一种客车及基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种客车及基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，包括主控制器及其控制连接的具有故障检测功能的功率驱动模块、故障显示模块，该系统还包括由多路模拟选择开关组成的故障检测反馈选择模块，所述功率驱动模块通过故障检测反馈选择模块与主控制器连接。本实用新型的客车及基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统通过输出相应控制信号给功率芯片以实现对车灯、车门的驱动控制，并将功率芯片反馈的故障检测信号通过多路模拟选择开关进行定时监控检测，利用主控制器对多通道模拟开关的故障反馈信号进行不同状态的选择，并利用定时中断方式进行定时检测。该控制系统的结构简单，控制方式简便。
【专利说明】一种客车及基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种客车及基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统。
【背景技术】
[0002]近年来，汽车的智能化程度越来越高，对车辆灯光控制等各个控制系统的智能化要求也越来越高，新的控制功能随着事成的需要而不断增加，如中央车锁、玻璃升降、后视镜调节、天窗控制、座椅调节、点火延时控制等。伴随生活方式的多样化，人们对汽车的要求在行使、刹车、转弯等基本功能之外，还增加了安全和娱乐等各种功能。此外，随着环境意识的提高，降低车辆的能耗，需要减轻车辆自重等需求也逐渐增多。为满足此类需求，汽车中所集成的电子产品的数量日趋增加，同时对高性能和高可靠性的要求也日趋增高。
[0003]以往，车灯控制单元、中央门锁等很多车载控制单元的控制是采用具有on/off开关功能的继电器和保险丝等机械器件。但是继电器驱动方式具有以下缺点:(1)功率继电器励磁线圈驱动电流较大，需消耗较大功率且接口电路复杂；(2)继电器的使用使控制器体积增大，重量增加；(3)继电器开关频率相对较低，触点易抖动，很难满足车辆在带电情况下行驶对机械振动的要求；此外，触点抖动会影响继电器的寿命，且EMI严重，难以有效实现对车灯的过热、过压、短路等故障的诊断及保护；(4)需配合保险丝使用，以防止过流，但保险丝一旦动作(即熔断)，电路将彻底切断，需手工更换保险丝。
[0004]伴随着客车电子化技术的发展，客车上的电器设备越来越多，继电器、保险、易容线等器件也越来越多，使得电器系统越发复杂笨重，而对于客车车灯、车门等电器的驱动控制，继电器由于体积大、触点易抖动、使用寿命有限且无故障诊断功能等缺点使电器系统的可靠性、安全性能大为降低，极易引起交通事故。
[0005]随着现代汽车电子和汽车工业的发展，越来越多的智能芯片替代继电器和保险丝被用于车辆的灯光控制系统、车门控制系统，《汽车电器》2005年第6期公开了一篇“基于C167CS及智能功率器件的汽车灯光控制系统设计”，该文章基于英飞凌C167CS主控制器及智能功率器件设计了汽车灯光控制模块，主控制器用于控制所有功率器件的开关动作，同时对系统状态进行定时监控，并提供合适的反馈信号以及周期性地显示诊断信息，并通过车载网络(如CAN、LIN)实现信息交换。由于选用的功率器件已经提供了完善的保护功能，本设计避免了采用过多的功率元件，减小了模块体积，并提高了模块的电磁兼容性(EMC)，但是该系统采用周期扫描的方式进行故障检测和诊断，控制过程较为复杂。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，同时提供一种使用该控制系统的客车，以解决现有车载单元控制系统控制过程复杂的问题。为了实现以上目的，本实用新型提供的客车的技术方案如下:包括车门和/或至少一种车载电器，还包括用于控制车门和/或车载电器的基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，所述基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统包括主控制器及其控制连接的具有故障检测功能的功率驱动模块、故障显示模块，所述功率驱动模块包括一个或一个以上用于驱动控制车门和/或至少一种车载电器的智能功率芯片，该系统还包括由多路模拟选择开关组成的故障检测反馈选择模块，所述功率驱动模块通过故障检测反馈选择模块与主控制器连接，所述故障检测反馈选择模块的地址端和反馈检测端与主控制器连接，其数据端连接功率驱动模块的故障诊断端子。
[0007]所述车载电器包括示廓灯、前后雾灯、厢灯、司机灯、阅读灯。
