專利名稱：一種用于專用車改裝的底盤控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于專用車改裝的底盤控制器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于專用車改裝的底盤控制器，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種 便于專用車升級(jí)和改裝且不會(huì)對(duì)其造成不確定影響的底盤控制器。
背景技術(shù)：
[0002]整車廠生產(chǎn)的商用車底盤往往是不具備直接使用價(jià)值的“裸車”，需要經(jīng)過(guò)專門的 改裝才能具備承擔(dān)運(yùn)輸或者特種作業(yè)的能力。作為一個(gè)汽車生產(chǎn)大國(guó)，專用車改裝行業(yè)的 發(fā)展非常重要。國(guó)外在這一領(lǐng)域里經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)非常先進(jìn)，尤其在底盤控制器方面， MAN和VOLVO等公司的相關(guān)產(chǎn)品都已經(jīng)有很多年的成熟的使用經(jīng)驗(yàn)。[0003]雖然我國(guó)專用車在產(chǎn)量上已具備相當(dāng)規(guī)模，但多數(shù)是勞動(dòng)密集型的中低技術(shù)含量 的產(chǎn)品，如半掛車、自卸車，一些技術(shù)含量較高的產(chǎn)品及關(guān)鍵零部件則仍需進(jìn)口。同時(shí)該行 業(yè)里的亂改裝和違規(guī)改裝造成車輛不能正常使用、影響安全甚至自燃的情況時(shí)有發(fā)生。如 果整車生產(chǎn)企業(yè)能夠利用自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在改裝企業(yè)和底盤之間建立一個(gè)支持改裝的控 制器產(chǎn)品，并將用戶對(duì)汽車常用的控制需求以接口的形式提供給改裝企業(yè)，則可以確保改 裝企業(yè)在對(duì)車輛原有的電氣系統(tǒng)作最少改動(dòng)或不改動(dòng)的情況下，完成其專用車的生產(chǎn)任 務(wù)。本實(shí)用新型提出的一種底盤控制器采用了先進(jìn)的開發(fā)方法和設(shè)計(jì)思想，就是專門針對(duì) 這種應(yīng)用而開發(fā)的。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種便于專用車升級(jí)和改裝且 不會(huì)對(duì)其造成不確定影響的底盤控制器。[0005]本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，包括起固定和保護(hù)作用的外殼以及 設(shè)置于外殼內(nèi)的電路部分，其特別之處在于所述電路部分包括微處理器、電源模塊和時(shí)鐘 電路，所述微處理器的輸入端連接有開關(guān)量檢測(cè)電路和模擬量檢測(cè)電路；微處理器的輸出 端連接有與外部設(shè)備通訊的第一 CAN驅(qū)動(dòng)模塊、第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊以及驅(qū)使動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行 工作的功率驅(qū)動(dòng)模塊。[0006]外殼起到對(duì)內(nèi)部電路的固定和保護(hù)作用，微處理器實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和控 制輸出的功能；電源模塊用于提供工作所必須的電能，時(shí)鐘電路用于提供微處理器工作所 必須的脈沖信號(hào)。底盤控制器通過(guò)開關(guān)量檢測(cè)電路和模擬量檢測(cè)電路可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量 和模擬量的檢測(cè)；底盤控制器通過(guò)兩個(gè)CAN驅(qū)動(dòng)模塊可實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的CAN總線通訊， 以便接收和傳遞接收到的數(shù)據(jù)信息；通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部動(dòng)力設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控 制。通過(guò)底盤控制器上的兩個(gè)CAN驅(qū)動(dòng)模塊即可實(shí)現(xiàn)對(duì)專用車的升級(jí)改造，避免了亂改電 路所引發(fā)的事故。[0007]本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，所述微控制器通過(guò)第一 CAN驅(qū)動(dòng)模 塊與專用車上裝控制部分相通訊，通過(guò)第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊與ECU控制器和ABS控制器相通 訊。