CN201405808Y - 一种can总线整车控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种CAN总线整车控制器，包括外壳、外壳内控制电路板；所述电路板上包含电源模块以及设有一单片机、一电流输出模块、一输入模块、一CAN通讯模块以及一数据存储模块，所述电流输出模块、一输入模块、一CAN通讯模块以及一数据存储模块均与单片机相连接，所述外壳上设有一散热条纹。本实用新型增加了控制器散热性能和与外部设备接触的可靠性，并且每个控制器的内部程序均一样，因此所有控制器都是通用互换的，方便用户使用和维护；在与主控制器失去通讯的情况下控制器会自动启用保护模式以及电流输出模块的保护功能，保障车辆行驶的安全性，具有结构简单、维修方便、故障率低的优点，适合不同车辆使用。

Description

一种CAN总线整车控制器

技术领域

本实用新型涉及的一种整车控制器，尤其涉及的是一种车辆使用的CAN总线整车控制器。

背景技术

随着车载电子设备的发展，愈来愈多的车辆都是用了基于总线式电器结构，CAN总线和LIN总线是比较常见的两种总线结构。其中，CAN是ControllerArea Network的缩写(以下称为CAN)，是ISO国际标准化的串行通信协议。CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

传统车辆的车身电气大多以线束将负载和控制开关连接，而随着车载电气的发展，车上的电气越来越多，就导致车辆线束大量增加，维护困难；对此现在有两种解决方法，一种是采用分布式结构，就是将每个负载与单独的控制器相连，然后再通过总线控制每个控制器工作进而减少线束的使用，然而这种方法由于使用了大量的控制器使得成本增加；另一种方法星型分布式结构，就是将负载的大部分输入和输出都集中到一个或几个控制器上，但现有的星型分布式结构大多采用线束将负载和控制开关连接，该方法导致车辆线束大量增加，电路连接复杂，可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型是基于CAN总线的分散式结构，而提供一种结构简单、维修方便、散热性能高和故障率低的CAN总线整车控制器总成，来克服现有技术上存在的不足。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种CAN总线整车控制器，包括外壳、外壳内控制电路板；其特征在于，所述电路板上包含电源模块以及设有一单片机、一可设置类型的电流输出模块、一可设置类型的输入模块、一CAN通讯模块以及一设置输入模块的输入类型和设置输出模块的输出类型的数据存储模块，所述电流输出模块、一输入模块、一CAN通讯模块以及一数据存储模块均与单片机相连接，所述外壳上设有一散热条纹，提高了控制器的散热性能。

所述CAN通讯模块通过CAN总线与车辆的主控制器相连接，该CAN通讯模块通过ACTIA MULTIBUS协议进行通讯；本实用新型通过CAN总线将本控制器检测到输入输出故障信息发给车辆的主控制器。

根据所述的一种CAN总线整车控制器，其中，所述可设置类型的电流输出模块包括一低电流输出电路、一高电流输出电路和一可调输出电路，所述低电流输出电路、高电流输出电路和可调输出电路均与单片机相连接，并且各输入与输出之间的逻辑关系可通过主控制器的软件定义，方便车辆电气功能设计。

根据所述的一种CAN总线整车控制器，其中所述电流输出模块和输入模块可根据主控制器设置的参数通过ACTIA MULTIBUS协议将输入、输出类型数据设置到储存内部程序的数据存储模块内。

根据所述的一种CAN总线整车控制器，其中，所述可设置类型的输入模块包括一可配置输入、一频率量输入和一模拟量输入，该可配置输入、频率量输入和一模拟量输入均与单片机相连接，通过可配置输入、频率量输入和模拟量输入把输入的逻辑量、频率量和模拟量等传送给单片机进行处理和再发送，经过单片机处理传送给输出模块、CAN通讯模块以及数据存储模块。

根据所述的一种CAN总线整车控制器，其中，所述控制电路板上还设有高可靠性车载接插件，通过高可靠性车载接插件与外部设备连接，增加了控制器与外部设备接触的可靠性。

根据所述的一种CAN总线整车控制器，其中，所述电流输出模块还设有输出保护模块，电流输出模块通过保护模块拥有了保护功能，每个输出可通过电压来判断输出是短路或者开路等故障，并且在故障时，控制器会切断输出并且报警。

所述输出保护模块上设有在与主控制器失去通讯的情况下会自动启用保护模式的自动保护模块。在控制器检测到CAN通讯模块与主控制器CAN网络失去通讯时，控制器还可自动启动输出保护功能，保证车辆行驶安全。

