CN201201520Y - 仪表总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种仪表总成，安装在显示仪表里的仪表模块、显示模块和开关模块通过CAN总线，接收动力仓模块传送来的信息数据并进行判断处理，送至对应的显示仪表，开关模块通过连接线路将开关面板上的开关信号进行处理后传送到CAN总线上，根据CAN总线协议发送出信号，寻找分别安装在车体不同位置，只与显示模块和开关模块进行通讯的功能模块。本实用新型通过CAN总线，经显示仪表连接的功能模块进行数据通信，不仅通信速率高，实时性强，而且进一步简化了特种车辆仪表总成线索的复杂连接，装配简单，故障率小，解决了特种车辆和军用车辆控制大功率参数和控制的对象多，控制对象分布零散，控制复杂的问题。

Description

仪表总成

技术领域

本实用新型涉及一种车用仪表总成。

背景技术

随着汽车工业的发展，现代汽车中所使用的电子控制系统和通讯系统越来越多，系统之间，系统和汽车的显示仪表之间，系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如此巨大的数据交换量，如采用传统的导线进行点对点的连接的传输数据交换，将是难以想象的。据统计，如采用普通线索，至少需要线索插头300个左右，插针总数将达到2000个左右，线索总长超过1.6Km，不但装配复杂而且故障率很高。因此，用串行数据传输系统取而代之就成为必然的选择。CAN(controller area network)的概念也就应运而生了。CAN是德国BOSCH公司最早为解决现代汽车中的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信协议。按照ISO有关标准、CAN的拓朴结构为总线式，因此也称CAN总线。CAN总线在汽车行业的应用，为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换的渠道。

在当今的中高档汽车中很多采用了CAN总线技术，我国的民用轿车也有不少采用了CAN总线技术。受特种车辆和军用车辆控制大功率参数和控制对象多，以及控制对象分布零散的限制，CAN总线在特种车辆和军用车辆上的应用相对滞后。由于特种车辆和军用车辆上控制的对象和显示的参数较一般民用车辆多得多，控制要求更为复杂的缘故，使得现有技术特种车辆和军用车辆数据通信的实时性，可靠性、灵活性，通信速率都不适应现代技术的发展。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术特种车辆和军用车辆上控制对象和大功率参数较多，控制对象分布零散的问题，提供一种数据通信实时性强，通信速率高，能够提高可靠性和灵活性的车用仪表总成。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种仪表总成，包括，显示仪表、CAN总线协议控制器芯片和总线控制的功能模块，其特征在于，安装在显示仪表里的仪表模块、显示模块和开关模块通过CAN总线，接收动力仓模块传送来的信息数据数据并进行判断处理，送至对应的显示仪表，上述开关模块通过连接线路将开关面板上的开关信号进行处理后传送到CAN总线上，根据CAN总线协议，发送出信号寻找分别安装在车体不同位置，只与显示模块和开关模块进行通讯的功能模块。

所述的功能模块，可以是分别连接于显示仪表线路上的开关量模块、动力仓模块、左前灯光模块、右前灯光模块、左后灯光模块、右后灯光模块、灭火瓶模块、三防模块和排气扇模块。

本实用新型与现有技术具有如下有益效果。

本实用新型通过CAN总线协议控制器芯片与CAN线电路连接的带有CAN信号的接收发送电路，模块与模块之间按照CAN2.0的通讯协议进行通讯的动力仓模块、开关量模块、右前灯光模块、左后灯光模块、灭火瓶模块、三防模块、排气扇模块显示仪表的转速、里程、油量、压力、温度、电流电压，不仅数据通信实时性强，通信速率高，能够提高可靠性和灵活性，而且容易构成冗余结构。进一步简化了特种车辆和军用车辆仪表总成线索的复杂连接，使得装配简单而且故障率小，进而解决了特种车辆和军用车辆控制大功率参数和控制的对象多，控制对象分布零散，控制复杂的问题。

