專利名稱：一種用于汽車控制的中央協調方法及協調器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于汽車控制的中央協調方法及協調器，屬于汽車電子控制技術領域。
背景技術：
從經濟型、動力性和舒適性的角度出發，現代汽車上的電器越來越多。比如為了改 善舒適性，汽車上使用了電動車窗、座椅、后視鏡等等電器，為了節約能源，增加了許 多動力控制系統，比如燃油噴射控制系統、0BD系統、帶有反饋控制的催化氧化系統等 等，在電氣照明、車窗除霜、清潔等傳統電氣設備也變得越來越多。汽車作為一個整體，需要整體功能的協調，但隨著電器的增多，互相之間的協調工作關系變得越來越復雜。電器之間往往需要通過導線連線進行邏輯運算或信號傳遞，因 此現代汽車的線束是否復雜，長度超過幾公里，使用超過200 300個的接插件。現有的汽車電器系統中的中央控制器(或協調器)，比如用于汽車網絡的中央控制 器(200520123917.7)，信號的采集、信號處理和對執行負責的控制輸直接控制集成在 一個信號處理器中，這種中央集中控制式的處理器設計復雜，成本昂貴，且電器之間互 相耦合關系較多，不容易維護；又比如具有中央處理器和可編程控制節點的多路復用電 氣系統(公開號CN1162777A)中的中央協調器，不是專用的協調器，而是隨意指定任意 一個智能化電器的處理器來處理協調關系。發明內容本發明的目的是提出一種用于汽車控制的中央協調方法及協調器，以解決汽車電器 之間的協調控制，以保證電器之間的聯動關系、制約關系、替代關系及間接控制關系的 相互協調關系。本發明提出的用于汽車控制的中央協調方法，包括以下步驟(1) 接收車載總線上車載電器的輸出信號L1和H1。(2) 將上述車載電器輸出信號轉換為數字信號S1;(3) 根據協調控制邏輯，對上述讀取的數字信號Sl進行分類和邏輯判斷，根據車 載總線協議對邏輯判斷結果進行編碼，得到數字信號S2,并將數字信號S2轉換為對車載 電器的控制信號，具體過程為(a)將讀取的數字信號Sl根據汽車總線協議分類成為組合開關信號、后啟動開關 信號、熄火信號、車速信號、輔助制動系統信號、發動機轉速信號、檔位信號，車燈狀 態信號、后艙門信號、車門狀態信號、座椅狀態信號和車鎖狀態信號、制動燈故障信 號，其中的組合開關包括鑰匙開關、小燈開關、遠光燈開關，近光燈開關、前霧燈開關和后霧燈開關；(b) 對上述分類后的數字信號Sl分別進行邏輯判斷，并根據邏輯判斷結果，對相 應電器發送控制命令，具體過程為當鑰匙開關處于打開、到達行車檔、按下緊急按鈕或按下打開車門按鈕中的任何一 種狀態時，向電力繼電器發出閉合信號；當遠光燈開關或近光燈開關為開啟時，若側燈、位置燈或示廓燈的狀態信號中任意 一種狀態信號為關閉，則同時向側燈、位置燈和示廓燈發出開啟信號；當前霧燈開關為開啟時，若側燈、位置燈或示廓燈的狀態信號中任意一種狀態信號 為關閉，則同時向側燈、位置燈和示廓燈發出開啟信號；當后霧燈開關為開啟時，若側燈、位置燈、示廓燈、遠光燈和近光燈及前霧燈中的 任意一種為關閉時，則同時向側燈、位置燈、示廓燈、近光燈、前霧燈發出開啟信號；當鑰匙開關處于啟動時，若小轎車的檔位是空檔，油量大于1%，且發動機轉速小于 200轉/分鐘，則對起動機發出起動命令；當鑰匙開關處于啟動時，若客車檔位是空檔，油量大于1%，發動機轉速小于200轉/ 分鐘，且后艙門信號為關閉，則對起動機發出起動命令；當客車的后啟動開關信號為啟動時，若客車檔位是空檔，油量大于1%，且發動機轉速小于200轉/分鐘，則對起動機發出啟動命令；當客車的后熄火開關信號為熄火時，若發動機轉速大于200轉/分鐘，則向發動機控 制器發出熄火命令；當制動開關信號為閉合或輔助制動系統信號為工作，則向制動燈發出開啟命令；向 制動燈發出開啟命令后，若制動燈故障信號為斷路或短路，則對車尾部的小燈發出開啟 