一种适用于商用车的网关控制器

技术领域

本发明属于汽车电子领域，具体涉及一种适用于商用车的网关控制器。

背景技术

由于目前车辆智能化、网联化的飞速发展，车载控制器的数量迅速增加，同时控制器软件的更新速度也日趋加快。当车辆有较长时间的停车熄火状态时，一直处于工作或监测状态的控制器极大地损耗了车辆蓄电池的电量存储，极易出现由于电池亏电致使车辆无法启动的情况。另一方面，虽然车载控制器的软件迭代速度极快，但商用车车辆由于自身对于营运工作的需求，无法随时随地停车等待网关程序的升级，影响车辆的正常运行，即使得车辆在运行过程中也能够对网关程序进行升级成为了现实需求。

另外，现有技术中公开了一种基于三路CAN总线的电动汽车网关系统（公开号为CN211930659U），该系统包括整车控制器和网关，其中，网关通过第一CAN总线与整车控制器相连接，整车控制器通过驱动CAN总线与电机控制器相连接，网关通过第二CAN总线与电力助力转向控制器相连接，网关通过第三CAN总线与远程监控终端相连接，该系统中的网关控制器只具备3路CAN通道，对于当前车辆电子电器架构而言是不足以支撑车辆更多的信息交互需求的；网关控制器也不具备AB分区功能，无法实现车辆随时随地的远程刷写功能。

有鉴于此，本发明提供一种适用于商用车的网关控制器；以解决现有技术中存在的上述缺陷，是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在当前的网关控制器由于控制器一直处于工作状态，容易造成蓄电池亏电，以及当前的网关控制器无法支撑车辆更多的信息交互以及并不具备AB分区功能的缺陷，提供设计一种适用于商用车的网关控制器，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

一种适用于商用车的网关控制器，包括降压电路、控制模块、多路CAN通道模块和AD采样模块；

降压电路的第一输入端通过钥匙开关连接到外部供电单元，降压电路的第二输入端连接到外部电池单元，降压电路的输出端连接到控制模块的供电端和AD采样模块的供电端，控制模块的输出端连接到多路CAN通道模块的第一端，多路CAN通道模块的第二端连接到外部设备，控制模块的输出端还连接到AD采样模块的控制端，AD采样模块的采集端连接到外部电瓶箱。

在其中一个实施例中，降压电路包括降压芯片U1、MOS管Q1、电阻R1、电阻R2、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、二极管D1、二极管D2、熔断器F1、瞬态抑制二极管TVS1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R5、电阻R6、电容C6、电容C7、电阻R7、电阻R8、稳压二极管D3、电感L1、电容C8、电容C9和熔断器F2；

电阻R1的第一端和MOS管Q1的源极连接到外部电池单元，电阻R1的第二端和MOS管Q1的栅极连接到电阻R2的第一端，MOS管Q1的漏极连接到二极管D1的正极；电阻R2的第二端连接到三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R3连接到控制模块的输出端，三极管Q2的基极通过电阻R4接地；二极管D1的负极连接到二极管D2的负极、瞬态抑制二极管TVS的负极和通过熔断器F1连接到降压芯片U1的第一引脚，二极管D2的正极连接到钥匙开关，瞬态抑制二极管TVS1的正极接地，降压芯片U1的第一引脚还通过并联的电容C1、电容C2、电容C3和电容C4接地，降压芯片U1的第二引脚连接到电容C5的第一端，电容C5的第二端接地，电容C5的第二端还通过并联的电阻R5和电阻R6连接到瞬态抑制二极管TVS1的正极，降压芯片U1的第三引脚通过电容C6连接到降压芯片U1的第四引脚，降压芯片U1的第四引脚通过电感L1连接到熔断器F2的第一端，熔断器F2的第一端通过并联的电容C8和电容C9接地，熔断器F2的第二端作为降压电路的输出端，降压芯片U1的第四引脚连接到稳压二极管D3的负极，稳压二极管D3的正极接地，降压芯片U1的第四引脚通过并联的电阻R7和电容C7连接到降压芯片U1的第五引脚，降压芯片U1的第五引脚通过电阻R8接地。

在其中一个实施例中，降压芯片U1采用型号为LMR36015的降压芯片。

在其中一个实施例中，多路CAN通道模块包括4个CAN收发器和8路CAN通道，每个CAN收发器连接有两路CAN通道，其中一路CAN通道连接有远程唤醒上位机。

在其中一个实施例中，CAN收发器采用型号为TJA1059的支持旁路模式功能的双高速CAN收发器，CAN收发器的模式选择引脚连接到控制模块。

在其中一个实施例中，控制模块采用型号为MPC5748G的开发板。

在其中一个实施例中，还包括看门狗，看门狗的第一端连接到降压电路，看门狗的第二端连接到控制模块。

在其中一个实施例中，还包括JTAG刷写模块，JTAG刷写模块的第一端连接到降压电路，JTAG刷写模块的第二端连接到控制模块。

在其中一个实施例中，还包括AB分区启动模块，AB分区启动模块连接到控制模块。

本发明的有益效果在于，本发明通过MOS管Q1、三极管Q2和具备休眠功能的降压芯片U1，能够减少该网关控制器的功耗，延长车辆的待机时间。另外，本发明通过支持旁路模式功能的双高速CAN收发器，使得控制模块能够控制8路CAN通道进入旁路模式，从而降低不必要的能量损耗；而且本发明还通过AB分区启动模块分别启动A区或B区实现车辆随时随地的远程刷写功能。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为该网关控制器的关系示意图。