附图说明

图1是本实用新型仪表总成显示仪表外形的正视图。

图2是本实用新型仪表总成功能模块的连接关系图。

图3是实用新型仪表总成仪表CAN接收发送的电路原理框图。

图4是本实用新型动力仓模块，包括其他功能模块的电路原理框图。

具体实施方式

图1中，显示仪表包括仪表面板、开关面板、仪表模块、开关模块。仪表面板包含了转速表、车速里程表、温度表、压力表和报警显示。开关面板包含电连接动力仓模块、开关量模块、右前灯光模块、左后灯光模块、灭火瓶模块、三防模块、排气扇模块的灭火瓶按钮，防原子、防化学按钮，主照明开关，预热启动开关，危险告警开关，增压风扇、三防、前排水泵、中排水泵、柴油泵、抽尘泵开关。

图2中，仪表模块、开关模块装在显示仪表里的两个线路板上。显示模块是一个独立的模块，它和开关模块安装在显示仪表里。其余的上述八个功能模块分别安装在车体的不同位置，以显示仪表为核心，分别连接于显示仪表线路上。开关量模块、动力仓模块、左前灯光模块、右前灯光模块、左后灯光模块、右后灯光模块、灭火瓶模块、三防模块和排气扇模块相互之间是独立的，每个功能模块只与显示模块和开关模块按图中箭头的方向传输数据和进行通讯。每个模块都带有CAN信号的接收发送电路，模块与模块之间按照CAN2.0的通讯协议进行通讯。在这个电路中，显示模块、开关模块与其它模块都有相互的信号传输，如显示模块中的转速、里程信号是通过动力仓模块采样传输过来的。控制柴油泵启动是通过连接的开关模块发出启动信号传输给灭火瓶模块实现的。

动力仓模块连接发动机和四路火焰感受器，采集发动机转速、里程、水温、油温、机油压力数据的信号，采集与发动机或动力仓状态有关的开关量信号，采集四路火焰感受器的输出信号，然后将采集到的信号通过CAN总线传输给仪表模块。动力仓模块可以通过其引脚连接1~4档抵挡开关、5~8档高档开关、倒挡开关、火焰感受器开关、前桥差速锁开关、前中桥差速锁开关、后中桥差速锁开关、水上取力开关、行车动力开关、绞盘油泵取力开关、百叶窗电磁铁线圈、停车电磁铁线圈、右侧转向灯、右前示廓灯。

仪表模块外部连接发动机转速表、车速里程表、机油压力表、油温表、水温表、油量表，连接空滤、气压告警、充电、后门开、侧门开、手制动、水上取力、滤毒活门、灭火瓶1、灭火瓶2、1至4档、5至8档、行走、左转向、右转向、中桥、后桥、前中桥、中后桥、前桥、绞盘、水箱水位、水上档等车身状态显示灯；仪表模块通过CAN总线，接收动力仓模块传送来的转速、里程、油量、压力、温度等数据，然后对接收到的数据进行判断处理，再送给对应的仪表进行显示。

开关模块是将开关面板上开关信号进行处理后传送到CAN总线上，根据总线协议，发送出去的信号找到对应的模块。接收到信号的模块将信号进行处理后执行信号的命令。开关模块由CAN接收发送电路、单片机处理电路、开关量信号采集电路、开关量信号输出电路组成，其单片机可以选用PIC18F258型号芯片，控制方式和动力仓模块相同。开关模块可以通过其引脚连接车长门转换开关、左右柴油箱选择、1号灭火器按钮、2号灭火器按钮、三防开关、雾灯开关、危险警告灯开关、增压风扇开关、前排水泵开关、柴油泵开关、抽尘泵开关、中排水泵开关、主照明开关、雨刮高速、雨刮低速、雨刮间隙。

左前灯光模块由CAN接收发送电路、单片机处理电路、开关量信号采集电路、开关量信号输出电路组成，其单片机选用PIC18F258型号。左前灯光模块主要控制驾驶台左前方的远近光灯、行车灯、转向灯、示廓灯、雾灯、喇叭的工作状态，同时为驾驶台内的停车电磁铁和微光夜视仪等提供电源。左前灯光模块通过其引脚连接刹车灯、左雾灯、左前近光大灯、左前远光大灯、左喇叭、左前行灯、左前转向灯、顶仓收电磁铁、顶仓放电磁铁。

