CN101480937A - 一种基于lin总线的车身控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于LIN总线的车身控制***,包括LIN1总线子***和LIN2总线子***;LIN1总线子***包括与前车身控制器、主驾驶门控制器、副驾驶门控制器、前车灯控制器、车身防盗控制器、自动雨刮控制器连接的节点;LIN2总线子***包括与后车身控制器、后车灯控制器、左后门控制器、右后门控制器、倒车雷达控制器连接的节点。采用上述技术方案,降低了低端通讯网络的成本,解决了车内电子器件急剧增加所带来的线束增加及线束布置问题,使整车电器***设计简化,减少大量线束,同时增加了设计的灵活性,提高了***的可靠性,有利于分布式车身控制***的开发。
Description
技术领域
本发明属于汽车电气控制的技术领域,涉及车身控制***,更具体地说,本发明涉及一种基于LIN总线的车身控制***。
背景技术
随着车辆中电子器件的数量急剧增加,汽车的电气***变得越来越复杂。一些统计数据显示,汽车中电子器件所占的比例将达到40%到50%。因此导致汽车中线束的数量会越来越多且越来越复杂,这带来了很多问题,增加了整车线束布置的难度,并给汽车制造商和汽车维修厂的装配工作造成很***烦;且大量线束增加了整车的重量,不利于提高燃油效率和性能,且数量众多的连接点增加了故障隐患。因此车内引入通讯网络来管理逐渐增多的电子器件是非常必要的。汽车网络能够灵活方便的集成各子***从而实现更复杂的***,同时减少了车内线束和车重量及由电控单元带来的成本的增加,并且提高了汽车电气***的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种基于LIN总线的车身控制***,其目的是使整车电器***设计简化,并提高***的可靠性。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
本发明所提供的这种基于LIN总线的车身控制***,包括LIN1总线子***和LIN2总线子***;其中,所述的LIN1总线子***包括与前车身控制器、主驾驶门控制器、副驾驶门控制器、前车灯控制器、车身防盗控制器、自动雨刮控制器连接的节点;所述的LIN2总线子***包括与后车身控制器、后车灯控制器、左后门控制器、右后门控制器、倒车雷达控制器连接的节点。
为使本发明更加完善,还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案,以获得最佳的实用效果,更好地实现发明目的,并提高本发明的新颖性和创造性:
所述的前车身控制器和后车身控制器为CAN总线上两个节点,所述的LIN1总线子***和LIN2总线子***所需的通讯信号通过CAN总线进行传输。
所述的LIN1总线子***与前车身控制器连接的节点为LIN1总线子***的主节点;所述的LIN1总线子***与主驾驶门控制器、副驾驶门控制器、前车灯控制器、车身防盗控制器、自动雨刮控制器连接的节点为LIN1总线子***的从节点。
所述的LIN2总线子***与后车身控制器连接的节点为LIN2总线子***的主节点;所述的LIN2总线子***与后车灯控制器、左后门控制器、右后门控制器、倒车雷达控制器连接的节点为LIN2总线子***的从节点。
本发明采用上述技术方案,实现了汽车车身的控制***与CAN网络控制***的连接分布。LIN总线在车身控制***的应用,降低了低端通讯网络的成本,解决了车内电子器件急剧增加所带来的线束增加及线束布置问题,使整车电器***设计简化,减少大量线束,同时增加了设计的灵活性,提高了***的可靠性,有利于分布式车身控制***的开发。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为基于LIN总线的车身控制***拓扑图;
图2为前车身控制器与前灯光控制器通讯功能实现框图;
图3为前车身控制器与主驾驶门控制器通讯功能实现框图;
图4为前车身控制器与副驾驶门控制器通讯功能实现框图;
图5为前车身控制器与防盗喇叭控制器通讯功能实现框图;
