專利名稱：車載中央控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車控制裝置，具體地說是一種車載中央控制器。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)汽車工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展，汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命，是用來開發(fā)新車型，改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志。汽車制造商認(rèn)為增加汽車電子設(shè)備的數(shù)量、促進(jìn)汽車電子化是奪取未來汽車市場(chǎng)的重要的有效手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這幾年平均每輛車上電子裝置成本在整個(gè)汽車制造成本中所占的比例逐漸提高，甚至一些高端車型上的電子產(chǎn)品成本占到整車成本的50%以上，目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)。汽車電子產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化已成為汽車工業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的中央控制器和儀表的應(yīng)用，主要有以下兩種(1)車身電子與機(jī)電式儀表的分離式控制方式。這種方式是對(duì)車身電子分為若干個(gè)單元，各自控制其運(yùn)行，只能提供汽車運(yùn)行中必要而又少量的數(shù)據(jù)信息，對(duì)其故障也無法做到整體自動(dòng)診斷，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代汽車新技術(shù)、高速度發(fā)展的要求。(2)基于CAN總線的傳感器與顯示裝置構(gòu)成的車身電子與電子儀表。CAN總線可以將發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECU)、變速器控制模塊(TCU)、氣囊控制模塊、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、 防滑控制系統(tǒng)(ASR)等眾多控制模塊信息整合在一起，可以實(shí)現(xiàn)各控制單元之間信息共享，減少不必要的線束和傳感器，在提高可靠性的基礎(chǔ)上降低了整車成本。但是，由于目前的車載中央控制器與儀表的接口制式單一并且不針對(duì)二次開發(fā)，這樣不但制約了我國(guó)汽車企業(yè)在車身電子方面的發(fā)展與提高，而且不能廣泛推廣應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述不足，本實(shí)用新型提供了一種車載中央控制器，以解決汽車車輛目前存在的每一配置不同的車型，均需單獨(dú)開發(fā)不同的控制器和配置不同的控制軟件的難題，避免了大量的人力、財(cái)力的浪費(fèi)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是車載中央控制器，包括處理器、存儲(chǔ)器、總線接口電路、外部輸入信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)控制電路和輔助電路，其特征是，所述存儲(chǔ)器包括SRAM存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)有應(yīng)用程序的FLASH存儲(chǔ)器，所述總線接口電路包括CANl 總線接口電路、CAN2總線接口電路、K總線接口電路和USB總線接口電路，所述外部輸入信號(hào)采集電路包括數(shù)字信號(hào)采集電路和模擬信號(hào)采集電路；其中，所述處理器分別與SRAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器、地址鎖存器、CANl總線接口電路、CAN2總線接口電路、K總線接口電路、USB總線接口電路、數(shù)字信號(hào)采集電路、模擬信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)控制電路和輔助電路相連接。還包括地址鎖存器，所述地址鎖存器分別與處理器和SRAM存儲(chǔ)器相連接。所述處理器為通用微處理器。[0011]所述輸出信號(hào)控制電路包括用以替代傳統(tǒng)繼電器驅(qū)動(dòng)大功率電器的功率開關(guān)器件。所述USB總線接口電路與安裝專用診斷軟件的筆記本電腦連接，用以對(duì)車載中央控制器進(jìn)行在線編程、參數(shù)設(shè)置和在線診斷。所述輔助電路至少包括電源電路、電源復(fù)位電路和電源喚醒電路。所述FLASH存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的應(yīng)用軟件是基于IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的可視化編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，可進(jìn)行在線編程操作。該裝載有應(yīng)用軟件的車載中央控制器，與外部信號(hào)采集部件、外部受控部件、在線編程裝置和組合儀表形成汽車控制系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，可根據(jù)不同車型或需求對(duì)應(yīng)用軟件有針對(duì)性地進(jìn)行二次開發(fā)。中央控制器通過外部輸入信號(hào)采集電路與用于檢測(cè)汽車執(zhí)行器件狀態(tài)的外部信號(hào)采集部件相連接，通過輸出信號(hào)控制電路與用于控制執(zhí)行器件狀態(tài)的外部受控組件相連接，通過CAN總線連接組合儀表；在線編程裝置用于在整車生產(chǎn)線上對(duì)車載中央控制器的進(jìn)行在線編程和參數(shù)設(shè)置。該車載中央控制器通過USB接口與代替專用診斷設(shè)備的配裝專用診斷軟件的筆記本電腦相連接，使用USB接口，實(shí)現(xiàn)在線編程應(yīng)用軟件的下載，以及車輛參數(shù)的設(shè)置和在線診斷等功能。采用配裝專用診斷軟件的筆記本電腦來代替診斷設(shè)備，不僅連接方式簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便，而且節(jié)省了購(gòu)置專用診斷設(shè)備的昂貴費(fèi)用。