CN109017626B - 一种车载局部网络*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载局部网络***，包括有主控单元、混合线缆和若干个智能电器终端，混合线缆内置有用于供电输送的电源线和用于信号输送的信号线，若干个智能电器终端均接入到混合线缆上，通过混合线缆与主控单元连接。本发明仅通过一根一体化的混合线缆即能快速连接主控单元和若干个智能电器终端，形成一种简便、高性能和低成本的局部车载网络***。

Description

一种车载局部网络***
技术领域
本发明涉及汽车电子***领域，具体是一种车载局部网络***。
背景技术
现有汽车电器控制***大部分进入到总线式汽车电器控制***（目前大部分是CAN总线控制***），用总线信息关联电器逻辑和控制逻辑，减化了传统电器的布线和控制逻辑、提高了***的可靠性和易于实现车身信息化；但总线式汽车电器***，其布线连接还嫌复杂，***成本仍较高。因为总线式汽车电器***对控制单元的可靠性、控制模块外壳的性能、接插件性能要求高，带来成本的增加，另一方面为了降低控制单元的成本，往往一个控制单元关联较多电器，使得控制单元的可靠性较低、接插件的线束制作复杂。
已公布的专利号为 CN 104908682A的专利技术虽然使控制驱动单元移到了本地电器，但线束和接插件仍为传统模式，线束制作复杂、可靠性低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车载局部网络***，仅通过一根一体化的混合线缆即能快速连接主控单元和若干个智能电器终端，形成一种简便、高性能和低成本的局部车载网络***。
本发明的技术方案为：
一种车载局部网络***，包括有主控单元、混合线缆和若干个智能电器终端，所述的混合线缆内置有用于供电输送的电源线和用于信号输送的信号线，所述的若干个智能电器终端均接入到混合线缆上，通过混合线缆与主控单元连接。
所述的混合线缆包括有主混合线缆和若干个分支混合线缆，每个分支混合线缆均通过对应的转接终端与主混合线缆连接，所述的转接终端将主混合线缆的电源线和分支混合线缆的电源线对应连接、将主混合线缆的信号线和分支混合线缆的信号线对应连接。
所述的主控单元包括有逻辑控制单元、电源管理单元、电流传感器、电源保护部件、混合卡线接插件、电源端口和总线端口，所述的电源端口连接蓄电池的正极，电源端口与混合卡线接插件的电源电极之间串接有电源保护部件和电流传感器，所述的电源保护部件和电流传感器的信号端均与电源管理单元连接，电源管理单元、混合卡线接插件的信号电极、总线端口均与逻辑控制单元连接。
所述的若干个智能电器终端包括有一体式智能电器终端、连接式智能电器终端和多元智能电器终端，所述的一体式智能电器终端是本地电器与混合卡线接插件一体化形成，连接式智能电器终端是一个本地电器与混合卡线接插件连接而成，多元智能电器终端是由若干个本地电器与混合卡线接插件连接而成，所述的本地电器通过对应的混合卡线接插件接入到混合线缆上；所述的混合线缆包括有电源铜带和信号铜带、包裹于电源铜带和信号铜带外的绝缘软胶层、以及包裹于绝缘软胶层外的防护层，所述的防护层上沿混合线缆的传导方向顺次设置有一排连接窗口，所述的绝缘软胶层填充于连接窗口内。
所述的转接终端是一个包含两个混合卡线接插件的一体化部件，其中一个混合卡线接插件与主混合线缆连接，另一个混合卡线接插件与分支混合线缆连接，两个混合卡线接插件之间的电源电极和信号电极对应连通。
所述的混合线缆包括有一根电源铜带和两根通过绝缘带紧贴于电源线外壁上的信号铜带。
所述的混合线缆的截面为矩形，混合线缆防护层的其中一个侧壁上沿混合线缆的传导方向顺次设置有一排连接窗口，所述的电源铜带和信号铜带的截面均为矩形，电源铜带的一个侧面相对于连接窗口，电源铜带其余三个侧面中，两个相对的侧面上分别紧贴有对应的信号铜带。
