CN201343000Y - 汽车电器系统电子开关集中控制器 - Google Patents

Abstract

汽车电器系统电子开关集中控制器，为了解决使汽车整车检测与维修更加便捷、操作控制更简单等技术问题而设计的，它主要包括汽车上的电子控制开关，和与每个开关控制连接的相应负载，通过以MPC555主控芯片为核心及在MPC555芯片上配有与各负载连接的相应I/O模块和通信接口，通过传感器采集控制信号，再通过MPC555主控芯片和其上装有的实时操作系统RTOS，对各电子控制开关进行集中控制和处理。有益效果：集汽车电器的各控制开关、检测功能于一身，把汽车上大量机械、电器开关变成可控电子开关，用单片机实现对所有功能的检测与控制。具有成本低、简单易行，集成化程度高、直观、可操作性强等优点，解决了维修检测的困难和不便，对汽车在电子化、自动化方面起到了改进和完善作用。

Description

汽车电器系统电子开关集中控制器

技术领域：

本实用新型涉及汽车电器系统的技术领域，尤其涉及一种汽车电器系统电子开关集中控制器。

背景技术：

随着汽车工业的迅猛发展，汽车在控制、通信和网络方面的要求越来越复杂，汽车上的各种控制装置集成化、自动化已是大势所趋。使整车检测与维修简单化、易操作是广大客户和维修人员长期所期待的。

发明内容：

本实用新型为了解决使汽车整车检测与维修更加便捷、操作控制更简单等技术问题，而提供了一种汽车电器系统电子开关集中控制器，它主要包括汽车上的电子控制开关，和与每个开关控制连接的相应负载，通过以MPC555主控芯片为核心及在MPC555芯片上配有与各负载连接的相应I/O模块和通信接口，通过传感器采集控制信号，再通过MPC555主控芯片和其上装有的实时操作系统RTOS，对各电子控制开关进行集中控制和处理；通过功率输出模块实现负载控制；通过点火控制模块与点火装置控制连接；通过安全保护模块与各功率输出模块控制连接进行过热保护检测、短/断路检测，再通过MPC555微处理器的CAN总线与整车面板显示装置电信号控制连接；所述实时操作系统RTOS，通过BDM接口接收MPC555硬件平台状态和信息；建立控制模型；并与编译器连接将控制模型或C语言程序生成MPC555机器源代码；通过BDM接口将源代码发送到MPC555硬件平台；由系统的主控芯片MPC555控制器负责检测、判断各电子器件的状态，并发出相对应的控制指令。

本实用新型的特点及有益效果：集汽车电器的各种控制开关、检测功能于一身，把汽车上大量使用的机械开关和继电器变成可控制的电子开关，用电子开关信号来控制和驱动负载，用电脑单片机来实现对所有功能的检测与控制，实用新型具有成本低、简单易行，集成化程度高、直观、可操作性强等优点，能最大限度的满足客户和维修保养人员的基本需要。不仅解决了长期以来困扰维修、检测人员的诸多困难和不便，还对汽车电子的集成化和自动化方面起到了改进和完善作用，随着汽车工业的快速发展，将在汽车电子化、自动化方面发挥重要作用。

附图说明：

图1本实用新型的结构示意图

图2本实用新型的电路原理示意图

图3是基于MPC555的ECU核心结构示意图

图4是CAN接口电路原理图

图5是功率输出模块电路原理图

图6是报警模块示意图

具体实施方式：

参看图1-图2，汽车电器系统电子开关集中控制器，它主要包括汽车上的电子控制开关k1，k2，....，kn(如：电源开关、转向开关、近光开关、远光开关、轮廓开关、前雾灯开关、后雾灯开关、倒车开关、刹车开关、前洗涤开关、后洗涤开关、前雨刮开关、后雨刮开关、紧急开关)，和与每个开关控制连接的相应负载(1......n)(如：电源、左转向灯、右转向灯、近光灯、远光灯、轮廓灯、前雾灯、后雾灯、倒车灯、刹车灯、前洗涤灯、后洗涤灯、前雨刮灯、后雨刮开关、紧急开关以及暖风机、前雨刮器、后雨刮器及空调器)，通过以MPC555主控芯片为核心及在MPC555芯片上配有与各负载连接的相应I/O模块和通信接口，通过传感器1，......，传感器n(如：灯光传感器、雨量传感器等)采集控制信号，再通过MPC555主控芯片和其上装有的实时操作系统RTOS，对各电子控制开关进行集中控制和处理；通过功率输出模块中的功率输出1，功率输出2，......功率输出n，实现对各负载(1......n)的控制；通过点火控制模块与点火开关控制连接；安全保护模块通过MPC555微处理器与各功率输出模块控制连接，并进行过热保护检测、短/断路检测，再通过与MPC555微处理器CAN总线连接的整车面板显示装置，显示个负载的状态。装在MPC555微处理器上的实时操作系统RTOS，通过BDM接口接收MPC555硬件平台状态和信息；建立控制模型；并与编译器连接将控制模型或C语言程序生成MPC555机器源代码；通过BDM接口将源代码发送到MPC555硬件平台；由系统的主控芯片MPC555控制器负责检测、判断各电子器件的状态，并发出相对应的控制指令。

点火控制和安全保护模块工作流程，MPC 555控制芯片接到电源输入信号后，针对点火前后的各种可能发生的情况如是否点火，在已点火的情况下，对是否出现短路、是否出现断路等情况进行识别和分析，由MPC 555发出指令，决定是否启动正常安全保护/断电安全保护以及启动报警装置进行相应的显示、报警，从而达到对整车的检测和安全保护功能。

