車用智能總線控制系統的製作方法

2023-06-27 08:14:56 1

專利名稱：車用智能總線控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及客車或重型卡車電器控制系統領域，尤其指將發動機、底盤控制、 車身及信息娛樂和安全系統完美結合在一起的車用智能總線控制系統。
背景技術：
隨著汽車工業和電子系統的發展，應用於車上的電器越來越多，控制也越來越複雜，採用傳統的控制方式已經無法滿足現代汽車發展的需求。目前客車或重卡上的電器控制系統一般分以下三類第一類，完全採用傳統的控制方式，傳統儀表加外接傳感器、傳統線束，採用繼電器和保險絲控制，線束十分複雜，可靠性低，維修困難；第二類，採用儀表總線方式，儀表和發動機ECU之間採用CAN總線通訊，發動機的狀態和數據可直接通過CAN總線傳送到儀表，由儀表直接指示狀態，穩定性和可靠性有一定提高，可滿足歐四以上標準， 但其他部分仍採用傳統方式控制，布線複雜，線束凌亂；第三類，全車CAN總線方式，儀表、 車身和發動機ECU之間採用CAN總線進行通訊，使部分資源共享，大大簡化線束，可靠性大大提高，同時增加了部分診斷功能，使安全可靠性也大幅度提高，但仍然有部分還是採用傳統線束，如記錄儀、緩速器和DVR (硬碟錄像機)都需要車速信號，仍採用硬連接的方式，線束還是複雜。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供了車用智能總線控制系統，實現了大量的系統集成，減少了 ECU單元數量，整合了安全及娛樂信息處理系統，增加了大量的智能化功能。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現車用智能總線控制系統，包括底盤動力系統、車身控制系統、安全及娛樂信息處理系統和多功能主機，三個系統之間採用CAN總線互聯，並通過多功能主機進行信息交換。進一步的，安全及娛樂信息處理系統包括TMPS (胎壓監測系統)、空調控制器模塊、 收音機/音視頻播放模塊、視頻監控記錄及遠程傳輸模塊，各模塊之間通過CAN總線相連。進一步的，多功能主機內部集成DVR (硬碟錄像機)，DVR與智能運營管理系統通過 3G或GPRS通信。進一步的，車身控制系統包括智能雨刮控制器、智能燈光控制器、安全車門控制模塊、緩速器控制模塊、各類語音及聲光報警模塊和應急備用模塊。本實用新型的有益效果是，整車的控制系統採用分布式結構，採用CAN總線互聯， 最大程度地減少線束，共享資源；由於系統採用高度集成化，使系統成本大大降低；系統採用了許多安全措施，使可靠性大大提高；系統增加了全車診斷功能，使維護變得非常簡單； 多功能主機各種參數設置和人性化操作功能使整車的智能化程度大幅提升。通訊協議採用國際通用的通訊協議SAE-J1939。
圖1為本實用新型實施方式的車用智能總線控制系統結構示意圖；圖2為本實用新 型實施方式的車身控制系統結構示意圖；圖3為本實用新型實施方式的底盤動力系統結構示意圖；圖4為本實用新型實施方式的安全及娛樂信息處理系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1所示，將車用電器系統分為3大網絡系統(1)底盤動力系統主要包括發動機控制系統、AMT (自動變速箱)、ABS/ASR (防抱死制動系統/驅動防滑系統)、ECAS (電控空氣懸架系統)等，可將底盤動力網絡上的各種狀態信息實時傳送到儀表和信息顯示終端 (多功能主機)，以便於駕駛員實時掌握髮動機及動力系統的狀態，保證行車安全；(2)車身控制系統主要包括CAN總線儀表，驅動模塊、配電模塊、電源管理模塊，可控制車身用電設備，直接集成緩速器控制、智能雨刮控制器、空調控制器和安全車門控制模塊，並提供啟動保護、智能燈光、智能雨刮功能、各類語音及聲光報警模塊、油耗管理和續航裡程實時顯示與提醒，車身狀態信息可直接顯示在多功能主機上，同時駕駛員可通過多功能主機進行各種參數設置(如，雨刮和燈光的自動與手動，雨刮間歇時間等)；(3)安全及娛樂信息處理系統主要包括包括TMPS、空調控制器模塊、收音機/音視頻播放模塊、視頻監控記錄及遠程傳輸模塊，該系統通過CAN總線和多功能主機通訊(視頻監控記錄及遠程傳輸功能可外接也可集成在多功能主機內部)，可通過多功能主機直接進行空調參數設置及播放娛樂節目， 同時可實時視頻監測車內外的狀態。為了保證系統的可靠性及實時性，各系統均採用獨立的網絡，網絡之間採用網關進行數據交換。CAN總線儀表採用2個CAN總線接口，接口按照IS011898標準設計。如圖 3所示，儀表CANO接底盤動力系統，通訊協議按照SAE-J1939，可直接通過CAN總線讀取發動機轉速、水溫、機油壓力、變速箱的檔位、ABS狀態和油耗等信息。多功能主機的CANO網絡直接和底盤動力系統通訊，可將發動機和變速箱等底盤動力系統診斷信息直接顯示在多功能主機界面，供使用者查詢，也可通過DVR內部的3G無線通訊傳送到後臺系統。儀表可直接採集開關信息，將開關狀態通過CANl發送到車身CAN總線上，提供車身系統的開關狀態。 同時，車身上的狀態信息也可通過儀表直接顯示或指示，如車速、氣壓和各類指示燈信息。如圖2所示，車身控制系統根據客車或卡車車身的結構採用最優化的布局，分布到車身的前、後、頂各位置。