命令；當客車的車門狀態為打開，且示廓燈狀態信號為打開，則向門燈發出開啟命令；當 客車的車門狀態為關閉時，若車門處于打開狀態，則向車門發送關閉命令；若車門狀態 為關閉，且示廓燈狀態信號為開啟，則向門燈發送關閉命令，并從關閉車門開始計時， 若在設定時間內車門狀態信號仍處于開啟，則再次向車門發送開啟命令；對于裝有自動鷗翼門的轎車，當打開車門時，首先向車鎖發出開鎖命令，當車鎖狀 態信號為開啟時，向車門發出開啟命令，當車門狀態信號為開啟時，同時向座椅發出后 退命令和向車鎖發出復位命令，當座椅信號為后退到位時，則發出座椅停止后退命令， 當車鎖狀態信號為復位時，則發出車鎖停止回位命令；當關閉車門時，向座椅發出前進 命令，當座椅狀態信號為前進到位時，則同時向座椅發出停止前進命令和向車門發出關 閉命令，當車門狀態信號為關閉時，貝IJ向車門發出停止關閉命令；當汽車防抱死系統工作時，對輔助制動系統發出禁止工作的命令，當汽車防抱死系 統不工作時，則向輔助制動系統發送駕駛員操作指令；洗滌器清洗前擋風玻璃時，向雨 刮器發出雨刮命令，并開始計時，在設定時間后向雨刮器發送停止命令；(c) 根據車載總線協議對上述命令進行編碼，并將編碼后的數字信號S2輸出至通信接口電路。本發明提出的用于汽車控制的中央協調器，包括車載通信接口，用于接收車載總線上車載電器的輸出信號L1和H1，并將該輸出信號 發送至通信接口電路；穩壓電源模塊，用于從上述車載通信接口獲得12伏電壓后，進行電壓轉換，輸出5 伏電壓，為通信接口電路和中央處理器提供電源；通信接口電路，用于接收上述車載通信接口的輸出信號Ll和Hl，將輸出信號Ll和 Hl轉化為中央處理器能夠識別的數字信號S1，并接收中央處理器的數字信號S2，將數字 信號S2轉換為對車載電器的控制信號L2和H2，通信電路接口由電平轉換芯片(Ul)、 共模抑制器(U4)、齊納二極管(Dl和D2)和電容(C1 C5)組成，其中電容(Cl)和 齊納二極管(Dl)并聯后， 一端與信號Ll相連，另一端與地相連；電容(C2)和齊納二 極管(D2)并聯后， 一端與信號H1相連，另一端與地相連；信號Ll和Hl分別與共模抑 制器(U4)的輸入端相連，共模抑制器(U4)的輸出端與電平轉換芯片(Ul)的輸入端 相連，電容(C3)的一端與共模抑制器(U4)的輸出端相連，另一端與地相連；電容 (C4)的一端與共模抑制器(U4)的另一輸出端相連，電容(C4)的另一端與地相連； 電容(C5)連接在VCC電壓和地之間，電平轉換芯片(Ul)的輸出端與信號Sl和S2相 連；中央處理器，用于讀取上述通信接口電路的信號Sl，對讀取的信號根據汽車總線協 議進行分類和邏輯判斷，根據車載總線協議對上述邏輯判斷結果進行編碼，得到數字信 號S2，并將數字信號S2發送至通信接口電路。.5%:^^, .:V:..:d本發明提出的用于汽車控制的中央協調方法及協調器，其優點是采用數字信號進 行邏輯判斷，具有很大的靈活性。本協調器中的控制邏輯與各個車載電器內部的控制的 完全獨立，這種獨立于各個電器的協調控制機制使得汽車智能化電器在各自設計的時 候，避免了系統集成遇到的相互制約和協調的復雜性，使得各車載電器在獨立設計的時 候變得更為簡單。而且該中央協調器是專用的，因此與己有的中央協調器相比，其電路 結果簡單，但協調功能更加全面。
圖l本發明提出的中央協調器的電路框圖。圖2本發明協調器中通信接口電路的電路原理圖。
具體實施方式
