CN202863338U - 一种用于专用车改装的底盘控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，包括外壳和电路部分，特征在于：电路部分包括微处理器、电源模块和时钟电路，微处理器的输入接口连接有开关量检测电路和模拟量检测电路；微处理器的输出接口连接有第一CAN驱动模块、第二CAN驱动模块和功率驱动模块和用于驱动电磁阀负载的功率驱动模块。本实用新型底盘控制器采用了成熟的设计方案、丰富的硬件接口和强大的程序库支持，整车企业可以迅速响应改装企业对车辆的控制需求，并针对专用车使用要求特殊、批量小的特点制定了个性化的解决方案。改装企业通过底盘控制器即可完成对汽车的控制，避免了过去需要通过接线来实现相关操作的繁琐、功能单一，以及由此所带来的对线束质量和整车质量的不确定性影响。

Description

一种用于专用车改装的底盘控制器

技术领域

 本实用新型涉及一种用于专用车改装的底盘控制器，更具体的说，尤其涉及一种便于专用车升级和改装且不会对其造成不确定影响的底盘控制器。

背景技术

整车厂生产的商用车底盘往往是不具备直接使用价值的“裸车”，需要经过专门的改装才能具备承担运输或者特种作业的能力。作为一个汽车生产大国，专用车改装行业的发展非常重要。国外在这一领域里经过多年的发展已经非常先进，尤其在底盘控制器方面，MAN和VOLVO等公司的相关产品都已经有很多年的成熟的使用经验。

虽然我国专用车在产量上已具备相当规模，但多数是劳动密集型的中低技术含量的产品，如半挂车、自卸车，一些技术含量较高的产品及关键零部件则仍需进口。同时该行业里的乱改装和违规改装造成车辆不能正常使用、影响安全甚至自燃的情况时有发生。如果整车生产企业能够利用自己的技术优势，在改装企业和底盘之间建立一个支持改装的控制器产品，并将用户对汽车常用的控制需求以接口的形式提供给改装企业，则可以确保改装企业在对车辆原有的电气系统作最少改动或不改动的情况下，完成其专用车的生产任务。本实用新型提出的一种底盘控制器采用了先进的开发方法和设计思想，就是专门针对这种应用而开发的。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种便于专用车升级和改装且不会对其造成不确定影响的底盘控制器。

本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，包括起固定和保护作用的外壳以及设置于外壳内的电路部分，其特别之处在于：所述电路部分包括微处理器、电源模块和时钟电路，所述微处理器的输入端连接有开关量检测电路和模拟量检测电路；微处理器的输出端连接有与外部设备通讯的第一CAN驱动模块、第二CAN驱动模块以及驱使动力设备进行工作的功率驱动模块。

外壳起到对内部电路的固定和保护作用，微处理器实现信号采集、数据运算和控制输出的功能；电源模块用于提供工作所必须的电能，时钟电路用于提供微处理器工作所必须的脉冲信号。底盘控制器通过开关量检测电路和模拟量检测电路可分别实现对开关量和模拟量的检测；底盘控制器通过两个CAN驱动模块可实现与外围设备的CAN总线通讯，以便接收和传递接收到的数据信息；通过功率驱动模块可实现对外部动力设备的驱动和控制。通过底盘控制器上的两个CAN驱动模块即可实现对专用车的升级改造，避免了乱改电路所引发的事故。

本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，所述微控制器通过第一CAN驱动模块与专用车上装控制部分相通讯，通过第二CAN驱动模块与ECU控制器和ABS控制器相通讯。底盘控制器可以将ECU、ABS控制器采集的底盘数据进行接收，然后上传至专用车上装控制部分；也可以将专用车上装控制部分发出的控制信号进行接收，在发送至ECU、ABS控制器，进行控制指令的操作。在这种架构下，可以说专用车上装控制部分与底盘之间的通讯是通过底盘控制器进行过桥的，或者说底盘控制器在这里相当于一个网关。

本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，所述微处理器采用型号为mc9s12xep100的芯片，电源模块采用型号为TLE4473G的电源管理芯片，功率驱动模块采用型号为TLE6216的芯片。mc9s12xep100的芯片为16位汽车用双核控制器，主频为4OMHz，具有1Mb的Flash存储器，易于满足控制要求。TLE4473G芯片为ST公司专为发动机ECU开发的集成电源管理芯片；TLE6216芯片为无触点开关芯片，具有5A的驱动能力。

本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，所述开关量检测电路包括4路高电平有效开关量输入电路和2路低电平有效开关量输入电路；所述功率驱动模块包括4路高边功率驱动电路和2路低边功率驱动电路。

本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，所述第一CAN驱动模块和第二CAN驱动模块为符合ISO 11898物理层标准的CAN通讯电路，波特率分别是250Kb/s和500Kb/s。

本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，所述外壳上设置有进行状态指示的电源指示灯、通讯指示灯和ERROR指示灯，外壳的材料为ABS工程塑料。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器存在以下优点：