[0008]所述多路模拟选择开关为8通道模拟选择开关。
[0009]该系统还包括与主控制器控制连接的BDM下载电路。
[0010]本实用新型提供的基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统的技术方案如下:包括主控制器及其控制连接的具有故障检测功能的功率驱动模块、故障显示模块，所述功率驱动模块包括一个或一个以上用于驱动控制车门和/或至少一种车载电器的智能功率芯片，该系统还包括由多路模拟选择开关组成的故障检测反馈选择模块，所述功率驱动模块通过故障检测反馈选择模块与主控制器连接，所述故障检测反馈选择模块的地址端与主控制器连接，其数据端连接功率驱动模块的故障反馈端子。
[0011]所述车载电器包括示廓灯、前后雾灯、厢灯、司机灯、阅读灯。
[0012]所述多路模拟选择开关为8通道模拟选择开关。
[0013]该系统还包括与主控制器控制连接的BDM下载电路。
[0014]本实用新型的客车及基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统通过输出相应控制信号给功率芯片以实现对车灯、车门的驱动控制，并将功率芯片反馈的故障检测信号通过多路模拟选择开关进行定时监控检测，利用主控制器对多通道模拟开关的故障反馈信号进行不同状态的选择，并利用定时中断方式进行定时检测，当出现过载、过温和短路故障时，相应状态检测口状态改变，以将故障信息进行声光报警。该控制系统的结构简单，控制方式简便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统的原理图；
[0016]图2为基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统的线路连接图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
[0018]本实用新型提供了一种客车，包括车门和/或至少一种车载电器，还包括用于控制车门和/或车载电器的基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，如图1所示，基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统包括主控制器及其控制连接的具有故障检测功能的功率驱动模块、故障显示模块，功率驱动模块包括一个或一个以上用于驱动控制车门和/或至少一种车载电器的智能功率芯片，该系统还包括由多路模拟选择开关组成的故障检测反馈选择模块，功率驱动模块通过故障检测反馈选择模块与主控制器连接，故障检测反馈选择模块的地址端和反馈检测端与主控制器连接，其数据端连接功率驱动模块的故障诊断端子。
[0019]该系统还包括与主控制器控制连接的外围的晶振电路、复位电路、BDM下载电路、供电电源、滤波电路。
[0020]本实施例的功率驱动模块由四个四通道的高边智能功率芯片BTS724G组成，单片机的输出IO 口连接至4个功率芯片的信号输入口，功率芯片的输出控制连接相应的执行机构，功率芯片故障诊断端的状态反馈信号连接至故障检测反馈选择模块。
[0021]故障检测反馈选择模块采用8通道模拟选择开关，接收功率芯片BTS724G输出的对车灯、车门的各状态检测信号，8通道模拟选择开关的输入口由单片机对其地址端进行不同状态的选择，即单片机的三路IO 口连接至模拟选择开关的地址输入口，以便实时对灯控、门控状态信号的选择。
[0022]故障显示模块通过将故障检测反馈选择模块的反馈检测端进行定时监控检测来实时发现故障，并通过声光进行报警，以提醒驾驶员注意。
[0023]如图2所示，主控制器采用飞思卡尔单片机MC9S08DZ60为核心控制器，主要完成三项工作，首先通过接受外部相应指令信号，以输出对应驱动信号，根据实际车载电器系统控制要求，驱动信号包括控制示廓灯、前后雾灯、厢灯、司机灯、阅读灯、车门等的开关信号；其次单片机输出的驱动信号因为电流较小无法驱动车灯等大功率负载，所以相应IO 口连接至功率驱动模块MO。最后单片机实现对经功率芯片及多通道选择开关反馈来的故障诊断信号进行定时诊断检测，即FD信号，一旦发现故障即进行声光报警，主控制器的两路IO 口连接扬声器与显示灯。
[0024]功率驱动模块MO由4片智能功率芯片BTS724G U1-U4组成。主控制器UO的PA0-PA7及PB0-PB7端口分别连接至功率芯片U1-U4的IN1-1N4端口，共16路，该智能功率芯片具有4输入通道，并具有状态监测信号，为预留控制考虑，该驱动控制系统一共可以驱动16路执行机构，U1-U4的输出口 0UT1-0UT4共有16路，分别连接至执行机构U7的示廓灯、前后雾灯、厢灯、司机灯、阅读灯、前后车门的开关电磁阀等电器系统，以驱动其进行工作。主控制器UO的相应IO输出口所控制的信号在程序中最初设定，用来控制包括车灯及车门等电控系统。
