1 前语
跟着对车辆舒适性要求的进步和更多辅佐智能功用的呈现,ECU单元、执行器、传感器很多添加,为了约束线束的分量和确保各电控单元的和谐作业,进行车身的网络化规划是必要的。
考虑到数据传输速率、协议机制、可靠性、容错性和本钱的要求,车内网络的类型依赖于它们的使用领域,不同网络类型的介绍和使用见表1。
从国际上的技能趋势剖析,集中式操控正在向分布式操控开展,这样不可避免带来体系本钱的添加,LIN网络作为CAN网络的一个弥补,选用单线传输有用处理了本钱问题,车身总线网络成为CAN和LIN的混合网络。
2 体系的功用和结构
本项目开发的车身总线体系功用首要包含电动车窗操控(带有防夹功用)、中心集控锁(带有遥控功用)、防盗报警、电动后视镜、雨刮器/洗刷泵操控及后视镜除霜等,整个体系包含5个节点,选用低速CAN通讯,波特率为100kbit/s,信息编码选用SAEJ1939编码规矩。体系的结构结构如图1。
其间中心操控器作为一个网关,收集各种开关和传感器信号,经过CAN总线通讯,和谐整个体系的作业。
3 中心操控器的硬件规划
3.1 中心操控器
中心操控器的中心单元选用的是freescale的Mc68HC08AZ60,该芯片内部带有60K的flash mem-ory ;2K的RAM,1K的eeprom用于体系保存毛病信息而且有SPI模块和外围的智能芯片通讯,增强的SCI模块完成LIN总线通讯和8位的A/D模块,CAN操控器和定时器单元。中心操控器的硬件结构示意图如图2 。
3.2 输入量的调度和收集模块
体系需求收集的输入量包含脉冲量、开关量和模仿量。开关量包含组合灯火开关,前雨刷开关,洗刷泵开关,车内灯开关和起动钥匙等很多的开关信号,为了节省体系资源,选用了MC33993触点监测模块来扩展体系的I/O口,MC33993具有22路输入,其间8路能够装备成接地或许接电源,其他14路为接地开关监测,经过SPI与微操控器通讯,而且能够开关电平跳变触发中止唤醒,因为是接地检测,无需选用光电阻隔,极大的节省了资源,增强了体系的EMC功用。如图3
车内温度等模仿量传感器由中心操控器供电,与外部信号经电气阻隔,经过低通滤波进人体系A/D模块,因而可有用地避免外部搅扰。
3.3 车速信号的收集
车速信号能够从外表输出得到,也能够收集车速传感器器信号,装置在变速器上的车速传感器每转一圈发生一个脉冲信号,经过阻隔、电平转化和整形后,进人TPU通道。TPU作业于输人跳变计数(ITC)形式,经过2次跳变的时间差来检测车速信号。需求留意的是车速传感器可能是共用的,在规划过程中需求考虑从传感器拉出电流的巨细,如图4所示。
3.4 通讯接口模块
为了完成整车有用操控和办理,各操控器之间需求信息同享,因而本体系的一切信息交流都选用CAN总线和部分的LIN总线。低速CAN总线物理接口选用了体系集成电源模块MC33889,其内部集成了低速CAN驱动器,而且供给体系5V的电源,与微操控器之间选用SPI通讯能够装备模块的功用。LIN总线通讯选用了LIN2.0规范,驱动芯片为MC33399,单线传输信号电平为12V.3.5功率驱动模块和电源模块功率驱动首要是车内灯火和电机驱动,包含雨刷电机和洗刷泵电机。本规划选用的是根据VMOS管的智能驱动芯片MC33286和MC33486,MC33286具有2路输出,每一路具有6A输出电流,而且具有短路、过温文过压等毛病维护功用,毛病信息可经过电流反应标志端由微操控器读取。MC33486具有2路输出,每一路具有10A输出电流。这有利于体系的毛病检测和进步体系的安全可靠性。
体系为了下降本钱,没有选用DC-DC电源阻隔,而是选者了体系集成电源模块MC33889,内部集成了CAN驱动器,而且具有硬件看门狗功用,一起有2路的唤醒输人和两路5V输出,可装备作业在4种形式(调式、正常、睡觉、中止)下,满意体系的需求,下降功耗和增强体系的抗搅扰功用。
4 体系的电磁兼容和可靠性规划
因为中心操控器接近焚烧体系,电磁搅扰较大,在电源模块上装置了屏蔽壳,在电路中参加滤波和去耦%&&&&&%。在电路规划、元器材安置和布线时,严厉依照电磁兼容(EMC)的规划准则。电路板选用模块化规划,模仿电路、数字电路和功率电路独立安置,用地线将数字区与模仿区阻隔,尽可能把搅扰源与灵敏器材(如单片机、存储器等)远离。尽量选用集成度高和外表装置的元器材,以削减元器材数目、减小元件之间的连线长度、电路板的面积与高度,使印刷电路板布局简略,因而大大下降了毛病率和受搅扰的可能性。
因为MC68HC908AZ60支撑高档编程言语,软件能够方便地选用分层结构和模块化的规划思维,以及实时多任务的机制,因而可有用地进步体系的可靠性和实时性。除此之外,在细节上采取了以下办法:对模仿量选用畸值除掉和一阶递推滤波算法;对开关信号延时、防抖和屡次校验来避免误操作;对操控量选用冗余技能确保操作的可靠性;对CAN上承受和发送的数据用阀值进行约束并判别其有用性;选用Watch Dog和软件圈套来进步软件运转异常时的自恢复才能