CN201580335U - 汽车网络控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种控制器。目的是该网络控制器具有网关将不同网络互联在一起和对车内系统的信息采集分析及输出控制的功能。技术方案是：汽车网络控制器，包括微控制器单元，与微控制器单元连接的电源管理模块，时钟震荡器模块，复位模块，CAN通讯模块和/或LIN通讯模块，所述微控制器单元分别通过CAN通讯模块或LIN通讯模块与接在汽车网络上的设备进行通讯，接收设备的信息，并将控制报文传递给设备；所述微控制器单元通过其上的CAN通讯模块与仪表、车身控制系统和上位机等其他车内电子设备相连；所述控制器内还设有无线接入模块，微控制器单元通过无线接入模块将信息传至远程终端，将远程终端的控制命令转发给车内设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制器，具体为一种用于汽车内的网络控制器。
背景技术
随着汽车工业以及自动化程度的发展，现代汽车中所使用的电子控制系统和通讯系统越来越多，如车身控制系统，发动机电控系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统(ABS)、自动巡航系统(ACC)和车载多媒体系统等。这些系统之间、系统和汽车的显示仪表之间，系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如此巨大的数据交换量，如仍然采用传统数据交换的方法，即用导线进行点对点的连接的传输方式将是难以想象的，因此，用汽车网络进行数据传输取而代之就成为必然的选择。根据传输速率，可以将汽车数据传输网分成了A、B、C、D四类：A类网络主要面向车身控制的低速网络，数据传输位速率一般在10～125kb/s，目前A类网的首选标准为LIN(LocalInterconnectNetwork)协议；B类网络主要面向独立模块间信息共享的中速网络，数据传输位速率在125K～1Mb/s，目前B类网络主要采用CAN2.0A/B标准；C类网络则主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网，数据传输位速率在1M～10Mb/s之间，目前主要采用FlexRay，D类网络则主要面向多媒体应用，数据传输位速率在10Mb/s以上，目前主要采用MOST多媒体定向系统传输网(Media OrientedSystem Transport)。
网关是完成车内不同网络相互连接及数据交换的关键部件。现有网关技术的不足之处是：传统的网关在整车网络系统中只是在不同协议的设备之间充当一个“翻译”的工作，它不参与对汽车网络的控制，不能增加新的功能，没有无线接入，不具备远程控制及远程诊断功能；不具备故障存储和显示功能。
实用新型内容
本实用新型目的在于克服背景技术中存在的上述问题，提供一种汽车网关的改进，本文称汽车网络控制器，该网络控制器不仅具有网关将不同网络互联在一起的功能，而且增加了对车内系统的信息采集分析及输出控制的功能，实现信息共享，其控制输出都是通过报文方式完成，具有灵活的特点。
本实用新型提出的技术方案是：汽车网络控制器，包括微控制器单元，与微控制器单元连接的电源管理模块，时钟震荡器模块，复位模块，若干个CAN通讯模块和/或若干个LIN通讯模块，其特征在于：所述的微控制器单元分别通过CAN通讯模块或LIN通讯模块与接在汽车网络上的设备进行通讯，接收设备的信息，并将控制报文传递给设备；所述的微控制器单元通过其上的CAN通讯模块与仪表、车身控制系统和上位机等其他车内电子设备相连；所述的控制器内还设有无线接入模块，该微控制器单元通过无线接入模块将信息传至远程终端，将远程终端的控制命令转发给车内设备。
所述的微控制器单元采用MC9S12XEP100单片机结构。
所述的微控制器单元上安装MOST接口和/或FLEXRAY接口。
所述的电源管理模块采用斩波式开关电路，输入电压范围6-40V，用来为微控制器单元提供5V和12V两组电源。
所述的CAN通讯模块选用TJA1041，CAN通讯模块包括连接到微控制器单元的R225、R227，匹配电阻R226、R228和抑制总线上的瞬时高频脉冲的电容C225，及TVS管D209、D210。
所述的LIN收发器选用MC33661，LIN收发器包括连到微控制器单元上的左边R302，R303，连到总线上抑制高频脉冲干扰的TVS管D302、C304、D301和R301。
所述的微控制器单元上还连有时钟电路，该时钟电路采用16M有源晶体震荡器电路。
所述的微控制器单元上还连有复位电路，该复位电路采用专用的809复位IC。
本实用新型与国外类似产品相比，本实用新型提供的汽车网络控制器的有益效果是：1、采用CAN/LIN总线总线方式，大大减少汽车线束；2、具有抑制总线上的瞬时高频脉冲的D209、D210TVS管和抑制高频脉冲干扰的D302管，可提高系统的通讯能力；3、将各模块采集信息汇总到微控制器单元进行统一分析处理，采集相关的数据并执行控制器发来的信息；4、微控制器单元通过升级软件规则库及数据库可以很方便的扩充功能，提升整车的性能；5、本实用新型还增加了无线接入系统以及身份识别码，可实现汽车远程控制及故障的远程诊断。
文件中所述的型号为TJA1041的CAN通讯模块和型号为MC33661的LIN收发器均为外购得到。
附图说明
图1为本实用新型的电路方框图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为复位电路的电路原理图；
