.根据权利要求1所述的便于扩展的汽车整车控制器，其特征在于：当有多个控制模块时，所有控制模块层叠式组合连接，接口模块与最上方的控制模块进行连接。
3.根据权利要求1所述的便于扩展的汽车整车控制器，其特征在于：所述控制模块包括第一壳体，第一壳体的顶部设置有第一机械接口和第一电气接口，第一壳体的底部设置有第二机械接口和第二电气接口，第一壳体内设置有控制模块电路板、第一数据总线和第一电源总线，控制模块电路板分别与第一数据总线和第一电源总线连接，第一数据总线和第一电源总线均与第一电气接口连接，第一数据总线和第一电源总线均与第二电气接口连接。
4.根据权利要求3所述的便于扩展的汽车整车控制器，其特征在于：所述第一壳体内还设置有第一机械固定装置，控制模块电路板通过第一机械固定装置与第一壳体的内部下表面相连接。
5.根据权利要求1所述的便于扩展的汽车整车控制器，其特征在于：所述接口模块包括第二壳体，第二壳体的顶部设有接插件接口，第二壳体的底部设有第三机械接口和第三电气接口，第二壳体内设置有接口模块电路板、第二数据总线和第二电源总线，接口模块电路板分别与接插件接口、第二数据总线和第二电源总线连接，第二数据总线和第二电源总线连接均与第三电气接口连接。
6.根据权利要求5所述的便于扩展的汽车整车控制器，其特征在于：所述第二壳体内还设置有第二机械固定装置，接口模块电路板通过第二机械固定装置与第二壳体的内部下表面相连接。
7.根据权利要求1所述的便于扩展的汽车整车控制器，其特征在于：所述第一壳体与第二壳体的截面相同。
8.根据权利要求1所述的便于扩展的汽车整车控制器，其特征在于：所述控制模块与所述接口模块之间设置有密封垫。
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