CN104773121A - 一种用于汽车转向管柱的总线控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的总线控制器设有LIN收发器接收组合开关与多功能方向盘按键的控制信息后送入微处理器，信号处理电路在采集喇叭、方向盘换挡拨片的信号送入微处理器；微处理器将所有信号采集完毕后，打包成CAN信号帧消息通过CAN收发器发送到CAN总线网络中提供给其他控制器。由于采用上述的结构，本发明大幅度降低转向管柱附近的线束成本、降低拓扑复杂度，减少对接端子和插件,用线量为现有配线量的20％；增加扩展性，受到接插件数量、布置空间等的限制相对较少，便于功能扩展；增加对组合开关、方向盘按键、转角传感器、换档拨片等按键回路的诊断功能，提高故障排查效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子电器技术，特别涉及一种用于汽车转向管柱的总线控制器。
背景技术
布置在汽车转向管柱附近的部件主要有组合开关、方向盘、转角传感器、换档拨片等。组合开关包含灯光控制和雨刮控制两大功能。其中灯光控制包括远光灯、近光灯、左右转向灯、雾灯等控制功能；雨刮控制包括高速雨刮、低速雨刮、洗涤喷水等功能。多功能方向盘也是汽车信息娱乐功能多样化的产物，目前很多汽车的方向盘上集成了音响控制、空调调节、车载电话、巡航等功能按键，给用户带来便捷操作体验的同时也增加了线束拓扑的复杂性。常规手段是点对点导线式汽车电路控制方法，N个信号控制必须至少要有N+1个以上根导线才能实现连接和控制。
目前汽车上的组合开关和方向盘按键大多是直接与控制端通过导线连接。随着汽车电器设备的快速增长，集成在转向管柱附近的功能随之增多，转向管柱附近的线束拓扑复杂度增高、成本增加，从而导致故障率高，且不易诊断和维修。
针对上述问题，提供一种用于汽车转向管柱的总线控制器，解决汽车转向管柱附近电子功能的日益丰富与开关按键和线束复杂繁多的矛盾，达到优化转向管柱处线束的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于汽车转向管柱的总线控制器，解决汽车转向管柱附近电子功能的日益丰富与开关按键和线束复杂繁多的矛盾，达到优化转向管柱处线束的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的总线控制器设有LIN收发器接收组合开关与多功能方向盘按键的控制信息后送入微处理器，信号处理电路在采集喇叭、方向盘换挡拨片的信号送入微处理器；微处理器将所有信号采集完毕后，打包成CAN信号帧消息通过CAN收发器发送到CAN总线网络中提供给其他控制器。
所述的组合开关包括灯光控制和雨刮控制，灯光控制总成包括远光灯开关、近光灯开关、雾灯开关、转向灯开关、小灯开关；雨刮控制总成包括雨刮低速档、高速档、间歇档，另外还有间歇时间调节、洗涤器开关。
所述的多功能方向盘按键包括音响娱乐按键、仪表按键、巡航按键、喇叭按键、方向盘加热按键。
所述的总线控制器的内部集成转角传感器，转角传感器直接将转向角度信号通过CAN总线发送给ESP控制器。
所述的微控制器选用瑞萨的μPD70F3374。
所述的CAN收发器采用NXP的TJA1042T。
所述的LIN收发器采用NXP的RL78。
所述的其他控制器包括变速箱控制器、车身控制器、仪表控制器、音响控制器、电子稳定程序控制器。
所述的微处理器通过信号处理电路控制方向盘加热电阻丝工作。
一种用于汽车转向管柱的总线控制器，由于采用上述的结构，本发明大幅度降低转向管柱附近的线束成本、降低拓扑复杂度，减少对接端子和插件,用线量为现有配线量的20％；增加扩展性，受到接插件数量、布置空间等的限制相对较少，便于功能扩展；增加对组合开关、方向盘按键、转角传感器、换档拨片等按键回路的诊断功能，提高故障排查效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种用于汽车转向管柱的总线控制器的结构连接图；
图2为本发明一种用于汽车转向管柱的总线控制器的结构框图；
在图1-2中，1、微处理器；2、信号处理电路；3、CAN收发器；4、LIN收发器。
具体实施方式
本发明布置在转向管柱附近，接收灯光调节、雨刮、方向盘按键、转角传感器等信号。该控制器具备CAN、LIN接口和导线接口，可以根据组合开关、方向盘等自身的配置选择信号收发的方式。该控制器接收到信号以后经过微处理器1处理，转化成CAN信号并通过总线发送到网络上给相应的接收节点。该控制器同时具备诊断功能，能够诊断组合开关、方向盘按键、转角传感器等故障，提高该区域的故障修复效率，还能够实现对各个开关部件输入输出控制的诊断控制、读数据流、在线配置等诊断操作。
本发明中与总线式控制器相关的***部件有组合开关、多功能方向盘、喇叭按键、方向盘换挡拨片和CAN总线网络。该总线式控制器由信号处理电路2、微控制器1、CAN收发器3、LIN收发器4组成。接收的信号主要来自于以下及个方面：组合开关，包括灯光控制和雨刮控制。灯光控制总成包括远光灯开关、近光灯开关、雾灯开关、转向灯开关、小灯开关；雨刮控制总成包括雨刮低速档、高速档、间歇档，另外还有间歇时间调节、洗涤器开关等；传统技术中组合开关的信号是通过10路左右的导线与该控制器相连进行信号传递，本发明中组合开关采用LIN接口与微处理器1通信；多功能方向盘按键，包括音响娱乐按键、仪表按键、巡航按键、喇叭按键、方向盘加热按键等，随着汽车信息娱乐功能的快速发展，集成在方向盘上的按键也会日益增多。多功能方向盘内置集成电路，接收各个按键信号后，转换成LIN信号发送给微处理器1；本发明内部集成转角传感器，只针对配有转角传感器的车型，该控制器直接将转向角度信号通过CAN总线发送给ESP控制器