根据所述的一种CAN总线整车控制器，其中，所述单片机通过储存内部程序的数据存储模块设置输入模块的输入类型和输出模块的输出类型，单片机根据读取数据储存模块里的数据确定输出类型与负载相对应。

本实用新型可根据内部程序设置控制器功能，并且可根据程序设置其功能，驱动不同类型的负载。所述内部程序为事先定义好的输出类型及所需输出的大小等数据，通过下载或CAN通讯的方式，将其保存在数据储存模块里，当控制器工作时读取数据存储模块里的数据，识别负载类型，使输出功能和负载类型相对应。

本实用新型采用了散热条纹的外壳和高可靠性车载接插件，增加了控制器散热性能和与外部设备接触的可靠性，并且每个控制器中控制电路板的内部程序均一样，因此所有控制器都是通用互换的，方便用户使用和维护；在与主控制器失去通讯的情况下控制器会自动启用保护模式以及电流输出模块的保护功能，保障车辆行驶的安全性，使得本实用新型具有结构简单、维修方便、可靠性能高、散热性能高和故障率低的优点，适合不同车辆使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的外壳结构示意图。

图2为本实用新型的侧视图。

图3为本实用新型的内部电路模块示意图。

图4为本实用新型应用在车辆中的系统框图。

图5为本实用新型输出功能设置程序流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，并参见图1至图4，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2和图3，本实用新型一种CAN总线整车控制器，包括外壳300、外壳300内控制电路板100；该外壳300采用了拥有散热条纹310的铸铝罩壳，用于提高控制器的散热性能。在控制电路板100上包含电源模块200以及设有一单片机110以及与单片机110连接的一电流输出模块120、一输入模块130、一CAN通讯模块140和一设置输入模块的输入类型和设置输出模块的输出类型的数据存储模块150，该CAN通讯模块140通过CAN总线与车辆的主控制器相连接。本实用新型通过输入模块130采集输入信号，该信号通过单片机110处理后传送给CAN通讯模块140，再通过CAN通讯模块140连接的CAN总线传送给主控制器，由主控制器的处理器(MCU)经逻辑判断需输出主电源继电器线圈电源，主控制器将这条指令通过CAN总线发给对应的控制器，对应的控制器接收到命令之后则通过对应的管脚即电流输出模块120输出，然后通过检测电路检测输出电压是否正常。

本实施例中，CAN通讯模块140遵循ACTIA MULTIBUS协议，并通过ACTIA MULTIBUS协议进行通讯；本实用新型通过CAN总线将检测到的输入输出故障信息发给车辆的主控制器。其中，该CAN总线网络可根据需要扩展模块(参见图4)，主控制器根据传送来的信息经主控制器的MCU逻辑判断后输出相应指令传送给车辆的电控单元。

此外，在本实用新型中，电流输出模块120包括一低电流输出电路121、一高电流输出电路122和一可调输出电路123，本实用新型CAN总线整车控制器总成的不同类型输出可驱动车辆上的各类电气负载如雾灯、雨刮器、除霜器等，满足输出设备的要求。在本实施例的输入模块130中还包括一可配置输入131、一模拟量输入132和以频率量输入133，通过可配置输入131、模拟量输入132和频率量输入133把输入的逻辑量、和模拟量和频率量等传送给单片机110进行处理和再发送，经过单片机110处理后传送给输出模块120、CAN通讯模块140或数据存储模块150。并且本实用新型的各输入与输出之间的逻辑关系可通过主控制器的软件定义，方便了车辆电气功能设计。

值得一提的是，控制电路板100上还安装有高可靠性车载接插件320，本实用新型通过高可靠性车载接插件320与外部设备相连接，增加了控制器与外部设备接触的可靠性。为方便人们使用和维护，安装在车辆中的每个本实用新型CAN总线整车控制器的内部程序均一样，因此所有CAN总线整车控制器都是通用互换的。

更值得注意的是，在本实用新型中，电流输出模块120还安装有保护模块，该电流输出模块通过保护模块拥有了保护功能，每个输出电路可通过电压来判断输出是短路或者开路等故障，并且在故障时，控制器会切断输出并且即时报警。另外，本实用新型的输出保护模块上装有在与主控制器失去通讯的情况下会自动启用保护模式的自动保护模块，在控制器检测到CAN通讯模块与主控制器CAN网络失去通讯时，控制器还可自动启动输出保护功能，保证车辆行驶安全，提高了车辆的安全性能。

