车载信号转换系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种车载信号转换系统，包括：多个信号输入接口，用于接收硬线信号；多个信号输出接口，用于为用电器件提供驱动信号；总线接口，总线接口与车辆总线相连，用于从车辆总线获取第一总线信号，并向车辆总线发送第二总线信号；控制芯片，用于将硬线信号和第一总线信号转换为驱动信号或第二总线信号，并将驱动信号或第二总线信号发送至对应的信号输出接口或总线接口。根据本发明实施例的车载信号转换系统可对车辆总线信号或硬线信号（例如整车开发初期需要用到的输入信号，或者整车开发初期新增加的输入信号）进行处理，从而提升整车开发效率并节约开发成本。
【专利说明】车载信号转换系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车【技术领域】，特别涉及一种车载信号转换系统。
【背景技术】
[0002] 由于整车在开发初期无法明确信号的类型、数量及处理策略，导致一些输入信号 没有相应的电子控制单元E⑶(Electronic Control Unit)处理，无法将信号传送到CAN/ LIN总线（CAN总线：一种车载总线，全称为Controller Area Network ;LIN总线：一种车载 总线，全称为Local Interconnect Network)上去，同时，也导致通过CAN/LIN总线转发的 输出信号没有相应的ECU执行。
[0003] 相关技术中，为解决上述问题，将新增加的硬线信号转换到CAN或LIN总线上去， 需要更改某个E⑶进行信号处理等，涉及方案的更改和ECU的二次开发，开发周期长，浪费 时间且成本高。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的目的在于提出一种车载信号转换系统。该车载信号转换系统可对 整车开发初期将诸如整车里面新增加的输入信号进行处理，从而提升整车开发效率。
[0006]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种车载信号转换系统，包括：多个信 号输入接口，用于接收硬线信号；多个信号输出接口，用于为用电器件提供驱动信号；总线 接口，所述总线接口与车辆总线相连，用于从所述车辆总线获取第一总线信号，并向所述车 辆总线发送第二总线信号；以及控制芯片，所述控制芯片分别与所述多个信号输入接口、多 个信号输出接口和总线接口相连，用于将所述硬线信号和所述第一总线信号转换为驱动信 号或第二总线信号,并将所述驱动信号或第二总线信号发送至对应的信号输出接口或总线 接口。
[0007] 根据本发明实施例的车载信号转换系统，可以将车辆的信号（例如整车开发初期 需要用到的输入信号，或者整车开发初期新增加的输入信号）处理为CAN/LIN总线信号或 者驱动信号，同时也可将车辆总线上的CAN/LIN总线信号转换成硬线信号或者驱动信号， 这样，可以对上述的信号进行及时地处理，从而提升整车开发效率并节约开发成本。
[0008] 另外，根据本发明上述实施例的车载信号转换系统还可以具有如下附加的技术特 征：
[0009] 在一些示例中，所述多个信号输入接口包括模拟电阻输入接口、数字信号输入接 口和模拟电压输入接口中的一种或多种，所述硬线信号包括模拟电阻输入信号、开关量输 入信号和模拟电压输入信号中的一种或多种。
[0010] 在一些示例中，所述多个信号输出接口包括灯驱动接口、继电器驱动接口和开关 量输出接口中的~种或多种，所述驱动彳目号包括灯驱动/[旨号、继电器驱动信号和开关量输 出信号中的一种或多种。
[0011] 在一些示例中，所述总线接口包括：CAN总线接口和LIN总线接口，所述车辆总线 包括CAN总线和LIN总线。
[0012] 在一些示例中，所述CAN总线接口和LIN总线接口采用CAN/LIN收发器实现。
[0013] 在一些示例中，所述第二总线信号包括：源地址、目标地址和数据项。
[0014] 在一些示例中，所述控制芯片将所述硬线信号转换为第二总线信号时，所述第二 总线信号的源地址为接收所述硬线信号的信号输入接口的地址，所述目标地址为车辆中接 收所述第二总线信号的控制器的地址，所述控制芯片将所述第一总线信号转换为第二总线 信号时，所述第二总线信号的源地址为车辆中发送所述第一总线信号的控制器的地址，所 述目标地址为车辆中接收所述第二总线信号的控制器的地址。