底盤控制器可以將E⑶、ABS控制器采集的底盤數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，然后上傳至專用車上裝控制部分；也可以將專用車上裝控制部分發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行接收，在發(fā)送至E⑶、ABS控 制器，進(jìn)行控制指令的操作。在這種架構(gòu)下，可以說(shuō)專用車上裝控制部分與底盤之間的通訊 是通過(guò)底盤控制器進(jìn)行過(guò)橋的，或者說(shuō)底盤控制器在這里相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)關(guān)。[0008]本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，所述微處理器采用型號(hào)為 mc9sl2xepl00的芯片，電源模塊采用型號(hào)為TLE4473G的電源管理芯片，功率驅(qū)動(dòng)模塊采用 型號(hào)為TLE6216的芯片。mc9sl2x印100的芯片為16位汽車用雙核控制器，主頻為40MHz， 具有IMb的Flash存儲(chǔ)器，易于滿足控制要求。TLE4473G芯片為ST公司專為發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶開 發(fā)的集成電源管理芯片；TLE6216芯片為無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)芯片，具有5A的驅(qū)動(dòng)能力。[0009]本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，所述開關(guān)量檢測(cè)電路包括4路高電 平有效開關(guān)量輸入電路和2路低電平有效開關(guān)量輸入電路；所述功率驅(qū)動(dòng)模塊包括4路高 邊功率驅(qū)動(dòng)電路和2路低邊功率驅(qū)動(dòng)電路。[0010]本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，所述第一 CAN驅(qū)動(dòng)模塊和第二 CAN 驅(qū)動(dòng)模塊為符合ISO 11898物理層標(biāo)準(zhǔn)的CAN通訊電路，波特率分別是250Kb/s和500Kb/So[0011]本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，所述外殼上設(shè)置有進(jìn)行狀態(tài)指示的 電源指示燈、通訊指示燈和ERROR指示燈，外殼的材料為ABS工程塑料。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器存在以下 優(yōu)點(diǎn)[0013](I)改變了過(guò)去改裝企業(yè)依靠從車上剝皮接線來(lái)進(jìn)行電氣系統(tǒng)改裝的現(xiàn)狀，改 裝企業(yè)只要提出技術(shù)要求，就可以在約定的時(shí)間內(nèi)獲得符合其技術(shù)要求的底盤，改裝企業(yè) 只要將自身的電氣控制系統(tǒng)和底盤上的專用車改裝的底盤控制器(Specified Vehicle Refitting Control Unit,可以簡(jiǎn)稱SRCU)進(jìn)行對(duì)插即可,從而使改裝企業(yè)能夠獲得對(duì)車輛 較復(fù)雜的控制策略。[0014](2)本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，本身具備一定的智能控制功能， 能夠?qū)ι涎b的控制策略進(jìn)行分析決策，只執(zhí)行正確的控制命令，對(duì)錯(cuò)誤命令則忽略并報(bào)錯(cuò)， 杜絕了用戶不當(dāng)操作造成的車輛損壞或者危險(xiǎn)情況的發(fā)生。[0015](3)根據(jù)SAE J1939協(xié)議，上裝能夠通過(guò)特定的控制消息對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速和扭矩 控制，以在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作有特殊要求的工況下實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的精確控制，這在之前是很難 實(shí)現(xiàn)的。[0016](4)本實(shí)用新型的底盤控制器，用戶能夠?qū)㈤_關(guān)信號(hào)輸入給該控制器，以實(shí)現(xiàn)特定 的功能，比如實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起、?？刂?，操作車上的電磁閥等執(zhí)行器。[0017]本實(shí)用新型底盤控制器采用了成熟的設(shè)計(jì)方案、豐富的硬件接口和強(qiáng)大的程序庫(kù) 支持，整車企業(yè)可以迅速響應(yīng)改裝企業(yè)對(duì)車輛的控制需求，并針對(duì)專用車使用要求特殊、批 量小的特點(diǎn)制定了個(gè)性化的解決方案。改裝企業(yè)通過(guò)底盤控制器即可完成對(duì)汽車的控制， 避免了過(guò)去需要通過(guò)剝線來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作的繁瑣以及由此所帶來(lái)的對(duì)線束質(zhì)量和整車質(zhì) 量的不確定性影響。本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，具有電路結(jié)構(gòu)合理、有益 效果顯著和便于應(yīng)用推廣的優(yōu)點(diǎn)。