右前灯光模块由CAN接收发送电路、单片机处理电路、开关量信号采集电路、开关量信号输出电路组成。其单片机可以选用PIC18F258型号，控制方式和动力仓模块相同。右前灯光模块主要控制驾驶台右前方的远近光灯、行车灯、转向灯、示廓灯、雾灯、喇叭的工作状态，同时为防浪板收放电磁铁和空气干燥器等提供电源。右前灯光模块通过引脚连接空开关、右雾灯、右前大灯远近光灯、右喇叭，右前行车灯、右前转向灯、防浪板收电磁铁、防浪板放电磁铁、绞盘取力电磁铁、抽尘泵。

左后灯光模块由CAN接收发送电路、单片机处理电路、开关量信号采集电路、开关量信号输出电路、电压信号采集电路组成，单片机选用PIC18F258型号。左后灯光模块主要控制车后左侧的转向灯、尾灯、刹车灯、倒车灯、示廓灯、防空刹车灯、防空尾灯的工作状态，同时为车内的总开关接触器线圈和增压风机接触器线圈等提供电源。左后灯光模块可以通过其引脚连接左油箱传感器、左后转向灯、左刹车灯、左尾灯、左防空尾灯、左防空刹车灯、左倒车灯、左后示廓灯、毒罐电磁铁线圈、增压风扇接触器线圈。

右后灯光模块由CAN接收发送电路、单片机处理电路、开关量信号采集电路、开关量信号输出电路、电压信号采集电路组成，单片机选用PIC18F258型号。右后灯光模块主要控制车后右侧的转向灯、尾灯、刹车灯、倒车灯、示廓灯、防空刹车灯、防空尾灯的工作状态。右后灯光模块通过引脚连接右油箱传感器、右后转向灯、右刹车灯、右尾灯、右防空尾灯、右防空刹车灯、右倒车灯、右后示廓灯。

灭火瓶模块单片机可以选用PIC18F458型号，控制方式和动力仓模块相同。灭火瓶模块可以在动力仓发生火灾时实现灭火，采集前气压传感器的参数和各种开关量的状态并传输，同时为左右回油电磁铁提供电源。灭火瓶模块可以通过其引脚连接前气压传感器、后气压传感器、四管路保护阀开关、中桥差速锁、后桥差速锁、水上前进档、水上倒挡、手制动、1号灭火瓶功率输出、2号灭火瓶功能输出、左进回油电磁铁、右进回油电磁铁、柴油泵。

三防模块单片机选用PIC18F258型号，控制方式和动力仓模块相同。三防模块主要是采集报警剂量仪和毒剂报警器的输出信号和相关的开关量的状态并传输，同时为报警剂量仪和毒剂报警器等提供电源。三防模块可以通过其引脚连接侧门转换开关、顶盖收开关、顶盖放开关、前排派车进水浮子、左侧示廓灯、左侧转向灯、前排水泵接触器和ZF-1报警、T81报警。

排气扇模块单片机选用PIC18F258型号，控制方式和动力仓模块相同。排气扇模块主要采集左右仓盖的状态，同时为排风电机电爆管和滤毒罐电磁铁提供电源。气扇模块可以通过其引脚连接左舱盖转换开关、右舱盖转换开关、排风电机关闭、排风电机电爆管。

图3中，描述的是仪表模块的原理框图。CAN接收发送电路将从总线上接收到的信号传给单片机处理电路1，由单片机对接收到的信号进行判断，再将信号传输给对应的单片机处理电路。单片机处理电路1与单片机处理电路2、3、4、5通过I²C方式进行通信。

CAN接收发送电路可以由型号为MCP2251CAN接收发送模块、型号为6N137高速光电偶合器、型号为NUP2105L抗浪涌模块和电阻、电容组成。抗浪涌模块NUP2105L可以用安森美公司专为CAN总线研制的抗干扰模块。MCP2251接收发送模块可以采用Microchip公司研制的CAN高速收发器。

