分布式汽車車身控制系統(tǒng)設(shè)計

引言

　　隨著汽車電子的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代汽車中電控單元逐漸增多，這些電控單元大致可分成三類：動力傳動裝置控制(如發(fā)動機控制和變速控制)，底盤部分控制(如汽車防抱死系統(tǒng)ABS)和車身控制。其中車身控制系統(tǒng)主要是為了提高駕駛的方便性和乘坐的舒適性。車身控制系統(tǒng)涵蓋范圍廣，包括燈光控制系統(tǒng)，車門控制系統(tǒng)，座位控制系統(tǒng)，氣候(空調(diào))控制系統(tǒng)，儀表盤顯示等。本文選取燈光、雨刷及底盤部分電磁閥這些控制節(jié)點來說明車身控制系統(tǒng)如何實現(xiàn)分布式控制方案。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　該系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能如下：

　　* 控制汽車上所有車燈。

　　* 控制雨

　　刷低速、高速、間歇式工作。

　　* 控制與取力器、全輪驅(qū)動、輪間和軸間差速器相連的電磁閥的工作。

　　* 實時響應(yīng)駕駛室控制開關(guān)的動作。

　　* 燈光自檢功能。

　　* 故障診斷定位能力。

　　該系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，因為車身控制系統(tǒng)的控制對象比較多而且位置分散，若采用點對點集中控制方式，控制模塊與被控對象之間需大量電纜連接，這勢必造成車內(nèi)布線復雜，制造和安裝困難，并存在故障隱患。而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)控制對象的位置來設(shè)計控制模塊，從而縮短了控制對象和控制模塊的距離，各模塊間通過LIN總線來通訊，該方式僅需一根線作為通訊線，這樣加上地線和電源線總共三根線，從而簡化了布線，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰。同時分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加了系統(tǒng)的靈活性，可方便地增減節(jié)點。此外分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還降低了單板的靜態(tài)電流，增加了單板的穩(wěn)定性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示于圖1。

　　圖 1 分布式車身控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　根據(jù)系統(tǒng)功能要求和結(jié)構(gòu)特點，系統(tǒng)被分成四個模塊：主控模塊和三個子模塊(前模塊、底盤模塊和后模塊)。

　　主控模塊位于車的駕駛室內(nèi)，主要檢測駕駛室內(nèi)控制開關(guān)的狀態(tài)，并根據(jù)這些控制開關(guān)的狀態(tài)實現(xiàn)相應(yīng)的控制策略，然后將控制命令發(fā)送給向各子模塊，同時檢查各用電設(shè)備的工作狀態(tài)，若有故障則報警顯示。前模塊位于車的前部，主要控制車前部的用電器，包括車前部的燈：遠光燈，近光燈，霧燈、左右前轉(zhuǎn)向燈、雨刷、風扇、加熱、緊急報警、喇叭的工作。底盤模塊位于車的底盤，主要控制與取力器、全輪驅(qū)動、輪間和軸間差速器相連的電磁閥的工作。后模塊位于車的后部，主要控制車后部的用電器，包括車后部的燈：尾燈，剎車燈，左右后轉(zhuǎn)向燈的工作。

　　主控模塊和子模塊的功能框圖示于圖2和圖3。

　　圖2 主模塊的硬件框圖

　　圖3 子模塊的硬件框圖