图6为前车身控制器与自动雨刮控制器通讯功能实现框图;
图7为后车身控制器与后灯光控制器通讯功能实现框图;
图8为后车身控制器与左后门控制器通讯功能实现框图;
图9为后车身控制器与右后门控制器通讯功能实现框图;
图10为后车身控制器与倒车雷达控制器通讯功能实现框图;
图11为前灯光控制器硬件实现框图;
图12为LIN总线硬件接口电路图。
图中标记为:
1、LIN1总线子***,2、LIN2总线子***,3、前车身控制器,4、后车身控制器,5、主驾驶门控制器,6、副驾驶门控制器,7、前车灯控制器,8、车身防盗控制器,9、自动雨刮控制器,10、后车灯控制器,11、左后门控制器,12、右后门控制器,13、倒车雷达控制器,14、CAN总线。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等,作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1至图12所表达的本发明的结构、功能和通讯方式,本发明为一种基于LIN总线的车身控制***。
LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子***控制。LIN的目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能。因此,LIN总线是一种辅助的总线网络。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯,使用LIN总线可大大节省成本。
LIN技术规范中,除定义了基本协议和物理层外,还定义了开发工具和应用软件接口。LIN通讯是基于SCI(UART)数据格式,采用单主控制器/多从设备的模式,仅使用一根12V信号总线,和一个无固定时间基准的节点同步时钟线。这种低成本的串行通讯模式和相应的开发环境已经由LIN协会制定成标准。LIN的标准化将为汽车制造商以及供应商在研发、应用、操作***降低成本。
LIN总线的解决方案是1999年由众多汽车制造商和半导体公司创建的,其目的是为了找到更低成本的子总线网络,作为使用广泛的CAN通讯网络的辅助。LIN网络是基于主从结构的,使用单线通讯,减少了大量线束的重量和费用。LIN目标应用是不需要CAN的性能、带宽及复杂性的低速***,如开关类负载或位置型***包括车的后视镜、门锁、电动座椅、电动车窗、雨刮、照明***等方面的控制。LIN更有助于实现汽车中与CAN网络连接的分布式控制***。LIN总线在车身控制***的应用,降低了低端通讯网络的成本,同时增加了设计的灵活性,提高了***的可靠性,有利于分布式车身控制***的开发。因此LIN总线在汽车领域有着良好的应用前景,此外LIN总线作为一种开放协议,还可用在工业和家电领域,实现对速度要求不高,短距离连接的设备间的通讯。
汽车车身控制***主要包括灯光控制、车门控制、雨刮控制、车身防盗控制、电动座椅控制等,这些控制的基本原理是采集各种开关的状态量根据这些状态量来驱动负载动作,所以车身控制***的控制对象主要是不同功率的灯、电机、电磁阀和开关量等器件。它们对信息传输的实时性要求不高,因此车身控制***的通讯网络采用A类标准即可。LIN总线技术正是众多汽车生产商和半导体公司联合提出的A类车用通讯网的开放总线协议标准。同时考虑到车身控制***对成本比较敏感,LIN总线以其低成本的优势成为车身控制***网络的首选。
为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷,实现使整车电器***设计简化,并提高***的可靠性的发明目的,本发明采取的技术方案为:
如图1所示,本发明所提供的这种基于LIN总线的车身控制***,包括LIN1总线子***1和LIN2总线子***2;其中,所述的LIN1总线子***1包括与前车身控制器3、主驾驶门控制器5、副驾驶门控制器6、前车灯控制器7、车身防盗控制器8、自动雨刮控制器9连接的节点;所述的LIN2总线子***2包括与后车身控制器4、后车灯控制器10、左后门控制器11、右后门控制器12、倒车雷达控制器13连接的节点。
