CN111688607B - 集成式控制器、控制器仪表、仪表台及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种集成式控制器、控制器仪表、仪表台和车辆，控制器包括主体部，主体部包括控制线路板，车辆控制系统包括有线通信系统，有线通信系统、主控制器以及至少一个第一接插件集成在控制线路板上，主控制器与有线通信系统电连接，有线通信系统与第一接插件电连接。通过控制线路板上的主控制器集中了相关技术中的车辆控制系统中多个控制子系统中的控制模块的功能，并且通过有线通信系统和第一接插件与相应系统的电气元件进行通信，集成度高。

Description

集成式控制器、控制器仪表、仪表台及车辆

技术领域

本公开涉及车辆控制器，具体地，涉及一种集成式控制器、控制器仪表、仪表台及车辆。

背景技术

现有车辆的车辆控制系统包括诸如车门门锁、空调和电池热管理系统、引擎音模拟系统、网关等多个子系统，另外各个子系统需要将输出信号传输至仪表台的仪表显示器显示，并还需要从显示器上得到操作指令或参数输入，因此造成整车线路复杂，并且复杂的线束结构增加了设计和维护难度，提高了车辆的制造成本和故障率。

发明内容

本公开的目的是提供一种集成式控制器、控制器仪表、仪表台及车辆。

为了实现上述目的，本公开提供一种集成式控制器，应用在车辆控制系统中，所述控制器包括主体部，所述主体部包括控制线路板，所述车辆控制系统包括有线通信系统，所述有线通信系统、主控制器以及至少一个第一接插件集成在所述控制线路板上，所述主控制器与有线通信系统电连接，所述有线通信系统与所述第一接插件电连接。

可选地，所述车辆控制系统包括无线通信系统，所述无线通信与所述主控制器电连接。

可选地，所述无线通信系统包括轮胎胎压监测系统、信号发射系统、信号接收系统中的至少一个。

可选地，所述有线通信系统为空调系统、电池热管理系统、倒车辅助系统、车门锁止机构、车载网络系统、模拟音系统中的至少一者。

可选地，所述主体部包括壳体和第一安装盖，所述控制线路板安装在所述壳体内，所述壳体包括安装所述控制线路板的安装腔，所述安装腔具有第一开口，所述第一安装盖安装在所述壳体上以用于封闭所述第一开口。

可选地，所述第一安装盖由导电材料制成并用于与车身车架接触，所述第一安装盖的内壁上形成有多个凸起，所述凸起与所述控制线路板电连接。

可选地，所述安装腔的侧壁形成有对应所述多个第一接插件的多个通孔，所述第一接插件设置在所述壳体内且通过对应的所述通孔与外界连通。

可选地，所述控制线路板还包括用于与外部装置信号连接的第二接插件。

可选地，所述主体部还包括壳体和第二安装盖，所述壳体包括用于安装所述控制线路板的安装腔，所述安装腔的侧壁上形成有第二开口以安装用于连接所述第二接插件的线束，所述第二安装盖安装在所述壳体上以用于封闭所述第二开口。

可选地，所述主体部包括用于容纳所述控制线路板的壳体，所述壳体上形成有用于与外部装置连接的多个第一安装孔。

可选地，所述壳体上还形成有限位柱和多个第二安装孔，所述第二安装孔用于与外部连接件相连，所述限位柱接插在该外部连接件上，所述限位柱上套设有缓冲套。

可选地，所述第一安装孔与所述第二安装孔的内壁上分别设置有连接套筒。

本公开的另一方面还提供一种控制器仪表，应用在车辆控制系统中，所述控制器仪表包括显示部和如上所述的集成式控制器，所述显示部安装在所述主体部的一侧且与所述控制线路板信号连接。

可选地，所述主体部上形成有多个第一安装孔，所述显示部中与显示屏幕相反的一侧形成有与所述第一安装孔对应的凸耳，所述凸耳上形成有与所述第一安装孔相对应且通过紧固件相连的紧固孔。

