分布式汽車(chē)車(chē)身控制系統設計

引言

　　隨著(zhù)汽車(chē)電子的迅猛發(fā)展，現代汽車(chē)中電控單元逐漸增多，這些電控單元大致可分成三類(lèi)：動(dòng)力傳動(dòng)裝置控制(如發(fā)動(dòng)機控制和變速控制)，底盤(pán)部分控制(如汽車(chē)防抱死系統ABS)和車(chē)身控制。其中車(chē)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(chē)身控制系統涵蓋范圍廣，包括燈光控制系統，車(chē)門(mén)控制系統，座位控制系統，氣候(空調)控制系統，儀表盤(pán)顯示等。本文選取燈光、雨刷及底盤(pán)部分電磁閥這些控制節點(diǎn)來(lái)說(shuō)明車(chē)身控制系統如何實(shí)現分布式控制方案。

　　系統結構

　　該系統要實(shí)現的功能如下：

　　* 控制汽車(chē)上所有車(chē)燈。

　　* 控制雨

　　刷低速、高速、間歇式工作。

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

　　* 實(shí)時(shí)響應駕駛室控制開(kāi)關(guān)的動(dòng)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(chē)身控制系統的控制對象比較多而且位置分散，若采用點(diǎn)對點(diǎn)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(chē)內布線(xiàn)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(lái)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(guò)LIN總線(xiàn)來(lái)通訊，該方式僅需一根線(xiàn)作為通訊線(xiàn)，這樣加上地線(xiàn)和電源線(xiàn)總共三根線(xiàn)，從而簡(jiǎn)化了布線(xiàn)，使系統結構清晰。同時(shí)分布式系統結構增加了系統的靈活性，可方便地增減節點(diǎn)。此外分布式系統結構還降低了單板的靜態(tài)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(chē)身控制系統結構圖

　　根據系統功能要求和結構特點(diǎn)，系統被分成四個(gè)模塊：主控模塊和三個(gè)子模塊(前模塊、底盤(pán)模塊和后模塊)。

　　主控模塊位于車(chē)的駕駛室內，主要檢測駕駛室內控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，并根據這些控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)實(shí)現相應的控制策略，然后將控制命令發(fā)送給向各子模塊，同時(shí)檢查各用電設備的工作狀態(tài)，若有故障則報警顯示。前模塊位于車(chē)的前部，主要控制車(chē)前部的用電器，包括車(chē)前部的燈：遠光燈，近光燈，霧燈、左右前轉向燈、雨刷、風(fēng)扇、加熱、緊急報警、喇叭的工作。底盤(pán)模塊位于車(chē)的底盤(pán)，主要控制與取力器、全輪驅動(dòng)、輪間和軸間差速器相連的電磁閥的工作。后模塊位于車(chē)的后部，主要控制車(chē)后部的用電器，包括車(chē)后部的燈：尾燈，剎車(chē)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