所述的混合卡线接插件包括有相互连接的接插件和锁梁，设置于接插件上的本地微控单元、两个信号电极插针和两个电源电极插针；所述的两个信号电极插针和两个电源电极插针均与本地微控单元连接，所述的本地电器与对应混合卡线接插件的本地微控单元连接，两个信号电极插针和两个电源电极插针的内端均固定于接插件上，两个信号电极插针和两个电源电极插针的外端朝向锁梁，所述的接插件上设置有朝向锁梁的两个导向臂和两个分别位于对应导向臂外侧的上卡臂，所述的两个信号电极插针和两个电源电极插针均位于两个导向臂之间，所述的锁梁上设置有朝向接插件的两个下卡臂和两个卡梁肩，两个卡梁肩均设置于两个下卡臂之间，所述的接插件和锁梁连接时，两个上卡臂分别伸入到对应下卡臂的内侧且上卡臂和对应的下卡臂相互卡合，所述的两个导向臂分别伸入到对应的卡梁肩的内侧且导向臂的外侧壁与对应卡梁肩的内侧壁紧密接触；所述的混合卡线接插件和混合线缆连接时，混合卡线接插件上的两个信号电极插针和两个电源电极插针从混合线缆上对应的一个连接窗口穿入到绝缘软胶层内，且两个电源电极插针位于电源铜带的***且与电源铜带接触连接，所述的两个信号电极插针分别位于两个信号铜带的外侧且与对应的信号铜带接触连接。
本发明的优点：
（1）、本发明通过对本地电器、线束和控制单元的综合设计，使用一根一体化的混合线缆实现若干个智能电器终端与主控单元的连接，形成车载局部网络***；
（2）、本发明的主控单元主要用于信号传输和电源转接，没有直接控制车身电器的功率部件，所以主控单元的发热和外形体积大幅度变小、可靠性大幅度提高、成本大幅度降低；
（3）、本发明由于本地电器的驱动由对应混合卡线接插件上的本地微控单元实现，使得控制电路更加分散、关联度更低，从而提高了控制***的可靠性和设计的灵活性；
（4）、本发明的混合卡线接插件结构简单、使用方便，便于本地电器和控制单元快速接入混合线缆实现电源和通信连接；
综上所述，本发明结构简单、可靠性高、成本低，同时降低了汽车电气***生产过程中的安装成本和汽车的售后服务维修成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明控制单元的结构示意图；
图3是本发明本地电器智能终端的结构示意图；
图4是本发明多元智能电器终端的结构示意图；
图5是本发明混合线缆的结构示意图；
图6是图5中的A-A剖视图；
图7是图5中的B-B剖视图；
图8是本发明混合卡线接插件的结构示意图；
图9是图8中接插件部分的仰视图；
图10为整车电器网络***，其中“”代表主混合线缆，“/>”代表分支混合线缆，“/>”代表CAN通讯总线。
具体实施方式
下面将结合本发明优选的实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1，一种车载局部网络***，包括有主控单元1、混合线缆和若干个智能电器终端2，混合线缆内置有用于供电输送的电源线和用于信号输送的信号线，若干个智能电器终端2均接入到混合线缆上，通过混合线缆与主控单元1连接；其中，混合线缆包括有主混合线缆3和若干个分支混合线缆4，每个分支混合线缆4均通过对应的转接终端5与主混合线缆3连接，转接终端5将主混合线缆3的电源线和分支混合线缆4的电源线对应连接、将主混合线缆3的信号线和分支混合线缆4的信号线对应连接。
见图2，控制单元1包括有逻辑控制单元11、电源管理单元12、电流传感器13、电源保护部件-MOSFET管14、混合卡线接插件15、电源端口16和总线端口17，电源端口16与混合卡线接插件15内的电源电极之间串接有电源保护部件-MOSFET管14和电流传感器13，电源保护部件-MOSFET管14的控制端与电源管理单元12的DO端口连接，电流传感器13的输出端与电源管理单元12的AD转换端口连接，电源管理单元12、混合卡线接插件15的信号电极、总线端口17均与逻辑控制单元11连接。其中的逻辑控制单元11通过混合卡线接插件15实现对连接在混合线缆上的智能电器终端进行管理和控制；其中的电源管理单元12通过检测电流传感器13的电流值来控制电源保护部件-MOSFET管14的通断；当混合接插件15所连的混合线缆上的各本地电器的工作状态不变时（即本地电器或是接通工作状态、或是断开电源处于待机状态，均处于一个稳定的工作状态），此时混合线缆上的工作电流值变化较小，当电流传感器13检测的工作电流值与电源管理单元12存储的各接通的智能电器终端的额定电流值的和比较结果偏差较大属于异常状态，当检测的电流值过大时有可能是混合线缆对地短路或混合线缆上的某智能电器终端对地短路，前一种状态（混合线缆对地短路）下，电源管理单元12控制电源保护部件-MOSFET管14断开电源、后一种状态（混合线缆上的某智能电器终端对地短路）下，主控单元通过混合线缆发送命令控制该智能电器终端断开电源，电源保护部件-MOSFET管14断开电源或智能电器终端断开电源的同时，将故障信息上传；当本地电器在闭合或断开操作时，此时混合线缆上的工作电流会有相应变化，当电流传感器13采集的电流变化量与额定的电流变化量差异较大时，主控单元控制该智能电器终端断开电源，并将故障信息上传。
