專利名稱：汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車電器系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車電器系統(tǒng)電子 開關(guān)集中控制器。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車在控制、通信和網(wǎng)絡(luò)方面的要求越來越 復(fù)雜，汽車上的各種控制裝置集成化、自動(dòng)化已是大勢(shì)所趨。使整車檢測(cè)與 維修筒單化、易操作是廣大客戶和維修人員長(zhǎng)期所期待的。

發(fā)明內(nèi)容
本系統(tǒng)為了解決使汽車整車檢測(cè)與維修更加便捷、操作控制更簡(jiǎn)單等技 術(shù)問題，而提供了一種汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器，它主要包括汽車 上的電子控制開關(guān)，和與每個(gè)開關(guān)控制連接的相應(yīng)負(fù)載，通過以MPC555主控 芯片為核心及在MPC555芯片上配有與各負(fù)載連接的相應(yīng)I/O才莫塊和通信接 口，通過傳感器采集控制信號(hào)，再通過MPC555主控芯片和其上裝有的實(shí)時(shí)操 作系統(tǒng)RT0S,對(duì)各電子控制開關(guān)進(jìn)行集中控制和處理；通過功率輸出模塊實(shí) 現(xiàn)負(fù)載控制；通過點(diǎn)火控制模塊與點(diǎn)火裝置控制連接；通過安全保護(hù)模塊與 各功率輸出模塊控制連接進(jìn)行過熱保護(hù)檢測(cè)、短/斷路檢測(cè)，再通過MPC555 微處理器的CAN總線與整車面板顯示裝置電信號(hào)控制連^J妄；所述實(shí)時(shí)操作系 統(tǒng)RT0S，通過BDM接口接收MPC555硬件平臺(tái)狀態(tài)和信息；建立控制模型； 并與編譯器連接將控制模型或C語言程序生成MPC555機(jī)器源代碼；通過BDM接口將源代碼發(fā)送到MPC555硬件平臺(tái)；由系統(tǒng)的主控芯片MPC555控制器負(fù) 責(zé)檢測(cè)、判斷各電子器件的狀態(tài)，并發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制指令。
本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果集汽車電器的各種控制開關(guān)、檢測(cè)功能于一 身，把汽車上大量使用的機(jī)械開關(guān)和繼電器變成可控制的電子開關(guān)，用電子 開關(guān)信號(hào)來控制和驅(qū)動(dòng)負(fù)載，用電腦單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)所有功能的檢測(cè)與控制， 本系統(tǒng)具有成本低、簡(jiǎn)單易行，集成化程度高、直觀、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 能最大限度的滿足客戶和維修保養(yǎng)人員的基本需要。不僅解決了長(zhǎng)期以來困 擾維修、檢測(cè)人員的諸多困難和不便，還對(duì)汽車電子的集成化和自動(dòng)化方面 起到了改進(jìn)和完善作用，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，將在汽車電子化、自動(dòng) 化方面發(fā)揮重要作用。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2本發(fā)明的電^各原理示意圖
圖3是基于MPC555的ECU核心結(jié)構(gòu)示意圖
圖4是CAN接口電3各原理圖
圖5是功率輸出模塊電路原理圖
圖6是各功率輸出模塊的工作流程圖
圖7是點(diǎn)火控制和安全保護(hù)模塊工作流程圖
圖8是報(bào)警模塊示意圖
具體實(shí)施例方式
參看圖l-圖2，汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器，它主要包括汽車上 的電子控制開關(guān)kl,k2, ......,kn(如電源開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)、近光開關(guān)、遠(yuǎn)光開關(guān)、輪廓開關(guān)、前霧燈開關(guān)、后霧燈開關(guān)、倒車開關(guān)、剎車開關(guān)、前洗滌 開關(guān)、后洗滌開關(guān)、前雨刮開關(guān)、后雨刮開關(guān)、緊急開關(guān))，和與每個(gè)開關(guān)控
