[实用新型]一种新能源汽车总线控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽车电子电器控制系统，更具体地说，本实用新型涉及一种新能源汽车总线控制系统。 

背景技术

汽车电气控制系统包括发动机控制系统、前灯光控制系统、顶棚控制系统、后灯光控制系统、中央控制系统、仪表显示系统，通过汽车总线控制系统对全车系统进行集中控制；目前汽车所用的控制系统一般是电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，油电混合动力型整车导致车用电线数目的急剧增加，使得电线的质量占整车质量的4-5％左右，复杂电路也降低了汽车的可靠性与安全性，尤其是增加了维修的难度。 

发明内容

本实用新型的目的，克服现有技术中的不足，提供一种新能源汽车总线控制系统，能够完全实现汽车的安全控制，提高汽车的安全性、通讯可靠性和实时性，而且简单实用。 

本实用新型的目的是这样实现的，一种新能源汽车总线控制系统，五个CAN总线模块：前灯光控制模块(A)、顶棚控制模块(B)、后灯光控制模块(C)、发动机控制模块(D)、仪表显示模块(E)及中央控制模块(F)组成控制系统，前灯光控制模块A、顶棚控制模块(B)、后灯光控制模块(C)、发动机控制模块(D)、中央控制模块(F)其硬件结构相同；CAN总线模块的控制电路设置在盒体(I)内，盒体(I)、盒盖(G)均采用原PA66一次性成型的注塑、喷漆技术，插接器(1)为模块提供电源，插接器(2)为模块输入信号端，插接器(3)为模块输出信号端连接负载，芯片(4)为模块的控制器，芯片(5)为总线接收、发送器，芯片(6)单片机，芯片(7)，SJA1000驱动器，芯片(8)，PCA82C250为CAN控制器和物理总线接口芯片，可提供对总线的差分发送和接收，芯片(4)的工作电压由电器元件(9)组成的电路提供，控制器芯片(4)采用PHILIPS公司推出的P87C591VFB芯片，PLCC封装形式44个引脚，其工作电压5V，32个I/O口，可在-40～+105℃环境下工作，集成度高、体积小、可靠性高，采用CHMOS的低功耗电路；芯片(7)，SJA1000中的寄存器17-21用来存放扩展帧格式帧信息的标识符；发送时，SRR＝1，IDE＝1，RTR＝1/0(远程帧/数据帧)；标识符中的ID28-ID25为前灯光控制模块、顶棚控制模块、后灯光控制模块、发动机控制模块、仪表显示模块交换报文的帧类型(共4位)；ID24-ID19为前灯光控制模块、顶棚控制模块、后灯光控制模块、发动机控制模块、仪表显示模块中帧信息使用者的地址(或称为目的地址，共6位)；ID18-ID13为车身控制模块中帧信息发送者的地址或称为源地址(共6位)；ID12-ID5为前灯光控制模块、顶棚控制模块、后灯光控制模块、发动机控制模块、仪表显示模块中交换的命令、状态、数据或报告属性(共8位)，ID4位需附加命令或状态、数据、报告属性时的分段标志；ID3-ID0为附加命令或状态、数据、报告属性的分段号(共4位)；当ID4＝0时，ID3-ID0控制场、数据寄存器0-7有效；对于远程帧，则可忽略ID4-ID0以及控制场的值；SJA1000的寄存器(16)低四位DLC3-DLC0可构成控制场，以决定数据帧的数据长度；电子元器件(10)组成电源电路为十六组复合达林顿管BTS452T(11)提供工作电压；晶振(12)为芯片(4)提供稳定的机外振动频率；电路印制板上装设电子器件，连接线路装设在电路印制板由铜箔连接组成，印制板为两面板均用铜箔连接电器元件，CAN总线模块的控制电路板装设在盒体(I)内，盒体(I)内有安装螺孔(L)，侧面开有插接器(1)放置孔(N)，插接器(2)放置孔(0)，插接器(3)放置孔(P)，插接器(1)连接电源为模块提供24V工作电压，插接器(2)输入开关量、脉冲量或模拟量经控制器和物理总线接口芯片(8)传送至模块控制器芯片(4)，控制器芯片(4)对接收的数据进行实时处理，CAN总线以报文为单位进行数据传送，传送的数据发送至相应的组合达林顿管BTS452T