CN102642507A - 一种两线制汽车电子控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两线制汽车电子控制系统，包括蓄电池、发电机、启动电机、汽车电子部件，总电线，蓄电池作为电源，发电机与启动电机并联于蓄电池正负极两端，系统还包括两线制接口电路模块，发电机、启动电机、汽车电子部件各自连接有一个两线制接口电路模块，各个两线制接口电路模块并联与蓄电池正负极两端；总电线既可作为电源线给汽车电子部件提供电能，又可作为信号线使各个汽车电子部件间发射、接收信号。此种系统除了发动机与启动电机外，其余汽车电子部件只用两根电线相连即可进行供电和控制通信，且可实现长距离传输，抗干扰性能较强，安全稳定性较好。

Description

一种两线制汽车电子控制系统

技术领域

本发明涉及一种汽车电子控制系统，尤其是指一种在物理意义上除了发电机和启动电机整车只有两根电线便将整车电子部件相连的汽车电子控制系统。

背景技术

目前目前的汽车电子部件之间的线路连接普遍采用两根电源线和数根信号线组成的汽车电子部件控制系统。在这传统的汽车电子部件控制系统中各个相关联的汽车电子部件的通信采取的是点对点的通信方式，因此在这样的前提下若一辆汽车的电子部件有n对通信点就得使用n根汽车电线。随着汽车功能的增加，电子控制技术在汽车上的普遍应用，汽车电子部件越来越多，进而造成的汽车电线数量也就越来越多，汽车整车线束也就变得越来越粗，越来越越重，因此也带来了汽车整车重量的增加，电能的大量消耗。同时，由于大量的汽车电线被包扎成一根汽车线束，各种不同电压值，电流值及频率的电线相互影响可能造成整体线束局部热量的聚集，从而存在车辆自燃的潜在因素。以上情况先进的汽车电子控制系统就引入了具有多主控制功能的CAN总线结构，但仍需要至少四根电线：两根电源线和两根CAN信号总线，而且CAN总线的通信距离有限，速率也有瓶颈，负载过高时信号会发生延时现象。

中国专利公开号CN201685770U，公开日2010年12月29日，名称为“汽车CAN总线控制器”中公开了一种汽车CAN总线控制器，车身控制系统通过CAN总线通信线与CPU连接，汽车电器模块通过串口通信线与CPU连接，CPU包括CAN收发器、串口电平转换装置、电源和EMI处理电路，EMI处理电路分别与MCU及串口电平转换装置连接，MCU与串口电平转换装置连接。此种装置提高汽车内各电器之间通信的数据传输速率，提高抗干扰能力，从而提高汽车整车的可靠性和安全性，但该装置仍为CAN总线结构，需要4根电线，且不能解决通信距离有限的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中汽车电子控制系统中至少需要四根电线才能实现对整车电子控制，且通信距离有限，抗干扰能力较差的缺陷的问题，提供一种除了发动机与启动电机外其余汽车电子部件只用两根电线相连即可进行供电和控制通信，且可实现长距离传输，抗干扰性能较强的两线制汽车电子控制系统。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种两线制汽车电子控制系统，包括蓄电池、发电机、启动电机、汽车电子部件，总电线，蓄电池作为电源，发电机与启动电机并联于蓄电池正负极两端，系统还包括两线制接口电路模块，发电机、启动电机、汽车电子部件各自连接有一个两线制接口电路模块，各个两线制接口电路模块并联与蓄电池正负极两端；总电线既可作为电源线给汽车电子部件提供电能，又可作为信号线使各个汽车电子部件间发射、接收信号。发动机与电动机功率较大，在工作时需要100A-300A之间的电流，若通过两线制接口电路模块供电，两线制接口电路模块会因大电流发生烧毁现象，因此发动机与启动电机直接与蓄电池相连，由蓄电池直接供电，而发动机与启动电机与两线制接口电路模块间连接仅有信号传输的功能。其余汽车电子部件与两线制接口电路模块间既有信号传输的功能，又有电能传输的功能，汽车电子部件与蓄电池正极连接一根总电线，汽车电子部件与蓄电池负极间连接另一根总电线，汽车电子部件之间并联连接，仅通过两根总电线变完成了汽车控制系统输送电能和收发信号的功能。

