CN2810051Y - 客车车载网络控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型客车车载网络控制系统涉及的是一种根据客车的特点，由五个控制单元构成客车车载网络控制系统，采用网络通信进行控制、管理和故障诊断。客车车载网络控制系统包括前灯光控制单元、后灯光控制单元，发动机信号单元、仪表显示单元和中央控制单元，整个网络系统由中央控制单元进行控制和管理。中央控制单元包括集成CAN控制器的微处理器、CAN收发器、CAN总线接口、稳压电源、输入、输出接口电路、开关信号检测电路。灯光控制单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、大电流高端开关、稳压电源与输出输入接口电路。发动机信号单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、稳压电源与输出输入接口电路。

Description

客车车载网络控制系统

技术领域

本实用新型客车车载网络(CAN控制器局域网)控制系统涉及的是一种根据客车的特点，由五个控制单元构成客车车载网络(CAN控制器局域网)控制系统，采用网络通信进行控制、管理和故障诊断。

背景技术

客车车身长，从车头到车尾有大量灯光电力电缆，故障率高，可靠性低。灯光控制是通过开关和继电器进行控制，没有灯光故障检测和故障显示功能。另外汽车发动机、仪表等部件都是采用单独控制方式，没有形成系统进行管理和控制，存储的故障代码也是孤立的，没有发生故障时的相关条件数据。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处，提供一种客车车载网络控制系统，具有五个带CAN总线接口的电子控制单元，具体包括：中央控制单元、发动机控制单元、仪表显示单元、前灯光控制单元、后灯光控制单元，共同组成车载网络。用网络传输控制命令，前、后灯光控制单元分别控制车前灯和车后灯，省去大量灯光电缆，用无触点大容量高端开关取代继电器，提高可靠性，灯光控制单元具有检查车灯有无故障的功能，并在仪表显示单元的液晶屏幕用汉字显示车灯和其他故障内容，发动机信号单元，将发动机信号和发动机故障信息，转换成CAN数字信号，通过总线传输，省去信号电缆，降低成本，提高可靠性。

客车车载网络控制系统是采取以下方案实现：客车车载网络控制系统包括前灯光控制单元、后灯光控制单元，发动机信号单元、仪表控制单元和中央控制单元，整个网络系统由中央控制单元进行控制和管理。

灯光控制单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、大电流高端开关、稳压电源与输出输入接口电路，CAN收发器通过输出输入接口与CAN总线相连，接收CAN数字信号，集成CAN控制器的微处理器与CAN收发器相连，将CAN数字信号解码，控制大电流高端开关工作，稳压电源给系统提供电源电压，外部灯通过输出输入接口与大电流高端开关相连，高端开关具有过热和断路检测报告功能，微处理器根据高端开关的报告，将此信息进行编码，通过CAN总线输出。

中央控制单元包括集成CAN控制器的微处理器、CAN收发器、CAN总线接口、稳压电源、输入、输出接口电路、开关信号检测电路，CAN总线通过输入输出接口与CAN收发器相连，CAN收发器与微处理器CPU相连，组合开关与输入输出接口相连，通过开关信号检测电路与微处理器CPU相连，稳压电源给系统提供工作电压。控制器局域网CAN控制器集成在微处理器CPU内。

发动机信号单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、稳压电源与输出输入接口电路，稳压电源给系统提供电源电压，CAN收发器通过输出输入接口与CAN总线相连，接收CAN数字信号，集成CAN控制器的微处理器与CAN收发器相连，将CAN数字信号解码，传感器通过输出输入接口与微处理器相连，将模拟信号转换成CAN报文，通过CAN收发器与CAN总线相连，电喷高速CAN输出信息通过输出输接口与微处理器相连。

仪表控制单元包括集成CAN控制器的微处理器、CAN收发器、稳压电源、输入输出接口、汉字显示模块、LED驱动模块、LED发光二极管、8个步进电机模块，稳压电源给系统提供工作电压，CAN总线通过输入输出接口与CAN收发器相连，CAN收发器与微处理器CPU相连，微处理器通过LED驱动模块与LED发光二极管相连，汉字显示模块与微处理器相连，显示故障信息，微处理器与8个步进电机相连，驱动仪表指针。

客车车载网络控制系统的管理和控制方法：根据整车设计要求确定若干个带CAN接口的电子控制单元，组成车载网络，每个电子控制单元必须有一个确定的物理地址和诊断地址，这是网络管理和系统诊断报文标识符的目标地址和源地址的依据，中央控制单元和车载网络的其他节点通过“配置数据请求、应答”，以及“网络管理请求、应答”等数字通信进行交互，实现对整个车载网络进行配置、诊断、休眠、唤醒等一系列网络管理。

中央控制单元必须和车载网络的所有的节点保持通信，将所有节点捆绑在一起，形成系统，协调工作，所以中央控制单元CPU中存有系统原始配置的节点数据库，中央控制单元不断发出网络管理报文，对系统节点进行询问，掌握每个节点的活动情况，形成系统“节点状态的数据库”。

