一种重卡车智能底盘前模块论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种重卡车智能底盘前模块，涉及底盘模块领域；其包括本体，本体包括线路板组件，线路板组件包括电源分配电路、驱动电路和主控芯片，电源分配电路和主控芯片电性连接，主控芯片、驱动电路和电源分配电路顺次电性连接还包括电源故障检测电路，电源分配电路、电源故障检测电路和主控芯片顺次电性连接，实现电源故障检测；本实用新型使用智能功率芯片和智能电源芯片分配电源和检测电源故障，设置功率芯片进行驱动控制和检测驱动状态，实现智能保护，解决了现有的底盘前模块采用继电器驱动、分配电源方式单一、无法监控输出导致其故障率高的问题，达到了多样分配、智能驱动和实时监测，大大提高底盘前模块的可靠性的效果。

主设计要求

1.一种重卡车智能底盘前模块，包括本体，所述本体包括线路板组件，所述线路板组件包括电源分配电路、驱动电路和主控芯片，电源分配电路和主控芯片电性连接，主控芯片、驱动电路和电源分配电路顺次电性连接，实现电源分配控制，其特征在于：还包括电源故障检测电路，所述电源分配电路、电源故障检测电路和主控芯片顺次电性连接，实现电源故障检测。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：还包括驱动监测模块；所述驱动监测模块包括智能功率驱动模块和故障监测模块；所述主控芯片控制端、智能功率驱动模块和负载顺次电性连接，所述智能功率驱动模块、故障监测模块和主控芯片检测端顺次电性连接，实现驱动故障监测。

3.根据权利要求2所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：所述智能功率驱动模块包括智能功率芯片，智能功率芯片3引脚和INPUT2引脚、5和INPUT2引脚连接主控芯片，实现驱动控制，其7和CURRENT SENSE1引脚、9和CURRENT SENSE2引脚连接主控芯片，实现驱动对象状态检测，其OUTPUT2引脚连接电容C123，其OUTPUT1引脚连接电容C124，电容C123和电容C124并联连接，电容C123还连接瞬态抑制二极管TVS-2后连接驱动输出，电容C124还连接瞬态抑制二极管TVS后连接驱动输出。

4.根据权利要求1所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：所述电源故障检测电路包括电源芯片、功率芯片、瞬态抑制二极管TVS-1和瞬态抑制二极管TVS6，电源输入端连接瞬态抑制二极管TVS6，电源输出端连接瞬态抑制二极管TVS-1，电源芯片的I引脚连接电源输入端，其RO引脚连接主控芯片控制端，其Q引脚连接功率芯片Vbb引脚，功率芯片IN引脚连接主控芯片控制端，功率芯片IS引脚连接主控芯片检测端，功率芯片OUT引脚连接电源输出端。

5.根据权利要求1所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：所述电源分配电路包括保险丝分配电路、MOSFET分配电路和三极管分配电路，所述保险丝分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；所述MOSFET分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；所述三极管分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载。

6.根据权利要求4所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：所述电源故障检测电路还包括保险丝熔断检测电路，所述保险丝熔断检测电路包括保险丝、前端稳压电路和后端稳压电路，所述保险丝2引脚分别连接电源分配输入端和前端稳压电路，所述保险丝1引脚分别连接电源分配输出端和后端稳压电路，所述前端稳压电路连接主控芯片检测端，所述后端稳压电路连接主控芯片检测端。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：还包括通信模块，所述通信模块包括CAN通信模块和LIN通信模块，所述CAN通信模块输入端连接CAN总线，输出端连接主控芯片，所述LIN通信模块输入端连接LIN总线，输出端连接主控芯片。

8.根据权利要求1所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：还包括信号采集模块和数据锁存及并串口转换模块，所述信号采集模块输入端连接开关\/信号输入，其输出端连接数据锁存及并串口转换模块，所述数据锁存及并串口转换模块连接主控芯片。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：还包括装载本体的壳体，所述壳体包括上盖和下盖，所述上盖、本体和下盖从上至下密封连接，所述本体上设置线路板组件。