本發明提出的用于汽車控制的中央協調方法，包括以下步驟(1) 接收車載總線上車載電器的輸出信號L1和H1，并向車載電器發送控制信號；(2) 將上述車載電器輸出信號轉換為數字信號S1; (3) 根據協調控制邏輯，對上述讀取的數字信號Sl進行分類和邏輯判斷，根據車載總線協議對邏輯判斷結果進行編碼，得到數字信號S2，并將數字信號S2轉換為對車載 電器的控制信號，具體過程為(a) 將讀取的數字信號Sl根據汽車總線協議分類成為組合開關信號、后啟動開關信號、熄火信號、車速信號、輔助制動系統信號、發動機轉速信號、檔位信號，車燈狀 態信號、后艙門信號、車門狀態信號、座椅狀態信號和車鎖狀態信號、制動燈故障信 號，其中的組合開關包括鑰匙開關、小燈開關、遠光燈開關，近光燈開關、前霧燈開關和后霧燈開關；(b) 對上述分類后的數字信號Sl分別進行邏輯判斷，并根據邏輯判斷結果，對相 應電器發送控制命令，具體過程為當鑰匙開關處于打開、到達行車檔、按下緊急按鈕或按下打開車門按鈕中的任何一 種狀態時，向電力繼電器發出閉合信號；當遠光燈開關或近光燈開關為開啟時，若側燈、位置燈或示廓燈的狀態信號中任意 一種狀態信號為關閉，則同時向側燈、位置燈和示廓燈發出開啟信號；當前霧燈開關為開啟時，若側燈、位置燈或示廓燈的狀態信號中任意一種狀態信號 為關閉，則同時向側燈、位置燈和示廓燈發出開啟信號； "當后霧燈開關為開啟時，若側燈、位置燈、示廓燈、遠光燈和近光燈及前霧燈中的 任意一種為關閉時，則同時向側燈、位置燈、示廓燈、近光燈、前霧燈發出開啟信號；當鑰匙開關處于啟動時，若小轎車的檔位是空檔，油量大于1%，且發動機轉速小于 200轉/分鐘，則對起動機發出起動命令；當鑰匙開關處于啟動時，若客車檔位是空檔，油量大于1%，發動機轉速小于200轉/ 分鐘，且后艙門信號為關閉，則對起動機發出起動命令；當客車的后啟動開關信號為啟動時，若客車檔位是空檔，油量大于1%，且發動機轉速小于200轉/分鐘，則對起動機發出啟動命令；當客車的后熄火開關信號為熄火時，若發動機轉速大于200轉/分鐘，則向發動機控 制器發出熄火命令；當制動開關信號為閉合或輔助制動系統信號為工作，則向制動燈發出開啟命令；向 制動燈發出開啟命令后，若制動燈故障信號為斷路或短路，則對車尾部的小燈發出開啟 命令；當客車的車門狀態為打開，且示廓燈狀態信號為打開，則向門燈發出開啟命令；當 客車的車門狀態為關閉時，若車門處于打開狀態，則向車門發送關閉命令；若車門狀態 為關閉，且示廓燈狀態信號為開啟，則向門燈發送關閉命令，并從關閉車門開始計時， 若在設定時間內車門狀態信號仍處于開啟，則再次向車門發送開啟命令；對于裝有自動鷗翼門的轎車，當打開車門時，首先向車鎖發出開鎖命令，當車鎖狀 態信號為開啟時，向車門發出開啟命令，當車門狀態信號為開啟時，同時向座椅發出后 退命令和向車鎖發出復位命令，當座椅信號為后退到位時，則發出座椅停止后退命令， 當車鎖狀態信號為復位時，則發出車鎖停止回位命令；當關閉車門時，向座椅發出前進命令，當座椅狀態信號為前進到位時，則同時向座椅發出停止前進命令和向車門發出關 閉命令，當車門狀態信號為關閉時，則向車門發出停止關閉命令；當汽車防抱死系統工作時，對輔助制動系統發出禁止工作的命令，當汽車防抱死系 統不工作時，則向輔助制動系統發送駕駛員操作指令；洗滌器清洗前擋風玻璃時，向雨 刮器發出雨刮命令，并開始計時，在設定時間后向雨刮器發送停止命令；(C)根據車載總線協議對上述命令進行編碼，并將編碼后的數字信號S2輸出至通 信接口電路。本發明提出的用于汽車控制的中央協調器，其電路框圖如圖l所示，包括 車載通信接口，用于接收車載總線上車載電器的輸出信號L1和H1，并將該輸出信號發送至通信接口電路，可以為一普通車用接插件。穩壓電源模塊，用于從上述車載通信接口獲得12伏電壓后，進行電壓轉辨，輸出5伏電壓,為通信接口電路和中央處理器提供電源；該模塊可以為一普通12V轉5V的穩壓芯片。