其中，转接终端5是一个包含两个混合卡线接插件6的一体化部件，其中一个混合卡线接插件6与主混合线缆3连接，另一个混合卡线接插件6与分支混合线缆4连接，两个混合卡线接插件6之间的电源电极和信号电极对应连通。工程应用中，转接终端5可以添加其它的辅助功能以便更有效的实施对分支混合线缆4的监控和保护，例如在主混合线缆3的电源线和分支混合线缆4的电源线之间加保险丝（或带有电源保护功能的智能功率器件），在主混合线缆3信号线和分支混合线缆4信号线之间加滤波器等。
若干个智能电器终端2包括有一体式智能电器终端 （见图8）、连接式智能电器终端（见图3）和多元智能电器终端（见图4），其中，一体化智能电器终端由本地电器21与混合卡线接插件6一体化形成，连接式智能电器终端由一个本地电器21与混合卡线接插件6通过引线22连接而成，多元智能电器终端是由若干个本地电器21与混合卡线接插件6通过引线22连接而成，本地电器21通过对应的混合卡线接插件6接入到混合线缆上。
本地电器包括各种用电器、传感器、电子开关。
见图5-图7，混合线缆（主混合线缆3和分支混合线缆4）的截面为矩形，其包括有一根截面为矩形的电源铜带31和两根通过绝缘带紧贴于电源铜带31外壁上且截面为矩形的信号铜带32、包裹于一根电源铜带31和两根信号铜带32外的绝缘软胶层33、以及包裹于绝缘软胶层33外的防护层34，防护层34的其中一个侧壁上沿混合线缆的传导方向顺次设置有一排连接窗口35，绝缘软胶层33填充于连接窗口35内，且电源铜带31的一个侧面相对于连接窗口35，电源铜带31其余三个侧面中，两个相对的侧面上分别紧贴有对应的信号铜带32。
见图8和图9，混合卡线接插件6包括有相互连接的接插件61和锁梁62，设置于接插件61上的本地微控单元63、两个信号电极插针64和两个电源电极插针65；两个信号电极插针64和两个电源电极插针65均与本地微控单元63连接，本地电器21与对应混合卡线接插件6的本地微控单元63连接，两个信号电极插针64和两个电源电极插针65的内端均固定于接插件61上，两个信号电极插针64和两个电源电极插针65的外端朝向锁梁62，接插件61上设置有朝向锁梁62的两个导向臂66和两个分别位于对应导向臂66外侧的上卡臂67，两个信号电极插针64和两个电源电极插针65均位于两个导向臂66之间，锁梁62上设置有朝向接插件61的两个下卡臂68和两个卡梁肩69，两个卡梁肩69均设置于两个下卡臂68之间，接插件61和锁梁62连接时，两个上卡臂67分别伸入到对应下卡臂68的内侧且上卡臂67和对应的下卡臂68相互卡合，两个导向臂66分别伸入到对应的卡梁肩69的内侧且导向臂66的外侧壁与对应卡梁肩69的内侧壁紧密接触；其中，两个电源电极插针65为左右两个对称且底部设置有倒角的弧形铜片，两个信号电极插针64为左右两个对称且底部设置有带有刀口倒角的插针；混合卡线接插件6和混合线缆连接时，混合卡线接插件6上的两个信号电极插针64和两个电源电极插针65从对应的一个连接窗口35穿入到绝缘软胶层33内，混合线缆在两个导向臂66的导向下，两个信号电极插针64和两个电源电极插针65刺破绝缘软胶层33而平顺进入混合线缆内部，当两个电源电极插针65的底部倒角接触到电源铜带31时，在电源铜带31横向力的作用下使得两个电源电极插针65均向外张开、两个电源电极插针65紧贴电源铜带31***，最后两个电源电极插针65位于电源铜带31的***且与电源铜带31接触连接；同样，当两个信号电极插针64 底部倒角接触信号铜带32时，在信号铜带32横向力的作用下使得两个信号电极插针64向两侧张开，两个信号电极插针64紧贴信号铜带32***，最后两个信号电极插针64分别位于两个信号铜带32的外侧且与对应的信号铜带32接触连接。
见图10，整车电器网络***包括两个主控单元1、五个多元智能电器终端23、九个转接终端5和若干个一体式智能电器终端24。