制連接的相應(yīng)負(fù)載(l......n)(如電源、左轉(zhuǎn)向燈、右轉(zhuǎn)向燈、近光燈、遠(yuǎn)
光燈、輪廓燈、前霧燈、后霧燈、倒車燈、剎車燈、前洗滌燈、后洗滌燈、 前雨刮燈、后雨刮開關(guān)、緊急開關(guān)以及暖風(fēng)機(jī)、前雨刮器、后雨刮器及空調(diào) 器)，通過以MPC555主控芯片為核心及在MPC555芯片上配有與各負(fù)載連接的 相應(yīng)1/0模塊和通信接口，通過傳感器l,......,傳感器n (如燈光傳感器、
雨量傳感器等)采集控制信號(hào)，再通過MPC555主控芯片和其上裝有的實(shí)時(shí)操 作系統(tǒng)RTOS,對(duì)各電子控制開關(guān)進(jìn)行集中控制和處理；通過功率輸出模塊中 的功率輸出1，功率輸出2,......功率輸出n，實(shí)現(xiàn)對(duì)各負(fù)載(1......n)的控
制；通過點(diǎn)火控制模塊與點(diǎn)火開關(guān)控制連接；安全保護(hù)模塊通過MPC555微處 理器與各功率輸出模塊控制連接，并進(jìn)行過熱保護(hù)檢測(cè)、短/斷路檢測(cè)，再通 過與MPC555微處理器CAN總線連接的整車面板顯示裝置，顯示個(gè)負(fù)載的狀態(tài)。 裝在MPC555微處理器上的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS,通過BDM接口接收MP"55硬 件平臺(tái)狀態(tài)和信息；建立控制模型；并與編譯器連接將控制模型或C語言程 序生成MPC555機(jī)器源代碼；通過BDM接口將源代碼發(fā)送到MPC555硬件平臺(tái)； 由系統(tǒng)的主控芯片MPC555控制器負(fù)責(zé)檢測(cè)、判斷各電子器件的狀態(tài)，并發(fā)出 相對(duì)應(yīng)的控制指令。
MPC555微控制器是Motorola PowerPC 555系列的代表產(chǎn)品，它采用了 IBM微控制器的芯片結(jié)構(gòu)、AMD閃存存儲(chǔ)器等技術(shù)。是專為汽車電子、航空航 天、智能系統(tǒng)等高端嵌入式控制系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的電腦芯片。該產(chǎn)品可在高速移 動(dòng)及苛刻的環(huán)境下工作(工作溫度-40 U5。C)，性能優(yōu)良，并具有高度的靈活性和可靠性。本發(fā)明就是針對(duì)汽車上所有的電子控制開關(guān)信號(hào)，利用
該芯片的強(qiáng)大功能，對(duì)傳感器和控制信號(hào)集中控制并處理。MPC555控制器配 有各類應(yīng)用1/0模塊與通信接口，并裝有一套實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)。在操作 系統(tǒng)的管理下，通過BDM接口瀏覽MPC555硬件平臺(tái)狀態(tài)和信息；建立控制模 型；與編譯器連接將控制模型或C語言程序生成MPC555機(jī)器源代碼；通過BDM 接口將源代碼傳送到MPC555硬件平臺(tái)；MPC555是控制器的核心，它負(fù)責(zé)檢測(cè)、 判斷各電子器件的狀態(tài)，并發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制指令。
例如雨刷控制，首先由雨量傳感器傳來雨量變化的信號(hào)，控制器根據(jù) 傳感器的數(shù)據(jù)而對(duì)雨刷電機(jī)進(jìn)行分級(jí)、分類管理，再發(fā)出對(duì)應(yīng)指令進(jìn)行控制， 從而達(dá)到對(duì)雨刷的智能控制，期間還有對(duì)各種突發(fā)狀態(tài)的處理。
參看圖3， MPC555的ECU核心結(jié)構(gòu)，其主要功能模塊有
*主頻40MHz的精簡(jiǎn)指令集RCPU;
*四級(jí)存儲(chǔ)器控制器；
*U-Bus系統(tǒng)接口單元(US IU );
*靈活的指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保護(hù)單元；
*448KB Flash EEPROM;
*26KB SRAM;
*雙時(shí)間處理單元(TPU3); *18通道才莫塊I/O系統(tǒng)(MI0S1); *雙隊(duì)列模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(QADC); *雙CAN2. OB控制器模塊(TouCANs ); *隊(duì)列串行多通道模塊(QSMCM )。信號(hào)采集模塊，由本發(fā)明中各開關(guān)和傳感器提供采集信號(hào)，并由MPC555 實(shí)現(xiàn)集中控制。
驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)本發(fā)明中各負(fù)載。由于MPC 555控制芯片具有易于實(shí)現(xiàn) 輸入輸出的優(yōu)點(diǎn)，因此它具有極強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)和控制負(fù)載的能力，對(duì)于普通開關(guān) 量的輸入輸出，18通道模塊I/O系統(tǒng)MI0S1可以基本滿足需要；對(duì)于復(fù)雜環(huán) 境控制需要更多1/0時(shí)，由于ECU設(shè)計(jì)采用最小系統(tǒng)，無需擴(kuò)展存儲(chǔ)器等， 其24位地址總線及32位數(shù)據(jù)總線將空閑，可以作為通用1/0使用。
通訊模塊通過CAN總線，實(shí)現(xiàn)MPC 555控制器與整車面板顯示裝置的通訊。
參看圖4, CAN接口電路，MPC 555內(nèi)部集成了雙路CAN2. OB控制器模 塊，在ECU設(shè)計(jì)時(shí)只需增加一個(gè)收發(fā)器就可以完成高速通信。本系統(tǒng)采用了 飛利浦公司的PCA82C250收發(fā)器，其傳輸速率高達(dá)1Mbps。用于與CAN總線 實(shí)現(xiàn)連接。圖4中的Vcc代表電源正極，Vss為接地端，C-H為輸入高電平 有效，C-L為低電平有效，CANL1表示為系統(tǒng)與CAN總線的接端口， R表示為 阻抗匹配，C表示為容抗匹配，CNTX1是系統(tǒng)向CAN總線發(fā)出的輸出信號(hào)，CNRX1 是系統(tǒng)接收CAN總線的輸入信號(hào)。
參看圖5、圖6,各功率輸出模塊及工作流程，通過安全保護(hù)模塊中的過 熱保護(hù)、短路保護(hù)及斷路保護(hù)對(duì)各負(fù)載進(jìn)行過熱保護(hù)檢測(cè)、短/斷路檢測(cè)，通 過報(bào)警模塊處理異常情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)各負(fù)載(1......n)的控制、輸出以及各種
異常狀態(tài)的判別與處理；其工作流程是功率輸出模塊收到控制信號(hào)后，由 主控芯片MPC555控制器負(fù)責(zé)檢測(cè)、判斷各(負(fù)載)電子器件如遠(yuǎn)光燈、近光 燈、前霧燈、倒車燈及其它常用燈的狀態(tài)，是否短路或斷路并發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制指令，進(jìn)行顯示、報(bào)警；在電路正常的情況下進(jìn)行功率放大后，判斷各 電子器件是否過熱并發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制指令，進(jìn)行顯示、報(bào)警；在正常的情 況下實(shí)施負(fù)載。
各功率輸出模塊反映的是對(duì)所有負(fù)載的控制、輸出以及各種異常狀態(tài)的 判別與處理結(jié)果，具有直觀，簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，小功率負(fù)載輸出采用的是飛利浦 功放元件TDA2030A,大功率的輸出負(fù)載則用三肯大功率管2SC系列元件來達(dá) 到對(duì)負(fù)載的實(shí)時(shí)控制，同時(shí)，它還具有短路、斷路、過熱、過載保護(hù)等檢測(cè) 功能，由控制器對(duì)各種情況進(jìn)行識(shí)別、分析后，由功率模塊輸出給報(bào)警器產(chǎn) 生報(bào)警，它能有效的控制和處理各種突發(fā)情況。
參看圖7，點(diǎn)火控制和安全保護(hù)模塊工作流程，MPC 555控制芯片接到 電源輸入信號(hào)后，針對(duì)點(diǎn)火前后的各種可能發(fā)生的情況如是否點(diǎn)火，在已點(diǎn) 火的情況下，對(duì)是否出現(xiàn)短路、是否出現(xiàn)斷路等情況進(jìn)行識(shí)別和分析，由MPC 555發(fā)出指令，決定是否啟動(dòng)正常安全保護(hù)/斷電安全保護(hù)以及啟動(dòng)報(bào)警裝置 進(jìn)行相應(yīng)的顯示、報(bào)警，從而達(dá)到對(duì)整車的檢測(cè)和安全保護(hù)功能。
參看圖8，報(bào)警模塊，由MPC 555通過各功率輸出模塊給報(bào)警器發(fā)送各種 突發(fā)應(yīng)急監(jiān)測(cè)信號(hào)(或門1,……或門n)，由報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，達(dá)到有 效的控制和處理各種突發(fā)情況。
權(quán)利要求