举例来说，再参见图3和图4，本实用新型根据车辆实际情况为所需的输入类型配置合适的输入类型，如点火开关设置为高输入；将车辆的输入与本实用新型的输入模块130以线束相连接；负载与电流输出模块120以线束相连接；该CAN通讯模块140与主控制器的CAN总线网络相连接；首先输入模块130采集输入信号，在本实施例中，以主电源开关为例，当主开关闭合后，输入模块130采集到信号后传送给单片机110，通过单片机110处理后将该信号传送给CAN通讯模块140，再通过CAN通讯模块140连接的CAN总线传递给车辆的主控制器，由主控制器的MCU经逻辑判断需输出主电源继电器线圈电源，主控制器将这条指令通过CAN总线发给对应的控制器，对应控制器接收到指令命令之后传送给单片机110，该单片机110则通过对应的管脚即电流输出电路120输出，然后通过检测电路检测输出电压，若检测到输出有异常(短路、过流或开路)，单片机将切断输出以保护输出及负载，并将输出异常信息通过CAN通讯模块140和CAN总线发给主控制器以告知使用者；当故障排除后，重新启动系统则恢复正常。

当控制器与主控制器失去通讯之后，控制器将根据保护模式的设定开启一些特殊的输出，如开启双闪灯等。

另外，本实用新型中的单片机通过储存内部程序的数据存储模块150设置输入模块130的输出类型或输出模块120的输出类型，单片机根据读取数据储存模块150里的数据确定输出类型与负载相对应。即本实用新型可根据内部程序设置控制器功能，并且可根据程序设置其功能，驱动不同类型的负载。该内部程序为事先定义好的输出类型及所需输出的大小等数据，通过下载或CAN通讯的方式，将其保存在数据储存模块里，该数据储存模块可在无系统供电情况下存储重要数据，确保数据不被丢失。当控制器工作时读取数据存储模块里的数据，识别负载类型，使输出功能和负载类型相对应。

基于上述，本实用新型是基于CAN总线的分散式结构整车控制器。本实用新型CAN总线整车控制器作为ACTIA MULTIBUS系统中的从模块存在，因此本实用新型通过模拟输入、逻辑输入、频率输入、CAN总线接收信息，通过CAN总线发送信息，并且执行由主控器设备发来的命令以驱动相应的输出使负载工作，本实用新型并不执行逻辑判断和运算。

本实用新型采用了散热条纹310的外壳300和高可靠性车载接插件320，增加了控制器散热性能和与外部设备接触的可靠性，并且每个控制器的内部程序均一样，因此所有控制器都是通用互换的，方便使用和维护；在与主控制器失去通讯的情况下控制器会自动启用保护模式以及电流输出模块120的保护功能，保障车辆行驶的安全性，使得本实用新型具有结构简单、维修方便、散热性能高和故障率低的优点，适合不同车辆使用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1、一种CAN总线整车控制器，包括外壳、外壳内控制电路板；其特征在于，所述电路板上包含电源模块以及设有一单片机、一可设置类型的电流输出模块、一可设置类型的输入模块、一CAN通讯模块以及一设置输入模块的输入类型和设置输出模块的输出类型的数据存储模块，所述电流输出模块、一输入模块、一CAN通讯模块以及一数据存储模块均与单片机相连接，所述外壳上设有一具有散热作用的散热条纹。

2、根据权利要求1所述的一种CAN总线整车控制器，其特征在于，所述可设置类型的电流输出模块包括一低电流输出电路、一高电流输出电路和一可调输出电路，所述低电流输出电路、高电流输出电路和可调输出电路均与单片机相连接。

3、根据权利要求1所述的一种CAN总线整车控制器，其特征在于，所述可设置类型的输入模块包括一可配置输入、一模拟量输入和一频率量输入，所述可配置输入、模拟量输入和频率量输入均与单片机相连接。

4、根据权利要求1所述的一种CAN总线整车控制器，其特征在于，所述控制电路板上还设有连接外部设备的车载接插件。

5、根据权利要求1所述的一种CAN总线整车控制器，其特征在于，所述电流输出模块还设有输出保护模块。

6、根据权利要求5所述的一种CAN总线整车控制器，其特征在于，所述输出保护模块上设有在与主控制器失去通讯的情况下会自动启用保护模式的自动保护模块。

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