10.根据权利要求9所述的一种重卡车智能底盘前模块，其特征在于：所述上盖(1)设置装载密封胶圈(6)的密封槽A(10)，所述本体(2)设置凸台A(5)，所述凸台A(5)压入密封槽A(10)实现密封连接，所述下盖(3)设置凸台B(7)，所述线路板组件(4)套边和下盖(3)的凸台B(7)压入本体(2)设置的密封槽B(9)实现密封连接，所述上盖(1)和本体(2)还通过三元乙丙橡胶条(8)连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及底盘模块领域，尤其是一种重卡车智能底盘前模块。

背景技术

重卡车的底盘前模块实现提供电源、分配电源、驱动负载(负载包括车灯、控制器和马达)等功能，现有的底盘前模块故障率高，包括以下因素：一、现有的底盘前模块采用继电器驱动负载，继电器使用寿命会因长期的高温环境逐渐降低，导致其控制的可靠性越来越低，容易产生故障；二、现有的底盘模块采用继电器驱动负载，仅能简单地控制，无法获取负载状态，无法监控负载；三、现有的底盘模块一般采用保险丝或者三极管分配电源，分配电源的形式单一，无法满足现有的需求，当分配方式故障时，整个模块将无法工作，导致故障频发；因此，需要一种底盘前模块可以克服以上问题，降低底盘前模块的故障率，提高其的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种重卡车智能底盘前模块，解决了现有的底盘前模块采用继电器驱动、分配电源方式单一、无法监控输出导致其故障率高的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种重卡车智能底盘前模块，包括本体，所述本体包括线路板组件，所述线路板组件包括电源分配电路驱动电路和主控芯片，电源分配电路和主控芯片电性连接，主控芯片、驱动电路和电源分配电路顺次电性连接，实现电源分配控制，还包括电源故障检测电路，所述电源分配电路、电源故障检测电路和主控芯片顺次电性连接，实现电源故障检测。

优选地，还包括驱动监测模块；所述驱动监测模块包括智能功率驱动模块和故障监测模块；所述主控芯片控制端、智能功率驱动模块和负载顺次电性连接，所述智能功率驱动模块、故障监测模块和主控芯片检测端顺次电性连接，实现驱动故障监测。

优选地，所述智能功率驱动模块包括智能功率芯片，智能功率芯片3引脚和INPUT2引脚、5和INPUT2引脚连接主控芯片，实现驱动控制，其7和CURRENT SENSE1引脚、9和CURRENT SENSE2引脚连接主控芯片，实现驱动对象状态检测，其OUTPUT2引脚连接电容C123，其OUTPUT1引脚连接电容C124，电容C123和电容C124并联连接，电容C123还连接瞬态抑制二极管TVS-2后连接驱动输出，电容C124还连接瞬态抑制二极管TVS后连接驱动输出。

优选地，所述电源故障检测电路包括电源芯片、功率芯片、瞬态抑制二极管TVS-1和瞬态抑制二极管TVS6，电源输入端连接瞬态抑制二极管TVS6，电源输出端连接瞬态抑制二极管TVS-1，电源芯片的I引脚连接电源输入端，其RO引脚连接主控芯片控制端，其Q引脚连接功率芯片Vbb引脚，功率芯片IN引脚连接主控芯片控制端，功率芯片IS引脚连接主控芯片检测端，功率芯片OUT引脚连接电源输出端。

优选地，所述电源分配电路包括保险丝分配电路、MOSFET分配电路和三极管分配电路，所述保险丝分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；所述MOSFET分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；所述三极管分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载。

优选地，所述电源故障检测电路还包括保险丝熔断检测电路，所述保险丝熔断检测电路包括保险丝、前端稳压电路和后端稳压电路，所述保险丝2引脚分别连接电源分配输入端和前端稳压电路，所述保险丝1引脚分别连接电源分配输出端和后端稳压电路，所述前端稳压电路连接主控芯片检测端，所述后端稳压电路连接主控芯片检测端。

优选地，还包括通信模块，所述通信模块包括CAN通信模块和LIN通信模块，所述CAN通信模块输入端连接CAN总线，输出端连接主控芯片，所述LIN通信模块输入端连接LIN总线，输出端连接主控芯片。