(11)，达林顿管BTS452T(11)的输出端与插接器(3)的引脚连接，插接器(3)各脚由汽车用低压电线连接相对应的负载，电路印制板(K)上的控制器芯片(4)，总线接收、发送器芯片(5)，单片机(6)，SJA1000(7)，CAN控制器和物理总线接口芯片(8)，晶振(12)提供稳定的机外振动频率，十六个达林顿管芯片(11)的位置布置合理，可有效支持分布式控制或实时控制；CAN总线模块组装设置在盒体内，盒体的底面上开有电路板固定螺孔，有两面开有插接器设置孔，另外两面设置有盒体固定孔，盒体和盒盖采用高强度阻燃塑料制作表面作喷塑处理提高外壳的绝缘性；先定义CAN总线模块各输入、输出端，前灯光控制模块输出端：近光灯、远光灯、前雾灯、左右侧转向灯、左右转向灯、左右危险警告灯；顶棚控制模块输出端：车内顶灯、前门开关、中门开关；后灯光控制模块输出端：制动灯、转向灯、倒车灯、后雾灯、后示高灯、后示宽灯、危险警告灯、牌照灯；CAN总线上的一个节点发送数据 时，它以报文形式广播给网络中所有节点，对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收；要对数据进行实时处理，就必须将数据快速传送，这就要求数据的物理传输通路有较高的速度，为防止汽车在使用寿命期内由于数据交换错误而对司机造成危险，汽车的安全系统要求数据传输具有较高的安全性，从总线系统数据的角度看，可靠性可以理解为对传输过程产生的数据错误的识别能力；汽车CAN总线模块是用于与其他汽车外围设备进行通信的模块，这种接口协议能在较大的噪声环境中进行通信，具有良好的扰干扰性能与抗震动性能；CAN模块由协议驱动和信息缓冲及控制组成，CAN协议驱动CAN总线上接收和发送信息的所有功能；CAN总线模块的CAN应用层协议，本协议遵循CAN2.0B规范，根据前灯光控制模块、顶棚控制模块、后灯光控制模块、发动机控制模块、仪表显示模块、及中央控制模块的特点，采用源→目的方法，每个节点都有自己固定的标识地址，且节点数小于64，设计时可将中央控制模块设为主节点，而将前灯光控制模块、顶棚控制模块、后灯光控制模块、发动机控制模块、仪表显示模块、设置为从节点；协议采用非破坏性总线仲裁帧的优先权，优先权决定了各种信息帧在同等情况下高优先级节点优先传送数据的发送顺序，对所有的命令或状态、数据、报告属性、除定时采集发送的数据外，原则上均需应答，发送确认帧以保证通讯正常；仪表显示模块(E)采用外形小巧的步进电机，作为车速表(13)和发动机转速表(15)指针的驱动，霍尔器件完成速度的检测，车轮转动一圈带动霍尔器件发出若干方波脉冲，油压大小反映油量多少，油压不同可使油量传感器的电阻值发生变化，主 控单元担负了信号处理、算法、显示控制及效果处理、里程数掉电保存及出厂前清除等任务，液晶屏(14)负责单次和累计里程的显示，显示屏(18)机油压力报警、制动器故障、油量报警、水温报警、发动机故障、蹄片报警等危险报警指示；仪表显示模块(E)显示内容有：总电压、总电流、单体电池最高电压、单体电池最低电流、电池最高温度、电池最低温度；根据优先级为充电模式、强制模式、安全模式、正常模式，其中强制模式是在挂强制档位时显示，安全模式是动力电池电压低或过电流时显示，低压电压显示单位为V；电池电量指示(20)显示出新能源汽车的电池电压，电池电量指示(20)低于24V信号灯亮提醒司机给电池充电，充电时灯光指示(21)充电指示灯亮，显示正在充电；充电模式显示汽车正在充电；强制模式显示汽车正在以强制挡行驶；安全模式显示当有一般故障时，可通过切换界面查看具体故障，动力电池电压小于20％时或过电流或单体电池电压低时，汽车为保护电池不受损害而主动进入低速保护模式，此时汽车只能低速行驶；正常模式显示汽车没有故障；CAN模块对以下帧类型均予以支持：标准数据帧、扩展数据帧、远程帧、出错帧、过载帧和空闲帧，在系统正常工作时，各节点的通讯协议约定如表2所列；表中的dddd为分段起始命令中包含的总段数；eeee为广播信息的某一段号，控制场中的数据长度为该段内的数据长度，数据场中的数据广播的某段实际数据，按顺序定义数据有：