MPC555微控制器是Motorola PowerPC 555系列的代表产品，它采用了IBM微控制器的芯片结构、AMD闪存存储器等技术。是专为汽车电子、航空航天、智能系统等高端嵌入式控制系统所设计的电脑芯片。该产品可在高速移动及苛刻的环境下工作(工作温度：-40～125℃)，性能优良，并具有高度的灵活性和可靠性。本实用新型就是针对汽车上所有的电子控制开关信号，利用该芯片的强大功能，对传感器和控制信号集中控制并处理。MPC555控制器配有各类应用I/O模块与通信接口，并装有一套实时操作系统(RTOS)。在操作系统的管理下，通过BDM接口浏览MPC555硬件平台状态和信息；建立控制模型；与编译器连接将控制模型或C语言程序生成MPC555机器源代码；通过BDM接口将源代码传送到MPC555硬件平台；MPC555是控制器的核心，它负责检测、判断各电子器件的状态，并发出相对应的控制指令。

例如：雨刷控制，首先由雨量传感器传来雨量变化的信号，控制器根据传感器的数据而对雨刷电机进行分级、分类管理，再发出对应指令进行控制，从而达到对雨刷的智能控制，期间还有对各种突发状态的处理。

参看图3，MPC555的ECU核心结构，其主要功能模块有：

*主频40MHz的精简指令集RCPU；

*四级存储器控制器；

*U-Bus系统接口单元(USIU)；

*灵活的指令和数据存储保护单元；

*448KB Flash EEPROM；

*26KB SRAM；

*双时间处理单元(TPU3)；

*18通道模块I/O系统(MIOS1)；

*双队列模数转换模块(QADC)；

*双CAN2.0B控制器模块(TouCANs)；

*队列串行多通道模块(QSMCM)。

信号采集模块，由本实用新型中各开关和传感器提供采集信号，并由MPC555实现集中控制。

驱动模块，驱动本实用新型中各负载。由于MPC 555控制芯片具有易于实现输入输出的优点，因此它具有极强的驱动和控制负载的能力，对于普通开关量的输入输出，18通道模块I/O系统MIOS1可以基本满足需要；对于复杂环境控制需要更多I/O时，由于ECU设计采用最小系统，无需扩展存储器等，其24位地址总线及32位数据总线将空闲，可以作为通用I/O使用。

通讯模块通过CAN总线，实现MPC 555控制器与整车面板显示装置的通讯。

参看图4，CAN接口电路，MPC 555内部集成了双路CAN2.0B控制器模块，在ECU设计时只需增加一个收发器就可以完成高速通信。本实用新型采用了飞利浦公司的PCA82C250收发器，其传输速率高达1Mbps。用于与CAN总线实现连接。图4中的Vcc代表电源正极，Vss为接地端，C-H为输入高电平有效，C-L为低电平有效，CANL1表示为系统与CAN总线的接端口，R表示为阻抗匹配，C表示为容抗匹配，CNTX1是系统向CAN总线发出的输出信号，CNRX1是系统接收CAN总线的输入信号。

参看图5，各功率输出模块，通过安全保护模块中的过热保护、短路保护及断路保护对各负载进行过热保护检测、短/断路检测，通过报警模块处理异常情况，实现对各负载(1......n)的控制、输出以及各种异常状态的判别与处理；其工作流程是：功率输出模块收到控制信号后，由主控芯片MPC555控制器负责检测、判断各(负载)电子器件如远光灯、近光灯、前雾灯、倒车灯及其它常用灯的状态，是否短路或断路并发出相对应的控制指令，进行显示、报警；在电路正常的情况下进行功率放大后，判断各电子器件是否过热并发出相对应的控制指令，进行显示、报警；在正常的情况下实施负载。

各功率输出模块反映的是对所有负载的控制、输出以及各种异常状态的判别与处理结果，具有直观，简洁等优点，小功率负载输出采用的是飞利浦功放元件TDA2030A，大功率的输出负载则用三肯大功率管2SC系列元件来达到对负载的实时控制，同时，它还具有短路、断路、过热、过载保护等检测功能，由控制器对各种情况进行识别、分析后，由功率模块输出给报警器产生报警，它能有效的控制和处理各种突发情况。

参看图6，报警模块，由MPC 555通过各功率输出模块给报警器发送各种突发应急监测信号(或门1，......或门n)，由报警器产生报警信号，达到有效的控制和处理各种突发情况。

Claims (2)

1、汽车电器系统电子开关集中控制器，它主要包括汽车上的电子控制开关，和与每个开关控制连接的相应负载，其特征在于：通过以MPC555主控芯片为核心及在MPC555芯片上配有与各负载连接的相应I/O模块和通信接口，通过传感器采集控制信号，再通过MPC555主控芯片和其上装有的实时操作系统RTOS，对各电子控制开关进行集中控制和处理；功率输出模块与负载控制连接；点火控制模块与点火装置控制连接；安全保护模块与各功率输出模块控制连接，再通过MPC555微处理器的CAN总线与整车面板显示装置电信号控制连接。

2、根据权利要求1所述的汽车电器系统电子开关集中控制器，其特征在于：所述电子控制开关包括转向开关、近光开关、远光开关、轮廓开关、前雾灯开关、后雾灯开关、倒车开关、刹车开关、前洗涤开关、后洗涤开关、前雨刮开关、后雨刮开关、紧急开关及其他常用开关。

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