一种电动车智能互联整车控制器的制作方法

本实用新型属于电动车技术领域。

背景技术：

目前市场上没有一种整车控制器集成智能硬件的控制器，整车控制器和智能硬件是各自独立的控制器。

智能互联整车控制器(iVCU)是在传统纯电动车辆整车控制器的基础上集成了智能硬件技术，将传统纯电动汽车整车技术和车联网技术相结合，充分发挥了各自的长处。

现有的整车控制器(VCU)与车辆以外的设备并没有信息交互，智能车载模块或者行驶记录仪等车载智能终端并没有直接与整车控制器进行信息交互。这就造成了很多不便，如整车控制器需要标定、诊断及状态反馈等操作需要人为到现场操作，而市场上面的车载智能终端并不具备这些功能，或者局限于某一功能。

现有技术方案存在的问题和缺点：需要人员多，存在人为操作失误因素；因需要人员到外地现场出差，操作时效性差；现有VCU控制器封闭在车内部，获取车状态及诊断、标定需要机械拆装，且必须专业人员，操作可行性差；只获取部分车况信息，信息不全面；无法实现后台整体全面管理。

现有的整车控制器(VCU)与系统外界并无信息交互，都是独立的系统。公开号为CN 205485396U的中国专利公开了一种电动车的VCU管理系统，该专利并没有提供与车载智能终端设备的信息交互，也无法对整车控制器通过外部操作进行程序升级。如果需要对整车控制器进行程序升级、参数标定、故障诊断和状态反馈等操作，需要外设接入系统中进行操作才能完成。这样既浪费成本，也会加大外设的故障引入到系统内部的风险。

现有的车载智能终端设备，多是车辆信息记录和故障反馈，只是针对整车来说，对于整车控制器并没有直接的信息交互。

技术实现要素：

针对上述的难题，本实用新型提出一种智能互联整车控制器，旨在将信息交互的功能相结合，能够实现无线信息交互、远程信息交互，实现近场无线故障诊断、状态反馈、参数标定和程序升级，实现远程故障诊断、状态反馈、参数标定、程序升级及设备定位。这样智能互联整车控制器即实现了传统整车控制功能，也吸收了车载智能终端的部分功能，实现优势互补。本实用新型的目的是在传统整车控制器的基础上，通过车联网技术实现无线联网功能，能通过近场通讯和远程服务实现故障诊断、状态采集、参数表定、和程序升级功能以及后台统一管理，可以实现车辆定位及服务器统一调度，减少人员维护，便于操作，提高时效。通过终端智能互联整车控制器的CAN可以获取全面的车辆信息。

一种智能互联整车控制器，包括整车控制器、车载互联功能和后台服务器系统，所述的整车控制器由整车控制器硬件组成实现整车控制功能；所述整车控制器与所述车载互联功能通过CAN总线连接，所述整车控制器和所述车载互联功能构成的系统与所述后台服务器系统通讯连接。