[0025]故障检测反馈选择模块U5的故障检测功能通过检测功率芯片BTS724G的U1-U4的状态引脚(即故障诊断端子)ST的输出电平来实现。ST引脚为诊断复用引脚，这里实现对示廓灯、前后雾灯、厢灯、司机灯、阅读灯、车门等信号的实时检测，由于状态信号较多，主控制器利用地址选择的方式来检测多路状态反馈信号，通过多功能模拟开关74HC4051实现对各灯控、门控故障状态的选择，主控制器UO的PD2、PD3、PD4与故障检测反馈选择模块U5的地址选择端A、B、C端相连，U5的数据端STl — ST8与U1—U4的ST1-ST2共8路状态信号连接，U5的FD状态检测口(反馈检测端)连接至UO的PD5端口。
[0026]故障检测采用硬件与软件相结合的方式进行实时检测故障问题，硬件利用主控制器UO对多通道模拟开关反馈检测端的故障反馈信号FD进行不同状态的选择，并利用定时中断方式进行定时检测，程序每隔5MS对FD引脚进行一次检测，ST引脚为诊断复用引脚，在正常工作状态下，ST引脚输出高电平；当出现过载、过温和短路故障时，ST引脚输出为低电平。主控制器一旦检测出FD管脚为低电平，故障显示模块会点亮相应小灯并发出报警，以提醒注意。
[0027]该基于智能功率芯片的车载单元控制系统以单片机作为主控制器，利用具有故障诊断功能的功率芯片BTS724G来驱动车灯、车门等电器设备，并能对过载、过温和短路等故障实时检测并显示故障信息，为驾驶员提供了可靠和便于识别的电器系统工作状态及故障信息。利用集成功率驱动芯片取代分立的继电器与保险丝，减小了控制器的体积；同时可实现故障诊断功能，也是目前建立客车EE架构的重要组成部分，通过集成化的方法控制部分电器系统，不仅能弥补继电器与保险丝控制所带来的缺点与不足，且增强了电气系统的可靠性及寿命，也提高了车辆行驶的安全性。
【权利要求】
1.一种客车，包括车门和/或至少一种车载电器，还包括用于控制车门和/或车载电器的基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，所述基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统包括主控制器及其控制连接的具有故障检测功能的功率驱动模块、故障显示模块，所述功率驱动模块包括一个或一个以上用于驱动控制车门和/或至少一种车载电器的智能功率芯片，其特征在于:该系统还包括由多路模拟选择开关组成的故障检测反馈选择模块，所述功率驱动模块通过故障检测反馈选择模块与主控制器连接，所述故障检测反馈选择模块的地址端和反馈检测端与主控制器连接，其数据端连接功率驱动模块的故障诊断端子。
2.根据权利要求1所述的客车，其特征在于:所述车载电器包括示廓灯、前后雾灯、厢灯、司机灯、阅读灯。
3.根据权利要求1或2所述的客车，其特征在于:所述多路模拟选择开关为8通道模拟选择开关。
4.根据权利要求3所述的客车，其特征在于:该系统还包括与主控制器控制连接的BDM下载电路。
5.一种基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，包括主控制器及其控制连接的具有故障检测功能的功率驱动模块、故障显示模块，所述功率驱动模块包括一个或一个以上用于驱动控制车门和/或至少一种车载电器的智能功率芯片，其特征在于:该系统还包括由多路模拟选择开关组成的故障检测反馈选择模块，所述功率驱动模块通过故障检测反馈选择模块与主控制器连接，所述故障检测反馈选择模块的地址端与主控制器连接，其数据端连接功率驱动模块的故障反馈端子。
6.根据权利要求5所述的基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，其特征在于:所述车载电器包括示廓灯、前后雾灯、厢灯、司机灯、阅读灯。
7.根据权利要求5或6所述的基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，其特征在于:所述多路模拟选择开关为8通道模拟选择开关。
8.根据权利要求7所述的基于智能功率芯片的客车车载单元控制系统，其特征在于:该系统还包括与主控制器控制连接的BDM下载电路。
【文档编号】G05B19/418GK203520136SQ201320628328
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】徐晓林, 梁东坡 申请人:郑州宇通客车股份有限公司