[0018]圖1為本實(shí)用新型的底盤控制器的電路原理框圖；[0019]圖2為微處理器為mc9S12x印100芯片時(shí)的底盤控制器的電路原理圖；[0020]圖3為本實(shí)用新型的底盤控制器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖4為本實(shí)用新型的底盤控制器的應(yīng)用原理圖。[0022]圖中I微處理器，2電源模塊，3開關(guān)量檢測(cè)電路，4模擬量檢測(cè)電路，5時(shí)鐘電路， 6功率驅(qū)動(dòng)模塊，7第一 CAN驅(qū)動(dòng)模塊，8第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊，9電源指示燈，10通訊指示燈， 11 ERROR指示燈，12外殼，13電纜接頭，14固定螺釘，15專用車上裝控制部分，16 ECU控制器，17 ABS控制器。
具體實(shí)施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。[0024]如圖1所示，給出了本實(shí)用新型的底盤控制器的電路原理框圖，其包括微處理器1、電源模塊2、開關(guān)量檢測(cè)電路3、模擬量檢測(cè)電路4、時(shí)鐘電路5、功率驅(qū)動(dòng)模塊6、第一 CAN 驅(qū)動(dòng)模塊7和第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊8 ;所示的微處理器實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制輸出的作用，開關(guān)量檢測(cè)電路3和模擬量檢測(cè)電路4與微處理器I的信號(hào)采集端口相連接，以便分別實(shí)現(xiàn)開關(guān)量和模擬量的信號(hào)采集。電源模塊2和時(shí)鐘電路5分別用于提供電能和微處理器I工作所必須的脈沖信號(hào)。第一 CAN驅(qū)動(dòng)模塊7、第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊8均與微處理器I的數(shù)據(jù)端口相連接，底盤控制器通過(guò)兩CAN驅(qū)動(dòng)模塊可分別實(shí)現(xiàn)與專用車上裝控制部分15和 E⑶控制器16和ABS控制器17的通訊。[0025]如圖2所示，給出了微處理器采用mc9sl2x印100芯片時(shí)的底盤控制器的電路原理圖，mc9sl2xepl00芯片為基于S12內(nèi)核的mc9sl2xepl00主控制器(MCU)，主頻為40MHz，具有IMb的程序？1&也存儲(chǔ)器，并集成了豐富的6 10、3 1、以奶、12(和MSCAN等豐富的外設(shè)， 為構(gòu)建該應(yīng)用系統(tǒng)提供了完善的硬件資源支持。mc9sl2xepl00的編譯器CodeWarrior支持C/C++語(yǔ)言的開發(fā)平臺(tái)，內(nèi)嵌的仿真調(diào)試接口可以方便地使用現(xiàn)有的調(diào)試工具進(jìn)行程序調(diào)試。由于mc9sl2x印100芯片具有開關(guān)量檢測(cè)端口、模擬量輸入端口以及集成有CAN通訊模塊，故省去了許多外圍電路。所述的開關(guān)量檢測(cè)電路3包括4路高電平有效開關(guān)量輸入電路和2路低電平有效開關(guān)量輸入電路；所示的功率驅(qū)動(dòng)模塊6包括4路高邊功率驅(qū)動(dòng)電路和2路低邊功率驅(qū)動(dòng)電路。mc9sl2x印100芯片的兩路CAN總線通訊端口上均設(shè)置有ESD 防護(hù)電路，即形成了 CAN通訊模塊。所示的功率驅(qū)動(dòng)模塊6采用Infineon公司的智能低邊驅(qū)動(dòng)芯片TLE6216，具有最高5A的驅(qū)動(dòng)能力，并且具有PWM驅(qū)動(dòng)的功能，使得底盤控制器的應(yīng)用靈活性大大提高。[0026]如圖3所示，給出了本實(shí)用新型的底盤控制器的外部結(jié)構(gòu)示意圖，其包括電外殼 12、源指示燈9、通訊指示燈10、ERROR指示燈11、電纜接頭13、14固定螺釘；所示的外殼12 起固定和保護(hù)作用，其可采用全封閉的防水防塵設(shè)計(jì)，材料為ABS工程塑料。電源指示燈9 可采用紅燈，只要上電后該燈就常亮；通訊指示燈10可采用綠燈，在兩路CAN線均正常時(shí)以 IOms為周期快速閃爍，如果僅有一路通訊正常時(shí)以500ms為周期慢速閃爍；ERROR指示燈 11采用黃燈，如果設(shè)備CAN線或驅(qū)動(dòng)模塊等發(fā)生故障則黃燈常亮。[0027]如圖4所示，給出了本實(shí)用新型的底盤控制器的應(yīng)用原理圖，專用車上裝控制部分15與E⑶控制器16.ABS控制器17之間的通訊是通過(guò)本實(shí)用新型的底盤控制器來(lái)進(jìn)行過(guò)橋的，或者說(shuō)底盤控制器在這里相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)關(guān)。