CN102211555A

CN102211555A - 车载中央控制器

Info

Publication number: CN102211555A
Application number: CN 201110097328
Authority: CN
Inventors: 吴天文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2011-10-12

Abstract

一种车载中央控制器，包括处理器、存储器、地址锁存器、总线接口电路、外部输入信号采集电路、输出信号控制电路和辅助电路，利用功率开关器件来代替继电器直接驱动大功率电器，从而实现对相关电器的诊断功能，可以采用配装专用诊断软件的笔记本电脑来代替专用诊断设备，通过USB接口实现在线编程应用软件的下载，以及车辆参数的设置和在线诊断等功能。本发明与外部信号采集部件、外部受控部件和触摸屏形成汽车控制系统应用平台，可根据不同车型或需求对应用程序有针对性地进行二次开发，从而解决了汽车车辆目前存在的每一配置不同的车型，均需单独开发不同的控制器和配置不同的控制软件的难题，避免了大量的人力、财力的浪费。

Description

车载中央控制器

技术领域

本发明涉及一种汽车控制装置，具体地说是一种车载中央控制器。

背景技术

随着我国汽车工业的生产技术不断发展，汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。据统计，这几年平均每辆车上电子装置成本在整个汽车制造成本中所占的比例逐渐提高，甚至一些高端车型上的电子产品成本占到整车成本的50％以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车电子产品的产业化已成为汽车工业新的经济增长点。

目前国内汽车市场的中央控制器和仪表的应用，主要有以下两种：

(1)车身电子与机电式仪表的分离式控制方式。这种方式是对车身电子分为若干个单元，各自控制其运行，只能提供汽车运行中必要而又少量的数据信息，对其故障也无法做到整体自动诊断，已远远不能满足现代汽车新技术、高速度发展的要求。

(2)基于CAN总线的传感器与显示装置构成的车身电子与电子仪表。CAN总线可以将发动机控制模块(ECU)、变速器控制模块(TCU)、气囊控制模块、防抱死制动系统(ABS)、防滑控制系统(ASR)等众多控制模块信息整合在一起，可以实现各控制单元之间信息共享，减少不必要的线束和传感器，在提高可靠性的基础上降低了整车成本。但是，由于目前的车载中央控制器与仪表的接口制式单一并且不针对二次开发，这样不但制约了我国汽车企业在车身电子方面的发展与提高，而且不能广泛推广应用。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种车载中央控制器，以解决汽车车辆目前存在的每一配置不同的车型，均需单独开发不同的控制器和配置不同的控制软件的难题，避免了大量的人力、财力的浪费。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：车载中央控制器，包括处理器、存储器、总线接口电路、外部输入信号采集电路、输出信号控制电路和辅助电路，其特征是，所述存储器包括SRAM存储器和存储有应用程序的FLASH存储器，所述总线接口电路包括CAN1总线接口电路、CAN2总线接口电路、K总线接口电路和USB总线接口电路，所述外部输入信号采集电路包括数字信号采集电路和模拟信号采集电路；

其中，所述处理器分别与SRAM存储器、FLASH存储器、地址锁存器、CAN1总线接口电路、CAN2总线接口电路、K总线接口电路、USB总线接口电路、数字信号采集电路、模拟信号采集电路、输出信号控制电路和辅助电路相连接。