本发明的具体结构如下所述:
一、与CAN总线14的连接:
本发明所述的前车身控制器和后车身控制器为CAN总线14上两个节点,所述的LIN1总线子***1和LIN2总线子***2所需的通讯信号通过CAN总线14进行传输。
二、LIN1总线子***1内的连接关系:
本发明所述的LIN1总线子***1与前车身控制器3连接的节点为LIN1总线子***1的主节点;所述的LIN1总线子***1与主驾驶门控制器5、副驾驶门控制器6、前车灯控制器7、车身防盗控制器8、自动雨刮控制器9连接的节点为LIN1总线子***的从节点。
三、LIN2总线子***2内的连接关系:
所述的LIN2总线子***2与后车身控制器4连接的节点为LIN2总线子***2的主节点;所述的LIN2总线子***2与后车灯控制器10、左后门控制器11、右后门控制器12、倒车雷达控制器13连接的节点为LIN2总线子***2的从节点。
下面提供的是***的各组成部分的功能及电路构成:
一、***实现方式:
LIN1总线子***1实现方式如下所述:(LIN1总线子***1通讯功能实现框图如图2~图6所示。)
(一)前车身控制器3:LIN1总线子***1的主节点,同时为CAN总线节点。其主要实现功能为:
1、开关量采集:采集车灯开关信号、后视镜开关信号、雨刮开关信号、钥匙档位信号等;
2、控制前顶灯、雨刮等。
3、将车灯开关状态信号、后视镜开关状态信号、雨刮开关状态信号、钥匙档位信号发送到LIN1总线上;
4、从LIN1总线上接收车门状态信号、车灯状态信号、防盗喇叭状态信号、自动雨刮状态信号等;
5、将从LIN1总线上接收到的车门状态信号、车灯状态信号等信号转发到CAN总线上以供其他CAN节点接收。
(二)前车灯控制器7:(如图2所示)LIN1总线子***1的从节点之一。其主要实现功能为:
1、控制前车灯:近光灯、远光灯、前位置灯、前转向灯、侧转向灯、前雾灯、大灯调节电机、大灯洗涤电机等;
2、将近光灯状态信号、远光灯状态信号、前位置灯状态信号、前转向灯状态信号、侧转向灯状态信号、前雾灯状态信号、大灯调节状态信号、大灯洗涤状态信号等发送到LIN1总线上;
3、从LIN1总线上接收近光灯开关信号、远光灯开关信号、前位置灯开关信号、前转向灯开关信号、侧转向灯开关信号、前雾灯开关信号、大灯调节开关信号、大灯洗涤开关信号、钥匙档位信号。
(三)主驾驶门控制器5:(如图3所示)LIN1总线子***1的从节点之一。其主要实现功能为:
1、开关量采集:采集车窗开关信号、门锁开关信号等;
2、控制车窗、后视镜、门锁、门灯等;
3、将门开状态信号、门锁开关信号、门锁状态信号等发送到LIN1总线上;
4、从LIN1总线上接收后视镜开关信号、钥匙档位信号等。
(四)副驾驶门控制器6:(如图4所示)LIN1总线子***1的从节点之一。其主要实现功能为:
1、开关量采集:采集车窗开关信号、门锁开关信号等;
2、控制车窗、后视镜、门锁、门灯等;
3、将门开状态信号、门锁状态信号等发送到LIN1总线上;
4、从LIN1总线上接收后视镜开关信号、中控锁开关信号、车窗升降开关信号、钥匙档位信号等。
(五)车身防盗控制器8:(如图5所示)LIN1总线子***1的从节点之一。
其主要实现功能为:
1、控制防盗喇叭蜂鸣报警;
2、将车辆保护状态信号、报警周期信号、扬声器故障信号、内部电池故障信号、LIN通讯故障信号等发送LIN1总线上;
3、从LIN1总线上接收主节点发出的声音频率请求信号、报警周期请求信号、报警声音类型请求信号、报警音调请求信号、车辆保护状态请求信号等。
(六)自动雨刮控制器9(如图6所示):LIN1总线子***1的从节点之一。
其主要实现功能为:
1、检测雨量,控制雨刮;
2、将自动亮灯信号、雨刮电机工作信号、自动雨刮控制器故障信号等发送到LIN1总线上;
3、从LIN1总线上接收主节点发出的雨刮档位信号、洗涤开关信号、雨刮工作状态信号、雨刮灵敏度信号、雨刮位置信号、洗涤模式信号等。
LIN2总线子***2实现方式如下所述:(LIN2总线子***2的通讯功能实现框图如图7~图10所示。)