一方面，專用車上裝控制部分15將需 要執(zhí)行的控制命令通過(guò)CAN線發(fā)送給底盤控制器，并由底盤控制器來(lái)進(jìn)行具體的諸如發(fā)動(dòng) 機(jī)起停、電磁閥驅(qū)動(dòng)、聲光報(bào)警或者發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行等控制工作；另一方面，底盤控制器同時(shí)讀 取專用車上裝控制部分15所需的底盤總線的數(shù)據(jù)，并通過(guò)總線發(fā)送給專用車上裝控制部 分15，專用車上裝控制部分15由此就能得到底盤運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)，比如車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、 水溫、機(jī)油壓力等。[0028]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的之一就是為了增加專用車操縱的便利性，降低司機(jī)的勞動(dòng) 強(qiáng)度。傳統(tǒng)的機(jī)械式操縱的水泥攪拌車是通過(guò)油門和液壓馬達(dá)兩個(gè)手柄來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速、滾筒轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。而其他的工作諸如發(fā)動(dòng)機(jī)起停等則只能往返于駕駛室進(jìn)行，同時(shí)還要 觀察卸料情況，這樣繁瑣的操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力也不利于節(jié)油。而如果對(duì)加裝了本實(shí)用新型的底 盤控制器的底盤進(jìn)行改裝，只需設(shè)計(jì)一個(gè)專用車車下控制手柄，并將該手柄通過(guò)CAN通訊 線連接到底盤上。這樣司機(jī)的操作命令就能夠通過(guò)CAN線傳送給底盤，比如如果用戶按下 了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)鍵，如發(fā)動(dòng)機(jī)沒有啟動(dòng)，則執(zhí)行啟動(dòng)操作；如發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)司機(jī)按下了發(fā)動(dòng)機(jī) 起動(dòng)按鈕，底盤控制器會(huì)自動(dòng)識(shí)別出發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在運(yùn)轉(zhuǎn)從而拒絕司機(jī)的起動(dòng)命令。[0029]在諸如上料、卸料和路面施工時(shí)，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和滾筒的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確的控制，以 往通過(guò)手柄給底盤控制器后，底盤控制器會(huì)通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)引腳驅(qū)動(dòng)起動(dòng)機(jī)的控制端從而 實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的車下起動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的控制命令與此類似。不借助于處理器的邏輯分析 這是很難實(shí)現(xiàn)的，往往需要兩個(gè)人協(xié)調(diào)配合。而借助于底盤控制器，司機(jī)只需要操縱旋鈕至 某個(gè)數(shù)值，則底盤控制器會(huì)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制要求通過(guò)TSCl (J1939協(xié)議定義的發(fā)動(dòng)機(jī) 扭矩和轉(zhuǎn)速控制報(bào)文)消息來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，直到司機(jī)下次操作旋鈕或者油門 踏板前，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)一直穩(wěn)定在之前設(shè)置的數(shù)值上，這種基于數(shù)字的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式 相比于手柄的操作簡(jiǎn)單多的，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，所以節(jié)油效果明顯。[0030]另外，專用車上裝控制部分15需要的底盤總線數(shù)據(jù)，比如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，車速，手剎 和離合器位置等等，都周期性地出現(xiàn)在底盤的動(dòng)力總線上(其消息可以分別是EEC1、CCVS 和ETCl )。