还包括地址锁存器，所述地址锁存器分别与处理器和SRAM存储器相连接。

所述处理器为通用微处理器。

所述输出信号控制电路包括用以替代传统继电器驱动大功率电器的功率开关器件。

所述USB总线接口电路与安装专用诊断软件的笔记本电脑连接，用以对车载中央控制器进行在线编程、参数设置和在线诊断。

所述辅助电路至少包括电源电路、电源复位电路和电源唤醒电路。

所述FLASH存储器存储的应用软件是基于IEC61131-3标准的可视化编程语言实现的，可进行在线编程操作。

该装载有应用软件的车载中央控制器，与外部信号采集部件、外部受控部件、在线编程装置和组合仪表形成汽车控制系统应用平台，可根据不同车型或需求对应用软件有针对性地进行二次开发。中央控制器通过外部输入信号采集电路与用于检测汽车执行器件状态的外部信号采集部件相连接，通过输出信号控制电路与用于控制执行器件状态的外部受控组件相连接，通过CAN总线连接组合仪表；在线编程装置用于在整车生产线上对车载中央控制器的进行在线编程和参数设置。该车载中央控制器通过USB接口与代替专用诊断设备的配装专用诊断软件的笔记本电脑相连接，使用USB接口，实现在线编程应用软件的下载，以及车辆参数的设置和在线诊断等功能。采用配装专用诊断软件的笔记本电脑来代替诊断设备，不仅连接方式简单、应用方便，而且节省了购置专用诊断设备的昂贵费用。

本发明的有益效果是：

1)可扩展性高：该车载中央控制器针对不同车型配置采用相应的应用软件，采用嵌入式软件方式，实现了一种型号车载中央控制器能够满足一个系列多种不同车型的需求；

2)采用了功率开关器件来代替继电器直接驱动大功率电器：摒除了对于远光灯等大功率电器采用继电器驱动方式，从而实现了相关电器的诊断功能，并降低了车辆成本；

3)创新性的在汽车电子控制领域首次使用了USB技术：使用USB接口，实现应用软件的在线下载，以及车辆参数的设置和在线诊断等功能，服务站可以采用配装专用诊断软件的笔记本电脑来代替专用诊断设备，能够为服务站节省昂贵的诊断设备购置费用，节约大量成本，给社会带来巨大经济效益；

4)由该车载中央控制器构成的汽车控制系统应用平台采用了基于IEC61131国际标准的车载中央控制器应用软件开发平台：能够针对不同车型的不同功能和需求，编制不同的逻辑和控制软件，实现该平台在不同车型上的功能扩展，并且采用可视化编程界面，降低了中央控制器软件的开发难度，缩短了开发周期，降低了开发成本；

5)实现了车辆电器的故障诊断与保护功能：通过采用带有诊断功能的功率开关器件，实现对车辆电器的短路、开路、过载等故障诊断功能，不但诊断信息可以在车辆维修时读出，而且可以在致命故障(如短路、过载等)出现时对功率开关进行关断，以保护车辆电瓶及其它电路；

6)降低了整车生产成本：通过采用CAN总线，减少了线束数量；通过采用功率开关器件，减少了整车继电器数量；通过设定K值的方式，省略了调整车速传感器速比的工作环节，因此在整车性能提高的前提下有效地降低了汽车生产成本。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明一实施例的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，该种车载中央控制器，包括通用微处理器、SRAM存储器、存储有应用软件的FLASH存储器、CAN1总线接口电路、CAN2总线接口电路、K总线接口电路、USB总线接口电路、数字信号采集电路、模拟信号采集电路、输出信号控制电路、地址锁存器和辅助电路，其中，所述处理器分别与SRAM存储器、FLASH存储器、CAN1总线接口电路、CAN2总线接口电路、K总线接口电路、USB总线接口电路、数字信号采集电路、模拟信号采集电路、输出信号控制电路、地址锁存器和辅助电路相连接；所述地址锁存器分别与处理器和SRAM存储器相连接；所述辅助电路至少包括电源电路、电源复位电路和电源唤醒电路；所述输出信号控制电路包括功率开关器件，用以代替继电器直接驱动大功率电器，从而实现对相关电器的诊断功能。