通信接口電路，用于接收上述車載通信接口的輸出信號Ll和Hl，將輸出信號Ll和 H1轉化為中央處理器能夠識別的數字信號S1，并接收中央處理器的數字信號S2，將數字 信號S2轉換為對車載電器的控制信號L2和H2，通信接口電路原理圖如圖2所示，通信 電路接口由電平轉換芯片(Ul)、共模抑制器(U4)、齊納二極管(Dl和D2)和電容 (C1 C5)組成，其中電容(Cl)和齊納二極管(Dl)并聯后， 一端與信號Ll相連，另 一端與地相連；電容(C2)和齊納二極管(D2)并聯后， 一端與信號Hl相連，另一端與 地相連；信號Ll和Hl分別與共模抑制器(U4)的輸入端相連，共模抑制器(U4)的輸 出端與電平轉換芯片(Ul)的輸入端相連，電容(C3)的一端與共模抑制器(U4)的輸 出端相連，另一端與地相連；電容(C4)的一端與共模抑制器(U4)的另一輸出端相 連，電容(C4)的另一端與地相連；電容(C5)連接在VCC電壓和地之間，電平轉換芯 片(Ul)的輸出端與信號Sl和S2相連；工作過程是，從車載通訊接口接收到的信號Ll 和Hl經過電容Cl和Cl組成的高通濾波環節，和Dl、 D2限幅環節，變為幅值為1.5 3.5之間的標準信號，該信號經過共模抑制器U4，濾除了信號Ll和Hl之間的共模電流 信號，并再次進行使用電容C3和C4進行高通濾波，然后進入電平轉化芯片Ul,電平轉 化芯片將該信號轉化為0 5V之間的信號Sl和S2,該信號可被中央處理器直接讀取。中央處理器，用于讀取上述通信接口電路的信號Sl，對讀取的信號根據汽車總線協 議進行分類和邏輯判斷，根據車載總線協議對上述邏輯判斷結果進行編碼，得到數字信 號S2，并將數字信號S2發送至通信接口電路。本發明的一個實施例中，上述穩壓電源模塊所用芯片型號為LT1121，美國凌特公司 生產；電平轉換芯片U3，型號為PCA82C250，飛利浦公司生產，共模抑制器U4，型號為 ZJYS，日本TDK公司生產；單片微處理器型號為MC68HC908GZ16，由美國飛絲卡爾公司生 產。齊納二極管Dl和D2型號為P6KE6.8A，中國銀河半導體公司生產，C廣C14為普通陶 瓷電容，其中C廣C4均為100pF， C5為0.1uF。8
權利要求
1、一種用于汽車控制的中央協調方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)接收車載總線上車載電器的輸出信號L1和H1；(2)將上述車載電器輸出信號轉換為數字信號S1；(3)根據協調控制邏輯，對上述讀取的數字信號S1進行分類和邏輯判斷，根據車載總線協議對邏輯判斷結果進行編碼，得到數字信號S2，并將數字信號S2轉換為對車載電器的控制信號，具體過程為(a)將讀取的數字信號S1根據汽車總線協議分類成為組合開關信號、后啟動開關信號、熄火信號、車速信號、輔助制動系統信號、發動機轉速信號、檔位信號，車燈狀態信號、后艙門信號、車門狀態信號、座椅狀態信號和車鎖狀態信號、制動燈故障信號，其中的組合開關包括鑰匙開關、小燈開關、遠光燈開關，近光燈開關、前霧燈開關和后霧燈開關；(b)對上述分類后的數字信號S1分別進行邏輯判斷，并根據邏輯判斷結果，對相應電器發送控制命令，具體過程為當鑰匙開關處于打開、到達行車檔、按下緊急按鈕或按下打開車門按鈕中的任何一種狀態時，向電力繼電器發出閉合信號；當遠光燈開關或近光燈開關為開啟時，若側燈、位置燈或示廓燈的狀態信號中任意一種狀態信號為關閉，則同時向側燈、位置燈和示廓燈發出開啟信號；當前霧燈開關為開啟時，若側燈、位置燈或示廓燈的狀態信號中任意一種狀態信號為關閉，則同時向側燈、位置燈和示廓燈發出開啟信號；當后霧燈開關為開啟時，若側燈、位置燈、示廓燈、遠光燈和近光燈及前霧燈中的任意一種為關閉時，則同時向側燈、位置燈、示廓燈、近光燈、前霧燈發出開啟信號；當鑰匙開關處于啟動時，若小轎車的檔位是空檔，油量大于1％，且發動機轉速小于200轉/分鐘，則對起動機發出起動命令；當鑰匙開關處于啟動時，若客車檔位是空檔，油量大于1％，發動機轉速小于200轉/分鐘，且后艙門信號為關閉，則對起動機發出起動命令；當客車的后啟動開關信號為啟動時，若客車檔位是空檔，油量大于1％，且發動機轉速小于200轉/分鐘，則對起動機發出啟動命令；當客車的后熄火開關信號為熄火時，若發動機轉速大于200轉/分鐘，則向發動機控制器發出熄火命令；當制動開關信號為閉合或輔助制動系統信號為工作，則向制動燈發出開啟命