如图1-2所示，组合开关和多功能方向盘作为LIN通信节点与该控制器通过LIN接口相连，布置位置非常近，导线用量很少。该控制器的CAN接口依据就近原则连接到整车的CAN总线线束上，只需要2根很短的线束。整个方案有效的减少了现有方案的导线用线量。与现有技术相比，本发明方案线束拓扑简单、导线成本低，使用PIN脚少，且当转向管柱附近功能增多时，较少的受限于布置空间的限制。如图2所示，该控制器内部由信号处理电路2、微控制器1和CAN收发器3、LIN收发器4组成，微控制器1选用瑞萨的μPD70F3374，该芯片属于V850系列，是一款32位的高性能微处理器；CAN收发器3采用NXP的TJA1042T，是一款高速CAN收发器；LIN收发器4采用NXP的RL78。信号处理电路分别采集喇叭、方向盘换挡拨片的信号；多功能方向盘和组合开关作为LIN节点与控制器通信；微控制器1将所有信号采集完毕后，打包成CAN信号帧消息发送到总线网络中提供给其他控制器。
本发明接收来自各个开关的信号。汽车的车载电源是12V，而微控制器需要+5V的直流电源，因此需要对车载电源进行直流电压变换后，为***提供电压。喇叭按键、方向盘换档拨片通过信号处理电路将12V开关信号转变为5V开关数字信号，经过I/O端口进入微控制器1；组合开关、方向盘通过LIN通信接口将开关信息发送给微控制器1。本发明发送各个开关的信号到CAN总线。CAN总线收发器3，用于CAN控制器与物理总线之间的接口，提供对总线的差分发送和接收的能力，同时实现电平转换。控制器通过软件编程来实现数据帧的周期性发送。本发明所采用的CAN通信协议采用Motorola格式，满足ISO11898国际标准，采用11位标示符的标准帧。本发明可对组合开关、方向盘按键电路进行故障诊断功能，若检测到某个回路出现故障，则在内存中存入故障码。所实现的诊断功能还包括输入输出控制功能、读数据流数据流功能，更改配置等。诊断协议采用国际主流UDS标准诊断协议。
本发明可以大幅度降低转向管柱附近的线束成本、降低拓扑复杂度，减少对接端子和插件,用线量为现有配线量的20％；增加扩展性，多功能方向盘和组合开关、转角传感器等信号输入部件与该控制模块之间既可以用导线连接也可以通过LIN接口通信；若有更多功能集成在转向管柱附近，受到接插件数量、布置空间等的限制相对较少，便于功能扩展；增加对组合开关、方向盘按键、转角传感器、换档拨片等按键回路的诊断功能，提高故障排查效率。与现有技术相比，本发明能够有效减少车身布线，降低了线束成本和复杂程度；所采取的CAN总线通信方式具有抗干扰能力、错误自我诊断能力和自动恢复能力，增加信号传输的稳定性；本发明增强了电子功能升级的扩展性，使转向管柱附近功能的扩展不受限于布线空间、插件、引脚等的限制。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的总线控制器设有LIN收发器(4)接收组合开关与多功能方向盘按键的控制信息后送入微处理器(1)，信号处理电路(2)在采集喇叭、方向盘换挡拨片的信号送入微处理器(1)；微处理器(1)将所有信号采集完毕后，打包成CAN信号帧消息通过CAN收发器(3)发送到CAN总线网络中提供给其他控制器。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的组合开关包括灯光控制和雨刮控制，灯光控制总成包括远光灯开关、近光灯开关、雾灯开关、转向灯开关、小灯开关；雨刮控制总成包括雨刮低速档、高速档、间歇档，另外还有间歇时间调节、洗涤器开关。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的多功能方向盘按键包括音响娱乐按键、仪表按键、巡航按键、喇叭按键、方向盘加热按键。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的其他控制器包括变速箱控制器、车身控制器、仪表控制器、音响控制器、电子稳定程序控制器。
5.根据权利要求4所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的总线控制器的内部集成转角传感器，转角传感器直接将转向角度信号通过CAN总线发送给电子稳定程序控制器。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的微控制器(1)选用瑞萨的μPD70F3374。
7.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的CAN收发器(3)采用NXP的TJA1042T。
8.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的LIN收发器(4)采用NXP的RL78。
9.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向管柱的总线控制器，其特征在于：所述的微处理器(1)通过信号处理电路(2)控制方向盘加热电阻丝工作。
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2015
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