汽车信息记录装置的制作方法

本发明属于汽车电子控制技术领域，具体地说是一种汽车信息记录装置。该装置是基于对整车模拟信号采集、数字信号采集、can总线技术、lin总线技术、数据存储而设计的一种装置，用于记录整车数据信息，为汽车产品设计与故障分析提供科学依据。

背景技术：

目前随着汽车电子技术的发展，汽车内各零部件的功能越来越复杂，信息交互也越来越繁杂，传统的故障诊断大多是通过诊断仪对车辆进行故障诊断，但是由于局限性，无法记录故障发生时整车的信号状态，对分析故障带来的帮助有效；也有一些方法通过网关控制器进行整车信号的记录，但是由于供电和存储空间的大小也无法保证数据的有限性。这就导致车辆出现故障时很难判断其具体原因，需要经过大量的测试验证，甚至有些故障发生概率极低难以复现，给故障的分析和问题的解决带来极大的困惑。

为了保证整车数据记录的完整性，当车辆处于非睡眠状态时，车上的记录装置都应处于工作状态，记录车辆相关运行和状态信息，不受人员控制且记录的数据不可更改。

那么问题来了，随着汽车电子技术的发展，车上的零部件越来越多，近年来“节能环保”越来越受关注，轻量化也广泛应用到汽车领域。那么最好的方案就是在不增加零部件的基础上采用现有零部件实现车辆信息记录的功能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种当车辆处于非睡眠状态时汽车信息记录装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种汽车信息记录装置，它包括有车身控制器，电源模块，其特征在于：所述的车身控制器输入端通过车身局域网络依次通过组合仪表，多媒体，空调控制器及无钥匙进入及启动系统相连接；车身控制器输入端还通过动力局域网络依次通过安全气囊控制模块，电动助力转向器，电子稳定控制系统，转角传感器系统，自动变速箱控制单元及发动机控制单元相连接；所述的车身控制器还通过诊断局域网络与车载诊断接口相连接；车身控制器的输出端与存储单元的输入端相连接。

所述的车身控制器包括有一微控制器mcu，微控制器mcu的输入端依次通过电源模块、稳压电路、滤波电路与输入电源相连接；在电源模块与电源输出端之间还连接有接地滤波单元；微控制器mcu还连接有数字/模拟信号输入输出控制单元。

所述滤波电路是指在稳压电路与电源模块之间依次接入两个对地滤波电容c1和c2；所述对地滤波电容c1是容值对地滤波电容c2容值的2300~2400倍。

所述接地滤波单元是指在电源模块与输出接地端之间同样依次接入两个对地滤波电容c3和c4；接地滤波单元中的地滤波电容c3容值是对地滤波电容c4容值的10~20倍。

本发明是为了方便车辆故障的分析并为日后产品设计提供科学依据，设计出一种汽车故障记录装置。在车辆上安装一个零部件用于记录整车数据信息，当车辆发生故障时，只需将该零部件中存储的数据下载到相应设备中使用相应软件进行数据的还原和解析，即可快速的分析出故障的根本原因和机理并对车辆进行高效的维修，节约时间和经济成本，同时也为日后产品设计优化提供科学依据。

随着汽车电子的技术发展，当下很多整车厂都在研究车载智能终端t-box，随着车载智能终端的设计研发，可以将车辆的数据信息通过通信网络发送到后台服务器，从而可以实时监控车辆的运行状态和车辆相关信息，当车辆出现故障时，可以第一时间获得车辆故障信息，方便故障还原，从而为用户提供高效的售后服务。车载智能终端应用后，可将该设计中车身控制器bcm外扩的存储单元去掉，车辆相关数据信息传送给车载智能终端t-box，t-box通过通信网络将其实时传送到车载智能终端的后台服务器上，后台服务器有较大的存储空间，可以同时记录多达上百万台车的所有数据信息。

车辆数据信息记录装置设计的重要意义在于它可以进行大数据统计，为汽车产品设计与故障分析提供科学依据，对深入研究各类整车车辆的完善设计、故障分析、降低成本和交通管理具有重要的实际作用及意义，为公路交通行驶保驾护航。

附图说明

图1是本发明的系统架构框图；

图2是图1中车身控制器系统框图；

图3是图2中电源模块电路。

下面将结合附图通过实例，对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围；本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实例1

如附图1-3所示，图中bcm为车身控制器，在车身控制器bcm入端通过车身局域网络b-can依次通过组合仪表ipc，多媒体mhu，空调控制器ccu及无钥匙进入及启动系统peps相连接；车身控制器bcm输入端还通过动力局域网络p-can依次通过安全气囊控制模块abag，电动助力转向器eps，电子稳定控制系统esc，转角传感器系统ste，自动变速箱控制单元tcu及发动机控制单元ems相连接；所述的车身控制器bcm还通过诊断局域网络d-can与车载诊断接口obd相连接；车身控制器bcm的输出端与存储单元peps的输入端相连接。

如图2所述的车身控制器bcm包括有一微控制器mcu，微控制器mcu的输入端依次通过电源模块tv1、稳压电路、滤波电路与输入电源v1相连接；在电源模块与电源输出端之间还连接有接地滤波单元；微控制器mcu还连接有数字/模拟信号输入输出控制单元。

如图3所述的滤波电路是指在稳压电路与电源模块之间依次接入两个对地滤波电容c1和c2；所述接地滤波单元是指在电源模块与输出接地端之间同样依次接入两个对地滤波电容c3和c4。