本公开的另一方面还提供一种仪表台，安装在车身车架上，所述仪表台包括仪表板和如上所述的集成式控制器或者控制器仪表，所述显示部安装在所述仪表板上。

可选地，所述仪表台还包括安装支架，所述安装支架的一端与所述显示部连接，另一端与所述仪表板连接，所述显示部的背面形成有卡扣，所述卡扣与所述仪表板卡接。

本公开的又一方面还提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的集成式控制器，或者控制器仪表，或者仪表台。

通过上述技术方案，本公开实施例提供的集成式控制器通过控制线路板上的主控制器集中了相关技术中的车辆控制系统中多个控制子系统中的控制模块的功能，并且通过有线通信系统和第一接插件与相应系统的电气元件进行通信，集成度高，并且可以例如通过和显示部安装在一起，可以直接将该控制器安装到仪表板上，从而很大程度上减少了结构的数量以及占用的空间。因此，本公开提供的集成性控制器能够简化车身线束的数量以及线路设计的难度，节约了制造成本并降低了故障率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例的集成式控制器的立体示意图；

图2是本公开实施例的控制器仪表的立体示意图；

图3是本公开实施例的控制器仪表的结构分解示意图；

图4是本公开实施例的控制器仪表的剖视图，其中示出了第一安装盖的凸起与控制线路板接触关系；

图5是本公开实施例的控制器仪表的结构示意图，其中未示出第二安装盖；

图6是本公开实施例的控制器仪表的结构示意图，其中示出了第二安装盖；

图7是本公开实施例的控制器仪表的剖视图，其中示出了第一安装孔与凸耳的连接关系；

图8本公开实施例的控制器仪表的剖视图，其中示出了第二安装孔与外部连接件的连接关系；

图9本公开实施例控制器仪表的剖视图，其中示出了限位柱与外部连接件的连接关系；

图10本公开实施例的车辆的局部结构示意图，其中示出了仪表台；

图11本公开实施例的车辆的局部结构示意图，其中示出了仪表板上盖；

图12本公开实施例的车辆的局部剖视图，其中示出了卡扣与仪表板的连接关系。

附图标记说明

1主体部 11控制线路板

111第一接插件 112第二接插件

12壳体 121通孔

122第二开口 123第一安装孔

124第二安装孔 125限位柱

126连接套筒 127固定点

13第一安装盖 131凸起

14第二安装盖 141卡角

15缓冲套 2显示部

21凸耳 22卡扣

3车身车架 4仪表板

5安装支架 6仪表板上盖

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

在相关技术中，本申请的发明人发现，之所以整车的线路复杂，与各个子系统中的控制模块分散安装在车身的不同位置，且彼此之间缺少通信有较大关系。这样，各个控制模块均设计有线束连接至仪表台上的显示器，从而造成车内线路复杂、车内可利用空间变小。

基于此，如图1所示，本公开实施例中提供一种集成式控制器，应用在车辆控制系统中，该车辆控制系统包括有线通信系统，其中，该集成式控制器包括主体部1，主体部1包括控制线路板11，上述有线通信系统、主控制器和至少一个第一接插件111集成在控制线路板11上，其中主控制器与有线通信系统电连接，有线通信系统与第一接插件111电连接。

这样，通过将主控制器和有线通信系统集成在控制线路板11上，可以通过将外部的线束插头接插在第一接插件111中，来实现集成在控制线路板上的主控制器和车辆控制系统中相应电气元件之间的信号传输，包括传输电信号和控制信号等，实现控制集成化。

其中在本实施方式中，上述的有线通信系统可以为空调系统、电池热管理系统、倒车辅助系统、车门锁止机构、车载网络系统、模拟音系统中的至少一者，本公开对此不做限制。即可以对上述系统对应的电气元件进行信号传输和控制。另外，在一些实施方式中，车辆控制系统还可以包括无线通信系统，该无线通信系统与所述主控制器电连接。其中的无线通信系统可以包括轮胎胎压监测系统、信号发射系统、信号接收系统中的至少一者，本公开对此不做限制。因此，需要说明的是，本文中的“电连接”是指能够传输各种信号的有线和/或无线的连接方式。

