分布式汽車車身控制系統設計

引言

　　隨著汽車電子的迅猛發展，現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(如發動機控制和變速控制)，底盤部分控制(如汽車防抱死系統ABS)和車身控制。其中車身控制系統主要是為了提高駕駛的方便性和乘坐的舒適性。車身控制系統涵蓋范圍廣，包括燈光控制系統，車門控制系統，座位控制系統，氣候(空調)控制系統，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點來說明車身控制系統如何實現分布式控制方案。

　　系統結構

　　該系統要實現的功能如下：

　　* 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、全輪驅動、輪間和軸間差速器相連的電磁閥的工作。

　　* 實時響應駕駛室控制開關的動作。

　　* 燈光自檢功能。

　　* 故障診斷定位能力。

　　該系統采用分布式結構，因為車身控制系統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，這勢必造成車內布線復雜，制造和安裝困難，并存在故障隱患。而分布式系統結構可以根據控制對象的位置來設計控制模塊，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，使系統結構清晰。同時分布式系統結構增加了系統的靈活性，可方便地增減節點。此外分布式系統結構還降低了單板的靜態電流，增加了單板的穩定性。系統結構示于圖1。

　　圖 1 分布式車身控制系統結構圖

　　根據系統功能要求和結構特點，系統被分成四個模塊：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，主要檢測駕駛室內控制開關的狀態，并根據這些控制開關的狀態實現相應的控制策略，然后將控制命令發送給向各子模塊，同時檢查各用電設備的工作狀態，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