一種CAN總線車身開關集成控制系統的制作方法

本實用新型隸屬于車身電子控制技術領域。該CAN總線車身開關集成控制系統主要由開關按鍵采樣模塊、MCU控制器、電源轉換模塊、CAN總線收發模塊、狀態指示模塊、電源電壓檢測模塊組成，通過CAN總線傳輸數據的方式集成車身多個小開關控制電路，優化車身內飾布局，提高車身小開關功能的安全性。

技術背景

隨著國民經濟的發展，人們的生活水平不斷提高，以及科學技術的不斷進步。家庭使用小汽車的價格越來越低，整車的成本控制要求越來越嚴格。人們更希望購買到價格便宜，功能安全、舒適的小汽車。車身小開關是汽車內飾控制平臺中主要的控制單元，是車身控制系統的重要組成部分。因此如何的控制車身小開關的成本，優化整車小開關的布局成為各個汽車主機廠必須要考慮的首要問題。

目前，車身小開關主要是通過硬線的方式進行功能輸出。其中硬線輸出方式有兩種，一是通過線束直接提供車身控制模塊(如BCM)地信號或電源信號，由車身控制模塊內部的MCU進行采樣判斷。另外一種是通過阻值的輸出方式提供車身控制模塊(如BCM)進行A/D采樣。無論采用那種方式輸出，都避免不了花費大量的時間考慮小開關的布局以及同整車結構面的配合。另外多個硬線輸出的小開關帶來了車身內部大量的連接線束，增加了線束成本以及線束布局的成本。過多的連接線束也給開關的控制功能帶來了隱患。車身開關很容易因為線束搭接不良或者線束老化失去功能或者功能不良。另外大量的硬線輸出式的開關也增加了車身控制模塊(如BCM)的設計成本。車身控制模塊必須要提供多個數據檢測I/O口才能滿足功能需求，不利于整車成本的控制。

因此，利用CAN總線技術集成車身小開關的控制功能，得到了應用和發展。CAN總線技術可以將多個小開關的按鍵信號以及工作指示燈信號通過開關內部的核心MCU控制器進行編碼輸出，同時車身控制模塊(如BCM)接收到編碼以后執行相關單元的操作，發送應答數據給開關內部核心MCU控制器，點亮工作指示。利用CAN總線技術只需要使用兩根數據總線即可實現硬線輸出方式的十幾根甚至是幾十根線束的功能。能夠有效提高整車的安全性、舒適性，大幅度降低了整車關于小開關控制部分的成本。

技術實現要素：

本實用新型的目的是客服目前大多數車身小開關通過硬線輸出的缺點。提供一種CAN總線車身開關集成控制系統。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案實現：

一種CAN總線車身開關集成控制系統，其特征是：包括開關按鍵模塊、開關輸出模塊、MCU控制器、電源轉換模塊、CAN總線收發模塊、狀態指示模塊、電源電壓檢測模塊；

所述CAN總線車身開關集成控制系統的連接關系為：開關按鍵模塊的輸出連接到MCU控制器的控制信號輸入端；狀態指示模塊的輸入連接MCU控制器的狀態信號輸出端；CAN總線收發模塊的輸入端連接到整車的CAN總線網絡，其輸出端連接到MCU控制器的數據接收和發送端口；狀態指示模塊的輸入端連接到MCU控制器的第一輸出端口；電源電壓檢測模塊的輸出端連接到MCU控制器的A/D采樣端口；MCU控制器的第二輸出端口連接到開關輸出模塊的控制信號輸入端；電源轉換模塊的輸入連接到整車的電源端，其輸出連接到上述所有模塊的電源電壓輸入端。

所述的電源轉換模塊，其特征是：包括瞬態抑制二極管DZ1、電容C2、電容C3、電容C4、二極管D1、晶體管Q1、電容C5、第一電解電容EC1、三端穩壓芯片U1、第二電解電容EC2、電容C6、電容C7、晶體管Q2、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和電容C8；

所述電源轉換模塊的連接關系為：所述瞬態抑制二極管DZ1同所述電容C2、電容C3、電容C4并聯在電源電壓和地之間；所述二極管D1的陽極連接電源電壓，陰極連接晶體管Q1的發射極；所述晶體管Q1的集電極連接到三端穩壓芯片U1的輸入端，所述晶體管Q1的集電極還連接到所述電容C5和第一電解電容EC1的正端；所述電容C5和第一電解電容EC1的負端接地；