[0015] 在一些示例中，还包括：分别与所述控制芯片相连的点火钥匙控制信号输入端口 和电源接口。
[0016] 在一些示例中，所述控制芯片为RL78/F13型号的单片机。
[0017] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和各易理解，其中：
[0019] 图1是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的示意图；
[0020] 图2是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的信号输入接口的电路图；
[0021] 图3是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的信号输出接口的电路图；
[0022] 图4是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的控制芯片的电路图；
[0023]图5是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的控制芯片对总线信号进行 转换的步骤图；
[0024]图6是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的控制芯片对硬线信号进行 转换的步骤图；
[0025]图7是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的转换后的总线数据的数据 帧格式示意图；以及
[0026] 图8是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的转换配置示意图。
[0027] 附图标记说明：
[0028]多个信号输入接口 110、多个信号输出接口 12〇、总线接口 130、控制芯片140、点火 钥匙控制信号输入端口 150、电源接口 160、CAN总线接口 131和LIN总线接口 132。
【具体实施方式】
[0029] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。
[0031]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。
[0032] 以下结合附图描述根据本发明实施例的车载信号转换系统。
[0033] 图1是根据本发明一个实施例的车载信号转换系统的结构框图。如图1所示，根 据本发明一个实施例的车载信号转换系统，包括：多个信号输入接口 110、多个信号输出接 口 120、总线接口 130和控制芯片140。
[0034]其中，多个信号输入接口 110用于接收硬线信号。多个信号输出接口 120用于为 用电器件提供驱动信号。总线接口 130与车辆总线（图1中未示出）相连，用于从车辆总 线获取第一总线信号，并向车辆总线发送第二总线信号。控制芯片140分别与多个信号输 入接口 110、多个信号输出接口 120和总线接口 130相连，用于将硬线信号和第一总线信号 转换为驱动信号或第二总线信号，并将驱动信号或第二总线信号发送至对应的信号输出接 口 120或总线接口 130。
[0035] 进一步地，在本发明的一个实施例中，车载信号转换系统还包括：点火钥匙控制信 号输入端口 150 (即KL15)和电源接口 160 (即KL30)。点火钥匙控制信号输入端口 150和 电源接口 160均与控制芯片140相连。
[0036] 以下结合附图1-4对本发明实施例的车载信号转换系统的信号输入接口 110、信 号输出接口 120、总线接口 130和控制芯片140进行详细说明。