优选的是，整车控制器硬件包括各部分供电电源电路、开关量采集电路、模拟量采集电路、存储功能电路、功率输出电路、MCU1最小控制系统电路和CAN总线电路。

在上述任一方案中优选的是，整车控制器各个电路组合采用集成设计，集成设计实现近场无线故障诊断、状态反馈、参数标定和程序升级。

在上述任一方案中优选的是，开关量采集电路主要采集车辆中数字量信号，如接触器反馈等。

在上述任一方案中优选的是，模拟量采集电路采集油门踏板、制动踏板等信号。

在上述任一方案中优选的是，功率输出电路驱动主正接触器、主负接触器等功率器件，并可作为车身各个节点的硬线使能信号。

在上述任一方案中优选的是，存储功能电路用于关键参数的记录。

在上述任一方案中优选的是，CAN总线电路用于与车身各个节点进行通信。

在上述任一方案中优选的是，MCU1最小控制电路是VCU控制器的大脑，程序运行的载体。

在上述任一方案中优选的是，所述的车载互联功能集成了WiFi模块、BLE模块、4G模块、GNSS功能、存储功能，另外有独立的MCU2控制器和CAN总线电路。

在上述任一方案中优选的是，所述的WiFi模块可配置为AP模式，此模式下本地终端设备与WiFi模块相连，进行近场通信。

在上述任一方案中优选的是，所述的BLE模块为从模块广播模式，本地终端设备可以与BLE模块相连，进行近场通信。

在上述任一方案中优选的是，所述的4G模块将本地数据通过4G模块发送到云端服务器，或者数据从云端服务器通过4G模块发送到iVCU中，4G模块兼容2G或3G。

在上述任一方案中优选的是，所述的GNSS模块，将iVCU的定位坐标信息通过4G模块发送到云端服务器。

在上述任一方案中优选的是，所述的存储功能，MCU2将需要存储的数据进行存储，考虑到数据量可能很大，数据存储容量最高到2TB。为了节约流量，存储的数据可以通过BLE或者WiFi进行本地传输到终端设备中。

在上述任一方案中优选的是，所述的MCU2进行数据存储，MCU2主要接收CAN总线上面的数据，并对数据进行解析。解析出的数据通过串口的形式发送到各个无线模块，MCU2还要控制和配置各个功能模块。

在上述任一方案中优选的是，所述后台服务器系统包括服务管理中心、手持机、整车单元。

在上述任一方案中优选的是，所述服务管理中心包括通信服务器、中心服务器，负责整个系统的数据通信和统一管理。

在上述任一方案中优选的是，手持机进行近场非接触式无线通信，和车辆通信，采集车辆信息，对采集的信息进行分析。

在上述任一方案中优选的是，整车单元进行数据采集和本地存储记录，一定时间通过无线通信发送给服务器。

本实用新型的有益效果是：智能互联整车控制器的将传统整车控制器功能和无线传输等功能相结合，能够实现无线信息交互、远程信息交互，实现近场无线故障诊断、状态反馈、参数标定和程序升级，实现远程故障诊断、状态反馈、参数标定、程序升级及设备定位。这样智能互联整车控制器即实现了传统整车控制功能，也吸收了车载智能终端的部分功能，实现优势互补。

附图说明

图1按照本实用新型的智能互联整车控制器的iVCU结构的一个优选实施例框图；

图2按照本实用新型的智能互联整车控制器的VCU结构的一个优选实施例框图；

图3按照本实用新型的智能互联整车控制器的车载互联功能的一个优选实施例结构框图；

图4按照本实用新型的智能互联整车控制器的iVCU的一个优选实施例的控制流程图；

图5按照本实用新型的智能互联整车控制器的远程故障诊断网络拓扑的一个优选实施例结构框图；

图6按照本实用新型的智能互联整车控制器的后台服务器的一个优选实施例的系统架构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和6所示，一种智能互联整车控制器，包括整车控制器、车载互联功能和后台服务器系统。所述整车控制器硬件包含各部分供电电源电路、开关量采集电路、模拟量采集电路、存储功能电路、功率输出电路、MCU(这里记为MCU1)最小控制系统电路和CAN总线电路。所述车载互联功能中，集成了电源、WiFi模块、BLE模块、4G模块、GNSS功能、存储功能，另外有独立的MCU(这里记为MCU2)控制器和CAN总线电路；所述后台服务器系统包括服务管理中心、手持机、整车单元；其中，服务管理中心与整车单元通讯连接，手持机与整车单元通讯连接，手持机与服务管理中心通讯连接；所述服务管理中心包括通信服务器、中心服务器，通信服务器与中心服务器通讯连接，负责整个系统的数据通信和统一管理；所述手持机进行近场非接触式无线通信，和车辆通信，采集车辆信息，对采集的信息进行分析；所述整车单元进行数据采集和本地存储记录，一定时间通过无线通信发送给服务器。

在本实施例中，所述后台服务器系统包括服务管理中心、手持机、整车单元。

在本实施例中，所述服务管理中心包括通信服务器、中心服务器，负责整个系统的数据通信和统一管理。

在本实施例中，手持机进行近场非接触式无线通信，和车辆通信，采集车辆信息，对采集的信息进行分析。

在本实施例中，整车单元进行数据采集和本地存储记录，一定时间通过无线通信发送给服务器。

如图2所示，MCU1与CAN总线、电源电路、开关量采集电路、模拟量采集电路、存储功能电路、功率输出电路直接相连，其中，开关量采集电路连接至MCU1，模拟量采集电路连接至所述MCU1，存储功能电路连接至MCU1，功率输出电路连接至所述MCU1，MCU1包括MCU1最小控制系统电路，MCU1连接至所述CAN总线电路。开关量采集电路主要采集车辆中数字量信号，如接触器反馈等。模拟量采集电路用于采集油门踏板、制动踏板等信号。功率输出电路用于驱动主正接触器、主负接触器等功率器件，也可作为车身各个节点的硬线使能限号。存储电路用于关键参数的记录。CAN总线电路用于与车身各个节点进行通信。

