整车控制器直接接口装置的制作方法

本实用新型涉及汽车控制技术领域，具体的说是一种功能完善、结构合理、工作可靠的整车控制器直接接口装置。

背景技术：

电动汽车由众多电气子系统构成。起支配和协调作用的是整车控制器（VCU），整车控制器和各子系统之间需要交换信息，这些信息分成指令和数据状态两大类。交换的方式有两种，一种是直接方式，另一种是间接方式。所谓直接方式就是信息通过端口的直接对接；所谓间接方式就是信息通过通信进行传输。前者便捷、准确、可靠性高，但接口线束众多，不易布置，人力工时耗费大，不宜多用。后者接线简约，屏蔽防护易于实现，但有一定的误码率，软件冗余较为沉重。当前，两种方式并用。现阶段有三类直接接口，第一类是数字接口，第二类是模拟接口，第三类是继电器接口。在用的数字接口，包括TTL电平规范，CMOS 多电平规范。在用的继电器接口既包括常开触点型，也包括常闭触点型；其供电有DC5V，DC12V，DC24V等。至于模拟接口的种类、形式会更多，造成整车控制器配套装置的电平等级，阻抗大小，速度快慢，精度高低等等参数无法一致。

对于众多规范下的直接接口，有其优点：那就是允许设计的多样性，随意性，有利于专有技术的保护。但其缺点也是显而易见的。第一、设计者不是在内容上做足文章，而是在无关紧要的形式上标新立异；第二、行业内配件离散化加骤，难于形成支柱产业，价位不易降低；第三、配件质量缺乏提升动力。

针对现状，急需一种建立在可靠、安全、高效、节能的基础上的整车控制器直接接口装置，其应满足以下条件：符合EMC的要求，逻辑电平不低于TTL，驱动能力是使用值的1.5倍，使用带屏蔽的双绞线，最好是双屏蔽的，不用平行线，简化控制电源，加强对共模干扰的抑制等。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种功能完善、结构合理、工作可靠的整车控制器直接接口装置。

本实用新型可以通过以下措施达到：

一种整车控制器直接接口装置，其特征在于设有分别与整车控制器相连接的数字接口电路、模拟接口电路以及继电器接口电路，其中所述数字接口电路分别与车钥位置检测电路、变速箱档位检测电路、制动器投入与否检测电路相连接，所述模拟接口电路经功率放大器电路与整车控制器相连接，模拟接口电路分别与加速踏板控制电路、制动踏板控制电路相连接，所述继电器接口电路所连接的继电器均采用光继电器。

本实用新型所述数字接口电路采用5Vcmos接口电路，H、L两电平的间距随供电电平而变化，与传统的TTL接口电路相比，抗干扰的能力显著增加。

本实用新型所述模拟接口电路为DAC电路，采用满量程为5V的模拟输入，同时采用满量程为5V的模拟输出，对于A/D变换，外部模拟信号的输出阻抗≤1Ω，整车控制器的输入阻抗≥100Ω，对于D/A变换，整车控制器的输出电阻≤1Ω，驱动能力≥0.1A，外部输入电阻≥100kΩ，功率放大器电路中设有放大器、电阻R1以及电阻R2，其中放大器的同相输入端接收CPU输出的DAC信号，电阻R1与放大器的反相输入端相连，另一端接地；电阻R2并联在放大器输出端与放大器反相输入端之间，电阻R1和电阻R2用于确保放大器的输出在0-5V范围内。

本实用新型所述继电器接口电路包括五种继电器接口电路，分别为常开型继电器输出接口电路，其电流≤300ma，电压≤DC 60V；常闭型继电器输出接口电路，其电流≤300ma，电压≤DC 60V；高载荷常开型继电器输出接口电路，其电流≤3.4A（8.6A加散热器），电压 ≤ DC 250V；常开型继电器输入接口电路，其电流≤300ma，电压≤DC 60V；常闭型继电器输入接口电路，其电流≤300ma，电压≤60V。

