CN103264671B - 一种基于lin总线的12伏***智能集控电器盒 - Google Patents

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Abstract

一种基于LIN总线的12伏***智能集控电器盒，它包括传感器输入模块、单片机MCU单元和前舱电器盒，其特征在于：所述传感器输入模块与前舱电器盒相连接，传感器输入模块连接有单片机MCU单元，单片机MCU单元分别与LIN收发器、智能功率管以及低边驱动芯片安装在一起，LIN收发器、智能功率管以及低边驱动芯片连接到前舱电器盒，所述单片机MCU单元还与逻辑电路连接，逻辑电路连接到智能功率管和低边驱动芯片，分频器连接到逻辑电路，时钟发生器的输入端和输出端连接到分频器上。本发明功耗小于0.9mA，通过LIN接收控制指令对前舱电器盒进行控制，不但能够为车身负载提供保护功能，而且能够完成对负载的监测和诊断功能，实现Limp Home的功能。

Description

一种基于LIN总线的12伏***智能集控电器盒
技术领域
本发明属于汽车零部件技术领域，具体讲就是涉及汽车智能集控电器盒领域，尤其是涉及一种基于LIN总线的12伏***智能集控电器盒。
背景技术
中央电器盒是汽车上的传统标准配置，它把车身上需要控制的继电器、熔断器及电路监测元件,通过印刷电路板和壳体组装成一个整体，完成与相关线束的多线匹配组装，从而实现电子电气集控与分配功能。汽车中央集控电器盒历经以下几个阶段：
第一阶段是使用金属片的中央集控电器盒，1991年德尔福首次商业使用，这种控制盒适用高低电流，适用于高温/低温，适合大部分包装结构，缺点是不便于工程改装；第二阶段是布线型中央集控电器盒（RW BEC），1998出现并商业应用，这种控制盒适用高低电流，适用于高温/低温，工程更改简单且成本低，缺点是元件的插接形式有限；第三阶段是印刷线路板中央集控电器盒（PCB BEC），2002年正式商业应用，能够方便的元件插接，包装形式灵活多样，但电子器件集成度不高不便诊断；第四阶段是电子集成中央集控电器盒（I-BEC），很多车厂因为成本要求正在局部更换，这种电器盒电子与电器集成化，重量更轻、成本更低，包装尺寸更小，但是缺乏总线诊断功能，增加维修费用；目前市场大多是PCB中央集控电器盒和电子集成中央集控电器盒，这种常见的电器盒在成本和尺寸上已经做到很大的优化，但仍然缺少对板上器件的诊断功能，无法在一些安全强制要求的功能在控制单元损坏或者通讯不正常时，仍然能够正常工作的Limp Home功能。
所谓Limp Home是指汽车的电控设备出现故障的时候，在模块或传感器信号出现故障的时候，***仍旧能够完成基本的操作功能，使得汽车仍能以正常性能水平行驶。Limp Home功能实质是指，当车身控制器MCU单元失效的时候，看门狗定时器电路通过时钟判断出***的软件无法正常工作，然后通过硬件强制把智能功率管切换到外部开关，对应开关分别通过相应的硬件电路控制相应的负载。
LIN总线是一种A类总线的主从结构，其中LIN总线是指本地互联网，A类总线是指面向传感器或执行器管理的低速网络，其最高速度可达到20kbit/s的低成本、高可靠性的串行通讯总线，利用LIN总线技术和总线式控制车身电子电器装置是实现电器盒在成本和尺寸上更加优化，实现汽车Limp Home功能亟待解决的技术难题。
发明内容
针对现有的集控电器盒即无法集成电路板上器件诊断，又无法现实LimpHome功能的技术缺陷，本发明提供一种基于LIN总线的12伏***智能集控电器盒，实现传感器数据采集的同时接收LIN总线上的操作命令来实现电器盒上电器动作，并且通过智能管对部分控制对象进行诊断，出现故障直接发送到LIN总线上；同时对符合安全法规要求的一些电器控制采用Limp Home功能。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计一种基于LIN总线的12伏***智能集控电器盒，该智能集控电器盒包括传感器输入模块、单片机MCU单元和前舱电器盒模块，其特征在于：所述传感器输入模块与前舱电器盒模块相连接，传感器输入模块连接有单片机MCU单元，单片机MCU单元分别与LIN收发器、智能功率管以及低边驱动芯片安装在一起，LIN收发器、智能功率管以及低边驱动芯片连接到前舱电器盒，所述单片机MCU单元还与逻辑电路连接，逻辑电路连接到智能功率管和低边驱动芯片，分频器连接到逻辑电路，时钟发生器的输入端和输出端连接到分频器上。
进一步，所述传感器输入模块、单片机MCU单元、LIN收发器、智能功率管、低边驱动芯片、逻辑电路、时钟发生器和分频器组成LIN模块。
进一步，所述前舱电器盒和LIN模块安装在智能集控电器盒盒体内。
进一步，所述LIN模块的LIN收发器通过串行口与LIN模块中的单片机MCU单元连接。
进一步，所述前舱电器盒连接有汽车线束。
有益效果
本发明整个智能集控电器盒的功耗小于0.9mA，智能集控电器盒可以实现采集传感器数据、检测开关输入信号，通过LIN接收控制指令对前舱电器盒进行控制，不但能够为车身负载提供保护功能，而且能够完成对负载的监测和诊断功能，同时实现LIN模块上MCU单片机MCU或者LIN线失效时，能够实现Limp Home的功能。
附图说明
附图1是本发明的结构原理图。
附图2是本发明中分频器的逻辑框图
附图3是本发明实现Limp Home功能时序图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
实施例
如附图1所示，一种基于LIN总线的12伏***智能集控电器盒1，它包括传感器输入模块2、单片机单元3和前舱电器盒4，其特征在于：所述传感器输入模块2与前舱电器盒4相连接，传感器输入模块2连接有单片机单元3，单片机单元3分别与LIN收发器5、智能功率管6以及低边驱动芯片7安装在一起，LIN收发器5、智能功率管6以及低边驱动芯片7连接到前舱电器盒4，所述单片机单元3还与逻辑电路8连接，逻辑电路8连接到智能功率管6和低边驱动芯片7，分频器9连接到逻辑电路8，时钟发生器10的输入端和输出端连接到分频器9上。
进一步，所述传感器输入模块2、单片机单元3、LIN收发器5、智能功率管6、低边驱动芯片7、逻辑电路8、时钟发生器10和分频器9组成LIN模块11。
进一步，所述前舱电器盒4和LIN模块11安装在智能集控电器盒盒体内。
进一步，所述LIN模块11的LIN收发器5通过串行口与LIN模块中的单片机单元3连接。
进一步，所述前舱电器盒4连接有汽车线束。
本发明的工作原理是在接收到LIN总线上的控制指令后，判断需要操作前舱电器盒4哪个功能，LIN模块11的单片机MCU通过智能功率管6和低边驱动芯片7进行实际控制近光、远光、大灯洗涤等电器；并对所控制的器件进行诊断实时的将诊断结果发送到LIN总线上。LIN模块11上LIN总线的接收和发送规范遵循ISO9141标准，完成负载的短路、断路的诊断，LIN模块11的LIN收发器5通过串行口与LIN模块11中的单片机MCU连接，同时通过单线与外部的LIN模块进行通信，LIN模块11通过LIN总线收发器的接口与测试仪连接，完成通讯和诊断功能。LIN模块将采集到传感器数据进行处理，处理接收后发送到LIN总线给汽车主控单元进行显示或者控制，这部分包括液位传感器和温度传感器；同时采集部分电器开关状态，也发往LIN总线给BCM车身控制器，包括机舱盖开关等开关信号。而这些信号的处理全部在LIN模块的单片机MCU单元实现，并通过2.54间距30脚的排针经过前舱电器盒到汽车线束端的数据传输。
本发明的Limp Home的选通采用的是分频器和与非门组合逻辑来实现此功能，分频器产生一定分频时钟给组合逻辑芯片，LIN模块的单片机MCU提供一定频率的时钟使能控制信号，逻辑芯片实现与非门的组合逻辑，从而产生固定电平的给失效直接控制口来控制功率管驱动芯片，当LIN模块的单片机MCU失效时，无法产生一定频率的时钟使能控制信号，组合逻辑芯片通过时钟反馈回来钳位住，分频器生产的输出时钟输出信号就一直无效，使得失效直接控制口一直保持有效。当失效直接控制口无效时，其驱动芯片受到LIN模块的单片机MCU控制，通过串行总线或通用I/O来实现，当失效直接控制口始终有效时，其驱动芯片不受LIN模块的单片机MCU控制，直接由汽车线束上过来的开关来直接控制，从而实现的Limp Home的功能。
本发明整个智能集控电器盒的功耗小于0.9mA，智能集控电器盒可以实现采集传感器数据、检测开关输入信号，通过LIN接收控制指令对前舱电器盒进行控制，不但能够为车身负载提供保护功能，而且能够完成对负载的监测和诊断功能，同时实现LIN模块上MCU单片机MCU或者LIN线失效时，能够实现Limp Home的功能。