(一)后车身控制器4:(如图7所示)LIN2总线子***2的主节点,同时为CAN总线节点。其主要实现功能为:
1、开关量采集:采集后顶灯开关输入信号等;
2、控制后顶灯、后备箱等;
3、将车灯开关状态信号、后雨刮开关状态信号、倒车档开关信号、钥匙档位信号、车速信号、车窗升降信号、中控锁开关信号等从CAN总线上转发到LIN2总线上;
4、从LIN2总线上接收车门状态信号、后车灯状态信号、倒车雷达状态信号等;
5、将从LIN2总线上接收到的车门状态信号、后车灯状态信号、倒车雷达状态信号等转发到CAN总线上以供其他CAN节点接收。
(二)左后门控制器11:(如图8所示)LIN2总线子***2的从节点之一。
其主要实现功能为:
1、开关量采集:采集右后车窗开关状态信号、右后门锁开关信号;
2、控制左后车窗、左后门锁、门灯等;
3、将门开状态信号,锁状态信等号发送到LIN2总线上;
4、从LIN2总线上接收中控锁开关信号、车窗升降信号、钥匙档位信号等。
(三)右后门控制器12:(如图9所示)LIN2总线子***2的从节点之一。
其主要实现功能为:
1、开关量采集:采集右后车窗开关状态信号、右后门锁开关信号;
2、控制左后车窗、左后门锁、门灯等;
3、将门开状态信号,锁状态信号发送到LIN2总线上等;
4、从LIN2总线上接收中控锁开关信号、车窗升降信号、钥匙档位信号等。
(四)倒车雷达控制器13:(如图10所示)LIN2总线子***2的从节点之一。其主要实现功能为:
1、控制倒车雷达;
2、从LIN2总线上接收车速信号、倒车档开关信号等;
3、将探头工作状态信号、探头故障信号、***故障信号、倒车蜂鸣频率信号、倒车距离信号等发送到LIN2总线上。
二、LIN总线的硬件电路实现:
以下以前灯光控制器为例介绍其硬件电路实现方式:(如图11所示)
由于车身控制对数据传输速度要求不高,以及出于成本及性能可靠性等方面综合考虑,此硬件电路的微控制器采用飞思卡尔的8位汽车专用微处理器,型号为MC9S08AW。
所有灯负载的功率驱动芯片采用飞思卡尔的MC3389。
大灯调节及大灯清洗电机的驱动芯片选用飞思卡尔的MC3388。
LIN总线收发器选用恩智浦的TJA1020。
LIN总线接口电路图如图12所示。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1、一种基于LIN总线的车身控制***,其特征在于:所述的车身控制***包括LIN1总线子***(1)和LIN2总线子***(2);其中,所述的LIN1总线子***(1)包括与前车身控制器(3)、主驾驶门控制器(5)、副驾驶门控制器(6)、前车灯控制器(7)、车身防盗控制器(8)、自动雨刮控制器(9)连接的节点;所述的LIN2总线子***(2)包括与后车身控制器(4)、后车灯控制器(10)、左后门控制器(11)、右后门控制器(12)、倒车雷达控制器(13)连接的节点。
2、按照权利要求1所述的基于LIN总线的车身控制***,其特征在于:所述的前车身控制器和后车身控制器为CAN总线(14)上两个节点,所述的LIN1总线子***(1)和LIN2总线子***(2)所需的通讯信号通过CAN总线(14)进行传输。
3、按照权利要求1或2所述的基于LIN总线的车身控制***,其特征在于:所述的LIN1总线子***(1)与前车身控制器(3)连接的节点为LIN1总线子***(1)的主节点;所述的LIN1总线子***(1)与主驾驶门控制器(5)、副驾驶门控制器(6)、前车灯控制器(7)、车身防盗控制器(8)、自动雨刮控制器(9)连接的节点为LIN1总线子***(1)的从节点。
4、按照权利要求1或2所述的基于LIN总线的车身控制***,其特征在于:所述的LIN2总线子***(2)与后车身控制器(4)连接的节点为LIN2总线子***(2)的主节点;所述的LIN2总线子***(2)与后车灯控制器(10)、左后门控制器(11)、右后门控制器(12)、倒车雷达控制器(13)连接的节点为LIN2总线子***(2)的从节点。
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