在本公开的技术方案中，其中的集成是指将车辆控制系统中的子系统的控制部分集成在控制线路板上，具体通过主控制器进行处理，再通过相应的第一接插件111和有线通信系统和相应系统的电气元件进行有线通信，进一步地还可以通过无线通信系统和相应的电气元件进行无线通信。

本公开的另一方面还提供一种控制器仪表，应用在车辆控制系统中，如图2所示，该控制器仪表包括显示部2和上述集成式控制器中的主体部1，显示部2用于显示车辆控制系统的状态信息，也可以用于作为各种操作指令或参数的输入端，例如可以使用数显仪表、液晶显示器和触摸屏等；显示部2可以安装在车辆的仪表板4上，位置可以放置于中控台，以便于驾驶员查看和操作。作为一种可选地实施方式，主体部1可以安装在显示部2的一侧，并通过控制线路板11与显示部2信号连接，控制线路板11上的控制线路可以对多个控制子系统的信号进行集中处理，并且通过与显示部2信号连接，以便于将车辆控制系统的状态信息通过显示部2呈现给驾驶员，显示部2还可以获取驾驶员的输入指令，通过控制线路板11实现对车辆控制系统的控制。上述集成式控制器通过和显示部2安装在一起，可以直接将该控制器安装到仪表板4上，很大程度上减少了结构的数量以及占用的空间。

这样，本公开提供的集成式控制器的主控制器能够集中相关技术中的多个控制模块的功能，集成度高。由于仅通过一个控制线路板11就可以控制多个控制子系统，便于各模块之间和显示部之间的数据传输，只需通过多个接插件所用的线束就可以对不同的子系统中的电器元件进行控制即可。因此，本公开能够有效简化车身线束的数量以及线路设计的难度，节约了制造成本并且使得线路清晰易整理，进一步使得整车的车辆控制系统工作稳定可靠、故障率低。其中本公开中的控制线路板11可以为本领域中任意能够实现对多种信号的进行处理和传输的线路板，可以是PCB也可以是FPC等等，其上的电子器件和布置方式不公开不做限制。

例如，在本公开实施例中，控制线路板11上的主控制器可以为SOC(英文：Systemon Chip，中文：系统级芯片)，控制线路板11上还可以集成至少一个多路输入开关检测芯片、至少一个多通道模拟多路复用芯片和/或至少一个电平采集芯片等辅助芯片，以实现更稳定的集成控制。

举例来说，多路输入开关检测芯片可以用于采集：门锁、制动液位、电源、车灯、安全带、前舱盖、胎压复位开关、座椅加热、按钮开关等多个开关信号。多通道模拟多路复用芯片可以用于采集：驾驶位温度、中压信号、各电机反馈电路、高压信号、阳光传感器等模拟信号。电平采集芯片1053可以用于采集：雨刮器、车速、碰撞解锁、鼓风机和电池热管水泵信号等脉冲信号，其中，脉冲信号可以是信号。控制线路板11的主控制器根据采集到的信号向不同的控制子系统发送控制指令，以使控制子系统能够根据控制指令执行相应的操作，这样，不仅能够提高车辆各个控制子系统之间的集成度，还能增加车内空间，降低故障率、制造成本和电磁干扰。

除上述的有线和无线通信系统涉及的电气元件外，在本公开其他实施例中，还可以向例如蜂鸣器、车灯、喇叭、继电器线圈驱动、直流电机驱动及转向、蓝牙、防盗指示灯等电气元件进行有线或无线的通信，本公开对此不作限制。