所述三端穩壓芯片U1的輸出端連接到所述第二電解電容EC2、電容C6、電容C7的正端；所述三端穩壓芯片U1的接地端、第二電解電容EC2、電容C6、電容C7的負端接地；

所述晶體管Q1的基極同所述晶體管Q2的集電極相連，所述晶體管Q2的發射極接地；所述晶體管Q2的基極連接到二極管D3和二極管D2的陰極；所述二極管D3的陽極連接到所述二極管D4的陽極以及所述電阻R5的正端；所述二極管D3的陽極還連接到所述電容C8、電阻R3、電阻R4的正端；所述二極管D4的陰極接電源轉換電路的輸出端；所述電阻R5、電容C8的負端接地；所述電阻R4的負端連接輸入電源電壓；所述電阻R3的負端連接到MCU控制器的第一電源電壓輸入端；所述二極管D2的陽極連接到所述電阻R6的正端，所述電阻R6的負端連接到核心MCU控制器的第二電源電壓輸入端。

所述的CAN總線收發模塊，其特征是：包括電阻R7、電阻R8、電容C9、CAN總線收發芯片、精密電感L1、電容C10、電容C11、靜電防護二極管D5、靜電防護二極管D6、電阻R9、電阻R10、電容C21；

所述CAN總線收發模塊的連接關系為：所述電阻R7的正端連接MCU控制器的數據發送端口，所述電阻R7的負端連接所述CAN總線收發芯片的TXD引腳；所述電容C9的負端接地，正端連接CAN總線收發芯片的電源電壓輸入 端；所述電阻R8的負端連接所述CAN總線收發芯片的RXD引腳，所述電阻R8的正端連接MCU控制器的數據接收端口；

所述精密電感L1的一腳連接CAN總線收發芯片的CANH引腳，二腳連接CAN總線收發芯片的CANL引腳，所述精密電感的三腳連接到電容C10正端和系統輸出端的CAN_H引腳，四腳連接到電容C11的正端和系統輸出的CAN_L引腳；所述電容C10和C11的負端均接地；

所述靜電防護二極管D5的正端連接系統輸出的CAN_L引腳，負端接地；所述靜電防護二極管D6的正端連接系統輸出的CAN_H引腳，負端接地；所述電阻R9的正端連接系統的輸出端CAN_H引腳，負端連接CAN總線收發芯片的第五引腳以、電容C21的正端和電阻R10的負端；所述電阻R10的正端連接系統的輸出端CAN_L引腳，所述電容C21的負端接地。

所述的狀態指示模塊，其特征是：包括警報燈工作LED指示燈、前除霜工作LED指示燈，所有工作指示燈的驅動端都連接到MCU控制器的狀態信號輸出端。

本實用新型的優點是：結構簡單，能夠大量縮減車身使用的線束，優化車身內飾的布局，并且成本低廉。

附圖說明

圖1為本實用新型一種CAN總線車身開關集成控制系統的框圖；

圖2為本實用新型電源轉換電路的原理圖；

圖3為本實用新型CAN總線收發模塊的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本實用新型進行進一步詳細的說明。

參見圖1所示，一種CAN總線車身開關集成控制系統，其特征是包括：開關按鍵模塊、開關輸出模塊、MCU控制器、電源轉換模塊、CAN總線收發模塊、狀態指示模塊、電源電壓檢測模塊；

所述CAN總線車身開關集成控制系統的連接關系為：開關按鍵模塊的輸出連接到MCU控制器的控制信號輸入端；狀態指示模塊的輸入連接MCU控制器的狀態信號輸出端；CAN總線收發模塊的輸入端連接到整車的CAN總線網絡，其輸出端連接到MCU控制器的數據接收和發送端口；狀態指示模塊的輸入端連接到MCU控制器的第一輸出端口；電源電壓檢測模塊的輸入端為所述集成控制系統的供電電壓，其輸出端連接到MCU控制器的A/D采樣端口；MCU控制器的第二輸出端口連接到開關輸出模塊的控制信號輸入端；電源轉換模塊的輸入連接到整車的電源端，其輸出連接到上述所有模塊的電源電壓輸入端。