令；向制動燈發出開啟命令后，若制動燈故障信號為斷路或短路，則對車尾部的小燈發出開啟命令；當客車的車門狀態為打開，且示廓燈狀態信號為打開，則向門燈發出開啟命令；當客車的車門狀態為關閉時，若車門處于打開狀態，則向車門發送關閉命令；若車門狀態為關閉，且示廓燈狀態信號為開啟，則向門燈發送關閉命令，并從關閉車門開始計時，若在設定時間內車門狀態信號仍處于開啟，則再次向車門發送開啟命令；對于裝有自動鷗翼門的轎車，當打開車門時，首先向車鎖發出開鎖命令，當車鎖狀態信號為開啟時，向車門發出開啟命令，當車門狀態信號為開啟時，同時向座椅發出后退命令和向車鎖發出復位命令，當座椅信號為后退到位時，則發出座椅停止后退命令，當車鎖狀態信號為復位時，則發出車鎖停止回位命令；當關閉車門時，向座椅發出前進命令，當座椅狀態信號為前進到位時，則同時向座椅發出停止前進命令和向車門發出關閉命令，當車門狀態信號為關閉時，則向車門發出停止關閉命令；當汽車防抱死系統工作時，對輔助制動系統發出禁止工作的命令，當汽車防抱死系統不工作時，則向輔助制動系統發送駕駛員操作指令；洗滌器清洗前擋風玻璃時，向雨刮器發出雨刮命令，并開始計時，在設定時間后向雨刮器發送停止命令；(c)根據車載總線協議對上述命令進行編碼，并將編碼后的數字信號S2輸出至通信接口電路。
2、 一種用于汽車控制的中央協調器，其特征在于該中央協調器包括-車載通信接口，用于接收車載總線上車載電器的輸出信號L1和H1，并將該輸出信號 發送至通信接口電路；穩壓電源模塊，用于從上述車載通信接口獲得12伏電壓后，進行電壓轉換，輸出5 伏電壓,為通信接口電路和中央處理器提供電源；通信接口電路，用于接收上述車載通信接口的輸出信號Ll和Hl，將輸出信號Ll和 H1轉化為中央處理器能夠識別的數字信號S1，并接收中央處理器的數字信號S2，將數字 信號S2轉換為對車載電器的控制信號L2和H2;通信電路接口由電平轉換芯片(Ul)、 共模抑制器(U4)、齊納二極管(Dl和D2)和電容(C1 C5)組成，其中電容(Cl)和 齊納二極管(Dl)并聯后， 一端與信號Ll相連，另一端與地相連；電容(C2)和齊納二 極管(D2)并聯后， 一端與信號H1相連，另一端與地相連；信號Ll和Hl分別與共模抑 制器(U4)的輸入端相連，共模抑制器(U4)的輸出端與電平轉換芯片(Ul)的輸入端 相連，電容(C3)的一端與共模抑制器(U4)的輸出端相連，另一端與地相連；電容 (C4)的一端與共模抑制器(U4)的另一輸出端相連，電容(C4)的另一端與地相連； 電容(C5)連接在VCC電壓和地之間，電平轉換芯片(Ul)的輸出端與信號Sl和S2相 連；中央處理器，用于讀取上述通信接口電路的信號Sl，對讀取的信號根據汽車總線協 議進行分類和邏輯判斷，根據車載總線協議對上述邏輯判斷結果進行編碼，得到數字信 號S2，并將數字信號S2發送至通信接口電路。
全文摘要
本發明涉及一種用于汽車控制的中央協調方法，屬于汽車電子控制技術領域。首先接收車載總線上車載電器的輸出信號，轉換為數字信號，根據協調控制邏輯，對數字信號進行分類和邏輯判斷，根據車載總線協議對邏輯判斷結果進行編碼，得到數字信號，并將數字信號轉換為對車載電器的控制信號。本中央協調器由車載通信接口、穩壓電源模塊、通信接口電路和中央處理器組成。本發明的優點是本協調器中的控制邏輯與各個車載電器內部的控制完全獨立，避免了系統集成遇到的相互制約和協調的復雜性，使得各車載電器在獨立設計的時候變得更為簡單。而且電路結果簡單，協調功能更加全面。
文檔編號B60W30/00GK101323303SQ20081011739
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月30日 優先權日2008年7月30日
發明者張新豐, 李克強, 楊殿閣, 王建強, 羅禹貢, 雯 薛, 連小珉, 鄭四發, 良 陸 申請人:清華大學