CN101697068A - 基于can总线的车身控制*** - Google Patents

Abstract

一种基于CAN总线的车身控制***，包括复数个硬件结构相同的控制模块，每个控制模块包括单片机、开关量采集电路、传感器信号采集电路、信号调理电路、智能驱动电路、电量检测电路、电源管理电路、CAN接口电路、存储器及看门狗。开关量采集电路采集驾驶室传来的开关信号后送入单片机；传感器信号采集电路对各种传感器传来的模拟信号进行采集，然后送入信号调理电路；信号调理电路将传感器模拟信号进行处理后送入单片机；单片机对开关量及传感器信号进行进一步的计算和处理，并根据结果进行相应的输出；智能驱动电路接收单片机的控制信号，驱动车载受控对象。本发明的优点在于：简化整车的供电***、方便电气布线，并且性能安全可靠、实现智能化控制。

Description

基于CAN总线的车身控制***

【技术领域】

本发明是关于一种汽车车身控制***，特别是指一种基于CAN总线的车身控制***。

【背景技术】

随着汽车电子技术的不断发展，汽车上各种电子控制单元的数目不断增加，连接导线显著增加，因而提高控制单元间通讯可靠性和降低导线成本已成为迫切需要解决的问题。

随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动***控制，从行驶、制动、转向***控制到安全保证***及仪表报警***，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气***形成一个复杂的大***，并且都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。

从布线角度分析，传统的电气***大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线***。据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。

汽车控制***中包括电控燃油喷射***、电控传动***、防抱死制动***(ABS)、防滑控制***(ASR)、废气再循环控制、巡航***和空调***等子***。为了满足各子***的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN总线正是为满足这些要求而设计的。

目前国内的汽车电子各个部件，相互独立，灯光，电机等负载的驱动大都采用继电器，不具备故障保护，诊断，恢复功能。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种简化整车的供电***、方便电气布线，并且性能安全可靠、实现智能化控制的的基于CAN总线的车身控制***。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于CAN总线的车身控制***，包括复数个控制模块，所述每个控制模块具有相同的硬件结构，每个控制模块包括单片机、开关量采集电路、传感器信号采集电路、信号调理电路、智能驱动电路、电量检测电路、电源管理电路、CAN接口电路、存储器及看门狗；

其中传感器信号采集电路的输出端连接到信号调理电路的输入端，开关量采集电路、信号调理电路、智能驱动电路、电量检测电路、电源管理电路、CAN接口电路、存储器及看门狗均连接到单片机；

开关量采集电路采集驾驶室传来的开关信号，再进入单片机进行处理；传感器信号采集电路对各种传感器传来的模拟信号进行采集，采集后的信号输入信号调理电路；信号调理电路将传感器采集电路传来的模拟信号进行处理后送入单片机；单片机对开关量采集电路采集的开关量及传感器信号采集电路采集的传感器信号进行进一步的计算和处理，并根据得到的结果进行相应的输出；智能驱动电路接收单片机的控制信号，驱动车载受控对象；电量检测电路采集蓄电池的电压值，再输出到单片机进行AD转换，当蓄电池的电压小于设定阈值的时候，单片机自动进行报警；电源管理电路为整个控制模块提供需要的电压源；存储器及开门狗为***提供外部的存储器以及提供硬件看门狗；

所述单片机的控制流程包括下述步骤：

开始于步骤1；

步骤2：初始化定时器、端口、CAN接口电路；

步骤3：开定时器中断；

步骤4：读取开关量输入；

步骤5：设置CAN数据寄存器；

步骤6：根据输入开关量设置输出；

步骤7：：判断故障检测定时是否到，如果到，进入步骤8，否则进入步骤10；

步骤8：进行故障检测；

步骤9：将故障代码写入CAN数据寄存器；

步骤10：判断CAN发送定时是否到，如果到了，进入步骤11，否则返回步骤4；

步骤11：发送CAN数据，然后返回步骤4，进行循环。

本发明一种基于CAN总线的车身控制***的优点在于：

A.简化整车的供电***，方便电气布线

由于改变了控制方式，取消了大部分继电器和熔断丝。整车线束减少20％～40％(发动机线基本保持不变，前围线减少20％～30％，底板线减少30％～40％)。

B.性能安全可靠

模块内可以采用智能电子开关取代继电器，实现驱动无触点化，减少电磁干扰，延长使用寿命。且模块内可以采用自恢复保险丝，取代熔断丝，具有过载保护和自动恢复的功能。可进行故障诊断、报警和记录。既保证了整车电气的可靠性，又增强了可维护性。如：灯丝烧断后会提醒司机更换。开关向主控模块发送信号，通过开关的电流很低(mA级)，大大延长了开关的使用寿命。

C.智能化控制

可以通过软件实现很多智能化的功能。

D.很强的可扩展性

传统的每增加一项新电器，汽车线束都要重新开发。采用CAN总线后，新电器可以方便地挂接在***上，只需要改动少量线束。

E.简化生产工艺，减少生产成本

由于总线***配置灵活、易于扩展，当增加电器或车辆改型时只需改动少量软件和线束。甚至在开发新车型时，也只要做少量改动。

F.较低的维护、维修费用

由于总线***自带故障检测、报警和记录功能，所以对整车电气***的维护和维修非常方便。整车厂可以减少维修人员培训和购买设备等的费用。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明一种基于CAN总线的车身控制***的其中一个控制模块原理方框图。