单片机处理电路1可以选用Microchip公司生产的具有CAN功能的PIC18F258单片机。单片机处理电路2～5可以选用Microchip公司生产的PIC16F874单片机。单片机处理电路1中单片机PIC18F258的CANRX、CANTX脚与CAN电路连接，负责信号的接收发送。SCL、CDA与单片机处理电路2～5中单片机PIC16F874的SCL、CDA脚连接。报警显示驱动电路可以选用四片74HC595驱动发光二极管进行动态显示。步进电机驱动芯片可以选用VID6608型号。开关量信号输出电路分为电磁线圈输出电路和转向灯输出电路。电磁线圈输出电路采用了一个普通光电偶合器将单片机的输出信号和外部电路进行隔离，防止外部干扰信号的串入。大功率输出电路将5V信号转换成24V信号输出控制外部的大功率感性负载。转向灯输出电路同样可以采用一个普通光电偶合器将单片机的输出信号和外部电路进行隔离，采用了一个NE555芯片实现转向灯的闪烁控制。

图4中，描述的是动力仓模块的原理框图。电路中的CAN接收发送电路同前面图3所示已介绍的原理相同。车速信号采集电路和转速信号采集电路采集的频率信号，采集电路都使用了光电偶合器，目的是为了隔离干扰信号，里程信号频率较低，选用的是一般的光电偶合器，而转速信号频率较高，可以选用6N137高速光电偶合器。硅压力传感器的输出电压值是2.1～7.2V，电压信号采集电路将传感器的输出电压值降低到5V以下。电阻信号采集电路是将电阻信号转换成电压信号送给单片机。在动力仓模块中，由于处理的信号较多，单片机选用的是PIC18F458。

Claims (6)

1.一种仪表总成，包括，显示仪表、CAN总线协议控制器芯片和总线控制的功能模块，其特征在于，安装在显示仪表里的仪表模块、显示模块和开关模块通过CAN总线，接收动力仓模块传送来的信息数据并进行判断处理，送至对应的显示仪表，上述开关模块通过连接线路将开关面板上的开关信号进行处理后传送到CAN总线上，根据CAN总线协议发送出信号，寻找分别安装在车体不同位置，只与显示模块和开关模块进行通讯的功能模块。

2.按权利要求1所述的仪表总成，其特征在于，所述的功能模块，主要包括，分别连接于显示仪表线路上的开关量模块、动力仓模块、左前灯光模块、右前灯光模块、左后灯光模块、右后灯光模块、灭火瓶模块、三防模块和排气扇模块。

3.按权利要求1所述的仪表总成，其特征在于，所述的动力仓模块连接发动机和四路火焰感受器，将采集到的信号通过CAN总线传输给仪表模块。

4.按权利要求1或3所述的仪表总成，其特征在于，动力仓模块通过其引脚连接1～4档抵挡开关、5～8档高档开关、倒挡开关、火焰感受器开关、前桥差速锁开关、前中桥差速锁开关、后中桥差速锁开关、水上取力开关、行车动力开关、绞盘油泵取力开关、百叶窗电磁铁线圈、停车电磁铁线圈、右侧转向灯、右前示廓灯。

5.按权利要求2所述的仪表总成，其特征在于，所述的灭火瓶模块电连接前气压传感器，同时为左右回油电磁铁提供电源，并通过其引脚连接前气压传感器、后气压传感器、四管路保护阀开关、中桥差速锁、后桥差速锁、水上前进档、水上倒挡、手制动、1号灭火瓶功率输出、2号灭火瓶功能输出、左进回油电磁铁、右进回油电磁铁、柴油泵。

6.按权利要求2所述的仪表总成，其特征在于，所述的三防模块电连接报警剂量仪和毒剂报警器并提供电源，通过其引脚连接侧门转换开关、顶盖收开关、顶盖放开关、前排派车进水浮子、左侧示廓灯、左侧转向灯、前排水泵接触器和ZF-1报警、T81报警。

Images