1、汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器，它主要包括汽車上的電子控制開關(guān)，和與每個(gè)開關(guān)控制連接的相應(yīng)負(fù)載，其特征在于通過以MPC555主控芯片為核心及在MPC555芯片上配有與各負(fù)載連接的相應(yīng)I/O模塊和通信接口，通過傳感器采集控制信號(hào)，再通過MPC555主控芯片和其上裝有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，對(duì)各電子控制開關(guān)進(jìn)行集中控制和處理；通過功率輸出模塊實(shí)現(xiàn)負(fù)載控制；通過點(diǎn)火控制模塊與點(diǎn)火裝置控制連接；通過安全保護(hù)模塊與各功率輸出模塊控制連接進(jìn)行過熱保護(hù)檢測(cè)、短/斷路檢測(cè)，再通過MPC555微處理器的CAN總線與整車面板顯示裝置電信號(hào)控制連接；所述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，通過BDM接口接收MPC555硬件平臺(tái)狀態(tài)和信息；建立控制模型；并與編譯器連接將控制模型或C語言程序生成MPC555機(jī)器源代碼；通過BDM接口將源代碼發(fā)送到MPC555硬件平臺(tái)；由系統(tǒng)的主控芯片MPC555控制器負(fù)責(zé)檢測(cè)、判斷各種電子器件的狀態(tài)，并發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制指令。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器，其特征在 于所述電子控制開關(guān)包括轉(zhuǎn)向開關(guān)、近光開關(guān)、遠(yuǎn)光開關(guān)、輪廓開關(guān)、前 霧燈開關(guān)、后霧燈開關(guān)、倒車開關(guān)、剎車開關(guān)、前洗滌開關(guān)、后洗滌開關(guān)、 前雨刮開關(guān)、后雨刮開關(guān)、緊急開關(guān)及其他常用開關(guān)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器，其特征在 于所述各功率輸出模塊，通過安全保護(hù)模塊中的過熱保護(hù)、短路保護(hù)及斷 路保護(hù)對(duì)負(fù)載進(jìn)行過熱保護(hù)檢測(cè)、短/斷路檢測(cè)，通過報(bào)警模塊處理異常情況。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器，其特征在于所述功率輸出模塊，通過工作流程實(shí)現(xiàn)負(fù)載的控制、輸出以及各種異常 狀態(tài)的判別與處理；功率輸出才莫塊收到控制信號(hào)后，由集成控制器主控芯片 MPC555控制器負(fù)責(zé)檢測(cè)、判斷各電子器件的狀態(tài)，是否短路或斷路并發(fā)出相 對(duì)應(yīng)的控制指令，在電路正常的情況下放大功率后，再判斷各電子器件是否 過熱并發(fā)出相對(duì)應(yīng)的控制指令，在正常的情況下實(shí)施負(fù)載。
全文摘要
汽車電器系統(tǒng)電子開關(guān)集中控制器，為了解決使汽車整車檢測(cè)與維修更加便捷、操作控制更簡(jiǎn)單等技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的，它主要包括汽車上的電子控制開關(guān)，和與每個(gè)開關(guān)控制連接的相應(yīng)負(fù)載，通過以MPC555主控芯片為核心及在MPC555芯片上配有與各負(fù)載連接的相應(yīng)I/O模塊和通信接口，通過傳感器采集控制信號(hào)，再通過MPC555主控芯片和其上裝有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，對(duì)各電子控制開關(guān)進(jìn)行集中控制和處理。有益效果集汽車電器的各控制開關(guān)、檢測(cè)功能于一身，把汽車上大量機(jī)械、電器開關(guān)變成可控電子開關(guān)，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有功能的檢測(cè)與控制。具有成本低、簡(jiǎn)單易行，集成化程度高、直觀、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，解決了維修檢測(cè)的困難和不便，對(duì)汽車在電子化、自動(dòng)化方面起到了改進(jìn)和完善作用。
文檔編號(hào)B60R16/02GK101436067SQ20081022974
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者呂連義, 婷 張, 張廣臣, 鄭全東 申請(qǐng)人:沈陽市天星汽車電器有限公司;鄭全東