图2为降压电路的原理图。

1为降压电路，2为控制模块，3为多路CAN通道模块，4为AD采样模块，5为看门狗模块，6为JTAG刷写模块，7为AB分区启动模块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

如图1所示，本发明提供一种适用于商用车的网关控制器，包括降压电路、控制模块、多路CAN通道模块和AD采样模块；降压电路的第一输入端通过钥匙开关连接到外部供电单元，降压电路的第二输入端连接到外部电池单元，降压电路的输出端连接到控制模块的供电端和AD采样模块的供电端，控制模块的输出端连接到多路CAN通道模块的第一端，多路CAN通道模块的第二端连接到外部设备，控制模块的输出端还连接到AD采样模块的控制端，AD采样模块的采集端连接到外部电瓶箱。其中，控制模块采用型号为MPC5748G的开发板。

如图2所示，降压电路包括降压芯片U1、MOS管Q1、电阻R1、电阻R2、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、二极管D1、二极管D2、熔断器F1、瞬态抑制二极管TVS1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R5、电阻R6、电容C6、电容C7、电阻R7、电阻R8、稳压二极管D3、电感L1、电容C8、电容C9和熔断器F2；其中，降压芯片U1采用型号为LMR36015的降压芯片。

电阻R1的第一端和MOS管Q1的源极连接到外部电池单元，电阻R1的第二端和MOS管Q1的栅极连接到电阻R2的第一端，MOS管Q1的漏极连接到二极管D1的正极；电阻R2的第二端连接到三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R3连接到控制模块的输出端，三极管Q2的基极通过电阻R4接地；二极管D1的负极连接到二极管D2的负极、瞬态抑制二极管TVS的负极和通过熔断器F1连接到降压芯片U1的第一引脚，二极管D2的正极连接到钥匙开关，瞬态抑制二极管TVS1的正极接地，降压芯片U1的第一引脚还通过并联的电容C1、电容C2、电容C3和电容C4接地，降压芯片U1的第二引脚连接到电容C5的第一端，电容C5的第二端接地，电容C5的第二端还通过并联的电阻R5和电阻R6连接到瞬态抑制二极管TVS1的正极，降压芯片U1的第三引脚通过电容C6连接到降压芯片U1的第四引脚，降压芯片U1的第四引脚通过电感L1连接到熔断器F2的第一端，熔断器F2的第一端通过并联的电容C8和电容C9接地，熔断器F2的第二端作为降压电路的输出端，降压芯片U1的第四引脚连接到稳压二极管D3的负极，稳压二极管D3的正极接地，降压芯片U1的第四引脚通过并联的电阻R7和电容C7连接到降压芯片U1的第五引脚，降压芯片U1的第五引脚通过电阻R8接地。

具体地，钥匙开关作为降压电路的启动使能信号，当钥匙开关未闭合时，该网关控制器不进入工作状态，降低功耗；当钥匙开关上电后，外部供电单元经钥匙开关和降压电路为控制模块等提供5V电压，之后，控制模块经过AD采样模块采集外部电瓶箱的运行电压，当采集到的运行电压为预设电压后，开发板中的MCU（Microcontroller Unit，微控制单元）的输出引脚PB2拉高，继而继而三极管Q2闭合，Q2闭合后，MOS管Q1导通，外部电池单元中的蓄电池VBATT先给降压电路提供输入电压，后续不论钥匙开关是否关断，降压芯片都可以输出稳定的5V电供给各模块。

另外，多路CAN通道模块包括4个CAN收发器和8路CAN通道，每个CAN收发器连接有两路CAN通道，其中一路CAN通道连接有远程唤醒上位机。其中，CAN收发器采用型号为TJA1059的支持旁路模式功能的双高速CAN收发器，CAN收发器的模式选择引脚连接到控制模块。远程唤醒上位机能够根据当前车辆的状态选择某路CAN通道或某几路CAN通道进入旁路模式，以降低控制器整体功耗，当处于旁路模式的CAN通道需要继续回到正常工作状态时，MCU可通过特定输出引脚的拉高来使其恢复到正常状态。

另外，该网关控制器还包括看门狗和JTAG刷写模块，其中，看门狗的第一端连接到降压电路，看门狗的第二端连接到控制模块，看门狗能够监控该网关控制器的运行状态。JTAG刷写模块的第一端连接到降压电路，JTAG刷写模块的第二端连接到控制模块。

该网关控制器还包括AB分区启动模块，AB分区启动模块连接到控制模块。由于控制模块采用型号MPC5748G的开发板，而该开发板的多核架构以及多达6MB的Flash存储空间使得足以令该网关控制器支持AB分区，即Flash存储空间包括A区Flash存储区域和B区Flash存储区域，能够通过AB分区启动模块选择性的启动A区或B区实现车辆随时随地的远程刷写功能，即若该网关控制器的控制程序在A区域运行时，可以升级B区的程序，待下次使用钥匙开关唤醒该网关控制器时，更改程序运行区域地址。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。