优选地，还包括信号采集模块和数据锁存及并串口转换模块，所述信号采集模块输入端连接开关\/信号输入，其输出端连接数据锁存及并串口转换模块，所述数据锁存及并串口转换模块连接主控芯片。

优选地，还包括装载本体的壳体，所述壳体包括上盖和下盖，所述上盖、本体和下盖从上至下密封连接，所述本体上设置线路板组件。

优选地，所述上盖设置装载密封胶圈的密封槽A，所述本体设置凸台A，所述凸台A压入密封槽A实现密封连接，所述下盖设置凸台B，所述线路板组件套边和下盖的凸台B压入本体设置的密封槽B实现密封连接，所述上盖和本体还通过三元乙丙橡胶条连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型使用智能功率芯片和智能电源芯片实现电源智能分配和电源故障检测，防止底盘模块电源故障，设置功率芯片进行驱动控制和检测驱动状态，实现智能保护和检测，解决了现有的底盘前模块采用继电器驱动、分配电源方式单一、无法监控输出导致其故障率高的问题，达到了多样分配、智能驱动和实时监测，大大提高底盘前模块的可靠性的效果；

2.本实用新型通过监测功率芯片和电源芯片的输出，通过CAN通信传输至主控芯片，利于及时监控电源状态和负载状态进行一级保护，同时功率芯片和电源芯片自带保护电路进行二级保护，实现故障监控和智能保护，大大降低底盘前模块的故障率；

3.本实用新型使用开关电源电路加瞬态抑制二极管，提升抗干扰能力，现在使用的电源电路可通过ISO7637-3标准，提高底盘前模块电源的可靠性；

4.本实用新型实现CAN总线通信，利于稳定通信，实现负载监测和电源保护；

5.本实用新型通过检测保险丝熔断情况，根据检测结果及时控制，进一步防止底盘前模块故障；

6.本实用新型壳体采用凸台和密封圈实现密封连接，实现防水，等级IP69K，利于提高底盘前模块的可靠性和安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的控制框图；

图2是本实用新型的电源故障检测电路图；

图3是本实用新型的驱动监测模块电路图；

图4是本实用新型的保险丝熔断检测电路图；

图5是本实用新型的通信电路图；

图6是本实用新型的信号采集和转换电路图；

图7是本实用新型的电源分配电路图；

图8是本实用新型的结构示意图；

图9是本实用新型的防水结构示意图；

图10是本实用新型的防水结构细节放大图；

图中标记：1-上盖，2-本体，3-下盖，4-线路板组件，5-凸台A，6-密封圈，7-凸台B，8-三元乙丙橡胶条，9-密封槽B，10-密封槽A。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术问题：解决了现有的底盘前模块采用继电器驱动、分配电源方式单一、无法监控输出导致其故障率高的问题；

技术手段：一种重卡车智能底盘前模块，包括本体，所述本体包括线路板组件，所述线路板组件包括电源分配电路驱动电路和主控芯片，电源分配电路和主控芯片电性连接，主控芯片、驱动电路和电源分配电路顺次电性连接，实现电源分配控制，还包括电源故障检测电路，所述电源分配电路、电源故障检测电路和主控芯片顺次电性连接，实现电源故障检测。

还包括驱动监测模块；所述驱动监测模块包括智能功率驱动模块和故障监测模块；所述主控芯片控制端、智能功率驱动模块和负载顺次电性连接，所述智能功率驱动模块、故障监测模块和主控芯片检测端顺次电性连接，实现驱动故障监测。

所述智能功率驱动模块包括智能功率芯片，智能功率芯片3引脚和INPUT2引脚、5和INPUT2引脚连接主控芯片，实现驱动控制，其7和CURRENT SENSE1引脚、9和CURRENTSENSE2引脚连接主控芯片，实现驱动对象状态检测，其OUTPUT2引脚连接电容C123，其OUTPUT1引脚连接电容C124，电容C123和电容C124并联连接，电容C123还连接瞬态抑制二极管TVS-2后连接驱动输出，电容C124还连接瞬态抑制二极管TVS后连接驱动输出。