作为一种优选方案，两线制接口电路模块包括电源模块电路，电源模块电路的输入端与总电线相连，电源模块电路的输出端与 汽车电子部件相连，电源模块电路包括自恢复保险丝、整流电桥、DC/DC稳压模块电路；两线制接口电路模块还包括信号调制解调器模块电路、信号编解码模块电路、具有多主线接口的中央处理器、地址存储器、信号驱动电路、信号调理电路，中央处理器通过信号线连接信号驱动电路，信号驱动电路连接汽车电子部件，汽车电子部件连接信号调理电路，信号调理电路再连接发送给中央处理器，中央处理器与地址存储器通过地址总线双向连接，中央处理器与信号编解码模块电路通过多主系统总线双向连接，信号编解码模块电路与信号调制解调器模块电路通过信号线双向连接，信号调制解调器模块电路信号端连接在电源模块电路的输入端与总电线之间；信号调制解调器模块电路电源端连接在电源模块电路与汽车电子部件之间，信号调制解调器模块电路、信号编解码模块电路、中央处理器、地址存储器并联接在电源模块电路与汽车电子部件之间。电流首先经过自恢复保险丝，然后经过整流电桥与DC/DC稳压模块电路，形成稳定电流向两线制接口电路模块与汽车电子部件供电。自恢复保险丝的作用是对两线制接口电路模块内部电路过流进行保护，提高了安全性和稳定性；整流电桥与DC/DC稳压模块电路的作用是对直流电压中的交流电压的电压纹波进行处理，形成稳定的直流电压提供给两线制接口电路模块及汽车电子部件进行使用。在本发明的两线制汽车电子部件控制系统的汽车运行中，任何一个并联到两根电线上汽车电子部件均可作为主控制电子部件对其它电子部件进行实时控制通信，也可作为从控制电子部件受到其它电子部件的实时控制通信，此功能通过如下方法实现：每个汽车电子部件的地址存储器中所存的地址码是唯一的，而且是预先协议设定的；对于存储在中央处理器中对数据进行运算处理的程序也是预先根据不同的电子部件功能而事先编写完成。当一汽车电子部件为主控制部件时，此汽车电子部件通过两线制接口电路模块就会发出给予其它电子部件的电信号μo₁，此μo₁电信号被送至信号调理电路，经信号调理电路处理后形成符合参数要求的数字电信号μo₂，μo₂被送至中央处理器进行数据运算，并形成包含本电子部件地址信息在内的数字信号μo₃，并将μo₃送至信号编解码模块电路进行处理，信号编解码模块电路对数字信号μo₃进行编码处理，编码后的数据通过信号调制解调模块电路进行信号调制处理，将其编码后的信号采取频率调制或者以汽车蓄电池的标准电压为偏置电压进行数字调制，并通过全车的两根电线将调制信号发送到各个电子部件的端口。当一汽车电子部件为从控制部件，即不作为主控制部件向外发送信号时，处于等待状态时其两线制接口电路模块默认为本汽车电子部件为从控制部件时，此汽车电子部件也是通过其中集成的两线制接口电路模块接收其它电子部件发送到全车电线上的调制信号，并通过其中的信号调制解调模块电路从全车电线上解调出基带信号μ_i1，将解调出的基带信号μ_i1送至信号编解码模块电路进行解码。信号编解码模块电路在进行解码时将读取地址存储器中的地址码，若此地址码与μ_i1中包含的地址码相符，则信号编解码模块电路对基带信号μ_i1进行解码处理，得出数据信号μ_i2，μ_i2通过多主总线送至中央处理器进行数据运算，并形成控制电子部件的控制信号μ_i3，μ_i3经过信号驱动电路对其带载能力增强处理后被送至汽车电子部件进行执行。

作为一种优选方案，蓄电池正极端串联连接有过流保护装置与第一整流二极管，第一整流二极管正向连接在电路上；在蓄电池负极与两线制接口电路模块间正向连接有第二整流二极管。过流保护装置可以为保险丝或者熔断丝，防止过流对蓄电池已经各个部件的损坏。整流二极管可以消除汽车电子部件的电压纹波对汽车电源造成的干扰。

本发明的有益效果是，除了发动机与启动电机外，其余汽车电子部件只用两根电线相连即可进行供电和控制通信，且可实现长距离传输，抗干扰性能较强，安全稳定性较好。

附图说明

图1是本发明的一种整车电路连接示意图。

图2是本发明的一种两线制接口电路模块内部原理示意图。

图3是本发明的一种中央处理器程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

本发明的一种两线制汽车电子控制系统的整车电路连接示意图，如图1所示，包括蓄电池1、发电机6、启动电机5、汽车电子部件7。发电机6在图上表示为A，启动电机5在图上表示为M，因发电机6和启动电机5在工作时所需的电流较大，约为100-300A，故直接与蓄电池1相连，由蓄电池1供电。其余汽车电子部件7都连接有两线制接口电路模块4，并通过各自的两线制接口电路模块4由蓄电池1供电，两线制接口电路模块4间在蓄电池1正负极两端并联连接，连接的电线具有传输电能的功能的同时也能传输高频信号。此外，在蓄电池1正极与两线制接口电路模块4间连接有过流保护装置2和第一整流二极管3，在蓄电池1负极与两线制接口电路模块4间连接有第二整流二极管18，过流保护装置2为熔断丝，当电流过大时能熔断，保护整个电路；整流二极管3能消除电压纹波对蓄电池1的影响。图中示例的汽车电子部件7为2个，但在实际运用中可以并联多个汽车电子部件7。