（1）改变了过去改装企业依靠从车上剥皮接线来进行电气系统改装的现状，改装企业只要提出技术要求，就可以在约定的时间内获得符合其技术要求的底盘，改装企业只要将自身的电气控制系统和底盘上的专用车改装的底盘控制器（Specified Vehicle Refitting Control Unit，可以简称SRCU）进行对插即可，从而使改装企业能够获得对车辆较复杂的控制策略。

（2）本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，本身具备一定的智能控制功能，能够对上装的控制策略进行分析决策，只执行正确的控制命令，对错误命令则忽略并报错，杜绝了用户不当操作造成的车辆损坏或者危险情况的发生。

（3）根据SAE J1939协议，上装能够通过特定的控制消息对发动机进行转速和扭矩控制，以在对发动机工作有特殊要求的工况下实现对发动机的精确控制，这在之前是很难实现的。

（4）本实用新型的底盘控制器，用户能够将开关信号输入给该控制器，以实现特定的功能，比如实现发动机远程起、停控制，操作车上的电磁阀等执行器。

本实用新型底盘控制器采用了成熟的设计方案、丰富的硬件接口和强大的程序库支持，整车企业可以迅速响应改装企业对车辆的控制需求，并针对专用车使用要求特殊、批量小的特点制定了个性化的解决方案。改装企业通过底盘控制器即可完成对汽车的控制，避免了过去需要通过剥线来实现相关操作的繁琐以及由此所带来的对线束质量和整车质量的不确定性影响。本实用新型的用于专用车改装的底盘控制器，具有电路结构合理、有益效果显著和便于应用推广的优点。

附图说明

图1为本实用新型的底盘控制器的电路原理框图；

图2为微处理器为mc9s12xep100芯片时的底盘控制器的电路原理图；

图3为本实用新型的底盘控制器的外部结构示意图；

图4为本实用新型的底盘控制器的应用原理图。

图中：1微处理器，2电源模块，3开关量检测电路，4模拟量检测电路，5时钟电路，6功率驱动模块，7第一CAN驱动模块，8第二CAN驱动模块，9电源指示灯，10通讯指示灯，11 ERROR指示灯，12外壳，13电缆接头，14固定螺钉，15专用车上装控制部分，16 ECU控制器，17 ABS控制器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型的底盘控制器的电路原理框图，其包括微处理器1、电源模块2、开关量检测电路3、模拟量检测电路4、时钟电路5、功率驱动模块6、第一CAN驱动模块7和第二CAN驱动模块8；所示的微处理器实现信号采集、数据运算和控制输出的作用，开关量检测电路3和模拟量检测电路4与微处理器1的信号采集端口相连接，以便分别实现开关量和模拟量的信号采集。电源模块2和时钟电路5分别用于提供电能和微处理器1工作所必须的脉冲信号。第一CAN驱动模块7、第二CAN驱动模块8均与微处理器1的数据端口相连接，底盘控制器通过两CAN驱动模块可分别实现与专用车上装控制部分15和ECU控制器16和ABS控制器17的通讯。

如图2所示，给出了微处理器采用mc9s12xep100芯片时的底盘控制器的电路原理图，mc9s12xep100芯片为基于S12内核的mc9s12xep100主控制器（MCU），主频为40MHz，具有1Mb的程序Flash存储器，并集成了丰富的GPIO、SPI、UART、I2C和MSCAN等丰富的外设，为构建该应用系统提供了完善的硬件资源支持。mc9s12xep100的编译器CodeWarrior支持C/C++语言的开发平台，内嵌的仿真调试接口可以方便地使用现有的调试工具进行程序调试。由于mc9s12xep100芯片具有开关量检测端口、模拟量输入端口以及集成有CAN通讯模块，故省去了许多外围电路。所述的开关量检测电路3包括4路高电平有效开关量输入电路和2路低电平有效开关量输入电路；所示的功率驱动模块6包括4路高边功率驱动电路和2路低边功率驱动电路。mc9s12xep100芯片的两路CAN总线通讯端口上均设置有ESD防护电路，即形成了CAN通讯模块。所示的功率驱动模块6采用Infineon公司的智能低边驱动芯片TLE6216，具有最高5A的驱动能力，并且具有PWM驱动的功能，使得底盘控制器的应用灵活性大大提高。

如图3所示，给出了本实用新型的底盘控制器的外部结构示意图，其包括电外壳12、源指示灯9、通讯指示灯10、 ERROR指示灯11、电缆接头13、14固定螺钉；所示的外壳12起固定和保护作用，其可采用全封闭的防水防尘设计，材料为ABS工程塑料。电源指示灯9可采用红灯，只要上电后该灯就常亮；通讯指示灯10可采用绿灯，在两路CAN线均正常时以10ms为周期快速闪烁，如果仅有一路通讯正常时以500ms为周期慢速闪烁； ERROR指示灯11采用黄灯，如果设备CAN线或驱动模块等发生故障则黄灯常亮。