电源故障检测电路包括电源芯片、功率芯片、瞬态抑制二极管TVS-1和瞬态抑制二极管TVS6，电源输入端连接瞬态抑制二极管TVS6，电源输出端连接瞬态抑制二极管TVS-1，电源芯片的I引脚连接电源输入端，其RO引脚连接主控芯片控制端，其Q引脚连接功率芯片Vbb引脚，功率芯片IN引脚连接主控芯片控制端，功率芯片IS引脚连接主控芯片检测端，功率芯片OUT引脚连接电源输出端。

电源分配电路包括保险丝分配电路、MOSFET分配电路和三极管分配电路，所述保险丝分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；所述MOSFET分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；所述三极管分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载。

电源故障检测电路还包括保险丝熔断检测电路，所述保险丝熔断检测电路包括保险丝、前端稳压电路和后端稳压电路，所述保险丝2引脚分别连接电源分配输入端和前端稳压电路，所述保险丝1引脚分别连接电源分配输出端和后端稳压电路，所述前端稳压电路连接主控芯片检测端，所述后端稳压电路连接主控芯片检测端。

还包括通信模块，所述通信模块包括CAN通信模块和LIN通信模块，所述CAN通信模块输入端连接CAN总线，输出端连接主控芯片，所述LIN通信模块输入端连接LIN总线，输出端连接主控芯片。

还包括信号采集模块和数据锁存及并串口转换模块，所述信号采集模块输入端连接开关\/信号输入，其输出端连接数据锁存及并串口转换模块，所述数据锁存及并串口转换模块连接主控芯片。

还包括装载本体的壳体，所述壳体包括上盖和下盖，所述上盖、本体和下盖从上至下密封连接，所述本体上设置线路板组件。

上盖设置装载密封胶圈的密封槽A，所述本体设置凸台A，所述凸台A压入密封槽A实现密封连接，所述下盖设置凸台B，所述线路板组件套边和下盖的凸台B压入本体设置的密封槽B实现密封连接，所述上盖和本体还通过三元乙丙橡胶条连接。

技术效果：本实用新型使用智能功率芯片和智能电源芯片实现电源智能分配和电源故障检测，防止底盘模块电源故障，设置功率芯片进行驱动控制和检测驱动状态，实现智能保护，解决了现有的底盘前模块采用继电器驱动、分配电源方式单一、无法监控输出导致其故障率高的问题，达到了多样分配、智能驱动和实时监测，大大提高底盘前模块的可靠性的效果；通过监测功率芯片和电源芯片的输出，通过CAN通信传输至主控芯片，利于及时监控电源状态和负载状态进行一级保护，同时功率芯片和电源芯片自带保护电路进行二级保护，实现故障监控和智能保护，大大降低底盘前模块的故障率；使用开关电源电路加瞬态抑制二极管，提升抗干扰能力，现在使用的电源电路可通过ISO7637-3标准，提高底盘前模块电源的可靠性；实现CAN总线通信，利于稳定通信，实现负载监测和电源保护；通过检测保险丝熔断情况，根据检测结果及时控制，进一步防止底盘前模块故障；壳体采用凸台和密封圈实现密封连接，实现防水，等级IP69K，利于提高底盘前模块的可靠性和安全性能。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种重卡车智能底盘前模块，包括本体，本体包括线路板组件，线路板组件包括电源分配电路、驱动电路和主控芯片，电源分配电路和主控芯片电性连接，主控芯片、驱动电路和电源分配电路顺次电性连接，实现电源分配控制，还包括电源故障检测电路，电源分配电路、电源故障检测电路和主控芯片顺次电性连接，实现电源故障检测。

还包括通信模块，通信模块包括CAN通信模块和LIN通信模块，CAN通信模块输入端连接CAN总线，输出端连接主控芯片，LIN通信模块输入端连接LIN总线，输出端连接主控芯片。

还包括信号采集模块和数据锁存及并串口转换模块，信号采集模块输入端连接开关\/信号输入，其输出端连接数据锁存及并串口转换模块，数据锁存及并串口转换模块连接主控芯片，具体电路如图6所示。