中央控制单元内存中存有网络节点状态的动态数据库，包括节点物理地址、节点诊断地址、节点激活状态、故障状态、总线故障或系统兼容状态。整个系统的故障内容和提示信息，由中央控制单元通过网络通信，触发仪表液晶屏幕用汉字进行显示。

客车车载网络控制系统主要特点：

1、车头车尾各设置一个带CAN接口灯光控制单元，前灯控制单元控制车前的远光灯、近光灯，前雾灯和前面的左右转向灯，后灯控制单元控制刹车灯、倒车灯、后雾灯、驻车灯、双跳灯和后面的左右转向灯，在这两个灯光控制单元之间只有一根双绞线相连，节省车前到车后的许多灯光线缆。组合开关的开关信号，由中央控制单元转换成CAN数字信号，通过CAN总线传输，抗干扰能力强，可靠性好。前后灯光控制单元的微处理器对CAN数字信号进行解码，控制不同端口的输出。

2、灯光控制单元采用大电流高端开关电路，直接驱动灯泡发光。不再采用传统继电器。

3、灯光控制单元具有检测回路电流的功能，发现故障，将故障信息通过CAN总线，用数字信号发送给中央控制单元，由中央控制单元触发CAN总线仪表，报告外部灯不亮。

4、针对客车发动机后置的特点，设置发动机信号单元，将发动机信号和发动机故障信息，转换成CAN数字信号，通过总线传输，省去信号电缆，降低成本，提高可靠性。通过总线传输的故障信息在中央控制单元存储，水温、转速等信息在仪表上显示。

5、中央控制单元负责管理车载网络，搜集所有电子控制单元的故障信息进行存储，并触发CAN总线电子组合仪表，在液晶显示屏幕用汉字显示故障内容和发生故障当时的条件数据，比较严重的故障直接驱动液晶屏幕闪烁。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是客车车载网络控制系统的网络节点示意图。

图2是客车车载网络控制系统的灯光控制单元电路原理图。

图3客车车载网络控制系统的中央控制单元电路原理图。

图4客车车载网络控制系统的发动机信号单元电路原理图。

图5客车车载网络控制系统的仪表控制单元电路原理图。

具体实施方式

参照附图1-5，客车车载网络控制系统包括前灯光控制单元、后灯光控制单元，发动机信号单元、仪表控制单元和中央控制单元，整个网络系统由中央控制单元进行控制和管理，每个电子控制单元必须有一个确定的物理地址和诊断地址，这是网络管理和系统诊断报文标识符的目标地址和源地址的依据，中央控制单元和车载网络的其他节点通过“配置数据请求、应答”，以及“网络管理请求、应答”等数字通信进行交互，实现对整个车载网络进行配置、诊断、休眠、唤醒等一系列网络管理；

灯光控制单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、大电流高端开关、稳压电源与输出输入接口电路，CAN收发器通过输出输入接口与CAN总线相连，接收CAN数字信号，集成CAN控制器的微处理器与CAN收发器相连，将CAN数字信号解码，控制大电流高端开关工作，稳压电源给系统提供电源电压，外部灯通过输出输入接口与大电流高端开关相连，高端开关具有过热和断路检测报告功能，微处理器根据高端开关的报告，将此信息进行编码，通过CAN总线输出。

灯光控制单元包括CAN收发器，集成CAN控制器的微处理器，大电流高端开关，稳压电源与输出输入接口电路。CAN收发器可以采用TJA1054，微处理器可以采用MC68HC908GZ16，大电流高端开关可以采用MC33286和MC33288，稳压电源采用7812和7805。CAN收发器通过输出输入接口与CAN总线相连，接收CAN数字信号，集成CAN控制器的微处理器与CAN收发器相连，将CAN数字信号解码，控制大电流高端开关工作，稳压电源给系统提供电源电压，外部灯通过输出输入接口与大电流高端开关相连。高端开关具有过热和断路检测报告功能，微处理器根据高端开关的报告，将此信息进行编码，通过CAN总线输出。

中央控制单元包括集成CAN控制器的微处理器、CAN收发器、、CAN总线接口、稳压电源、输入、输出接口电路、开关信号检测电路，CAN总线通过输入输出接口与CAN收发器相连，CAN收发器与微处理器CPU相连，组合开关与输入输出接口相连，通过开关信号检测电路与微处理器CPU相连，稳压电源给系统提供工作电压。

发动机信号单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、稳压电源与输出输入接口电路，稳压电源给系统提供电源电压，CAN收发器通过输出输入接口与CAN总线相连，接收CAN数字信号，集成CAN控制器的微处理器与CAN收发器相连，将CAN数字信号解码，传感器通过输出输入接口与微处理器相连，将模拟信号转换成CAN报文，通过CAN收发器与CAN总线相连，电喷高速CAN输出信息通过输出输接口与微处理器相连。