本发明的一种两线制汽车电子控制系统的两线制接口电路模块4内部原理示意图，如图2所示，包括电源模块电路8，电源模块电路8连接在电源与两线制接口电路模块4其他模块之间，电源模块电路8包括自恢复保险丝9，整流电桥10，DC/DC稳压模块电路11，电流首先经过自恢复保险丝9，然后经过整流电桥10与DC/DC稳压模块电路11，形成稳定电流向两线制接口电路模块4与汽车电子部件7供电。两线制接口电路模块4的信号调制解调模块电路12一端连接在外总电线与电源模块电路8之间，用于发送接收高频信号，另一端连接在电源模块电路8与汽车电子部件7之间，由电源模块电路8提供稳定电压的电能供电；信号编解码模块电路13、中央处理器14、地址存储器15也连接在电源模块电路8与汽车电子部件7之间，信号调制解调模块电路12、信号编解码模块电路13、中央处理器14、地址存储器15之间为并联关系。中央处理器14具有多主线接口，中央处理器14可通过信号线将电信号发送给信号驱动电路16，信号驱动电路16再将电信号发送给汽车电子部件7，汽车电子部件7可将电信号发送给信号调理电路17，信号调理电路17再将电信号发送给中央处理器14，中央处理器14与地址存储器15通过地址总线双向连接，中央处理器14与信号编解码模块电路13通过多主系统总线双向连接，信号编解码模块电路13与信号调制解调器模块电路12通过信号线双向连接。

本发明的中央处理器14程序流程图，如图3所示。当中央处理器14初始化激活后，首先判断是否收到信号调理电路17送来的信号，如果受到信号调理电路17的信号，则表明此中央处理器14对应的汽车电子部件7为主控制部件，此中央处理器14为主控器，中央处理器14向地址储存器读取本电子部件的地址码，并将预控制信息及本电子部件地址码运算后发至与信号编解码模块电路13相连的端口；当没有收到信号调理电路17送来的信号，但收到信号编解码模块电路13的信号时，此中央处理器14作为被控制器，对应的汽车电子部件7为被控制部件，此时对收到的数据信号进行运算处理，再给信号驱动电路16输出信号，信号驱动电路16给对应的汽车电子部件7输出指令。当中央处理器14没有收到任何信号时，系统监测中央处理器14各信号输入端是否有信号，检测是否有故障发生。

Claims (3)

1. 一种两线制汽车电子控制系统，包括蓄电池（1）、发电机（6）、启动电机（5）、汽车电子部件（7），总电线，蓄电池（1）作为电源，发电机（6）与启动电机（5）并联于蓄电池（1）正负极两端，其特征是：所述的系统还包括两线制接口电路模块（4），发电机（6）、启动电机（5）、汽车电子部件（7）各自连接有一个两线制接口电路模块（4），各个两线制接口电路模块（4）并联与蓄电池（1）正负极两端；总电线既可作为电源线给汽车电子部件（7）提供电能，又可作为信号线使各个汽车电子部件（7）间发射、接收信号。

2.根据权利要求1所述的一种两线制汽车电子控制系统，其特征是：所述的两线制接口电路模块（4）包括电源模块电路（8），电源模块电路（8）的输入端与总电线相连，电源模块电路（8）的输出端与汽车电子部件（7）相连，电源模块电路（8）包括自恢复保险丝（9）、整流电桥（10）、DC/DC稳压模块电路（11）；两线制接口电路模块（4）还包括信号调制解调器模块电路（12）、信号编解码模块电路（13）、具有多主线接口的中央处理器（14）、地址存储器（15）、信号驱动电路（16）、信号调理电路（17），中央处理器（14）通过信号线连接信号驱动电路（16），信号驱动电路（16）连接汽车电子部件（7），汽车电子部件（7）连接信号调理电路（17），信号调理电路（17）再连接发送给中央处理器（14），中央处理器（14）与地址存储器（15）通过地址总线双向连接，中央处理器（14）与信号编解码模块电路（13）通过多主系统总线双向连接，信号编解码模块电路（13）与信号调制解调器模块电路（12）通过信号线双向连接，信号调制解调器模块电路（12）信号端连接在电源模块电路（8）的输入端与总电线之间；信号调制解调器模块电路（12）电源端连接在电源模块电路（8）与汽车电子部件（7）之间，信号调制解调器模块电路（12）、信号编解码模块电路（13）、中央处理器（14）、地址存储器（15）并联接在电源模块电路（8）与汽车电子部件（7）之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种两线制汽车电子控制系统，其特征是，在所述的蓄电池（1）正极端串联连接有过流保护装置（2）与第一整流二极管（3），第一整流二极管（3）正向连接在电路上；在蓄电池（1）负极与两线制接口电路模块（4）间正向连接有第二整流二极管（18）。

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