图2为本发明一实施例的结构框图，如图2所示，该车载中央控制器分别与外部信号采集部件、外部受控部件、在线编程装置、CAN1总线、CAN2总线、K总线和诊断设备相连接。该装载有应用软件的车载中央控制器与外部信号采集部件、外部受控部件、在线编程装置和组合仪表形成汽车控制系统应用平台，中央控制器通过外部输入信号采集电路与用于检测汽车执行器件状态的外部信号采集部件相连接，通过输出信号控制电路与用于控制执行器件状态的外部受控组件相连接，通过CAN总线连接组合仪表。该车载中央控制器通过USB接口与诊断设备相连接，实现应用软件的在线下载，以及车辆参数的设置和在线诊断等功能。诊断设备可以采用配装专用诊断软件的笔记本电脑，连接方式简单、应用方便，不仅能够实现历史故障查询、历史故障码清除、车辆VIN码和行驶里程等信息的读取，以及在更换设备时实现行驶里程重新写入的功能，而且节省了购置专用诊断设备的昂贵费用。

基于选定的车型系列的车载中央控制器的硬件电路的设计，应用其微控制器MCU的开发环境，可以针对不同车型进行二次开发。

该车载中央控制器的总体特性如下：

1)工作电压：18V-32V；

2)工作温度：-30℃-75℃；

3)防护等级：IP30；

4)6路24V供电电源；

5)1路USB总线；

6)2路符合SAE J1939标准的CAN总线；

7)1路符合KWP2000标准的K总线；

8)70路输入接口信号；

9)42路输出接口信号；

10)采用了基于IEC61131标准的应用软件开发平台，其应用软件采用可视化高级编程语言进行开发，可根据选定车型的不同配置进行自定义控制逻辑及各种参数设置，快速实现车载中央控制器在该车型的应用扩展，并支持总在线下载及利用下载、仿真、监视等手段的在线调试功能；

11)采用USB总线的在线编程功能、参数设置功能、诊断功能。

该车载中央控制器的应用开发平台，使用下载、仿真、断点、监视、数据分析等调试手段，实现特定车型的整车电器中央控制的完整功能，并针对该系列的不同车型的不同功能和需求，编制不同的逻辑和控制软件，实现车载中央控制器的开发平台在不同车型上的功能扩展；车载中央控制器的软件分为三层，分别是：上层为开发平台层、中间层为实时系统层、底层为驱动控制层。

其中，上层是由用户使用IEC61131标准编程语言编写的控制程序，中间层和底层软件是在车载中央控制器硬件内部运行的软件；针对各个工作模块(如灯光、雨刷、门窗、总线、仪表、诊断等)编写响应的控制程序，经过编译后，下载到车载中央控制器的微控制器MCU中。

中间层包括实时系统、通信控制、多任务处理、内存管理等模块，实现上层软件控制程序的下载、调试、存储、解释和执行，输入信息、执行结果放入指定的存储区，和底层驱动控制层进行数据交换。

底层实现车载中央控制器的输入信号、输出信号、总线信号、诊断信号以及安全控制等的驱动控制。

该车载中央控制器及其应用开发平台首次创新性地在汽车电子控制领域使用了USB技术，不仅基于多种总线方式进行集中控制，而且具有良好兼容性和扩展能力。

Claims

1.车载中央控制器，包括处理器、存储器、总线接口电路、外部输入信号采集电路、输出信号控制电路和辅助电路，其特征是，所述存储器包括SRAM存储器和存储有应用软件的FLASH存储器，所述总线接口电路包括CAN1总线接口电路、CAN2总线接口电路、K总线接口电路和USB总线接口电路，所述外部输入信号采集电路包括数字信号采集电路和模拟信号采集电路；

2.根据权利要求1所述的车载中央控制器，其特征是，还包括地址锁存器，所述地址锁存器分别与处理器和SRAM存储器相连接。

3.根据权利要求1或2所述的车载中央控制器，其特征是，所述处理器为通用微处理器。

4.根据权利要求1或2所述的车载中央控制器，其特征是，所述输出信号控制电路包括用以替代传统继电器驱动大功率电器的功率开关器件。

5.根据权利要求1或2所述的车载中央控制器，其特征是，所述USB总线接口电路与安装专用诊断软件的笔记本电脑连接，用以对车载中央控制器进行在线编程、参数设置和在线诊断。

6.根据权利要求1或2所述的车载中央控制器，其特征是，所述辅助电路至少包括电源电路、电源复位电路和电源唤醒电路。