本实用新型所采用的继电器接口电路具有以下优点：使用寿命长，无活动触点，不打火，不磨损；驱动功率小，按最高驱动能力计算，仅需30mw，如果3V供电的话，这比机械触点式继电器的驱动功率小很多，不超过其，最低的电磁干扰，无火花是降低电磁干扰的主因，体积小、重量轻，可直接焊装于电路板上，不产生振动，也不担心振动，这特别适用于车辆应用，通断速度快，按通或关断速度快，大约是电磁继电器的开关速度的十分之一，特别适合频繁开合的场合。

本实用新型与现有技术相比，具有结构合理、工作稳定、使用寿命长、能耗低等显著的优点。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构框图。

附图2是本实用新型中功率放大器电路的电路图。

附图3是本实用新型中常开型继电器输出接口电路的结构示意图。

附图4是本实用新型中常闭型继电器输出接口电路的结构示意图。

附图5是本实用新型中高载荷常开型继电器输出接口电路的结构示意图。

附图6是本实用新型中常开型继电器输入接口电路的结构示意图。

附图7是本实用新型中常闭型继电器输入接口电路的结构示意图。

附图标记：整车控制器1、数字接口电路2、模拟接口电路3、继电器接口电路4、车钥位置检测电路5、变速箱档位检测电路6、制动器投入与否检测电路7、功率放大器电路8、加速踏板控制电路9、制动踏板控制电路10、常开型继电器输出接口电路11、常闭型继电器输出接口电路12、高载荷常开型继电器输出接口电路13、常开型继电器输入接口电路14、常闭型继电器输入接口电路15。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如附图所示，本实用新型提出了一种整车控制器直接接口装置，其特征在于设有分别与整车控制器1相连接的数字接口电路2、模拟接口电路3以及继电器接口电路4，其中所述数字接口电路2分别与车钥位置检测电路5、变速箱档位检测电路6、制动器投入与否检测电路7相连接，所述模拟接口电路3经功率放大器电路8与整车控制器1相连接，模拟接口电路3分别与加速踏板控制电路9、制动踏板控制电路10相连接，所述继电器接口电路4所连接的继电器均采用光继电器。

本实用新型所述数字接口电路2采用5Vcmos接口电路，H、L两电平的间距随供电电平而变化，与传统的TTL接口电路相比，抗干扰的能力显著增加。

本实用新型所述模拟接口电路3为DAC电路，采用满量程为5V的模拟输入，同时采用满量程为5V的模拟输出，对于A/D变换，外部模拟信号的输出阻抗≤1Ω，整车控制器的输入阻抗≥100Ω，对于D/A变换，整车控制器的输出电阻≤1Ω，驱动能力≥0.1A，外部输入电阻≥100kΩ，功率放大器电路中设有放大器、电阻R1以及电阻R2，其中放大器的同相输入端接收CPU输出的DAC信号，电阻R1与放大器的反相输入端相连，另一端接地；电阻R2并联在放大器输出端与放大器反相输入端之间，电阻R1和电阻R2用于确保放大器的输出在0-5V范围内。

如附图3-7所示，本实用新型所述继电器接口电路4包括五种继电器接口电路，分别为常开型继电器输出接口电路11，其电流≤300ma，电压≤DC 60V；常闭型继电器输出接口电路12，其电流≤300ma，电压≤DC 60V；高载荷常开型继电器输出接口电路13，其电流≤3.4A（8.6A加散热器），电压 ≤ DC 250V；常开型继电器输入接口电路14，其电流≤300ma，电压≤DC 60V；常闭型继电器输入接口电路15，其电流≤300ma，电压≤60V。

本实用新型中数字接口唯一使用5V CMOS接口，模拟输入接口唯一使用满量程DC 5V，输入阻抗≥100kΩ，整车控制器模拟输出接口唯一使用满量程DC 5V，输出阻抗＜1Ω，驱动能力≥0.1A，继电器接口唯一使用光继电器，从而其具有无限寿命，极小EMI，抗震，驱动功率小和开关速度快的优点。该整车控制器已经使用一年有余，未发现直接接口的任何问题，这说明这种直接接口技术的可靠性、安全性是可以信赖的，使用车辆公告成功。

本实用新型与现有技术相比，具有结构合理、工作稳定、使用寿命长、能耗低等显著的优点。