[0037] 其中，多个信号输入接口 110例如包括模拟电阻输入接口、数字信号输入接口和 模拟电压输入接口中的一种或多种，硬线信号例如包括模拟电阻输入信号、开关量输入信 号和模拟电压输入信号中的一种或多种。其中，硬线信号可以是整车里新增加的信号，而车 辆上的EQJ(Electronic Control Unit,电子控制单元，简称"EQJ"）又没有多余引脚接收 的输入信号。例如，模拟电压信号（即模拟电压输入信号）、开关量输入信号和传感器信号 等。
[0038] 如图2所示，为信号输入接口 110的电路图。信号输入接口 11〇能够检测的输入 信号包括了上述的模拟电阻输入信号、低有效和高有效的开关量输入信号、模拟电压输入 信号、高有效的开关量输入信号、KL30和KL1 5等。其中，模拟电阻输入和低有效的开关量 输入信号复合设计、模拟电压输入信号和高有效开关量输入信号复合设计。
[0039] 多个信号输出接口 120包括但不限于灯驱动接口、继电器驱动接口和开关量输出 接口中的一种或多种，驱动信号包括但不限于灯驱动信号、继电器驱动信号和开关量输出 信号中的一种或多种。其中，驱动信号可以为整车里新增加的信号，而车辆中的 ECU又没有 多余引脚控制的输出信号，例如：led驱动信号（灯驱动信号）、继电器驱动信号、开关量输 出信号等。
[0040] 如图3所示，为信号输出接口 120的电路图。输出的驱动信号的形式例如包括脉 宽调制信号（Pulse Width Modulation，PWM信号）和100mA的高边电流输出信号等，能驱 动继电器和LED灯。
[0041] 结合图1和图4所示，总线接口 130包括CAN总线接口 131和LIN总线接口 132， 车辆总线包括CAN总线和LIN总线。CAN总线接口 131和LIN总线接口 132例如采用CAN/ LIN收发器实现，例如恩智浦NXP开发的CAN/LIN收发器。控制芯片140为RL78/F13型号的 单片机。即控制芯片140采用瑞萨RLM/Fl 3系列，CAN总线接口 131、LIN总线接口 132和 10引脚（即信号输入接口 110和信号输出接口 12〇)充足，并兼有AD转换和脉宽调制等功 能。CAN 总线接口 131 和 LIN 总线接口 132 进行静电释放 ESD (Electro-Static discharge) 以及阻塞CHOKE等多重保护设计。
[0042] 以下结合附图5-7对本发明实施例的车载信号转换系统进行信号转换的过程进 行描述。
[0043]其中，由控制芯片140转换得到的第二总线信号包括：源地址、目标地址和数据 项。进而控制芯片140将硬线信号转换为第二总线信号时，第二总线信号的源地址为接收 硬线信号的信号输入接口的地址，目标地址为车辆中接收第二总线信号的控制器的地址； 控制芯片140将第一总线信号转换为第二总线信号时，第二总线信号的源地址为车辆中发 送第一总线信号的控制器的地址，目标地址为车辆中接收第二总线信号的控制器的地址。 即处理CAN总线信号和LIN总线信号时，将其转换为CAN总线信号格式、LIN总线信号格式， 或转发到输出接口以驱动相应的执行器或指示灯。处理10输入信号时，将其转换为CAN总 线信号格式、LIN总线信号格式，或转发到输出接口驱动相应的执行器或指示灯。
[0044]具体而言，如图5所示，车载信号转换系统对接收的总线信号（即第一总线信号） 进行转换的过程包括：
[0045] 步骤 S5〇l :KL30 上电。
[0046] 步骤S5〇2 :车载信号转换系统初始化并检测各个端口。
[0047]步骤S5〇3 :判断车载信号转换系统是否稳定，如果是则执行步骤S5〇4,否则返回 步骤S502。
[0048] 步骤S504 :检测车辆总线和输入端口的信号。
[0049]步骤S5〇5 :检测到CAN总线信号、LIN总线信号，则执行步骤S507至步骤S510,否 则执行步骤S511。
[0050]步骤S5〇6 :总线信号解析区进行解析。解析为CAN总线信号、LIN总线信号或者直 接转发给信号输出接口。
[0051] 步骤S507 :如果解析为CAN总线信号，则转发为CAN总线信号。
[0052] 步骤S5〇8 :CAN总线信号发送至CAN报文发送缓冲区。
[0053]步骤S509 :如果解析为LIN总线信号，则转发为lin总线信号。
[0054] 步骤S510 :LIN总线信号发送至LIN报文发送缓冲区。
[0055]步骤S511 :如果是直接转发给信号输出接口的，则发送至信号输出接口发送缓冲 区。