MCU根据开关量采集电路、模拟量采集电路反馈的状态和从CAN总线接收到的信息，进行整车控制，例如上电逻辑控制，钥匙拧到ON挡，并start唤醒后，VCU被唤醒。VCU根据车身各个节点反馈的信息，受限判断车辆是否满足上电条件，如满足，VCU发送预充接触器吸和指令。当预充完成后，VCU发送总正接触器吸和指令，并断开主负接触器。驱动接触器工作就用到了功率输出电路。

在本实施例中，VCU需要标定的时候，需要读取存储器内的参数信息，这时会用到存储电路部分。

在本实施例中，整车控制器各个电路组合采用集成设计，集成设计实现近场无线故障诊断、状态反馈、参数标定和程序升级。

在本实施例中，开关量采集电路主要采集车辆中数字量信号，如接触器反馈等。

在本实施例中，模拟量采集电路采集油门踏板、制动踏板等信号。

在本实施例中，功率输出电路驱动主正接触器、主负接触器等功率器件，并可作为车身各个节点的硬线使能信号。

在本实施例中，存储功能电路用于关键参数的记录。

在本实施例中，CAN总线电路用于与车身各个节点进行通信。

在本实施例中，MCU1最小控制电路是VCU控制器的大脑，程序运行的载体。

如图3所示，车载互联功能中，集成了电源、WiFi模块、BLE模块、4G模块、GNSS功能、存储功能，另外有独立的MCU(这里记为MCU2)控制器和CAN总线电路。电源、WiFi模块、BLE模块、4G模块、GNSS 功能、存储与MCU2最小控制系统电路直接连接，受MCU2的控制。MCU2与CAN总线相连。车载互联功能中的CAN总线与整车控制器的CAN总线直接相连。WiFi模块和4G模块可实现iVCU与终端或者服务器的远程通信，WiFi模块与BLE模块可实现iVCU与本地终端设备的近场通信。

系统供电以后，车载互联功能的MCU2对WiFi模块、蓝牙模块、4G模块、GNSS模块和存储电路进行初始化，初始化成功后，MCU2接收CAN总线信息，根据指定的协议对数据进行解析，将解析后的数据根据系统所处的工作模式，发送到相应的无线模块或者存储芯片中。各个模块接收到MCU2的指令后，按照其设置进行工作，如某一无线模块启动数据传输的模式，则开始按照MCU2设置的模式下进行数据传输。GNSS模块会将实时的位置坐标信息通过4G模块发送到远端服务器中。

在本实施例中，所述的WiFi模块可配置为AP模式，此模式下本地终端设备与WiFi模块相连，进行近场通信。

在本实施例中，所述的BLE模块为从模块广播模式，本地终端设备可以与BLE模块相连，进行近场通信。

在本实施例中，所述的4G模块将本地数据通过4G模块发送到云端服务器，或者数据从云端服务器通过4G模块发送到iVCU中，4G模块兼容2G或3G。

在本实施例中，所述的GNSS模块，将iVCU的定位坐标信息通过4G模块发送到云端服务器。

在本实施例中，所述的存储功能，MCU2将需要存储的数据进行存储，考虑到数据量可能很大，数据存储容量最高到2TB。为了节约流量，存储的数据可以通过BLE或者WiFi进行本地传输到终端设备中。

在本实施例中，所述的MCU2进行数据存储，MCU2主要接收CAN总线上面的数据，并对数据进行解析。解析出的数据通过串口的形式发送到各个无线模块，MCU2还要控制和配置各个功能模块。