图4为振荡器电路的电路原理图；
图5为电源电路的电路原理图；
图6为CAN模块电路的电路原理图；
图7为LIN收发器的电路原理图；
图8为无线接入模块的电路原理图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图所示，所述汽车网络控制器与CAN仪表以及若干车身控制单元组成一个汽车网络，车身控制单元将采集到的信息，如车门状态，雨刮器开关，车灯开关，车速，油量等信息通过CAN通讯模块6传至所述微控制器单元1，微控制器单元对采集到的信息分析判断并做出相应的处理，将车速、油量等信息发送至CAN仪表显示，将雨刮，车灯等控制信息发送至车身控制单元，车身控制单元根据控制命令控制中控门锁、车门及后备箱锁、车窗玻璃升降器、电动后视镜，各种车灯，前后雨刮器及前后玻璃清洗器、除霜加热器、油箱、天窗、暖风机及空调机、电动座椅做相应的动作；所述的微控制器单元上还通过汽车控制器中的无线接入模块8将信号传至远程终端，所述的微控制器单元还可通过其上的CAN通讯模块6与上位机相连，通过上位机升级规则库及动作库，实现系统升级，增加新功能。
微控制器单元软件上主要有三个独立的任务：数据采集，规则判断及输出控制，数据采集进程将网络传来的其他模块采集到的数据存入数据库12相应位置；规则判断进程从数据库中取出数据并根据规则库里的规则进行判断，产生控制信息；输出控制进程根据控制信息从行为库11中取出控制报文发到网络上去控制相应的设备；各进程在任务调度管理器的协调下形成有机的整体，此外还有BOOT LOADER，后台监控等进程在运行以实现系统升级监测等功能。
所述的车身控制模块将其采集来的信息以及控制结果按照J1939协议打包成报文，通过CAN通讯模块6传到汽车网络控制器的数据库12中，汽车网络控制器将其与知识库中的数据比较判断，并将故障代码通过无线接入传至远程终端，实现汽车故障的远程诊断。
所述的微控制器单元1采用MC9S12XEP100单片机结构，它的主频最高可达100M，16位数据宽度，并带有XGATE协处理器，具有较高的数据处理能力，并且能适应汽车内复杂的电磁环境；其上集成了5个CAN口，3个LIN口，一个Flex Ray接口9，一个MOST光纤接口10，两个无线接入接口，通过设置这些接口保证车内所有的电子设备都能通过相应的接口连成一个网络，以实现车内所有电子设备的互联与信息共享。
如图4、5所示，所述的电源管理模块5采用CS51414斩波式开关电路，用来为微控制器单元提供5V和12V两组电源；CAN通讯模块6波特率从25K到1M，可满足高速CAN和低速CAN的需求，CAN通讯模块包括连接到微控制器单元的R225、R227，连到总线上的CAN_H、CAN_L，匹配电阻R226、R228和抑制总线上的瞬时高频脉冲的D209、D210TVS管；CAN通讯模块6可有效地抑制总线上的瞬时高频脉冲，提高系统的电磁兼容性。
如图6所示，所述的LIN通讯模块7选用MC33661，LIN通讯模块7包括连到微控制器单元1上的左边R302、R303，连到总线上的右边LIN_0和抑制高频脉冲干扰的D302管。
所述的微控制器单元1上还连有时钟电路，该时钟电路采用16M有源晶体震荡器电路4。所述的微控制器单元上还连有复位电路3，该复位电路采用专用的809复位IC。
Claims (8)
1.汽车网络控制器，包括设置在网络控制板上的微控制器单元(1)，与微控制器单元连接的电源管理模块(5)，时钟震荡器模块，复位模块(3)，若干个CAN通讯模块(6)和/或若干个LIN通讯模块(7)，其特征在于：所述的微控制器单元分别通过CAN通讯模块或LIN通讯模块与接在汽车网络上的设备进行通讯，接收设备的信息，并将控制报文传递给设备；所述的微控制器单元通过其上的CAN通讯模块与仪表、车身控制系统和上位机等其他车内电子设备相连；所述的控制器内还设有无线接入模块(8)，该微控制器单元通过无线接入模块将信息传至远程终端，将远程终端的控制命令转发给车内设备。
2.根据权利要求1所述的汽车网络控制器，其特征在于：所述的微控制器单元(1)采用MC9S12XEP100单片机结构。
3.根据权利要求1或2所述的汽车网络控制器，其特征在于：所述的微控制器单元(1)上安装MOST接口(10)和/或FLEXRAY接口(9)。
4.根据权利要求3所述的汽车网络控制器，其特征在于：所述的电源管理模块(5)采用斩波式开关电路，输入电压范围6-40V，用来为微控制器单元提供5V和12V两组电源。
5.根据权利要求4所述的汽车网络控制器，其特征在于：所述的CAN通讯模块(6)选用TJA1041，CAN通讯模块包括连接到微控制器单元的R225、R227，匹配电阻R226、R228和抑制总线上的瞬时高频脉冲的电容C225，及TVS管D209、D210。
6.根据权利要求5所述的汽车网络控制器，其特征在于：所述的LIN通讯模块(7)选用MC33661，LIN通讯模块包括连到微控制器单元上的左边R302，R303，连到总线上抑制高频脉冲干扰的TVS管D302、C304、D301和R301。
7.根据权利要求6所述的汽车网络控制器，其特征在于：所述的微控制器单元上还连有时钟电路，该时钟电路采用16M有源晶体震荡器电路(4)。
8.根据权利要求7所述的汽车网络控制器，其特征在于：所述的微控制器单元(1)上还连有复位电路(3)，该复位电路采用专用的809复位IC。
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