[0056] 步骤S512:发送等待。
[0057] 步骤S513:转发完成。
[0058]如图6所示，车载信号转换系统对接收的硬线信号进行转换的过程包括：
[0059] 步骤S601 :接收到硬线信号。
[0060] 步骤S602 :对硬线信号进行解析，如果解析为CAN总线信号或LIN总线信号，则执 行步骤S603至步骤S606,否则执行步骤S607。
[0061] 步骤S603 :转发为CAN总线信号。
[0062] 步骤S604 :CAN总线信号发送至CAN报文发送缓冲区
[0063] 步骤S605 :转发为LIN总线信号。
[0064] 步骤S606 :LIN总线信号发送至LIN报文发送缓冲区。
[0065] 步骤S607 :如果是直接转发给信号输出接口的，则发送至信号输出接口发送缓冲 区。
[0066] 步骤S608:发送等待。
[0067] 步骤S609:转发完成。
[0068] 步骤S610 :继续检测总线信号和硬线信号。 t〇〇69] 在上述转换过程中，利用信号转换规则和数据帧格式进行转换。
[0070] 数据帧格式如图7所示。这种数据帧格式是在总线信号解析时使用，对接收到的 CAN总线、LIN总线信号或10输入信号（硬线信号），将要转发的信号按图7所示的帧排列， 发送到对应的CAN总线或LIN总线上；对于转换成的10输出信号（驱动信号），直接发送 到相应的10 口（信号输出接口）即可。
[0071] 信号转换规则：
[0072] 首先配置转换规则，如表1所示：
[0073] 表 1
[0074]
【权利要求】
1. 一种车载信号转换系统，其特征在于，包括： 多个信号输入接口，用于接收硬线信号； 多个信号输出接口，用于为用电器件提供驱动信号； 总线接口，所述总线接口与车辆总线相连，用于从所述车辆总线获取第一总线信号，并 向所述车辆总线发送第二总线信号；以及 控制芯片，所述控制芯片分别与所述多个信号输入接口、多个信号输出接口和总线接 口相连，用于将所述硬线信号和所述第一总线信号转换为驱动信号或第二总线信号，并将 所述驱动信号或第二总线信号发送至对应的信号输出接口或总线接口。
2·根据权利要求1所述的车载信号转换系统，其特征在于，所述多个信号输入接口包 括模拟电阻输入接口、数字信号输入接口和模拟电压输入接口中的一种或多种，所述硬线 信号包括模拟电阻输入信号、开关量输入信号和模拟电压输入信号中的一种或多种。
3. 根据权利要求1所述的车载信号转换系统，其特征在于，所述多个信号输出接口包 括灯驱动接口、继电器驱动接口和开关量输出接口中的一种或多种，所述驱动信号包括灯 驱动信号、继电器驱动信号和开关量输出信号中的一种或多种。
4. 根据权利要求1所述的车载信号转换系统，其特征在于，所述总线接口包括：CAN总 线接口和LIN总线接口，所述车辆总线包括CAN总线和LIN总线。
5. 根据权利要求4所述的车载信号转换系统，其特征在于，所述CAN总线接口和LIN总 线接口采用CAN/LIN收发器实现。
6. 根据权利要求1所述的车载信号转换系统，其特征在于，所述第二总线信号包括：源 地址、目标地址和数据项。
7. 根据权利要求6所述的车载信号转换系统，其特征在于，所述控制芯片将所述硬线 信号转换为第二总线信号时，所述第二总线信号的源地址为接收所述硬线信号的信号输入 接口的地址，所述目标地址为车辆中接收所述第二总线信号的控制器的地址，所述控制芯 片将所述第一总线信号转换为第二总线信号时，所述第二总线信号的源地址为车辆中发送 所述第一总线信号的控制器的地址，所述目标地址为车辆中接收所述第二总线信号的控制 器的地址。
8. 根据权利要求1所述的车载信号转换系统，其特征在于，还包括：分别与所述控制芯 片相连的点火钥匙控制信号输入端口和电源接口。
9·根据权利要求ι-s任一项所述的车载信号转换系统，其特征在于，所述控制芯片为 RL78/F13型号的单片机。
【文档编号】G05B19/418GK104216388SQ201410520119
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】王雷, 张立峰, 王立崇, 耿俊庆, 刘彬, 孙婧 申请人:长城汽车股份有限公司