本實(shí)用新型的有益效果是1)可擴(kuò)展性高該車載中央控制器針對(duì)不同車型配置采用相應(yīng)的應(yīng)用軟件，采用嵌入式軟件方式，實(shí)現(xiàn)了一種型號(hào)車載中央控制器能夠滿足一個(gè)系列多種不同車型的需求；2)采用了功率開關(guān)器件來代替繼電器直接驅(qū)動(dòng)大功率電器摒除了對(duì)于遠(yuǎn)光燈等大功率電器采用繼電器驅(qū)動(dòng)方式，從而實(shí)現(xiàn)了相關(guān)電器的診斷功能，并降低了車輛成本；3)創(chuàng)新性的在汽車電子控制領(lǐng)域首次使用了 USB技術(shù)使用USB接口，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的在線下載，以及車輛參數(shù)的設(shè)置和在線診斷等功能，服務(wù)站可以采用配裝專用診斷軟件的筆記本電腦來代替專用診斷設(shè)備，能夠?yàn)榉?wù)站節(jié)省昂貴的診斷設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用，節(jié)約大量成本，給社會(huì)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益；4)由該車載中央控制器構(gòu)成的汽車控制系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)采用了基于IEC61131國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的車載中央控制器應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)能夠針對(duì)不同車型的不同功能和需求，編制不同的邏輯和控制軟件，實(shí)現(xiàn)該平臺(tái)在不同車型上的功能擴(kuò)展，并且采用可視化編程界面，降低了中央控制器軟件的開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本；5)實(shí)現(xiàn)了車輛電器的故障診斷與保護(hù)功能通過采用帶有診斷功能的功率開關(guān)器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛電器的短路、開路、過載等故障診斷功能，不但診斷信息可以在車輛維修時(shí)讀出，而且可以在致命故障(如短路、過載等)出現(xiàn)時(shí)對(duì)功率開關(guān)進(jìn)行關(guān)斷，以保護(hù)車輛電瓶及其它電路；6)降低了整車生產(chǎn)成本通過采用CAN總線，減少了線束數(shù)量；通過采用功率開關(guān)器件，減少了整車?yán)^電器數(shù)量；通過設(shè)定K值的方式，省略了調(diào)整車速傳感器速比的工作環(huán)節(jié)，因此在整車性能提高的前提下有效地降低了汽車生產(chǎn)成本。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該種車載中央控制器，包括通用微處理器、SRAM存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)有應(yīng)用軟件的FLASH存儲(chǔ)器、CANl總線接口電路、CAN2總線接口電路、K總線接口電路、USB總線接口電路、數(shù)字信號(hào)采集電路、模擬信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)控制電路、地址鎖存器和輔助電路，其中，所述處理器分別與SRAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器、CANl總線接口電路、CAN2總線接口電路、K總線接口電路、USB總線接口電路、數(shù)字信號(hào)采集電路、模擬信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)控制電路、地址鎖存器和輔助電路相連接；所述地址鎖存器分別與處理器和SRAM存儲(chǔ)器相連接；所述輔助電路至少包括電源電路、電源復(fù)位電路和電源喚醒電路；所述輸出信號(hào)控制電路包括功率開關(guān)器件，用以代替繼電器直接驅(qū)動(dòng)大功率電器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)電器的診斷功能。圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，該車載中央控制器分別與外部信號(hào)采集部件、外部受控部件、在線編程裝置、CANl總線、CAN2總線、K總線和診斷設(shè)備相連接。該裝載有應(yīng)用軟件的車載中央控制器與外部信號(hào)采集部件、外部受控部件、在線編程裝置和組合儀表形成汽車控制系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，中央控制器通過外部輸入信號(hào)采集電路與用于檢測(cè)汽車執(zhí)行器件狀態(tài)的外部信號(hào)采集部件相連接，通過輸出信號(hào)控制電路與用于控制執(zhí)行器件狀態(tài)的外部受控組件相連接，通過CAN總線連接組合儀表。該車載中央控制器通過USB接口與診斷設(shè)備相連接，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的在線下載，以及車輛參數(shù)的設(shè)置和在線診斷等功能。診斷設(shè)備可以采用配裝專用診斷軟件的筆記本電腦，連接方式簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便， 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)歷史故障查詢、歷史故障碼清除、車輛VIN碼和行駛里程等信息的讀取，以及在更換設(shè)備時(shí)實(shí)現(xiàn)行駛里程重新寫入的功能，而且節(jié)省了購(gòu)置專用診斷設(shè)備的昂貴費(fèi)用?；谶x定的車型系列的車載中央控制器的硬件電路的設(shè)計(jì)，應(yīng)用其微控制器MCU 的開發(fā)環(huán)境，可以針對(duì)不同車型進(jìn)行二次開發(fā)。