Claims (1)

1.一种基于LIN总线的汽车跛行模式控制方法，其特征在于，采用基于LIN总线的12伏***智能集控电器盒，它包括传感器输入模块、MCU和前舱电器盒，所述传感器输入模块与前舱电器盒相连接，传感器输入模块连接有MCU，MCU分别与LIN总线收发器、智能功率管以及低边驱动芯片安装在一起，LIN总线收发器、智能功率管以及低边驱动芯片连接到前舱电器盒，所述MCU还与逻辑电路连接，逻辑电路连接到智能功率管和低边驱动芯片，分频器连接到逻辑电路，时钟发生器的输入端和输出端连接到分频器上，
所述传感器输入模块、MCU、LIN总线收发器、智能功率管、低边驱动芯片、逻辑电路、时钟发生器和分频器组成LIN模块，
所述前舱电器盒和LIN模块安装在智能集控电器盒盒体内，
所述LIN模块的LIN总线收发器通过串行口与LIN模块中的MCU连接，
所述前舱电器盒连接有汽车线束，
其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
接收到LIN总线上的控制指令后，判断需要操作前舱电器盒哪个功能，
LIN模块的MCU通过智能功率管和低边驱动芯片进行实际控制近光、远光、大灯洗涤，并对所控制的器件进行诊断，实时的将诊断结果发送到LIN总线上，
LIN模块上LIN总线的接收和发送规范遵循ISO9141标准，完成负载的短路、断路的诊断，LIN模块的LIN总线收发器通过串行口与LIN模块中的MCU连接，同时通过单线与外部的LIN模块进行通信，
LIN模块通过LIN总线收发器的接口与测试仪连接，完成通讯和诊断功能，
LIN模块将采集到传感器数据进行处理，处理接收后发送到LIN总线给汽车主控单元进行显示或者控制，这部分包括液位传感器和温度传感器，同时采集电器开关状态，也发往LIN总线给BCM车身控制器，包括机舱盖开关信号。
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