下面将结合图1至图12详细介绍本公开实施例提供的集成式控制器以及控制器仪表的具体结构。如图3所示，集成式控制器的主体部1还包括壳体12和第一安装盖13，壳体12可以形成为长方体形状，控制线路板11安装在壳体12内。壳体12还包括安装控制线路板11的安装腔，该安装腔具有有第一开口(图中未示出)，以便于安装控制线路板11，第一安装盖13可拆卸地安装在壳体12上以用于封闭第一开口，例如，在壳体12的侧壁的内侧形成有多个安装柱(图中未示出)，例如，安装柱可以位于壳体12的上侧壁，但不仅限于此，第一安装盖13上形成有与安装柱对应的过孔，可以利用诸如螺钉、螺栓等紧固件将第一安装盖13与壳体12固定，但不仅限于此。在本公开其他实施方式中，第一安装盖13和壳体12还可以通过卡扣卡接或焊接等方式固定在一起。

其中，第一开口的面积可以小于壳体12的侧壁的面积，只要能从第一开口安装控制线路板11即可；此外，壳体12的整个侧壁都可以开设为第一开口，第一安装盖13可以作为壳体12的侧壁封闭第一开口，本公开对此不作限制。

壳体12可以使用诸如塑料、铝合金等轻质材料制成，以减轻集成式控制器的重量，但不仅限于此。第一安装盖13由导电材料制成并用于与车身车架3接触，例如，第一安装盖13可以由诸如铜、铝等金属材料或者诸如导电塑料、导电橡胶等复合型高分子导电材料制成，但不仅限于此。如图3和图4所示，在第一安装盖13的内壁上形成有多个凸起131，该凸起131用于和控制线路板11电连接，例如与其下表面裸露的铜膜接触，使第一安装盖13与控制线路板11电连接，当第一安装盖13与车身车架3接触安装时，可以实现控制线路板11接地，不仅保证了控制线路板11的安全性，还无需额外在控制线路板11上安装接地线束，简化了集成式控制器的结构。此外，采用导电材料制成第一安装盖13还能有效地对壳体12内部的控制线路板11电磁屏蔽，以降低外界对控制器的电磁干扰。

继续参照图3所示，在壳体12的侧壁上可以形成有对应上述多个第一接插件111的多个通孔121，在安装控制线路板11时，可以将控制线路板11安装在壳体12中使得第一接插件111朝向通孔121，第一接插件111设置在壳体12内且通过对应的通孔121与外界连通，这样，车辆控制子系统的线束插头可以穿过壳体12上的通孔121与第一接插件111接插，使得多个控制子系统的线束集中布置在集成式控制器的主体部1，安装简单，便于检修。

控制线路板11上还可以包括用于与外部装置信号连接的第二接插件112，显示部2可以通过诸如FPC排线或电子线等线束与第二接插件112相连，则车辆控制系统的状态信息经过控制线路板11的处理后，通过FPC排线或电子线输出到显示部2，显示部2获取的驾驶员的控制指令也可以通过FPC排线或电子线输入到控制线路板11进行处理。由于控制线路板11和显示部2之间仅需要一个FPC排线或电子线即可，因此减少了线束的数量。

如图3、图5和图6所示，在安装腔的侧壁上还可以形成有第二开口122以安装FPC排线或电子线等线束，因此，主体部1还可以包括第二安装盖14，第二安装盖14用于封闭第二开口122并将FPC排线或电子线等线束隐藏在壳体12内，以保持壳体12的完整性与美观性。第二安装盖14上形成有多个卡角141，第二安装盖14通过卡角141卡接在第二开口122处以保证第二开口122的密封性，防止灰尘进入壳体12。

此外，如图3和图7所示，壳体12上还形成有用于与外部装置连接的多个第一安装孔123，其中，外部装置可以为显示部2，也可以是其他装置。例如，可以在壳体12的侧壁上形成有两个第一安装孔123，显示部2的外侧形成有与第一安装孔123对应的凸耳21，凸耳21上形成有与第一安装孔123相对应且通过紧固件相连的紧固孔。这样，将主体部1直接固定在显示部2的背面，可以减小控制器占用的体积，且节约了主体部1与显示部2之间的线束的长度。