該車載中央控制器的總體特性如下1)工作電壓18V_32V ；2)工作溫度-30°C -75°C ；3)防護(hù)等級(jí)IP30;4)6路24V供電電源；5) 1 路 USB 總線；6) 2路符合SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線；7) 1路符合KWP2000標(biāo)準(zhǔn)的K總線；8)70路輸入接口信號(hào)；9) 42路輸出接口信號(hào)；10)采用了基于IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)，其應(yīng)用軟件采用可視化高級(jí)編程語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，可根據(jù)選定車型的不同配置進(jìn)行自定義控制邏輯及各種參數(shù)設(shè)置，快速實(shí)現(xiàn)車載中央控制器在該車型的應(yīng)用擴(kuò)展，并支持總在線下載及利用下載、仿真、監(jiān)視等手段的在線調(diào)試功能；11)采用USB總線的在線編程功能、參數(shù)設(shè)置功能、診斷功能。該車載中央控制器的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，使用下載、仿真、斷點(diǎn)、監(jiān)視、數(shù)據(jù)分析等調(diào)試手段，實(shí)現(xiàn)特定車型的整車電器中央控制的完整功能，并針對(duì)該系列的不同車型的不同功能和需求，編制不同的邏輯和控制軟件，實(shí)現(xiàn)車載中央控制器的開發(fā)平臺(tái)在不同車型上的功能擴(kuò)展；車載中央控制器的軟件分為三層，分別是上層為開發(fā)平臺(tái)層、中間層為實(shí)時(shí)系統(tǒng)層、底層為驅(qū)動(dòng)控制層。其中，上層是由用戶使用IEC61131標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言編寫的控制程序，中間層和底層軟件是在車載中央控制器硬件內(nèi)部運(yùn)行的軟件；針對(duì)各個(gè)工作模塊(如燈光、雨刷、門窗、 總線、儀表、診斷等)編寫響應(yīng)的控制程序，經(jīng)過編譯后，下載到車載中央控制器的微控制器MCU中。中間層包括實(shí)時(shí)系統(tǒng)、通信控制、多任務(wù)處理、內(nèi)存管理等模塊，實(shí)現(xiàn)上層軟件控制程序的下載、調(diào)試、存儲(chǔ)、解釋和執(zhí)行，輸入信息、執(zhí)行結(jié)果放入指定的存儲(chǔ)區(qū)，和底層驅(qū)動(dòng)控制層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。底層實(shí)現(xiàn)車載中央控制器的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、總線信號(hào)、診斷信號(hào)以及安全控制等的驅(qū)動(dòng)控制。該車載中央控制器及其應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)首次創(chuàng)新性地在汽車電子控制領(lǐng)域使用了 USB技術(shù)，不僅基于多種總線方式進(jìn)行集中控制，而且具有良好兼容性和擴(kuò)展能力。
權(quán)利要求1.車載中央控制器，包括處理器、存儲(chǔ)器、總線接口電路、外部輸入信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)控制電路和輔助電路，其特征是，所述存儲(chǔ)器包括SRAM存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)有應(yīng)用軟件的 FLASH存儲(chǔ)器，所述總線接口電路包括CANl總線接口電路、CAN2總線接口電路、K總線接口電路和USB總線接口電路，所述外部輸入信號(hào)采集電路包括數(shù)字信號(hào)采集電路和模擬信號(hào)采集電路；其中，所述處理器分別與SRAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器、地址鎖存器、CANl總線接口電路、 CAN2總線接口電路、K總線接口電路、USB總線接口電路、數(shù)字信號(hào)采集電路、模擬信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)控制電路和輔助電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載中央控制器，其特征是，還包括地址鎖存器，所述地址鎖存器分別與處理器和SRAM存儲(chǔ)器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載中央控制器，其特征是，所述處理器為通用微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載中央控制器，其特征是，所述輸出信號(hào)控制電路包括用以替代傳統(tǒng)繼電器驅(qū)動(dòng)大功率電器的功率開關(guān)器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載中央控制器，其特征是，所述USB總線接口電路與安裝專用診斷軟件的筆記本電腦連接，用以對(duì)車載中央控制器進(jìn)行在線編程、參數(shù)設(shè)置和在線診斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載中央控制器，其特征是，所述輔助電路至少包括電源電路、電源復(fù)位電路和電源喚醒電路。
專利摘要一種車載中央控制器，包括處理器、存儲(chǔ)器、地址鎖存器、總線接口電路、外部輸入信號(hào)采集電路、輸出信號(hào)控制電路和輔助電路，利用功率開關(guān)器件來代替繼電器直接驅(qū)動(dòng)大功率電器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)電器的診斷功能，可以采用配裝專用診斷軟件的筆記本電腦來代替專用診斷設(shè)備，通過USB接口實(shí)現(xiàn)在線編程應(yīng)用軟件的下載，以及車輛參數(shù)的設(shè)置和在線診斷等功能。本實(shí)用新型與外部信號(hào)采集部件、外部受控部件和觸摸屏形成汽車控制系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，可根據(jù)不同車型或需求對(duì)應(yīng)用程序有針對(duì)性地進(jìn)行二次開發(fā)，從而解決了汽車車輛目前存在的每一配置不同的車型，均需單獨(dú)開發(fā)不同的控制器和配置不同的控制軟件的難題，避免了大量的人力、財(cái)力的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202003221SQ201120114640
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者吳天文 申請(qǐng)人:吳天文