如图4所示，给出了本实用新型的底盘控制器的应用原理图，专用车上装控制部分15与ECU控制器16、ABS控制器17之间的通讯是通过本实用新型的底盘控制器来进行过桥的，或者说底盘控制器在这里相当于一个网关。一方面，专用车上装控制部分15将需要执行的控制命令通过CAN线发送给底盘控制器，并由底盘控制器来进行具体的诸如发动机起停、电磁阀驱动、声光报警或者发动机运行等控制工作；另一方面，底盘控制器同时读取专用车上装控制部分15所需的底盘总线的数据，并通过总线发送给专用车上装控制部分15，专用车上装控制部分15由此就能得到底盘运行的重要数据，比如车速、发动机转速、水温、机油压力等。

本实用新型的设计目的之一就是为了增加专用车操纵的便利性，降低司机的劳动强度。传统的机械式操纵的水泥搅拌车是通过油门和液压马达两个手柄来调节发动机转速、滚筒转速和转向。而其他的工作诸如发动机起停等则只能往返于驾驶室进行，同时还要观察卸料情况，这样繁琐的操作费时费力也不利于节油。而如果对加装了本实用新型的底盘控制器的底盘进行改装，只需设计一个专用车车下控制手柄，并将该手柄通过CAN通讯线连接到底盘上。这样司机的操作命令就能够通过CAN线传送给底盘，比如如果用户按下了发动机启动键，如发动机没有启动，则执行启动操作；如发动机运转时司机按下了发动机起动按钮，底盘控制器会自动识别出发动机已经在运转从而拒绝司机的起动命令。

在诸如上料、卸料和路面施工时，需要对发动机和滚筒的转速进行精确的控制，以往通过手柄给底盘控制器后，底盘控制器会通过相应的驱动引脚驱动起动机的控制端从而实现了发动机的车下起动，发动机熄火的控制命令与此类似。不借助于处理器的逻辑分析这是很难实现的，往往需要两个人协调配合。而借助于底盘控制器，司机只需要操纵旋钮至某个数值，则底盘控制器会将发动机转速的控制要求通过TSC1（J1939协议定义的发动机扭矩和转速控制报文）消息来对发动机进行相应的控制，直到司机下次操作旋钮或者油门踏板前，发动机的转速会一直稳定在之前设置的数值上，这种基于数字的发动机控制方式相比于手柄的操作简单多的，由于发动机的转速能够长时间稳定，所以节油效果明显。

另外，专用车上装控制部分15需要的底盘总线数据，比如发动机转速，车速，手刹和离合器位置等等，都周期性地出现在底盘的动力总线上（其消息可以分别是EEC1、CCVS和ETC1）。在底盘控制器的帮助下，专用车上装控制部分15能够通过CAN线接收底盘控制器转发的来自动力总线上的数据，这是一种既安全又可靠的实施方式。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例，但不以此限定本实用新型实施的范围，依本实用新型的技术方案及说明书内容所做的等效变化与修饰，皆应属于本实用新型涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种用于专用车改装的底盘控制器，包括起固定和保护作用的外壳（12）以及设置于外壳内的电路部分，其特征在于：所述电路部分包括微处理器（1）、电源模块（2）和时钟电路（5），所述微处理器的输入端连接有开关量检测电路（3）和模拟量检测电路（4）；微处理器的输出端连接有与外部设备通讯的第一CAN驱动模块（7）、第二CAN驱动模块（8）以及驱使动力设备进行工作的功率驱动模块（6）。

2.根据权利要求1所述的用于专用车改装的底盘控制器，其特征在于：所述微控制器（1）通过第一CAN驱动模块（7）与专用车上装控制部分（15）相通讯，通过第二CAN驱动模块（8）与ECU控制器（16）和ABS控制器（17）相通讯。

3.根据权利要求1或2所述的用于专用车改装的底盘控制器，其特征在于：所述微处理器（1）采用型号为mc9s12xep100的芯片，电源模块（2）采用型号为TLE4473G的电源管理芯片，功率驱动模块（6）采用型号为TLE6216的芯片。

4.根据权利要求1或2所述的用于专用车改装的底盘控制器，其特征在于：所述开关量检测电路（3）包括4路高电平有效开关量输入电路和2路低电平有效开关量输入电路；所述功率驱动模块（6）包括4路高边功率驱动电路和2路低边功率驱动电路。

5.根据权利要求1或2所述的用于专用车改装的底盘控制器，其特征在于：所述第一CAN驱动模块（7）和第二CAN驱动模块（8）为符合ISO 11898物理层标准的CAN通讯电路，波特率分别是250Kb/s和500Kb/s。

6.根据权利要求1或2所述的用于专用车改装的底盘控制器，其特征在于：所述外壳（12）上设置有进行状态指示的电源指示灯（9）、通讯指示灯（10）和ERROR指示灯（11），外壳的材料为ABS工程塑料。

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