如图3和图8所示，壳体12上还形成多个第二安装孔124，例如，可以在壳体12的侧面形成多个第二安装孔124，第二安装孔124用于与外部连接件相连。例如可以通过紧固件将壳体12安装到车身车架3的横管梁的钣金件上，该横管梁设置在中控台附近。如图3和图9所示，为了增加控制器安装在诸如车身车架3的外部连接件上的快捷性和稳定性，在壳体12上还可以形成有限位柱125，例如，可以在壳体12的侧面上形成至少一个限位柱125，限位柱125接插在该外部连接件的限位孔中，该外部连接件可以是上述的横管梁的钣金件，并且，在限位柱125上还可以套设有缓冲套15，该缓冲套15的内壁与限位柱125紧密配合，外壁与外部连接件的限位孔紧密配合，以增强限位柱125的稳定性，此外限位柱125也可以快速将壳体12定位在车身车架3等外部连接件上，从而能够快捷地安装。

其中，缓冲套15可以是由橡胶制成的套筒，具有一定的弹性，当其受力挤压时，可以产生变形，当撤去外力时，可以恢复至原来的形状。在本公开的其他可选地实施方式中，该套筒还可以由诸如硅胶等其他弹性材料制成，本公开对此不作限制。

可选地，如图7和图8所示，上述第一安装孔123与第二安装孔124的内壁上分别设置有连接套筒126。连接套筒126可以由金属材料制成，也可以由高强度的硬质塑料制成，以防止在安装紧固件时造成安装孔的变形或损坏。若壳体12使用强度较大的金属或硬质塑料制成时，连接套筒126也可以与壳体12通过同一中材料一体注塑成型。

进一步地，如图3所示，在壳体12上还可以形成有用于固定线束的至少一个固定点127，该固定点127形成为沿壳体12向外凸出的凸缘，在凸缘上形成有用于卡接束线带的通孔121，多个控制子系统的线束连接至第一接插件111时，可以通过束线带(图中未示出)将多个线束捆在一起以便于整理，为了将线束保持在主体部1附近，可以将束线带卡接在固定点127上。

如图7、图8和图12所示，为了增加显示部2的稳定性，在显示部2的背面还可以形成有多个卡扣22，该卡扣22可以由诸如塑料或金属的高强度材料制成，该卡扣22可以与外部连接件上形成的卡口卡接，该外部连接件可以是仪表板4的钣金件，但不仅限于此。

本公开的另一方面还提供一种仪表台，如图10至图12所示，该仪表台包括如上所述的集成式控制器、车身车架3以及仪表板4，显示部2安装在仪表板4上，例如，仪表台还可以包括安装支架5，该安装支架5的一端与显示部2连接，另一端与仪表板4连接。在本公开实施例中，安装支架5可以形成为L型金属支架，一端可以与显示部2的上侧面通过螺钉等紧固件固定连接，另一端与仪表板4通过螺钉等紧固件固定连接。显示部2还通过卡扣22与仪表板4连接。

此外，本公开实施例的集成式控制器的主体部1安装在车身车架3上，主体部1通过上述第二安装孔124与车身车架3通过紧固件固定连接，并且主体部1的限位柱125也可以接插在车身车架3上，以增加主体部1的稳定性。进一步地，可以将第一安装盖13与车身车架3保持接触，以实现控制线路板11的接地。

可选地，仪表板4上形成有便于安装控制器仪表的开口，仪表台还包括仪表板上盖6，仪表板上盖6用于封闭该开口以保持仪表台的完整性。

本公开的又一方面还提供一种车辆，如图10至图12所示，该车辆包括如上所述的集成式控制器、控制器仪表或者仪表台。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (16)