車身控制系統包括配電模塊、驅動模塊(驅動模塊可根據車身的結構安裝於前、後和頂部位置)和電源管理模塊。前驅動模塊主要驅動前部的燈光、車門和開關採集等；配電模塊主要驅動雨刮、電子扇、大燈及駕駛室部分電器設備；頂驅動模塊主要驅動客車頂部燈光、換氣扇、顯示器等及門開關的採集；後驅動模塊主要驅動客車後部燈光、電磁閥、啟動、後面開關及傳感器信號採集；電源管理模塊為整車提供智能化電源、啟動保護、充電指示燈、發動機倉溫度傳感器和模塊內部溫度傳感器，達到對電能的智能化管理和診斷，集成蓄電池電壓和發動機提供的電壓偵測，達到整車電壓和電流狀態監控，具有 CAN總線通訊功能。車身控制系統是客車或卡車車身電器主要的控制系統，可基本覆蓋全車大部分用電設備(包括傳感器和電磁閥)，可代替保險絲和繼電器，對所控制的用電器具有智能保護及自診斷功能；內部集成智能雨刮控制器，可通過雨量自動調節雨刮速度和間歇時間；內部集成智能燈光控制器，可通過外界光照的強度自動打開或關閉燈光系統；內部集成閃光繼電器、緩速器、控制器和門控器；並提供啟動保護、安全車門、各類聲光及文字報警，大大提高整車電器可靠性並有效簡化線束。車身CANl總線和多功能主機CANl連接，開關狀態、傳感器狀態、負載工作和故障狀態可實時顯示在儀表或多功能主機的TFT屏，隨時通過聲音，指示燈和文字提醒用戶，保證行車安全。車身系統各驅動模塊可獨立工作，也可相互替換，系統在設計時考慮到通用化的原則，驅動模塊按最大化設計，硬體完全統一(不分前、 後、頂驅動模塊，由模塊內部進行自動識別)。 由於客車各用戶需求不一樣，種類繁多，不同的車型軟體不同，這將給生產和售後服務帶來很大的困難，為了彌補這個缺陷，系統軟體設計採用靈活的配置功能(不同的底盤傳動比和發動機等均可通過上位機或多功能主機進行配置)來滿足不同車型和顧客的需要。為了保證系統的可靠性，系統設計增加了應急備用功能，當儀表模塊出現故障不能通訊時，將自動啟用緊急備用功能，該功能可代替儀表的部分開關輸入(ACC、0N、雙閃、遠光燈) 和啟動功能，保證車的行駛功能，如當後驅模塊損壞，可臨時將頂驅調到後驅，使車輛能行駛；當整個系統崩潰，可啟動應急啟動模塊，啟動車輛使車輛能夠行駛。另外，系統還具有燈光應急功能，即具有智能燈光自動替換功能當遠光燈故障(燈泡燒掉、線束短路或開路)近光燈將自動點亮；當近光燈故障，遠光燈將自動點亮；當遠近光燈都有故障，前霧燈將自動點亮；當剎車燈故障，後霧燈將自動點亮，保證夜間的行車安全，故障排除後自動恢復正常。如圖4所示，安全及娛樂信息處理系統可通過多功能主機CAN2總線，將TPMS、硬碟播放器、DVR、空調控制器模塊和報警顯示功能集中到7寸人機界面觸控螢幕上操作和顯示， 從而大大簡化駕駛員的操作負擔；多功能主機具有3個符合IS011898標準CAN通訊接口， 具有網關的作用，可以將3大系統信息進行相互轉換和資源共享。通過多功能主機不但可以將動力CAN中的重要信息顯示在人機界面上，還可以將整車所有其他電器件的診斷信息 (各用電設備的通、斷情況，各路保險絲和繼電器的工作情況等)，以保證駕駛員全面了解車輛在運行過程中發生的任何問題。另外，多功能主機(內部集成DVR)還可以與智能運營管理系統實現通信，通過3G或GPRS，將車輛的各種狀態實時傳送到智能運營管理中心。儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和細節上對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.車用智能總線控制系統，包括底盤動力系統和車身控制系統，其特徵在於還包括安全及娛樂信息處理系統和多功能主機，所述三個系統之間採用CAN總線互聯，並通過多功能主機進行信息交換。
2.根據權利要求1所述的車用智能總線控制系統，其特徵在於所述安全及娛樂信息處理系統包括TMPS、空調控制器模塊、收音機/音視頻播放模塊、視頻監控記錄及遠程傳輸模塊，各模塊之間通過CAN總線相連。
3.根據權利要求1所述的車用智能總線控制系統，其特徵在於所述多功能主機內部集成DVR，所述DVR與智能運營管理系統通過3G或GPRS通信。
4.根據權利要求1所述的車用智能總線控制系統，其特徵在於所述車身控制系統包括智能雨刮控制器、智能燈光控制器、安全車門控制模塊、緩速器控制模塊、各類語音及聲光報警模塊和應急備用模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種車用智能總線控制系統，包括底盤動力系統、車身控制系統、安全及娛樂信息處理系統和多功能主機，系統之間採用CAN總線互聯，並通過多功能主機進行信息交換，安全及娛樂信息處理系統包括TMPS、空調控制器模塊、收音機/音視頻播放模塊、視頻監控記錄及遠程傳輸模塊，各模塊之間通過CAN總線相連，多功能主機內部集成DVR，與智能運營管理系統通過3G或GPRS通信，最大程度地減少線束，使系統成本大大降低，使可靠性提高，系統增加了全車診斷功能，使維護變得非常簡單，多功能主機各種參數設置和人性化操作功能使整車的智能化程度大幅提升。
文檔編號G05B19/418GK202093389SQ201120201558
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者李建紅 申請人:廈門漢納森汽車電子有限公司