各整车厂通常会根据功能需求对整车架构进行划分为不同区域，高端配置通常会有多个网段，如图1所示。在不同的网段中间会有一个零部件来负责将不同网段的信息（信号和报文）进行传输交互，它的作用和我们家中使用的路由器的功能极为相似，我们称这个件叫做网关控制单元。由于近年来轻量化的设计越来越受到重视，为了优化整车重量，将这部分功能集成到车身控制器bcm中，这样既可以实现整车轻量化的目的，也降低了整车开发成本。

车身控制器bcm在本专利中可以实现在不同网段之间进行信号和报文的传输交互；车身控制器参与网络管理，在车辆睡眠前始终保持对整车信号的监听；故障诊断可以让车身控制器对其自身进行诊断同时还可进行网络相关诊断（记录故障信息）；开关采集可以将一些整车上重要的数字信号或是模拟信号采集进车身控制器并将其转换为总线信号发送到相应网段上；在线刷写使车身控制器可通过整车诊断接口对整车零部件进行在线升级。所以在整车零部件中只有车身控制器可能同时连接整车上带can总线、lin总线以及一些重要的数字信号或是模拟信号输入的其余零部件，因此它是车辆信息记录装置的最佳选择。

为了实现车辆信息的记录作用，车身控制器不仅进行信号和报文的传输和交互，同时应将处理的所有车辆信息存储在存储器单元flash中，由于自身存储空间不足，为保证车身控制器能完整的记录所有数据并保证数据记录的长度，对车身控制器的系统架构稍作调整，增加一个外部存储器，用于整车数据的记录存储。在数据的存储过程中，可以对存储单元进行划区域存储，同时也可对其进行擦写和再编程，根据信号的存储量和选择的存储单元的大小可以得出记录整车数据信息的时间。如图2所示的高端配置系统架构涉及的各控制器的所有信号持续记录一个月需要的空间大约为5g（1g=1024m）。各整车厂可以自行选择存储单元的大小，建议选择存储器大小可以满足存储一个月以上，这样车辆发生故障后的一段时间内我们都可以将存储单元中的数据拷贝到电脑中通过解析软件进行数据还原，根据用户反馈的时间可以快速的找到相应时间点的整车数据信息，从而提高解决问题的效率。

存储的事情解决了，还有另外一个比较关键的问题，就是供电问题。当车辆出现异常断电等特殊情况导致整车供电系统异常，那么在这关键的时刻数据就显得非常重要了，是哪个控制单元异常导致整车系统瘫痪的。目前整车所有控制器在这一刻均无法记录整车数据信息，给问题分析带来一定难度。为了保证车辆数据信息的完整性，使其可以工作到最后一刻记录车辆数据信息，我们就必须将其电源模块进行特殊设计，使车身控制器在其余控制单元都停止工作的一段时间内可以记录车辆数据信息，如图3所示。vi为输入端电源；tv1为电源模块，它主要将输入的电源信号转换为稳定的可供零部件内部使用的电源信号；为防止电源输入端由于某种原因产生尖峰电压对电源模块造成损伤或干扰，特在电源输入端接入一个对地的稳压二极管d1形成稳压电路在整个电路中起到稳压器的作用；由于电源信号一般都带有一定程度的杂波，为了保证电源信号的稳定，因此在电源的输入端和输出端接入对地滤波电容c2、c3和c4，在容值选取时c2和c4可以选取同数量级，甚至容值大小可以完全一致，通常都是微法级，目前常用的一般都是20uf~50uf之间，典型值为22uf。滤波电容c3是为了电路中存在较大杂波时，c4无法实现将其完成过滤掉而特意添加的，在选取容值时一般是c4的10倍~20倍之间，常用的值为470uf；为了使车身控制器bcm可以工作到最后一刻，在电源输入端接入对地电容c1，c1容值的选取就特别讲究了，因为大家都知道电容都有储能的作用，当整车电源正常时，电源输入端对储能电容c1进行充电，直到电容充满电并维持满电状态，当电源输入端突然切断时，c1将前期储存的电能通过电源模块回路进行放电直到放电完毕，根据车辆需要存储的数据时间进行计算c1的容值，通常c1容值的选取都会是c2的2300倍~2400倍之间，常用的值为4700uf，如果该容值取得过小就无法其储存的电能可以保证车身控制器可以工作到最后一刻，无法保证记录数据的完整性，如果该容值取得过大确实可以保证数据信息记录的完整性，但是其余所有控制单元全都停止工作后，车身控制器的数据记录也变的毫无意义，而且电容的体积也会增大很多，更重要的是成本会成倍的增加，得不偿失。因此c1容值的选取是c2的2300倍~2400倍之间是最佳的，即可保证记录数据信息的完整性，又可以将成本控制在一定范围内，以免造成不必要的成本浪费。

通过以上的设计可以使得车身控制器的功能更加强大，不仅可以实现不同网段间的信号和报文的交互，外扩的存储单元flash使其可以持续对发动机控制单元ems、变速箱控制单元tcu、安全气囊控制模块abag、电子稳定控制系统esc、组合仪表ipc、转角传感器系统ste、无钥匙进入及启动系统peps、空调控制器ccu、电动助力转向器eps和多媒体mhu等控制单元的数据信息进行有效监控并记录，并通过车载诊断接口obd将其记录的数据导出并使用相应的软件进行数据还原，为车辆故障的分析和判定提供了科学、权威的依据；优化的电源模块设计更是可以有效的保证数据信息记录的完整性，为科学高效的分析问题提供有力的保障，为日后产品设计优化提供科学依据。