见图10，两个主控单元1均包含四个快速连接的混合卡线接插件和一个总线端口，四个混合卡线接插件上连接的四根混合线缆分别引向前发动机仓、电动座椅总成、车体侧面和尾部、前门总成，一个总线端口通过CAN通讯总线连接到另一个主控单元和仪表7；四个多元智能电器终端23分别接入前后灯光组件，另一个多元智能电器终端23接入雨刮和风扇组件。混合卡线接插件引出的混合线缆可以向一端延伸，也可以向两端延伸。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种车载局部网络***，其特征在于：包括有主控单元、混合线缆和若干个智能电器终端，所述的混合线缆内置有用于供电输送的电源线和用于信号输送的信号线，所述的若干个智能电器终端均接入到混合线缆上，通过混合线缆与主控单元连接；
所述的混合线缆包括有主混合线缆和若干个分支混合线缆，每个分支混合线缆均通过对应的转接终端与主混合线缆连接，所述的转接终端将主混合线缆的电源线和分支混合线缆的电源线对应连接、将主混合线缆的信号线和分支混合线缆的信号线对应连接；
所述的若干个智能电器终端包括有一体式智能电器终端、连接式智能电器终端和多元智能电器终端，所述的一体式智能电器终端是本地电器与混合卡线接插件一体化形成，连接式智能电器终端是一个本地电器与混合卡线接插件连接而成，多元智能电器终端是由若干个本地电器与混合卡线接插件连接而成，所述的本地电器通过对应的混合卡线接插件接入到混合线缆上；所述的混合线缆包括有电源铜带和信号铜带、包裹于电源铜带和信号铜带外的绝缘软胶层、以及包裹于绝缘软胶层外的防护层，所述的防护层上沿混合线缆的传导方向顺次设置有一排连接窗口，所述的绝缘软胶层填充于连接窗口内；
所述的混合卡线接插件包括有相互连接的接插件和锁梁，设置于接插件上的本地微控单元、两个信号电极插针和两个电源电极插针；所述的两个信号电极插针和两个电源电极插针均与本地微控单元连接，所述的本地电器与对应混合卡线接插件的本地微控单元连接，两个信号电极插针和两个电源电极插针的内端均固定于接插件上，两个信号电极插针和两个电源电极插针的外端朝向锁梁，所述的接插件上设置有朝向锁梁的两个导向臂和两个分别位于对应导向臂外侧的上卡臂，所述的两个信号电极插针和两个电源电极插针均位于两个导向臂之间，所述的锁梁上设置有朝向接插件的两个下卡臂和两个卡梁肩，两个卡梁肩均设置于两个下卡臂之间，所述的接插件和锁梁连接时，两个上卡臂分别伸入到对应下卡臂的内侧且上卡臂和对应的下卡臂相互卡合，所述的两个导向臂分别伸入到对应的卡梁肩的内侧且导向臂的外侧壁与对应卡梁肩的内侧壁紧密接触；所述的混合卡线接插件和混合线缆连接时，混合卡线接插件上的两个信号电极插针和两个电源电极插针从混合线缆上对应的一个连接窗口穿入到绝缘软胶层内，且两个电源电极插针位于电源铜带的***且与电源铜带接触连接，所述的两个信号电极插针分别位于两个信号铜带的外侧且与对应的信号铜带接触连接。
2.根据权利要求1所述的一种车载局部网络***，其特征在于：所述的主控单元包括有逻辑控制单元、电源管理单元、电流传感器、电源保护部件、混合卡线接插件、电源端口和总线端口，所述的电源端口连接蓄电池的正极，电源端口与混合卡线接插件的电源电极之间串接有电源保护部件和电流传感器，所述的电源保护部件和电流传感器的信号端均与电源管理单元连接，电源管理单元、混合卡线接插件的信号电极、总线端口均与逻辑控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种车载局部网络***，其特征在于：所述的转接终端是一个包含两个混合卡线接插件的一体化部件，其中一个混合卡线接插件与主混合线缆连接，另一个混合卡线接插件与分支混合线缆连接，两个混合卡线接插件之间的电源电极和信号电极对应连通。
4.根据权利要求1所述的一种车载局部网络***，其特征在于：所述的混合线缆包括有一根电源铜带和两根通过绝缘带紧贴于电源线外壁上的信号铜带。
5.根据权利要求4所述的一种车载局部网络***，其特征在于：所述的混合线缆的截面为矩形，混合线缆防护层的其中一个侧壁上沿混合线缆的传导方向顺次设置有一排连接窗口，所述的电源铜带和信号铜带的截面均为矩形，电源铜带的一个侧面相对于连接窗口，电源铜带其余三个侧面中，两个相对的侧面上分别紧贴有对应的信号铜带。
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