电源故障检测电路如图2所示，工作原理：功率芯片实时监控输出电流并将信号反馈给主控芯片，信号经主控芯片过载抱回程序处理后，如发现过载主控芯片将软件关断电源芯片和功率芯片切断电源输出，并将故障信号经CAN总线发出；选用带有过载保护功能的电源芯片，当外部过载时，电源芯片将切断输出，实现故障检测和双重保护；使用开关电源电路加瞬态抑制二极管，提升抗干扰能力；其中，功率芯片型号为BTS6143D\/BTS724G，电源芯片型号为LM2575HV-ADJ，主控芯片型号为PIC24HJ256GP610A-I\/PF或者PIC18F25K80-I\/PF，瞬态抑制二极管型号为SMEJ33CA，CAN通信电路如图5所示。

现有产品不能对产品状态实时监控和故障保护，本申请通过电源芯片和功率芯片实现故障检测和智能控制，利于稳定分配电源，及时发现电源故障，提高底盘前模块的可靠性。

实施例2

基于实施例1，本实施例采用智能功率驱动芯片实现智能驱动和实时监测驱动状态，具体电路如图3所示，功率芯片型号为VND5012AK；智能功率驱动芯片实时监控输出电流并将信号反馈给主控芯片，信号经主控芯片过载保护程序处理后，如发现过载主控芯片将软件关断智能功率驱动芯片切断输出，并将故障信号经CAN总线发出；智能功率驱动芯片带有过流、过压及过温保护功能，当外部出现过流、过压或过温时，智能功率驱动芯片将切断输出。

智能功率驱动模块包括智能功率芯片，智能功率芯片3引脚和INPUT2引脚、5和INPUT2引脚连接主控芯片，实现驱动控制，其7和CURRENT SENSE1引脚、9和CURRENTSENSE2引脚连接主控芯片，实现驱动对象状态检测，其OUTPUT2引脚连接电容C123，其OUTPUT1引脚连接电容C124，电容C123和电容C124并联连接，电容C123还连接瞬态抑制二极管TVS-2后连接驱动输出，电容C124还连接瞬态抑制二极管TVS后连接驱动输出。单片机通过连接功率芯片的INPUT引脚控制，功率芯片输出端连接驱动对象；同时采用的功率芯片可根据功率芯片的电流检测引脚(功率芯片的CURRT SENSE引脚)反馈驱动对象的状态给单片机。

实现智能驱动，避免现有继电器驱动稳定性和可靠性差的缺点，实时监测驱动状态，实现智能保护。

实施例3

基于实施例1，本实施例设置保险丝熔断检测电路，电源故障检测电路还包括保险丝熔断检测电路，所述保险丝熔断检测电路包括保险丝、前端稳压电路和后端稳压电路，所述保险丝2引脚分别连接电源分配输入端和前端稳压电路，所述保险丝1引脚分别连接电源分配输出端和后端稳压电路，所述前端稳压电路连接主控芯片检测端，所述后端稳压电路连接主控芯片检测端，具体电路如图3所示。

保险丝熔断指示：在保险丝两端设计电平监控电路实时监测保险丝两端电平信号，如果保险丝前端监测有电平信号，而后端监测无电平信号，则判定为保险丝熔断，MCU将熔断信号经由CAN总线发送至仪表。

实施例4

基于实施例1，本实施例的电源分配电路包括保险丝分配电路、MOSFET分配电路和三极管分配电路，保险丝分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；MOSFET分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载；三极管分配电路输入端连接电源分配电路输出端，其输出端连接负载，具体电路如图7所示。

实施例5

基于实施例1-4，底盘前模块的结构设置防水功能，利于提高其的使用寿命，利于提高其的可靠性；底盘前模块还包括装载本体的壳体，壳体包括上盖和下盖，上盖、本体和下盖从上至下密封连接，本体上设置线路板组件。如图8-10所示，所述上盖1设置装载密封胶圈6的密封槽A10，所述本体2设置凸台A5，所述凸台A5压入密封槽A10实现密封连接，所述下盖3设置凸台B7，所述线路板组件4套边和下盖3的凸台B7压入本体2设置的密封槽B9实现密封连接，所述上盖1和本体2还通过三元乙丙橡胶条8连接。

壳体采用凸台和密封圈实现密封连接，实现防水，等级IP69K，利于提高底盘前模块的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种重卡车智能底盘前模块论文和设计

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