1.一种集成式控制器，应用在车辆控制系统中，其特征在于，所述控制器包括主体部(1)，所述主体部(1)包括控制线路板(11)，所述车辆控制系统包括有线通信系统，所述有线通信系统、主控制器以及至少一个第一接插件(111)集成在所述控制线路板(11)上，所述主控制器与有线通信系统电连接，所述有线通信系统与所述第一接插件(111)电连接，所述控制线路板(11)还包括用于与外部装置信号连接的第二接插件(112)，所述主体部(1)还包括壳体(12)，所述壳体(12)包括用于安装所述控制线路板(11)的安装腔，所述安装腔具有第一开口，所述安装腔的侧壁上形成有第二开口(122)以安装用于连接所述第二接插件(112)的线束，所述第一开口位于所述壳体(12)远离所述外部装置的一端，所述第二开口(122)位于所述壳体(12)靠近所述外部装置的一端，所述第一开口的开口方向与所述第二开口(122)的开口方向相背离。

2.根据权利要求1所述的集成式控制器，其特征在于，所述车辆控制系统包括无线通信系统，所述无线通信与所述主控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的集成式控制器，其特征在于，所述无线通信系统包括轮胎胎压监测系统、信号发射系统、信号接收系统中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的集成式控制器，其特征在于，所述有线通信系统为空调系统、电池热管理系统、倒车辅助系统、车门锁止机构、车载网络系统、模拟音系统中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的集成式控制器，其特征在于，所述主体部(1)包括第一安装盖(13)，所述第一安装盖(13)安装在所述壳体(12)上以用于封闭所述第一开口。

6.根据权利要求5所述的集成式控制器，其特征在于，所述第一安装盖(13)由导电材料制成并用于与车身车架(3)接触，所述第一安装盖(13)的内壁上形成有多个凸起(131)，所述凸起(131)与所述控制线路板(11)电连接。

7.根据权利要求5所述的集成式控制器，其特征在于，所述安装腔的侧壁形成有对应所述多个第一接插件(111)的多个通孔(121)，所述第一接插件(111)通过对应的所述通孔(121)与外界连通。

8.根据权利要求1所述的集成式控制器，其特征在于，所述主体部(1)还包括第二安装盖(14)，所述第二安装盖(14)安装在所述壳体(12)上以用于封闭所述第二开口(122)。

9.根据权利要求1所述的集成式控制器，其特征在于，所述主体部(1)包括用于容纳所述控制线路板(11)的壳体(12)，所述壳体(12)上形成有用于与外部装置连接的多个第一安装孔(123)。

10.根据权利要求9所述的集成式控制器，其特征在于，所述壳体(12)上还形成有限位柱(125)和多个第二安装孔(124)，所述第二安装孔(124)用于与外部连接件相连，所述限位柱(125)接插在该外部连接件上，所述限位柱(125)上套设有缓冲套(15)。

11.根据权利要求10所述的集成式控制器，其特征在于，所述第一安装孔(123)与所述第二安装孔(124)的内壁上分别设置有连接套筒(126)。

12.一种控制器仪表，应用在车辆控制系统中，其特征在于，所述控制器仪表包括显示部(2)和权利要求1-11中任一项所述的集成式控制器，所述显示部(2)安装在所述主体部(1)的一侧且与所述控制线路板(11)信号连接。

13.根据权利要求12所述的控制器仪表，其特征在于，所述主体部(1)上形成有多个第一安装孔(123)，所述显示部(2)中与显示屏幕相反的一侧形成有与所述第一安装孔(123)对应的凸耳(21)，所述凸耳(21)上形成有与所述第一安装孔(123)相对应且通过紧固件相连的紧固孔。

14.一种仪表台，安装在车身车架(3)上，其特征在于，所述仪表台包括仪表板(4)和如权利要求12或13所述的控制器仪表，所述显示部(2)安装在所述仪表板(4)上。

15.根据权利要求14所述的仪表台，其特征在于，所述仪表台还包括安装支架(5)，所述安装支架(5)的一端与所述显示部(2)连接，另一端与所述仪表板(4)连接，所述显示部(2)的背面形成有卡扣(22)，所述卡扣(22)与所述仪表板(4)卡接。

16.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-11中任一项所述的集成式控制器，或权利要求12或13所述的控制器仪表，或权利要求14或15所述的仪表台。