在底盤控制器的幫助下，專用車上裝控制部分15能夠通過(guò)CAN線接收底盤控制 器轉(zhuǎn)發(fā)的來(lái)自動(dòng)力總線上的數(shù)據(jù)，這是一種既安全又可靠的實(shí)施方式。[0031]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，但不以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，依 本實(shí)用新型的技術(shù)方案及說(shuō)明書內(nèi)容所做的等效變化與修飾，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型涵蓋的 范圍。
權(quán)利要求1.一種用于專用車改裝的底盤控制器，包括起固定和保護(hù)作用的外殼(12)以及設(shè)置于外殼內(nèi)的電路部分，其特征在于所述電路部分包括微處理器(I)、電源模塊(2)和時(shí)鐘電路(5)，所述微處理器的輸入端連接有開關(guān)量檢測(cè)電路(3)和模擬量檢測(cè)電路(4);微處理器的輸出端連接有與外部設(shè)備通訊的第一 CAN驅(qū)動(dòng)模塊(7)、第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊(8)以及驅(qū)使動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行工作的功率驅(qū)動(dòng)模塊(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于專用車改裝的底盤控制器，其特征在于所述微控制器(I)通過(guò)第一 CAN驅(qū)動(dòng)模塊(7)與專用車上裝控制部分(15)相通訊，通過(guò)第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊(8)與ECU控制器(16)和ABS控制器(17)相通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于專用車改裝的底盤控制器，其特征在于所述微處理器(I)采用型號(hào)為mc9sl2x印100的芯片，電源模塊(2)采用型號(hào)為TLE4473G的電源管理芯片，功率驅(qū)動(dòng)模塊(6)采用型號(hào)為TLE6216的芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于專用車改裝的底盤控制器，其特征在于所述開關(guān)量檢測(cè)電路(3)包括4路聞電平有效開關(guān)量輸入電路和2路低電平有效開關(guān)量輸入電路; 所述功率驅(qū)動(dòng)模塊(6)包括4路高邊功率驅(qū)動(dòng)電路和2路低邊功率驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于專用車改裝的底盤控制器，其特征在于所述第一 CAN驅(qū)動(dòng)模塊(7)和第二 CAN驅(qū)動(dòng)模塊(8)為符合ISO 11898物理層標(biāo)準(zhǔn)的CAN通訊電路， 波特率分別是250Kb/s和500Kb/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于專用車改裝的底盤控制器，其特征在于所述外殼 (12)上設(shè)置有進(jìn)行狀態(tài)指示的電源指示燈(9)、通訊指示燈(10)和ERROR指示燈(11 )，外殼的材料為ABS工程塑料。
專利摘要本實(shí)用新型的用于專用車改裝的底盤控制器，包括外殼和電路部分，特征在于電路部分包括微處理器、電源模塊和時(shí)鐘電路，微處理器的輸入接口連接有開關(guān)量檢測(cè)電路和模擬量檢測(cè)電路；微處理器的輸出接口連接有第一CAN驅(qū)動(dòng)模塊、第二CAN驅(qū)動(dòng)模塊和功率驅(qū)動(dòng)模塊和用于驅(qū)動(dòng)電磁閥負(fù)載的功率驅(qū)動(dòng)模塊。本實(shí)用新型底盤控制器采用了成熟的設(shè)計(jì)方案、豐富的硬件接口和強(qiáng)大的程序庫(kù)支持，整車企業(yè)可以迅速響應(yīng)改裝企業(yè)對(duì)車輛的控制需求，并針對(duì)專用車使用要求特殊、批量小的特點(diǎn)制定了個(gè)性化的解決方案。改裝企業(yè)通過(guò)底盤控制器即可完成對(duì)汽車的控制，避免了過(guò)去需要通過(guò)接線來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作的繁瑣、功能單一，以及由此所帶來(lái)的對(duì)線束質(zhì)量和整車質(zhì)量的不確定性影響。
文檔編號(hào)B60R16/023GK202863338SQ20122059424
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者營(yíng)健, 田磊, 郭鵬, 趙玉超 申請(qǐng)人:中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司