图2是图1中标控制模块的控制流程图。

【具体实施方式】

本发明一种基于CAN总线的车身控制***包括复数个控制模块，所述控制模块的数量由车型及所控电器的数量来决定。每个控制模块具有相同的硬件结构，只要对软件进行相应的修改就可以控制不同的对象。

如图1所示，每个控制模块包括单片机、开关量采集电路、传感器信号采集电路、信号调理电路、智能驱动电路、电量检测电路、电源管理电路、CAN接口电路、存储器及看门狗。

其中传感器信号采集电路的输出端连接到信号调理电路的输入端，开关量采集电路、信号调理电路、智能驱动电路、电量检测电路、电源管理电路、CAN接口电路、存储器及看门狗均连接到单片机。

下面对控制模块的每个组成部分的功能进行介绍：

1、开关量采集电路：

主要功能是采集驾驶室传来的开关信号，为了提高信号的质量，采用了光耦隔离，经过光耦的信号再进入单片机进行处理。

2、传感器信号采集电路：

功能是对各种传感器传来的模拟信号进行采集，采集后的信号输入信号调理电路。

3、信号调理电路：

功能是将传感器采集电路传来的模拟信号进行处理，包括放大、整形、滤波等等，使输出的信号满足单片机的要求。

4、单片机：

功能是对开关量采集电路采集的开关量及传感器信号采集电路采集的传感器信号进行进一步的计算和处理，并根据得到的结果进行相应的输出，包括驱动信息、诊断信息等等，这个部分是整个模块的核心。

5、智能驱动电路：

功能是接收单片机的控制信号，驱动车载受控对象。智能驱动电路采用了智能功率器件(BTS426)来取代传统的继电器和保险丝，可以进行短路、断路保护及诊断。

6、电量检测电路：

主要功能是采集蓄电池的电压值，再输出到单片机进行AD转换，当蓄电池的电压小于设定阈值的时候，单片机可以自动进行报警。

7、电源管理电路：

主要功能是为整个控制模块提供需要的各种稳定的电压源。

8、存储器及开门狗：

主要由芯片X5043组成，主要功能有两个：一是为***提供外部的存储器，用来存储里程、时间等数据；二是提供硬件看门狗，***死机或程序跑飞的时候可以自动进行***重启。

请参阅图2所示，本发明基于CAN总线的车身控制***的控制模块中的单片机的控制流程包括下述步骤：

开始于步骤1；

步骤2：初始化定时器、端口、CAN接口电路；

步骤3：开定时器中断；

步骤4：读取开关量输入；

步骤5：设置CAN数据寄存器；

步骤6：根据输入开关量设置输出；

步骤7：：判断故障检测定时是否到，如果到，进入步骤8，否则进入步骤10；

步骤8：进行故障检测；

步骤9：将故障代码写入CAN数据寄存器；

步骤10：判断CAN发送定时是否到，如果到了，进入步骤11，否则返回步骤4；

步骤11：发送CAN数据，然后返回步骤4，进行循环。

Claims (1)

1.一种基于CAN总线的车身控制***，其特征在于：包括复数个控制模块，所述每个控制模块具有相同的硬件结构，每个控制模块包括单片机、开关量采集电路、传感器信号采集电路、信号调理电路、智能驱动电路、电量检测电路、电源管理电路、CAN接口电路、存储器及看门狗；

其中传感器信号采集电路的输出端连接到信号调理电路的输入端，开关量采集电路、信号调理电路、智能驱动电路、电量检测电路、电源管理电路、CAN接口电路、存储器及看门狗均连接到单片机；

开关量采集电路采集驾驶室传来的开关信号，再进入单片机进行处理；传感器信号采集电路对各种传感器传来的模拟信号进行采集，采集后的信号输入信号调理电路；信号调理电路将传感器采集电路传来的模拟信号进行处理后送入单片机；单片机对开关量采集电路采集的开关量及传感器信号采集电路采集的传感器信号进行进一步的计算和处理，并根据得到的结果进行相应的输出；智能驱动电路接收单片机的控制信号，驱动车载受控对象；电量检测电路采集蓄电池的电压值，再输出到单片机进行AD转换，当蓄电池的电压小于设定阈值的时候，单片机自动进行报警；电源管理电路为整个控制模块提供需要的电压源；存储器及开门狗为***提供外部的存储器以及提供硬件看门狗；

所述单片机的控制流程包括下述步骤：

开始于步骤1；

步骤2：初始化定时器、端口、CAN接口电路；

步骤3：开定时器中断；

步骤4：读取开关量输入；

步骤5：设置CAN数据寄存器；

步骤6：根据输入开关量设置输出；

步骤7：：判断故障检测定时是否到，如果到，进入步骤8，否则进入步骤10；

步骤8：进行故障检测；

步骤9：将故障代码写入CAN数据寄存器；

步骤10：判断CAN发送定时是否到，如果到了，进入步骤11，否则返回步骤4；

步骤11：发送CAN数据，然后返回步骤4，进行循环。

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