圖2所示為本實用新型的電源轉換模塊的電路原理圖，包含瞬態抑制二極管DZ1、電容C2、電容C3、電容C4、二極管D1、晶體管Q1、電容C5、第一 電解電容EC1、三端穩壓芯片U1、第二電解電容EC2、電容C6、電容C7、晶體管Q2、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和電容C8。

圖2所示電路的連接關系為：所述瞬態抑制二極管DZ1同所述電容C2、電容C3、電容C4并聯在電源電壓和地之間，對電源電壓進行濾波以及防止電源浪涌電壓的發生；所述二極管D1的陽極連接電源電壓，防止用戶在使用過程中因失誤反接了輸入電源，陰極連接晶體管Q1的發射極；所述晶體管Q1的集電極連接到三端穩壓芯片U1的輸入端；所述晶體管Q1的集電極還連接到所述電容C5和第一電解電容EC1的正端，所述晶體管Q1通過晶體管Q2受到核心MCU控制器的驅動和關閉，從而保證在ACC電源掉電的情況下，對CAN數據的傳輸進行存儲和記憶；所述電容C5和第一電解電容EC1的負端接地；

所述三端穩壓芯片U1的作用是將車身提供的12V電源轉換為CAN總線車身開關集成控制系統所使用的5V電源，所述三端穩壓芯片U1的輸出端連接到所述第二電解電容EC2、電容C6、電容C7的正端；所述三端穩壓芯片U1的接地端、第二電解電容EC2、電容C6、電容C7的負端接地；

所述晶體管Q1的基極同所述晶體管Q2的集電極相連，所述晶體管Q2的發射極接地；所述晶體管Q2的基極連接到二極管D3和二極管D2的陰極；所述二極管D3的陽極連接到所述二極管D4的陽極以及所述電阻R5的正端；所述二極管D3的陽極還連接到所述電容C8、電阻R3、電阻R4的正端；所述二極管D4的陰極接電源轉換電路的輸出端；所述電阻R5、電容C8的負端接地；所述電阻R4的負端連接輸入電源電壓ACC；所述電阻R3的負端連接到MCU控制器的第一電源電壓輸入端；所述二極管D2的陽極連接到所述電阻R6的正端，所述電阻R6的負端連接到核心MCU控制器的第二電源電壓輸入端。

所述CAN總線收發模塊電路如圖3所示，包含電阻R7、電阻R8、電容C9、CAN總線收發芯片U2、精密電感L1、電容C10、電容C11、靜電防護二極管D5、靜電防護二極管D6、電阻R9、電阻R10、電容C21。

圖3所示CAN總線收發模塊的連接關系為：所述電阻R7的正端連接MCU控制器的數據發送端口，所述電阻R7的負端連接所述CAN總線收發芯片的TXD引腳；所述電容C9的負端接地，正端連接CAN總線收發芯片的電源電壓輸入端；所述電阻R8的負端連接所述CAN總線收發芯片的RXD引腳，所述電阻R8的正端連接MCU控制器的數據接收端口；所述精密電感L1的一腳連接CAN總線收發芯片的CANH引腳，二腳連接CAN總線收發芯片的CANL引腳，所述精密電感的三腳連接到電容C10正端和系統輸出端的CAN_H引腳，四腳連接到電容C11的正端和系統輸出的CAN_L引腳；所述電容C10和C11的負端均接地；所述靜電防護二極管D5的正端連接系統輸出的CAN_L引腳，負端接地；所述靜電防護二極管D6的正端連接系統輸出的CAN_H引腳，負端接地；所述電阻R9的正端連接系統的輸出端CAN_H引腳，負端連接CAN總線收發芯片的第五引腳以、電容C21的正端和電阻R10的負端；所述電阻R10的正端 連接系統的輸出端CAN_L引腳，所述電容C21的負端接地。

所述狀態指示模塊包括多路LED指示燈，分別為警報燈工作指示燈、前除霜工作指示燈等按鍵信號的工作指示燈，所有工作指示燈的驅動端都連接到MCU控制器的狀態信號輸出端。

進一步地，本實用新型還包括電源電壓檢測模塊。利用核心MCU控制器檢測電源電壓的變化情況，防止電源電壓過低或者過高。當電源電壓超過系統設定的范圍，CAN總線車身開關集成控制系統將會進行休眠，存儲和記錄CAN總線數據的狀態，直到電源電壓回復正常。