如图4所示，iVCU的控制流程。系统供电后，首先进行系统状态检测。检测整车状态是否正常，车载互联电源是否使能。整车状态正常的情况下，进行整车高压上电，然后判断上电是否正常，是的话开启整车控制，一旦发现整车异常，立刻进行异常处理。

iVCU上电后，将车载互联功能电路的电源电路使能，车载互联功能电路上电稳定后，进行初始化操作判断是否接收到数据；若接收到数据则进行数据解析，判断是否需要数据传送；若不需要数据传送则进行本地存储，若需要数据传送，则进行数据传送方式的选择。如果允许进行数据传送的话，再接着判断是否需要4G传送,否的话再进行判断是否选择蓝牙传送，再是否的话进行是否Wifi传送，是的话进行数据发送步骤，如果全是否定的话则直接进行数据发送。最后判断是否需要对数据进行存储，是的话则存储，否则继续判断是否收到新数据。

如图5所示：以远程iVCU故障诊断为例，iVCU上电后，MCU1会将车载互联功能电路的电源电路使能，车载互联功能电路上电稳定后，进行初始化操作，选择4G传输模式。MCU2从CAN总线上接收整车报文，并对报文进行解析，按照MCU2与4G模块的通信协议，将数据传送到4G模块，4G模块按照4G协议将数据传送到与iVCU绑定的服务器中，并且将数据存储到本地的SD卡中，用于历史数据查询。这个过程中，MCU1余MCU2独立工作，MCU1主要进行整车控制器，MCU2进行车载互联网络控制。

远程终端通过访问与iVCU连接的服务器，将数据导入本地，通过上位机软件进行本地判断，进行故障诊断。注意，图中终端设备与服务器连接不局限于4G网路，可以是WiFi等。

智能互联整车控制器工作过程：

MCU根据开关量采集电路、模拟量采集电路反馈的状态和从CAN总线接收到的信息，进行整车控制，例如上电逻辑控制，钥匙拧到ON挡，并start唤醒后，VCU被唤醒。VCU根据车身各个节点反馈的信息，受限判断车辆是否满足上电条件，如满足，VCU发送预充接触器吸和指令。当预充完成后，VCU发送总正接触器吸和指令，并断开主负接触器。驱动接触器工作就用到了功率输出电路。又如,VCU需要标定的时候，需要读取存储器内的参数信息，这时会用到存储电路部分。整车单元具有传统纯电动车辆整车控制器的功能基础，还具有无线数据传输功能，具有独立的数据采集控制器，通过CAN总线采集整车的数据信息，具有定位功能，可以实时上传位置信息。

车载互联功能工作过程：

系统供电以后，MCU2对WiFi模块、蓝牙模块、4G模块、GNSS模块和存储电路进行初始化，初始化成功后，MCU2接收CAN总线信息，根据指定的协议对数据进行解析，将解析后的数据根据系统所处的工作模式，发送到相应的无线模块或者存储芯片中。各个模块接收到MCU2的指令后，按照其设置进行工作，如某一无线模块启动数据传输的模式，则开始按照MCU2设置的模式下进行数据传输，GNSS模块会将实时的位置坐标信息通过4G模块发送到远端服务器中。

后台服务器系统工作过程及实现功能：车辆位置信息和时间实时向服务管理中心上传，管理中心可以实时监控车和调度；车辆程序无线升级和参数无线标定，用户通过服务器统一升级车辆程序和参数标定，或者通过手持机近距离实现无线通信，对单独车辆进行程序升级车辆参数无线标定；用户能够通过服务器远程进行故障诊断分析，车辆状态无线采集。也能通过手持机近距离实现无线通信，对单独车辆进行故障分析或辆状态进行采集；车辆实时的位置信息、车辆定时的车况、车辆故障诊断、参数标定、程序升级、车辆状态进行统计，方便公司管理车辆的情况，及时对车辆维护和报修以及对车辆信息数据进行大数据分析。

本实用新型的有益效果是：智能互联整车控制器的将传统整车控制器功能和无线传输等功能相结合，能够实现无线信息交互、远程信息交互，实现近场无线故障诊断、状态反馈、参数标定和程序升级，实现远程故障诊断、状态反馈、参数标定、程序升级及设备定位。这样智能互联整车控制器即实现了传统整车控制功能，也吸收了车载智能终端的部分功能，实现优势互补。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。