仪表控制单元包括集成CAN控制器的微处理器、CAN收发器、稳压电源、输入输出接口、汉字显示模块、LED驱动模块、LED发光二极管、8个步进电机模块，稳压电源给系统提供工作电压，CAN总线通过输入输出接口与CAN收发器相连，CAN收发器与微处理器CPU相连，微处理器通过LED驱动模块与LED发光二极管相连，汉字显示模块与微处理器相连，显示故障信息，微处理器与8个步进电机相连，驱动仪表指针。

客车车载网络的前灯光控制单元、后灯光控制单元，带有CAN接口，分别装置在车头、车尾，前灯控制单元控制车前的远光灯、近光灯，前雾灯和前面的左右转向灯，后灯控制单元控制刹车灯、倒车灯、后雾灯、驻车灯、双跳灯和后面的左右转向灯，中间用CAN总线相连，根据CAN报文控制大容量高端开关不同引脚直接送出大电流，点亮远光灯、近光灯、转向灯、倒车灯、雾灯和刹车灯；组合开关的开关信号，由中央控制单元转换成CAN数字信号，通过CAN总线传输，前后灯光控制单元的微处理器对CAN数字信号进行解码，控制不同端口的输出电流。

前、后灯光控制单元检测回路电流，发现断路，将故障信息编码在网络管理报文中，通过CAN总线，用数字信号发送给中央控制单元，由中央控制单元触发CAN总线显示单元，报告外部灯不亮。

发动机信号单元，将发动机信号和发动机故障信息，转换成CAN数字信号，通过总线传输，传输的故障信息在中央控制单元存储，水温、转速等信息在仪表上显示。

中央控制单元是汽车控制器局域网CAN系统的核心和关键部件，作为低速CAN控制器局域网控制的主节点，负责将组合开关的信号，转换成CAN数字信号，并采用计算机通讯方式向网络发送网络管理的CAN帧，负责网络的休眠、唤醒、系统节点的配置、系统节点诊断和故障检测，检测到的故障存储在中央控制单元的内存中，由中央控制单元根据动态链接库的状态驱动仪表液晶屏闪烁或用汉字显示故障内容，实现对整个网络管理职能。

CAN总线数字式电子仪表接收CAN报文驱动仪表显示，省掉许多传感器信号线。该仪表另一个重要功能是：在里程显示液晶屏上用汉字显示整个系统的故障内容和提示信息。

Claims (2)

1、客车车载网络控制系统，其特征在于包括前灯光控制单元、后灯光控制单元，发动机信号单元、仪表控制单元和中央控制单元，整个网络系统由中央控制单元进行控制和管理；

中央控制单元包括集成CAN控制器的微处理器、CAN收发器、、CAN总线接口、稳压电源、输入、输出接口电路、开关信号检测电路，CAN总线通过输入输出接口与CAN收发器相连，CAN收发器与微处理器CPU相连，组合开关与输入输出接口相连，通过开关信号检测电路与微处理器CPU相连，稳压电源给系统提供工作电压；

灯光控制单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、大电流高端开关、稳压电源与输出输入接口电路，CAN收发器通过输出输入接口与CAN总线相连，接收CAN数字信号，集成CAN控制器的微处理器与CAN收发器相连，将CAN数字信号解码，控制大电流高端开关工作，稳压电源给系统提供电源电压，外部灯通过输出输入接口与大电流高端开关相连，高端开关具有过热和断路检测报告功能，微处理器根据高端开关的报告，将此信息进行编码，通过CAN总线输出；

发动机信号单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、稳压电源与输出输入接口电路，稳压电源给系统提供电源电压，CAN收发器通过输出输入接口与CAN总线相连，接收CAN数字信号，集成CAN控制器的微处理器与CAN收发器相连，将CAN数字信号解码，传感器通过输出输入接口与微处理器相连，将模拟信号转换成CAN报文，通过CAN收发器与CAN总线相连，电喷高速CAN输出信息通过输出输接口与微处理器相连；

仪表控制单元包括集成CAN控制器的微处理器、CAN收发器、稳压电源、输入输出接口、汉字显示模块、LED驱动模块、LED发光二极管、8个步进电机模块，稳压电源给系统提供工作电压，CAN总线通过输入输出接口与CAN收发器相连，CAN收发器与微处理器CPU相连，微处理器通过LED驱动模块与LED发光二极管相连，汉字显示模块与微处理器相连，显示故障信息，微处理器与8个步进电机相连，驱动仪表指针。

2、根据权利要求1所述客车车载网络控制系统，其特征在于客车车载网络的前灯光控制单元、后灯光控制单元，带有CAN接口，分别装置在车头、车尾，前灯控制单元控制车前的远光灯、近光灯，前雾灯和前面的左右转向灯，后灯控制单元控制刹车灯、倒车灯、后雾灯、驻车灯、双跳灯和后面的左右转向灯，在这两个灯光控制单元之间只有一根双绞线相连，组合开关的开关信号，由中央控制单元转换成CAN数字信号，通过CAN总线传输，前后灯光控制单元的微处理器对CAN数字信号进行解码，控制不同端口的输出电流，发动机信号单元结构包括CAN收发器、集成CAN控制器的微处理器、稳压电源与输出输入接口电路。

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